Кредит: Научный институт космического телескопа
Ледяной планета Уран, которая путешествует по солнцу, наступившей на бок, является странным и загадочным миром. Теперь, в беспрецедентном исследовании, охватывающем два десятилетия, исследователи, использующие космический телескоп Hubble НАСА. Это было возможно только из -за резкого разрешения Хаббла, спектральных возможностей и долговечности.
Результаты команды помогут астрономам лучше понять, как работает атмосфера Урана, и реагирует на изменение солнечного света. Эти долгосрочные наблюдения предоставляют ценные данные для понимания атмосферной динамики этого отдаленного ледяного гиганта, которые могут служить прокси для изучения экзопланет с одинаковым размером и композицией.
Когда Voyager 2 пролетел мимо Урана в 1986 году, он обеспечил крупным планета снимка планеты. То, что он видел, напоминало мягкий, сине-зеленый бильярд. Для сравнения, Хаббл рассказывал 20-летнюю историю сезонных изменений с 2002 по 2022 год. За этот период команда во главе с Эрихом Каркошкой из Университета Аризоны, а Ларри Сромовский и Пэт Фрай из Университета Висконсина использовал тот же инструмент хаббла, СПТИ (спецификации визуализации космической телятины), на рисование атмосфера.
Атмосфера Урана в основном водород и гелий, с небольшим количеством метана и следы воды и аммиака. Метан придает Урану голубую цвет, поглощая красные длины волн солнечного света.
Команда Хаббла наблюдала за Ураном четыре раза за 20-летний период: в 2002, 2012, 2015 и 2022 годах. Они обнаружили, что в отличие от условий на газовых гигантах Сатурн и Юпитер, метан не распределен по всему Урана. Вместо этого он сильно истощен рядом с полюсами. Это истощение оставалось относительно постоянным в течение двух десятилетий. Однако структура аэрозоля и дымки резко изменилась, значительно осветляя в северной полярной области, когда планета приближается к своему северному летнему солнцестоянию в 2030 году.
Урана требуется чуть более 84 земных лет, чтобы завершить одну орбиту солнца. Таким образом, в течение двух десятилетий команда Хаббла видела только в основном северной весной, когда солнце движется от сияния непосредственно над экватором Урана к сиянию почти прямо над своим северным полюсом в 2030 году. Наблюдения Хаббла предполагают сложные паттерны атмосферной циркуляции на Уране в течение этого периода. Данные, которые наиболее чувствительны к распределению метана, указывают на снижение в полярных регионах и поднялись в других регионах.
Команда проанализировала свои результаты несколькими способами. Столбцы изображения показывают изменение урана в течение четырех лет, которые СТИС наблюдала урана в течение 20-летнего периода. В течение этого периода времени исследователи наблюдали за время сезона Урана, когда Южный Полярный регион (слева) потемнел, входя в зимнюю тень, в то время как Северный Полярная область (справа) осветляется, когда он стал приходить в более прямой вид, когда приближается к северному лету.
Верхний ряд, в видимом свете, показывает, как цвет Урана кажется человеческому глазу, как видно даже через любительский телескоп.
Во втором ряду ложное изображение планеты собирается из видимых и ближних инфракрасных наблюдений. Цвет и яркость соответствуют количеству метана и аэрозолей. Обе эти величины нельзя различить до того, как ИППП Хаббла впервые были нацелены на Уран в 2002 году. Как правило, зеленые области указывают на меньшее количество метана, чем голубые области, а красные области не показывают метана. Красные области находятся в конечности, где стратосфера Урана почти полностью лишена метана.
Откройте для себя последние в науке, технологии и пространстве с более чем 100 000 подписчиков, которые полагаются на Phys.org для Daily Insights. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получите обновления о прорывах, инновациях и исследованиях, которые имеют значение — ежедневно или еженедельно.
Два нижних ряда показывают широту структуры аэрозолей и метана, выведенную из 1000 различных длин волн (цвета) от видимых до ближнего инфракрасного. В третьем ряду яркие области указывают более облачные условия, в то время как темные области представляют более четкие условия. В четвертом ряду яркие области указывают на истощенный метатан, в то время как темные области показывают полное количество метана.
В среднем и низком уровне аэрозоли и истощение метана имеют свою собственную широтную структуру, которая в основном не сильно изменилась в течение двух десятилетий наблюдения. Однако в полярных регионах аэрозоли и истощение метана ведут себя по -разному.
В третьем ряду аэрозоли вблизи Северного полюса демонстрируют драматическое увеличение, появляясь очень темным во время ранней северной весны, став очень ярко в последние годы. Аэрозоли также, кажется, исчезают на левой конечности, когда солнечное излучение исчезло. Это свидетельствует о том, что солнечное излучение меняет аэрозольную дымку в атмосфере Урана. С другой стороны, истощение метана, по -видимому, остается довольно высоким в обеих полярных регионах в течение периода наблюдения.
Астрономы будут продолжать наблюдать за Ураном, когда планета приближается к северному лету.
Информация от: научным институтом космического телескопа
