Comunicato Stampa

Un telescopio dell'ESO cattura variazioni sorprendenti nella temperatura di Nettuno

11 Aprile 2022

Un'equipe internazionale di astronomi ha utilizzato telescopi da terra, tra cui il VLT (Very Large Telescope) dell'ESO (Osservatorio Europeo Australe) per monitorare la temperatura dell'atmosfera di Nettuno durane un periodo di 17 anni. Hanno trovato un sorprendente calo delle temperature globali di Nettuno seguito da un forte riscaldamento al polo sud.

"Queste variazioni erano inaspettate", afferma Michael Roman, ricercatore post-dottorato presso l'Università di Leicester, nel Regno Unito, e autore principale dello studio pubblicato oggi su The Planetary Science Journal. "Dato che stavamo osservando Nettuno all'inizio dell'estate nell'emisfero meridionale, ci aspettavamo che le temperature crescessero lentamente, non che diminuissero".

Come la Terra, anche Nettuno vede alternarsi le stagioni mentre orbita intorno al Sole. Tuttavia, una stagione di Nettuno dura circa 40 dei nostri anni, mentre un anno di Nettuno dura 165 anni terrestri. Nell'emisfero australe di Nettuno è estate dal 2005 e gli astronomi volevano sapere come sarebbero cambiate le temperature dopo il solstizio d'estate australe.

Gli astronomi hanno esaminato quasi 100 immagini di Nettuno nella banda dell'infrarosso termico, catturate in un periodo di 17 anni, per studiare le tendenze generali della temperatura del pianeta nel modo più dettagliato di sempre.

I dati hanno mostrato che, nonostante si fosse all'inizio dell'estate australe, la maggior parte del pianeta si è gradualmente raffreddata negli ultimi due decenni. La temperatura media globale di Nettuno è scesa di 8 °C tra il 2003 e il 2018.

Gli astronomi sono stati ulteriormente sorpresi di scoprire un forte riscaldamento del polo sud di Nettuno durante gli ultimi due anni di osservazione, quando le temperature sono aumentate rapidamente di 11 °C tra il 2018 e il 2020. Sebbene il caldo vortice polare di Nettuno sia noto da molti anni, un riscaldamento polare così rapido non era mai stato osservato in precedenza sul pianeta.

"I nostri dati coprono meno della metà di una stagione di Nettuno, quindi nessuno si aspettava di vedere variazioni ampie e rapide", afferma il coautore Glenn Orton, ricercatore presso il Jet Propulsion Laboratory (JPL) del Caltech negli Stati Uniti.

Gli astronomi hanno misurato la temperatura di Nettuno utilizzando termocamere che funzionano misurando la luce infrarossa emessa dagli oggetti astronomici. Per la loro analisi l'equipe ha combinato tutte le immagini esistenti di Nettuno raccolte negli ultimi due decenni da telescopi da terra. Hanno studiato la luce infrarossa emessa da uno strato dell'atmosfera di Nettuno chiamato stratosfera. Ciò ha permesso all'equipe di costruirsi un quadro della temperatura di Nettuno e delle sue variazioni durante una parte dell'estate nell'emisfero meridionale.

Poiché Nettuno si trova a circa 4,5 miliardi di chilometri di distanza ed è molto freddo, la temperatura media del pianeta infatti raggiunge circa -220°C, misurarne la temperatura dalla Terra non è un compito facile. "Questo tipo di studio è possibile solo con immagini molto profonde nella banda infrarossa, provenienti da grandi telescopi come il VLT che possono osservare chiaramente Nettuno, e queste sono divenute disponibili solo negli ultimi 20 anni circa", asserisce il coautore Leigh Fletcher, professore presso l'Università di Leicester.

Circa un terzo di tutte le immagini scattate proveniva dallo strumento VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-InfraRed) installato sul VLT dell'ESO nel deserto di Atacama in Cile. Grazie alle dimensioni dello specchio e all'altitudine del telescopio, ha una risoluzione e una qualità dei dati molto elevate, e produce le immagini più nitide di Nettuno. L'equipe ha anche utilizzato i dati del telescopio spaziale Spitzer della NASA e le immagini scattate con il telescopio Gemini South in Cile, nonché con il telescopio Subaru, il telescopio Keck e il telescopio Gemini North, tutti alle Hawaii.

