Нове слике откривају како Нептун и Уран заиста изгледају

Недавно истраживање професора Патрика Ирвина то показује Нептун И Уран Обе су сличне нијансе теал, изазивајући претходне перцепције њихових боја. Студија је користила савремене телескопске податке да исправи историјске грешке у бојама и објасни суптилне промене боја у Урану изнад његове орбите.

Нептун је познат по својој богатој плавој боји и зеленој боји Урана, али нова студија је открила да су два ледена гиганта заправо много ближа боја него што се обично мисли.

Исправне сенке планета потврђене су уз помоћ истраживања које је спровео професор Патрик Ирвин са Универзитета Калифорније Оксфордски универзитеткоји је данас објављен у Месечним обавештењима Краљевског астрономског друштва.

Он и његов тим су открили да оба света заправо имају сличну нијансу зеленкасто плаве, упркос популарном веровању да је Нептун тамно плаве боје, а Уран има бледо цијан изглед.

Слике Урана и Нептуна са Воиагера 2/ИСС објављене убрзо након прелета Воиагера 2 1986. и 1989. године, упоређене су са поновном обрадом појединачних слика кандидата у овој студији како би се одредила најбоља процена правих боја ових планета. Заслуге: Патрик Ирвин

Погрешно схватање планетарних боја

Астрономи одавно знају да већина модерних слика две планете не одражава тачно њихове праве боје.

Ова заблуда настала је због фотографија обе планете током 20. века, укључујући… НАСАМисија Воиагер 2, једина свемирска летелица која лети преко ових светова – слике снимљене у различитим бојама.

Монохромне слике су касније рекомбиноване да би се створиле композитне слике у боји, које нису увек биле прецизно избалансиране за слику „праве“ боје, и често су биле „превише плаве“ – посебно у случају Нептуна.

Уран како га види ХСТ/ВФЦ3 од 2015-2022. Током ове секвенце, светлозелени северни пол се љуља према Сунцу и Земљи. На овим сликама, екватор и географска ширина су означени на 35 северно и 35 јужно. Заслуге: Патрик Ирвин

Поред тога, контраст раних слика Нептуна са Воиагера 2 је знатно побољшан како би се боље открили облаци, траке и ветрови који чине наш савремени поглед на Нептун.

Професор Ирвин је рекао: „Иако су познате слике Урана са Воиагер-а 2 објављене у облику ближе 'правој' боји, слике Нептуна су заправо биле растегнуте и побољшане, а самим тим и вештачки померене у плаво.

„Иако је вештачки засићена боја била позната у то време међу планетарним научницима – и слике су објављене са натписима који то објашњавају – ова разлика се временом изгубила.

„Примењујући наш модел на оригиналне податке, успели смо да реконструишемо до сада најтачнију репрезентацију боје и Нептуна и Урана.

Објашњавање правих боја кроз савремена истраживања

У новој студији, истраживачи су користили податке из Хуббле свемирски телескопСпецтрограпх Имагер свемирског телескопа (СТИС) и Мулти-Унит Спецтрограпх Екплорер (контемплација) на Европској јужној опсерваторији Веома велики телескоп. У оба уређаја, сваки пиксел је континуирани спектар боја.

То значи да се СТИС и МУСЕ посматрања могу недвосмислено обрадити да би се одредила права привидна боја Урана и Нептуна.

Истраживачи су користили ове податке за ребаланс композитних слика у боји које је снимио Воиагер 2, као и камера широког поља 3 (ВФЦ3) свемирског телескопа Хуббле.

Ово је открило да су Уран и Нептун заправо донекле сличне нијансе плаве боје. Главна разлика је у томе што Нептун има благи наговештај екстра плаве боје, за коју модел открива да је узрокован тањим слојем магле на тој планети.

