Міжнародна група астрономів використовувала наземні телескопи, в тому числі Дуже великий телескоп Європейської південної обсерваторії (ESO VLT), для відстеження температури атмосфери Нептуна протягом 17-річного періоду. Вони виявили несподіване падіння глобальної температури Нептуна, за яким послідувало різке потепління на його південному полюсі.
«Ця зміна була несподіваною», - говорить Майкл Роман, науковий співробітник Університету Лестера і провідний автор дослідження. «Оскільки ми спостерігали за Нептуном на початку літа в південній півкулі, ми очікували, що температура буде повільно підвищуватися, а не знижуватися».
Як і Земля, Нептун відчуває зміну часів року, коли обертається навколо Сонця. Однак літній сезон на Нептуні триває близько 40 років, а один рік Нептуна триває 165 земних років. З 2005 року в південній півкулі Нептуна настало літо, і астрономи прагнули побачити, як змінюється температура після південного літнього сонцестояння.
Астрономи вивчили майже 100 теплових інфрачервоних зображень Нептуна, зроблених за 17-річний період, щоб зібрати воєдино загальні тенденції зміни температури планети більш докладно, ніж коли-небудь раніше.
Ці дані показали, що, незважаючи на настання літа, велика частина планети за останні два десятиліття поступово охолола. Середня глобальна температура Нептуна впала на 8 ° C у період з 2003 по 2018 рік.
Потім астрономи були здивовані, виявивши різке потепління південного полюса Нептуна протягом останніх двох років їх спостережень, коли в період з 2018 по 2020 рік температура швидко зросла на 11 ° C. Хоча теплий полярний вихор Нептуна відомий вже багато років, таке швидке потепління ніколи раніше не спостерігалося на планеті.
Астрономи вимірювали температуру Нептуна за допомогою тепловізійних камер, які фіксують інфрачервоне світло, що випромінюється астрономічними об'єктами. Для свого аналізу команда об'єднала всі існуючі зображення Нептуна, зібрані за останні два десятиліття за допомогою наземних телескопів.
Вони досліджували інфрачервоне світло, яке випромінює шар атмосфери Нептуна, що називається стратосферою. Це дозволило вченим скласти картину температури Нептуна і її змін протягом частини його літа.
Оскільки Нептун знаходиться приблизно в 4,5 мільярдах кілометрів від Сонця і він дуже холодний, а середня температура планети досягає близько -220 ° C, вимірювання її температури з Землі - непросте завдання.
«Цей тип дослідження можливий тільки з чутливими інфрачервоними зображеннями з великих телескопів, таких як VLT, які можуть чітко спостерігати за Нептуном, а вони були доступні тільки протягом останніх 20 років або близько того», - кажуть вчені.
Близько однієї третини всіх зображень були зроблені приладом VLT Imager and Spectrometer for mid-InfraRed (VISIR) на VLT ESO в пустелі Атакама в Чилі. Через розмір і висоту дзеркала телескопа він має дуже високу роздільну здатність і якість даних, пропонуючи найчіткіші зображення Нептуна.
Астрономи також використовували дані космічного телескопа НАСА «Спітцер» і зображення, зроблені телескопом «Джеміні Південь» у Чилі, а також телескопом «Субару», телескопом Кека і телескопом «Джеміні Північ» на Гаваях.
Оскільки коливання температури Нептуна були такими несподіваними, астрономи поки не знають, що могло їх викликати. Вони можуть бути пов'язані зі змінами в стратосферній хімії Нептуна, випадковими погодними умовами або навіть сонячним циклом.
У найближчі роки будуть потрібні додаткові спостереження, щоб вивчити причини цих коливань. Майбутні наземні телескопи, такі як Надзвичайно великий телескоп ESO (ELT), зможуть більш детально спостерігати подібні температурні зміни, а космічний телескоп Джеймс Вебб надасть нові безпрецедентні карти хімічного складу і температури в атмосфері Нептуна.
Дослідження опубліковано в The Planetary Science Journal.