Poiché le variazioni di temperatura di Nettuno sono così inaspettate, gli astronomi non sanno ancora cosa potrebbe averle causate. Potrebbero essere dovute a cambiamenti nella chimica della stratosfera di Nettuno, a strutture meteorologiche casuali o persino al ciclo solare. Saranno necessarie ulteriori osservazioni nei prossimi anni per esplorare le ragioni di queste fluttuazioni. I futuri telescopi da terra come l'ELT (Extremely Large Telescope) dell'ESO potrebbero osservare cambiamenti di temperatura come questi in modo più dettagliato, mentre il telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA fornirà nuove mappe senza precedenti della chimica e della temperatura nell'atmosfera di Nettuno.

"Penso che Nettuno sia di per sé molto interessante per molti di noi perché ne sappiamo ancora così poco", afferma Roman. "Tutto questo punta verso una descrizione più complicata dell'atmosfera di Nettuno e di come questa cambia nel tempo".

Ulteriori Informazioni

This research was presented in the paper “Sub-Seasonal Variation in Neptune’s Mid-Infrared Emission” published today in The Planetary Science Journal (doi:10.3847/PSJ/ac5aa4).

The team is composed of M. T. Roman and L. N. Fletcher (School of Physics and Astronomy, University of Leicester, UK), G. S. Orton (Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology, California, 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, UK), A. Antuñano (UPV/EHU, Escuela Ingernieria de Bilbao, Spain), 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), and H. B. Hammel (Association of Universities for Research in Astronomy, Washington DC, USA).

L'ESO (European Southern Observatory o Osservatorio Europeo Australe) consente agli scienziati di tutto il mondo di scoprire i segreti dell'Universo a beneficio di tutti. Progettiamo, costruiamo e gestiamo da terra osservatori di livello mondiale - che gli astronomi utilizzano per affrontare temi interessanti e diffondere il fascino dell'astronomia - e promuoviamo la collaborazione internazionale per l'astronomia. Fondato come organizzazione intergovernativa nel 1962, oggi l'ESO è sostenuto da 16 Stati membri (Austria, Belgio, Danimarca, Francia, Finlandia, Germania, Irlanda, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia e Svizzera), insime con il paese che ospita l'ESO, il Cile, e l'Australia come partner strategico. Il quartier generale dell'ESO e il Planetario e Centro Visite Supernova dell'ESO si trovano vicino a Monaco, in Germania, mentre il deserto cileno di Atacama, un luogo meraviglioso con condizioni uniche per osservare il cielo, ospita i nostri telescopi. L'ESO gestisce tre siti osservativi: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l’ESO gestisce il VLT (Very Large Telescope) e il VLTI (Very Large Telescope Interferometer), così come due telescopi per survey, VISTA, che lavora nell'infrarosso, e VST (VLT Survey Telescope) in luce visibile. Sempre a Paranal l'ESO ospiterà e gestirà la schiera meridionale di telescopi di CTA, il Cherenkov Telescope Array Sud, il più grande e sensibile osservatorio di raggi gamma del mondo. Insieme con partner internazionali, l’ESO gestisce APEX e ALMA a Chajnantor, due strutture che osservano il cielo nella banda millimetrica e submillimetrica. A Cerro Armazones, vicino a Paranal, stiamo costruendo "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo" - l'ELT (Extremely Large Telescope, che significa Telescopio Estremamente Grande) dell'ESO. Dai nostri uffici di Santiago, in Cile, sosteniamo le operazioni nel paese e collaboriamo con i nostri partner e la società cileni.

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

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Contatti

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

Glenn Orton
Caltech’s Jet Propulsion Laboratory (JPL)
Pasadena, California, US
E-mail: 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-mail: leigh.fletcher@le.ac.uk

Bárbara Ferreira
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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso2206.