Nieuw onderzoek onder leiding van ruimtewetenschappers van de Universiteit van Leicester heeft onthuld hoe de temperatuur in de atmosfeer van Neptunus de afgelopen twee decennia onverwacht heeft gefluctueerd.
De studie, die vandaag (maandag) is gepubliceerd in Planetary Science Journal, maakte gebruik van waarnemingen in thermisch-infrarode golflengten buiten het zichtbare lichtspectrum, waardoor de warmte die door de atmosfeer van de planeet wordt uitgestraald, effectief werd gedetecteerd.
Een internationaal team van onderzoekers, waaronder wetenschappers van Leicester en NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL), combineerde alle bestaande thermische infraroodbeelden van Neptunus die gedurende bijna twee decennia van meerdere observatoria waren verzameld. Deze omvatten de Very Large Telescope van de European Southern Observatory en de Gemini South-telescoop in Chili, samen met de Subaru Telescope, Keck Telescope en de Gemini North-telescoop, allemaal in Hawaï, en spectra van NASA’s Spitzer Space Telescope.
Door de gegevens te analyseren, konden de onderzoekers een completer beeld krijgen van trends in de temperaturen van Neptunus dan ooit tevoren.
Maar tot verbazing van de onderzoekers tonen deze collectieve datasets een afname in de thermische helderheid van Neptunus sinds de start van betrouwbare thermische beeldvorming in 2003, wat aangeeft dat de wereldwijd gemiddelde temperaturen in de stratosfeer van Neptunus – de laag van de atmosfeer net boven de actieve weerlaag – hebben gedaald met ongeveer 8 graden Celsius (14 graden Fahrenheit) tussen 2003 en 2018.
Dr. Michael Roman, postdoctoraal onderzoeksmedewerker aan de Universiteit van Leicester en hoofdauteur van het artikel, zei:
“Deze verandering was onverwacht. Aangezien we Neptunus hebben geobserveerd tijdens de vroege zuidelijke zomer, zouden we verwachten dat de temperaturen langzaam warmer worden, niet kouder.”
advertentie
Neptunus heeft een axiale helling en ervaart dus seizoenen, net als de aarde. Gezien zijn grote afstand tot de zon, doet Neptunus er echter meer dan 165 jaar over om een baan rond zijn moederster te voltooien, en dus veranderen de seizoenen langzaam en duren ze elk meer dan 40 aardse jaren.
Dr. Glenn Orton, Senior Research Scientist bij JPL en co-auteur van de studie, merkte op:
“Onze gegevens beslaan minder dan de helft van een Neptunus-seizoen, dus niemand verwachtte grote en snelle veranderingen.”
Maar op de zuidpool van Neptunus onthullen de gegevens een andere en verrassend dramatische verandering. Een combinatie van waarnemingen van Gemini North in 2019 en Subaru in 2020 onthullen dat de polaire stratosfeer van Neptunus tussen 2018 en 2020 met ongeveer 11?C (~20?F) is opgewarmd, waardoor de vorige wereldwijd gemiddelde afkoelingstrend wordt omgekeerd. Een dergelijke polaire opwarming is nog nooit eerder op Neptunus waargenomen.
De oorzaak van deze onverwachte stratosferische temperatuurveranderingen is momenteel onbekend, en de resultaten dagen wetenschappers uit om de atmosferische variabiliteit van Neptunus te begrijpen.
advertentie
Dr. Roman vervolgde:
“Temperatuurvariaties kunnen verband houden met seizoensveranderingen in de atmosferische chemie van Neptunus, die kunnen veranderen hoe effectief de atmosfeer afkoelt.
“Maar willekeurige variabiliteit in weerpatronen of zelfs een reactie op de 11-jarige zonneactiviteitscyclus kan ook een effect hebben.”
Er is eerder gesuggereerd dat de 11-jarige zonnecyclus (gekenmerkt door periodieke variatie in de activiteit van de zon en zonnevlekken) de zichtbare helderheid van Neptunus beïnvloedt, en de nieuwe studie onthult een mogelijke, maar voorlopige, correlatie tussen de zonneactiviteit, stratosferische temperaturen en de aantal heldere wolken gezien op Neptunus.
Vervolgwaarnemingen van temperatuur en bewolking zijn nodig om een eventuele samenhang in de komende jaren verder te kunnen beoordelen.
Antwoorden op deze mysteries en meer zullen komen van de James Webb Space Telescope (JWST), die later dit jaar beide ijsreuzen, Uranus en Neptunus, gaat observeren.
Leigh Fletcher, hoogleraar Planetaire Wetenschappen aan de Universiteit van Leicester, zal dergelijke waarnemingen leiden met toegewezen tijd van JWST’s reeks instrumenten. Professor Fletcher, ook een co-auteur van deze studie, zei:
“De voortreffelijke gevoeligheid van het mid-infraroodinstrument van de ruimtetelescoop, MIRI, zal ongekende nieuwe kaarten van de chemie en temperaturen in de atmosfeer van Neptunus opleveren, waardoor de aard van deze recente veranderingen beter kan worden geïdentificeerd.”
Deze studie werd gefinancierd door een subsidie van de European Research Council aan de Universiteit van Leicester, bekend als GIANTCLIMES. Dit project heeft eerder langetermijnveranderingen in atmosferische temperaturen en wolken op de gasreuzen, Jupiter en Saturnus, ontdekt en leverde de eerste kaarten van de stratosferische temperaturen van Uranus. GIANTCLIMES heeft de weg vrijgemaakt voor nieuwe ontdekkingen op alle vier de reuzenplaneten van JWST in de komende jaren.
Andere co-auteurs van dit werk zijn Thomas Greathouse (Southwest Research Institute), Julianne Moses (Space Science Institute), Naomi Rowe-Gurney (Howard University / NASA Goddard Space Flight Center), Patrick Irwin (Oxford), Arrate Antuñano (UPV/ EHU), James Sinclair (JPL), Yasumasa Kasaba (Tohoku University), Takuya Fujiyoshi (Subaru Telescope), Imke de Pater (UC Berkeley) en Heidi Hammel (Association of Universities for Research in Astronomy).
‘Sub-Seasonal Variation in Neptune’s Mid-Infrared Emission’ is gepubliceerd in Planetary Science Journal.
lees het gehele artikel bij de bron
Samenvatting: Nieuw onderzoek heeft aangetoond hoe de temperatuur in de atmosfeer van Neptunus de afgelopen twee decennia onverwacht heeft gefluctueerd.
Datum van publicatie: 16 april 2022
Bron: Wetenschap | Al het topnieuws — ScienceDaily