|
Почему Уран и Нептун разного цвета
|
|
|
|
Наблюдения с космического телескопа Хаббл, инфракрасного телескопа НАСА и обсерватории Gemini показывают, что избыточная дымка на Уране делает его бледнее, чем Нептун, и что темные пятна вызваны затемнением второго более глубокого слоя облаков/дымки. Теперь астрономы могут понять, почему похожие планеты Уран и Нептун имеют разные цвета. Используя наблюдения космического телескопа Хаббла, Инфракрасного телескопа НАСА и телескопа Gemini North, исследователи разработали единую модель атмосферы, которая соответствует наблюдениям за обеими планетами. Модель показывает, что избыточная дымка на Уране накапливается в застойной, вялой атмосфере планеты и делает его более светлым, чем Нептун.
|
|
|
|
Модель также показывает наличие второго, более глубокого слоя, который при затемнении может объяснять темные пятна в этих атмосферах, такие как знаменитое Большое темное пятно (GDS), наблюдаемое «Вояджером-2» в 1989 году. У Нептуна и Урана много общего — у них схожие массы, размеры и состав атмосферы, — но их внешний вид заметно различается. В видимом диапазоне длин волн Нептун имеет отчетливо более синий цвет, чем Уран, и у астрономов теперь есть объяснение, почему это может быть. Новое исследование предполагает, что слой концентрированной дымки, который существует на обеих планетах, на Уране толще, чем аналогичный слой на Нептуне, и «отбеливает» внешний вид Урана больше, чем у Нептуна. Если бы в атмосферах Нептуна и Урана не было дымки, они оба казались бы почти одинаково голубыми.
|
|
|
Этот вывод сделан на основе модели, разработанной международной командой под руководством Патрика Ирвина, профессора планетарной физики Оксфордского университета, для описания аэрозольных слоев в атмосферах Нептуна и Урана. Предыдущие исследования верхних атмосфер этих планет были сосредоточены на появлении атмосферы только на определенных длинах волн. Однако эта новая модель, состоящая из нескольких атмосферных слоев, соответствует наблюдениям с обеих планет одновременно в широком диапазоне длин волн. Новая модель также включает частицы дымки в более глубоких слоях, которые ранее считались содержащими только облака метана и сероводородных льдов. «Это первая модель, которая одновременно соответствует наблюдениям за отраженным солнечным светом от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного диапазона», — объясняет профессор Ирвин, ведущий автор статьи, представляющей этот результат в «Журнале геофизических исследований: планеты». «Это также первое объяснение разницы в видимых цветах между Ураном и Нептуном».
|
|
|
|
Модель команды состоит из трех слоев аэрозолей на разной высоте. Ключевым слоем, влияющим на цвета, является средний слой, представляющий собой слой частиц дымки (называемый в статье слоем Aerosol-2), который на Уране толще, чем на Нептуне. Команда подозревает, что на обеих планетах метановый лед конденсируется на частицах в этом слое, затягивая частицы глубже в атмосферу в виде дождя из метанового снега. Поскольку у Нептуна более активная и турбулентная атмосфера, чем у Урана, команда считает, что атмосфера Нептуна более эффективно взбивает частицы метана в слой дымки и производит этот снег. Это удаляет больше дымки и делает слой дымки на Нептуне тоньше, чем на Уране, делая Нептун более голубым, чем Уран.
|
|
|
|
«Мы надеялись, что разработка этой модели поможет нам понять облака и дымку в атмосферах ледяных гигантов», — комментирует Майк Вонг, астроном из Калифорнийского университета в Беркли и член группы, стоящей за этим результатом. «Объяснение разницы в цвете между Ураном и Нептуном было неожиданным бонусом!» Чтобы создать эту модель, команда профессора Ирвина проанализировала ряд наблюдений за планетами, охватывающих ультрафиолетовый, видимый и ближний инфракрасный диапазоны волн (от 0,3 до 2,5 микрометров), сделанных с помощью космического телескопа Хаббл НАСА/ЕКА, Инфракрасного телескопа НАСА, расположенного вблизи вершина Маунакеа на Гавайях и Северный телескоп Близнецов, также расположенный на Гавайях.
|
|
|
|
Модель также помогает объяснить темные пятна, которые время от времени видны на Нептуне и реже на Уране. Хотя астрономы уже знали о наличии темных пятен в атмосферах обеих планет, они не знали, какой аэрозольный слой вызывает эти темные пятна или почему аэрозоли в этих слоях обладают меньшей отражательной способностью. Исследование группы проливает свет на эти вопросы, показывая, что затемнение частиц в самом глубоком слое их модели приведет к появлению темных пятен, очень похожих на те, что видны на Нептуне и иногда на Уране.
|
|
|
|
Источник
|
