eso2206sv — Pressmeddelande (forskning)

ESO-teleskop fångar oväntade temperaturvariationer på Neptunus

11 april 2022, Skurup

Ett internationellt forskarlag har använt markbaserade teleskop, däribland Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT), för att följa temperaturvariationer i Neptunus atmosfär under en 17-årsperiod. Forskarna fann en oväntad minskning av Neptunus globala temperatur, följt av en dramatisk uppvärmning av dess sydpol.

“Denna förändring var oväntad” säger Michael Roman, forskarassistent vid University of Leicester, Storbritannien, och försteförfattare på den artikel som publiceras i dag i The Planetary Science Journal. “Eftersom vi observerade Neptunus under tidig sommar på dess södra halvklot förväntade vi oss att temperaturerna långsamt skulle stiga, snarare än att sjunka.”

 

Precis som jorden har Neptunus årstider under sitt omlopp kring solen.Men eftersom planetens omloppstid kring solen är 165 jordår varar en årstid på Neptunus cirka 40 jordår. Sedan 2005 har det varit sommar på Neptunus södra halvklot och astronomerna var nyfikna på hur temperaturen i atmosfären skulle förändras efter vårdagjämningen.

 

Forskarna studerade över 100 bilder av planeten tagna i termiskt infrarött ljus under 17 års tid, för att få en bättre förståelse av temperaturutvecklingen än någonsin tidigare. Observationerna visade att huvuddelen av molntäcket blev kallare under perioden, trots att den sydliga sommaren hade börjat. Den globala medeltemperaturen på Neptunus sjönk 8 grader mellan 2003 och 2018.

 

Astronomerna blev också överraskade av en dramatisk uppvärmning vid dess sydpol som har skett under de senaste två åren, med en temperaturökning av 11 grader mellan 2018 och 2020. Även om Neptunus varma polvirvel har varit känd under många år är så stora uppvärmningar av polarområdena inte kända på planeten sedan tidigare.

 

“Våra data sträcker sig över bara en halv Neptunusårstid, så det var ingen som förväntade sig så snabba och drastiska förändringar” säger Glenn Orton, medförfattare till artikeln och seniorforskare vid Caltechs Jet Propulsion Laboratory (JPL) i USA.

 

Astronomerna studerade Neptunus temperatur med hjälp av värmekameror som mäter den infraröda strålningen som sänds ut av astronomiska objekt. Den observerade strålningen kommer från en nivå i atmosfären som kallas stratosfären. I analysen sammanställdes alla bilder av planeten som tagits med jordmbaserade teleskop under de senaste två årtiondena. Dessa data gav en bra bild av temperaturen och dess variationer under en del av den södra sommaren.

 

Eftersom Neptunus ligger på 4,5 miljarder kilometers avstånd från solen är den mycket kall, med en medeltemperatur av –220 °C. Att mäta dess temperatur är därför inte någon lätt uppgift. “Studier av detta slag är bara möjliga med känsliga infraröda kameror på stora teleskop som VLT, och sådana har bara funnits i omkring 20 års tid” säger Leigh Fletcher, professor vid University of Leicester.

 

Omkring en tredjedel av bilderna är tagna med VISIR-instrumentet (VLT Imager and Spectrometer for mid-InfraRed) på ESO:s VLT i den chilenska Atacamaöknen. Teleskopet producerar mycket detaljerade bilder med hög kvalitet tack vare dess stora spegel och höga höjd. Forskarna använde också data från NASA:s Spitzer Space Telescope och bilder från Gemini South-teleskopet i CHile, liksom Subaru-. Keck- och Gemini North-teleskopen, samtliga på Hawaii.

 

Forskarna vet ännu inte orsaken till de stora temperaturvariationerna. Det kan vara relaterat till förändringar i Neptunus stratosfäriska kemi, väderfenomen, eller till och med solcykeln. Fler observationer är nödvändiga under de kommande åren för att undersöka fenomenet ytterligare. Framtida observationer med markbaserade teleskop som ESO:s Extremely Large Telescope (ELT) skulle kunna observera temperaturförändringarna med större detaljskärpa, medan NASA/ESA/CSA:s rymdbaserade James Webb-teleskop kan bidra med nya kartor över kemin och temperaturen i atmosfären.

 

“Jag tror att många av oss tycker Neptunus är fascinerande enbart för att vi känner till så lite om den” säger Roman. “Allt pekar mot en mer komplex bild av Neptunus atmosfär och hur den varierar med tiden.”

