Шторм, который шире Атлантического океана, зародился в северном полушарии планеты и обнаружен Хабблом в 2018 году. Наблюдения через год показали, что он начал дрейфовать на юг к экватору, где ожидается, что такие штормы исчезнут из поля зрения. К удивлению наблюдателей, Хаббл заметил, что к августу 2020 года направление вихря изменилось, вернувшись к северу.
Хотя Хаббл отслеживал похожие темные пятна в течение последних 30 лет, такое непредсказуемое поведение атмосферы – нечто новое.
В равной степени озадачивает то, что шторм был не один. В январе этого года Хаббл заметил еще одно темное пятно меньшего размера, которое временно появилось рядом с его большим кузеном. Возможно, это был кусок гигантского вихря, который откололся, улетел и исчез в последующих наблюдениях.
«Мы рады этим наблюдениям, потому что этот меньший темный фрагмент потенциально является частью процесса разрушения темного пятна», – сказал Майкл Х. Вонг из Калифорнийского университета в Беркли. "Это процесс, который никогда не наблюдался. Мы видели, как несколько других темных пятен исчезают, и они исчезают, но мы никогда не видели, чтобы что-то нарушалось, хотя это предсказано компьютерным моделированием."
Большой шторм, который составляет 4600 миль в диаметре, является четвертым темным пятном, которое Хаббл наблюдал на Нептуне с 1993 года. Две другие темные бури были обнаружены космическим кораблем "Вояджер-2" в 1989 году, когда он пролетал над далекой планетой, но они исчезли до того, как Хаббл смог их наблюдать.
С тех пор только Хаббл обладал резкостью и чувствительностью в видимом свете, чтобы отслеживать эти неуловимые особенности, которые последовательно появлялись и затем исчезали в течение примерно двух лет каждая. Хаббл обнаружил этот последний шторм в сентябре 2018 года.
Злая погода
Темные вихри Нептуна – это системы высокого давления, которые могут образовываться в средних широтах и затем перемещаться к экватору.
Вначале они остаются стабильными из-за сил Кориолиса, которые заставляют штормы в северном полушарии вращаться по часовой стрелке из-за вращения планеты. (Эти штормы не похожи на ураганы на Земле, которые вращаются против часовой стрелки, потому что это системы низкого давления.) Однако по мере того, как шторм дрейфует к экватору, эффект Кориолиса ослабевает, и шторм распадается. В компьютерном моделировании, проведенном несколькими разными командами, эти штормы следуют более или менее прямым путем к экватору, пока не исчезнет эффект Кориолиса, удерживающий их вместе.
В отличие от моделирования, последний гигантский шторм не переместился в экваториальную "зону поражения"."
«Было действительно интересно увидеть этот акт так, как будто он должен действовать, а затем внезапно он просто останавливается и возвращается назад», – сказал Вонг. "Это было удивительно."
Темное пятно младший.
Наблюдения Хаббла также показали, что загадочное изменение пути темного вихря произошло одновременно с появлением нового пятна, неофициально называемого «темным пятном младшего».," появился. Новейшее пятно было немного меньше своего кузена – около 3900 миль в поперечнике.
Это было недалеко от основного темного пятна, обращенного к экватору – в месте, где, как показывают некоторые симуляции, может произойти сбой.
Однако время появления меньшего пятна было необычным. «Когда я впервые увидел маленькое пятно, я подумал, что более крупное разрушается», – сказал Вонг. "Я не думал, что образуется еще один вихрь, потому что маленький находится дальше к экватору. Так что это в этом нестабильном регионе.
Но мы не можем доказать, что они связаны. Остается полной загадкой.
«Также в январе темный вихрь остановил свое движение и снова начал двигаться на север», – добавил Вонг. "Может быть, сбросив этот фрагмент, этого было достаточно, чтобы остановить его движение к экватору."
Исследователи продолжают анализировать больше данных, чтобы определить, есть ли остатки темного пятна младшего возраста. сохраняется до конца 2020 года.
Темные бури по-прежнему озадачивают
До сих пор остается загадкой, как образуются эти штормы, но этот последний гигантский темный вихрь до сих пор изучен лучше всего. Темный вид шторма может быть связан с приподнятым слоем темных облаков, и он может рассказывать астрономам о вертикальной структуре шторма.
Еще одна необычная особенность темного пятна – отсутствие вокруг него ярких облаков-компаньонов, которые присутствовали на изображениях Хаббла, сделанных при обнаружении вихря в 2018 году. Судя по всему, облака исчезли, когда вихрь остановил свое путешествие на юг.
Яркие облака образуются, когда поток воздуха возмущается и отклоняется вверх над вихрем, в результате чего газы, вероятно, замерзают в кристаллы льда метана. По словам исследователей, отсутствие облаков может дать информацию о том, как развиваются пятна.
Погодный глаз на внешних планетах
Хаббл сделал множество изображений темных пятен в рамках программы Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL), долгосрочного проекта Хаббла, возглавляемого Эми Саймон из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, который ежегодно делает глобальные карты. внешних планет нашей солнечной системы, когда они находятся ближе всего к Земле по своим орбитам.
Ключевые цели OPAL – изучить долгосрочные сезонные изменения, а также зафиксировать сравнительно преходящие события, такие как появление темных пятен на Нептуне или, возможно, на Уране.
Эти темные бури могут быть настолько быстротечными, что в прошлом некоторые из них могли появляться и исчезать во время многолетних перерывов в наблюдениях Хаббла за Нептуном. Программа OPAL гарантирует, что астрономы не пропустят еще одну.
«Мы бы ничего не узнали об этих последних темных пятнах, если бы не Хаббл», – сказал Саймон. "Теперь мы можем годами следить за большим штормом и наблюдать за его полным жизненным циклом. Если бы у нас не было Хаббла, мы могли бы подумать, что Большое темное пятно, которое наблюдал Вояджер в 1989 году, все еще находится на Нептуне, как и Большое красное пятно Юпитера.
И мы бы не знали о четырех других пятнах, обнаруженных Хабблом."Вонг представит выводы команды дек. 15 на осеннем собрании Американского геофизического союза.
Космический телескоп Хаббла – это проект международного сотрудничества между НАСА и ЕКА (Европейское космическое агентство). Центр космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, управляет телескопом.
Научный институт космического телескопа (STScI) в Балтиморе, штат Мэриленд, проводит научные операции Хаббла. STScI управляется для НАСА Ассоциацией университетов для исследований в области астрономии в Вашингтоне, штат Дании.C.