Pressmeddelande

Märklig mörk fläck på Neptunus detekterad från jorden för första gången

24 augusti 2023, Skurup

Med hjälp av ESO:s Very Large Telescope (VLT) har astronomer observerat en stor mörk fläck i Neptunus atmosfär, med en oväntad ljus fläck som följeslagare. Det är första gången en mörk fläck har observerats på planeten med ett teleskop på jorden. Dessa kortlivade fenomen i Neptunus blå atmosfär är ett mysterium för astronomerna, och de nya resultaten ger ytterligare ledtrådar till deras egenskaper och ursprung.

Stora fläckar är vanliga i jätteplaneternas atmosfärer, och den mest berömda av dem alla är Jupiters stora röda fläck. Rymdsonden Voyager 2 upptäckte en mörk fläck när den passerade förbi Neptunus 1989, som försvann några år senare. “Sedan den första upptäckten av en mörk fläck har jag alltid undrat vad dessa kortlivade och svårobserverade formationer är” säger Patrick Irwin, professor vid Oxfords universitet i Storbritannien och forskningsledare för en studie som publiceras i dag i Nature Astronomy.

 

Irwin och hans forskargrupp använde data från ESO:s VLT för att avfärda hypotesen att de mörka fläckarna är klara områden i molnen. De nya observationerna indikerar att de istället bildas av partiklar i ett skikt under det synliga disskiktet när is- och dispartiklar blandas i Neptunus atmosfär.

 

Att nå denna förståelse har inte varit lätt då de mörka fläckarna inte är långvariga fenomen, vilket har gjort det omöjligt för astronomerna att studera dem tillräckligt ingående. En möjlighet uppstod när NASA/ESA:s Hubbleteleskop i omloppsbana kring jorden upptäckte ett flertal mörka fläckar i Neptunus atmosfär 2018, bland annat en på planetens norra halvklot. Irwin och hans forskarkollegor började genast att studera fläcken från markytan med ett instrument som är idealiskt för dessa krävande observationer.

 

MUSE-instrumentet (Multi Unit Spectroscopic Explorer) på VLT användes för att dela upp det reflekterade solljuset från Neptunus i dess komponentfärger eller våglängder för att erhålla ett 3D-spektrum [1]. På detta sätt kunde de studera fläcken i mer detalj än vad som tidigare varit möjligt. “Jag är fantastiskt glad över att inte bara ha detekterat en mörk fläck från jordytan för första gången, utan också för att ha erhållit ett reflektionsspektrum av ett sådant fenomen" säger Irwin.

 

Eftersom ljuset i olika våglängder härrör från olika djup i Neptunus atmosfär ger ett spektrum större möjligheter att bestämma den mörka fläckens höjd i atmosfären. Spektrumet bidrog också med information om sammansättningen i de olika skikten i atmosfären och ledtrådar till varför fläcken ser mörk ut.

 

Observationerna ledde också till ett oväntat resultat. “Under arbetet upptäckte vi en sällsynt ljus molntyp som bildas på stort djup och som inte har observerats tidigare, inte ens med rymdteleskop”, säger en av medförfattarna till studien, Michael Wong vid University of California, Berkeley, USA. Denna ovanliga molntyp uppträdde som en ljus fläck bredvid den större mörka fläcken, och i samma atmosfärsskikt som denna. Det är därför en ny molntyp som är distinkt från de små ljusa “följemoln” av metanis som tidigare har setts på höga nivåer.

 

Med hjälp av ESO:s VLT kan astronomerna nu studera fläckar och liknande formationer på Neptunus från jorden. “Det är ett enastående bidrag till människans möjligheter att undersöka universum. Inledningsvis kunde vi se dessa fläckar endast med rymdsondsobservationer, som Voyager. Sedan fick vi möjlighet att se dem med rymdteleskopet Hubble, och slutligen har teknikutvecklingen avancerat så pass att de kan ses från markytan", sammanfattar Wong och tillägger med ett leende: “Detta skulle kunna göra mina Hubbleobservationer onödiga!”.

Noter

 

[1] MUSE är en 3D-spektrograf som gör det möjligt för astronomerna att observera ett astronomiskt objekt, som Neptunus, i ett svep. Varje pixel i instrumentet mäter ljusintensiteten som en funktion av färg eller våglängd. Det resulterande datasetet är tredimensionellt på så sätt att varje pixel på objektets yta innehåller pixlens spektrum i form av 3 500 våglängdspunkter. Instrumentet är konstruerat för att arbeta med adaptiv optik som korrigerar för luftoron i jordens atmosfär och ger mycket skarpare bilder än vad som annars varit möjligt. Utan denna kombination av instrumentegenskaper hade det inte varit möjligt att studera Neptunus mörka fläck från jorden.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “Cloud structure of dark spots and storms in Neptune’s atmosphere” (doi: 10.1038/s41550-023-02047-0) i tidskriften Nature Astronomy.

 

Forskarlaget utgörs av Patrick G. J. Irwin (University of Oxford, Storbritannien [Oxford]), Jack Dobinson (Oxford), Arjuna James (Oxford), Michael H. Wong (University of California, USA [Berkeley]), Leigh N. Fletcher (University of Leicester, Storbritannien [Leicester]), Michael T. Roman (Leicester), Nicholas A. Teanby (University of Bristol, Storbritannien), Daniel Toledo (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial, Spanien), Glenn S. Orton (Jet Propulsion Laboratory, USA), Santiago Pérez-Hoyos (University of the Basque Country, Spanien [UPV/EHU]), Agustin Sánchez Lavega (UPV/EHU), Lawrence Sromovsky (University of Wisconsin, USA), Amy Simon (Solar System Exploration Division, NASA Goddard Space Flight Center, USA), Raúl Morales-Juberias (New Mexico Institute of Technology, USA), Imke de Pater (Berkeley) och Statia L. Cook (Columbia University, USA).

 

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, liksom kartläggningsteleskop som VISTA. 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

• Forskningsartikel
• Foton på VLT
• För journalister: Prenumerera på pressmeddelanden under embargo på svenska
• För astronomer: Berätta om din forskning!

Kontakter

Patrick Irwin
Department of Physics, University of Oxford
Oxford, UK
Tel: +44 1865 272083
E-post: patrick.irwin@physics.ox.ac.uk

Michael H. Wong
Center for Integrative Planetary Science, University of California at Berkeley
Berkeley, California, USA
Tel: +1 510 224 3411
E-post: mikewong@astro.berkeley.edu

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-post: press@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2314 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.