В 1989 году американский аппарат Voyager обнаружил в атмосфере Нептуна загадочное темное пятно, которое просуществовало всего семь месяцев. С помощью телескопа в Чили астрономы впервые сумели разглядеть еще одно темное пятно в атмосфере Нептуна, понять его природу, и найти еще одно, белое. Об этом говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy.
Крупные устойчивые вихри — распространенное явление в атмосферах газовых планет-гигантов Солнечной системы. Наиболее известным является Большое красное пятно (БКП) в атмосфере Юпитера, крупнейший атмосферный вихрь, открытый еще в 1665 году астрономом Джованни Кассини. Время от времени это пятно меняется в размерах и изменяет свой цвет, в наши дни его диаметр составляет 15 тыс. км, что превышает размер Земли.
О сравнимых по размеру вихрях на планетах Солнечной системы долгое время не было известно, пока в 1989 году американский аппарат Voyager 2 не сфотографировал в атмосфере Нептуна крупный антициклон, который назвали Большое темное пятно, имевшее в поперечнике 10 тыс. км и видимое лишь в голубой области спектра. Пятно наблюдалось только семь месяцев и никогда более, поэтому было признано короткоживущим образованием. С тех пор лишь несколько короткоживущих пятен было обнаружено в атмосфере Нептуна космическим телескопом Hubble, последний раз — в 2018 году.
«C момента первого обнаружения темного пятна меня постоянно интересовало, что представляют из себя эти короткоживущие и неуловимые темные образования», — пояснил Патрик Ирвин, профессор Оксфордского университета.
Ирвин с коллегами решили исследовать темные пятна Нептуна с помощью телескопа VLT в Чили, чтобы исключить вероятность того, что они являются лишь разрывами в слое облачности.
Спектральные измерения позволили выявить темное пятно, последний раз видимое телескопом Hubble в 2018 году. Они показали, что пятно образуется в слое атмосферы с давлением 100 бар. Астрономы предполагают, что темное пятно образовалось за счет сероводорода, который поднимается из нижележащих слоев и подвергается фотолизу (расщеплению) за счет действия ультрафиолетовых фотонов, что приводит к разложению на более темные составляющие, плохо отражающие падающий свет.
«Мы были в полном восторге от того, что сумели не только впервые увидеть темное пятно с Земли, но и впервые снять спектр отражения данного образования», — пояснил Ирвин. Кроме того, наблюдения позволили сделать еще одно неожиданное открытие.
«В процессе мы обнаружили редкий тип светлых облаков, которые раньше никогда не замечали, даже наблюдениями из космоса», — пояснил автор.
Астрономы поняли это, впервые заметив новое небольшое светлое пятно рядом с темным, расположенное в том же слое атмосферы.
Анализ показал, что светлое пятно кардинально отличается от пятна, увиденного Voyager-2, которое образовалось намного выше в атмосфере, где давление составляло всего 0,6-0,2 бара.
«Это разительно увеличивает наши возможности наблюдения космоса. Поначалу мы могли лишь замечать эти пятна, отправляя туда космические аппараты типа Voyager. Затем мы получили возможность видеть их издалека с помощью телескопа Hubble. И наконец, развитие технологий позволило нам увидеть их с Земли. Это может лишить меня работы в качестве наблюдателя с телескопа Hubble!» — добавил ученый.