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “Sub-Seasonal Variation in Neptune’s Mid-Infrared Emission” (doi:10.3847/PSJ/ac5aa4) i dag i tidskriften The Planetary Science Journal.

 

Forskarlaget utgörs av M. T. Roman och L. N. Fletcher (School of Physics and Astronomy, University of Leicester, Storbritannien), G. S. Orton (Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology, CA, USA), T. K. Greathouse (Southwest Research Institute, San Antonio, TX, USA), J. I. Moses (Space Science Institute, Boulder, CO, USA), N. Rowe-Gurney (Department of Physics and Astronomy, Howard University, Washington DC, USA; Astrochemistry Laboratory, NASA/GSFC, Greenbelt, MD, USA; Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, NASA/GSFC, Greenbelt, MD, USA), P. G. J. Irwin (University of Oxford Atmospheric, Oceanic, and Planetary Physics, Department of Physics Clarendon Laboratory, Oxford, Storbritannien), A. Antuñano (UPV/EHU, Escuela Ingernieria de Bilbao, Spanien), J. Sinclair (Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology, California, USA), Y. Kasaba (Planetary Plasma and Atmospheric Research Center, Graduate School of Science, Tohoku University, Japan), T. Fujiyoshi (Subaru Telescope, National Astronomical Observatory of Japan, HI, USA), I. de Pater (Department of Astronomy, University of California at Berkeley, CA, USA), och H. B. Hammel (Association of Universities for Research in Astronomy, Washington DC, USA).

 

Det Europeiska sydobservatoriet (ESO) möjliggör för astronomer världen över att utforska universums mysterier. Vi designar, konstruerar och driver markbaserade observatorier av yppersta världsklass – som astronomer använder för att besvara spännande och utmanande frågor och för att sprida astronomisk kunskap – och driver internationella samarbeten inom astronomin. ESO startade som en mellanstatlig organisation 1962 och har i dag 16 medlemsländer (Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike), tillsammans med Chile som värdland och Australien som en strategisk partner. ESO:s högkvarter och besökscenter med planetarium, ESO Supernova, ligger nära München i Tyskland, medan teleskopen är placerade i Atacamaöknen i Chile, en unik plats för astronomiska observationer. ESO driver tre observatorier i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope och Very Large Telescope Interferometer. Där finns även två kartläggningsteleskop: VISTA som arbetar i infrarött ljus och VLT Survey Telescope som observerar i synligt ljus. Vid Paranal kommer även ESO att placera och driva Cherenkov Telescope Array South, världens största och känsligaste gammastrålningsteleskop. Tillsammans med internationella partners driver ESO de två anläggningarna APEX och ALMA på Chajnantorplatån som observerar himlen i millimeter- och submillimetervåglängder. Vid Cerro Armazones, nära Paranal, bygger vi för närvarande ESO:s Extremely Large Telescope, ”världens största öga mot himlen”. Från kontoret i Santiago, Chile, stödjer vi verksamheten i landet och samverkar med det chilenska samhället och våra samarbetspartners.

Länkar

 

 

Kontakter

Johan Warell
Astronom och ESON-representant för Sverige
Skurup, Sverige
Tel: 0706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Michael Roman
School of Physics and Astronomy, University of Leicester
Leicester, UK
E-post: m.t.roman@leicester.ac.uk

Glenn Orton
Caltech’s Jet Propulsion Laboratory (JPL)
Pasadena, California, US
E-post: glenn.s.orton@jpl.nasa.gov

Leigh Fletcher
School of Physics and Astronomy, University of Leicester
Leicester, UK
Tel: + 44 (0)116 252 3585
E-post: leigh.fletcher@le.ac.uk

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 0
E-post: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2206 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.

Om pressmeddelandet

Pressmeddelande nr:eso2206sv
Namn:Neptune
Typ:Solar System : Planet : Feature : Atmosphere
Facility:Very Large Telescope
Instruments:VISIR
Science data:2022PSJ.....3...78R

Bilder

Värmebilder av Neptunus tagna mellan 2006 och 2020
Värmebilder av Neptunus tagna mellan 2006 och 2020
Värmebilder av Neptunus tagna mellan 2006 och 2020 (annan presentation)
Värmebilder av Neptunus tagna mellan 2006 och 2020 (annan presentation)
Neptunus fotograferad med VLT och Hubbleteleskopet
Neptunus fotograferad med VLT och Hubbleteleskopet

Videor

Utvecklingen av värmestrålningen från Neptunus
Utvecklingen av värmestrålningen från Neptunus