Rejtélyes módon ingadozik a hőmérséklet a Neptunuszon

A távoli Neptunusz, amely a Föld távolságának mintegy harmincszorosával kering a Nap körül, ennek megfelelően hosszú idő alatt teszi meg a csillag körüli útját: körülbelül 165 földi év, ami azt jelenti, hogy a Neptunuszon minden évszak több mint 40 földi évig tart.

Jelenleg a Neptunusz déli féltekéje egy négy évtizedes nyár kellős közepén van, de a tudósok nem tudják teljesen megmagyarázni, hogy a hőmérséklet miért nem melegszik – legalábbis nem olyan fokozatosan, ahogyan azt feltételeznénk.

Egy új tanulmány, amely 17 évnyi, a Neptunusz hőmérsékletére vonatkozó megfigyeléseket gyűjtött össze, inkább az ellenkezőjét mutatja: a mérések rejtélyes módon 2003 és 2018 között globálisan átlagosan mintegy 8 fokos csökkenést jeleznek, amit a légköri sugárzás 2003-tól kezdődő jelentős csökkenése is bizonyít.

„Ez a változás váratlan volt. Mivel a Neptunuszt a kora déli nyár folyamán figyeltük meg, arra számítottunk, hogy a hőmérséklet lassan melegszik, nem pedig hidegebb lesz”

– idézi Michael Roman bolygókutatót, a brit Leicesteri Egyetem munkatársát a ScienceAlert.

A Neptunusz légköri hőmérsékletére vonatkozó megbízható adatok gyűjtése nem a legkönnyebb feladat, tekintve, hogy ez a hideg bolygó milyen messze van a Földtől. Igazából csak a századforduló óta lehetséges ilyen méréseket végezni, az újabb űrteleszkópok érzékeny infravörös méréseinek megjelenésével. Ezek egyike az Európai Déli Obszervatórium Nagyon Nagy Távcsövén (VLT) elhelyezett VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared), amely az infravörös fénykibocsátás szintje alapján képes következtetni a hőmérsékletre.

A Neptunusz infravörös sugárzásának tanulmányozásához Roman és csapata a bolygó közel 100 hőtani megfigyelését elemezte, amelyek közül sokat a VISIR rögzített, de a NASA Spitzer űrteleszkópjának, valamint számos chilei és hawaii földi távcsőnek az adatait is.

Az eredmények, amelyek a Neptunuszról jelenleg rendelkezésre álló, a közép-infravörös spektrumban készült földi felvételek eddigi legnagyobb összeállítását jelentik, arra utalnak, hogy a Neptunusz sztratoszférájának hőmérséklete a vizsgált időszak nagy részében (a nyári időszak ellenére) lehűlt, bár a 2018 és 2020 közötti kibocsátás késői kitörése arra utal, hogy a légkör ekkor gyorsan, mindössze két év alatt mintegy 11 fokkal melegedett.

Hogy a Neptunusz légköri hőmérséklete miért ingadozik ilyen váratlanul az évszakok közepén, abban nem lehetünk teljesen biztosak, de a kutatók szerint a légkör kémiájában bekövetkező változások állhatnak a megfigyelt ingadozások mögött.

„Míg a metán elnyeli a napfényt és melegíti a légkört, addig a fotokémiailag előállított szénhidrogének – elsősorban az etán és az acetilén – erős infravörös sugárzók, amelyek a sztratoszféra hűtését szolgálják. Az egyensúly e sugárzásos melegítés és hűtés között a fotokémiai szénhidrogének mennyiségének változásával változik”

– magyarázzák a kutatók a tanulmányukban.

A Szaturnusz hőmérsékletét vizsgáló korábbi kutatások megállapították, hogy a légköri felhőkben lévő vegyi anyagok kölcsönhatása befolyásolhatja a hőmérsékletet, ami a maximális napsugárzás előtt hőmérsékleti csúcsokhoz vezet, és lehetséges, hogy valami hasonló történik itt is.

„Mindazonáltal, tekintettel a Neptunusz 165 éves keringési idejére, az évszakos változások várhatóan évtizedek alatt fokozatosan következnek be. A 2018 és 2020 között megfigyelt gyors változások meglepően gyorsnak tűnnek a szezonális reakcióhoz képest... Úgy tűnik, hogy a Neptunusz légkörében további folyamatok működnek szubszezonális időskálán, regionális és globális léptékben egyaránt”

– teszik hozzá a kutatók.

Egy másik magyarázat lehet az időjárás változása, ami hatással lehet a légköri felhők összetételére és kémiájára, beleértve a Neptunuszon megfigyelhető sötét örvények hatását is, ami a bolygó egy másik rejtélye, amit még mindig nem ismerünk.

A kutatók szerint a napáramlás is megfontolandó, megjegyezve, hogy a Nap aktivitási ciklusa által előidézett sugárzási változások valahogyan fotokémiai változásokat idézhetnek elő a Neptunusz légkörében, ami ismét magyarázatot adhat az általunk látott hőmérséklet-ingadozásokra.

Annyi biztos, hogy még sok további kutatásra lesz szükségünk ahhoz, hogy a végére járjunk ezeknek a meglepő mérési eredményeknek – ez csak a legújabb rejtély, amely ezzel a homályos, távoli világgal kapcsolatos.

„Azt hiszem, a Neptunusz önmagában is nagyon érdekes sokunk számára, mert még mindig olyan keveset tudunk róla. Mindez arra utal, hogy a Neptunusz légköréről és annak időbeli változásairól bonyolultabb képet kapunk”

– mondja Roman.

Nyitókép: Shutterstock / Vadim Sadovski