хттпс://ввв.иоутубе.цом/ватцх?в=ОкД4ЛО4цп6о
Анимација сезонских промена боја на Урану током две уранске године (једна уранска година је еквивалентна 84,02 земаљске године), која се протеже од 1900. до 2068. и почиње непосредно пре јужног летњег солстиција, када је јужни пол Урана усмерен скоро директно ка Сунцу.
Леви диск приказује изглед Урана голим оком, док је боја десног диска проширена и побољшана како би карактеристике атмосфере биле израженије. У овој анимацији, Уранова ротација је успорена за више од 3.000 пута тако да се може видети ротација планете, при чему се виде одвојени олујни облаци који пролазе кроз диск планете.
Како се планета креће према солстицију, може се видети бледа поларна „капа“ све веће непрозирности облака и смањене количине метана која испуњава већи део диска планете што доводи до сезонских промена у укупној боји планете.
Промена величине Урановог диска је последица промене Уранове удаљености од Сунца током његове орбите.
Заслуге: Патрицк Ирвин, Универзитет у Оксфорду

Објасните разлике у бојама Урана

Студија такође пружа одговор на дугогодишњу мистерију зашто Уран незнатно мења боју током своје 84-годишње орбите око Сунца.

Истраживачи су дошли до закључка након што су први пут упоредили слике леденог гиганта са мерењима његовог сјаја, које је забележила Опсерваторија Ловелл у Аризони од 1950. до 2016. године у плавим и зеленим таласним дужинама.

Ова мерења су показала да Уран изгледа нешто зеленије у време солстиција (тј. лета и зиме), када је један од полова планете усмерен ка нашој звезди. Али током равнодневице – када је сунце изнад екватора – његова боја је нешто плава.

Део разлога за то је тај што Уран има веома необичну ротацију.

Она се заправо ротира скоро на боку током своје орбите, што значи да током солстиција планете њен северни или јужни пол усмерени су скоро директно ка Сунцу и Земљи.

Ово је важно, кажу истраживачи, јер би било какве промене у рефлексивности поларних региона имале значајан утицај на укупну Уранову светлост када се посматра са наше планете.

Оно што астрономима није јасно јесте како или зашто се ова рефлексија разликује.

Ово је подстакло истраживаче да развију модел који упоређује спектре Уранових поларних региона са спектрима његових екваторијалних региона.

Открила је да се поларни региони више рефлектују на зеленим и црвеним таласним дужинама него на плавим таласним дужинама, делом зато што је метана, који апсорбује црвену боју, отприлике упола мање у близини полова него на екватору.

Међутим, ово није било довољно да се у потпуности објасни промена боје, па су истраживачи додали нову варијаблу моделу у виду „капе“ постепено згушњавајуће ледене магле која је раније примећена током лета, стуб обасјан сунцем попут Планета. Она се креће од равнодневице до солстиција.

Астрономи верују да се ово вероватно састоји од честица метанског леда.

Када су симулиране у моделу, честице леда су имале повећану рефлексију на зеленим и црвеним таласним дужинама на половима, пружајући објашњење зашто је Уран зеленији у време солстиција.

Професор Ирвин је рекао: „Ово је прва студија која је упарила квантитативни модел са сликовним подацима како би објаснила зашто Уран мења боју током своје орбите.

„На овај начин смо показали да је Уран зеленији на солстицију због смањења количине метана у поларним регионима, али и повећања дебљине јарко расутих честица метанског леда.

Др Хеиди Хамилл, из Удружења универзитета за истраживање у астрономији (АУРА), која је провела деценије проучавајући Нептун и Уран, али није била укључена у студију, рекла је: „Погрешна перцепција Нептунове боје, као и необичне промене боје Урана, деценијама су нас збуњивали. Ова свеобухватна студија би коначно требало да стави на крај оба питања.

Будућа истраживања и континуирано истраживање

Надовезујући се на наслеђе Воиагера из 1980-их, ледени гиганти Уран и Нептун остају примамљива дестинација за будуће роботске истраживаче.

Професор Ли Флечер, планетарни научник са Универзитета у Лестеру и коаутор нове студије, рекао је: „Мисија истраживања уранског система – од његове чудне сезонске атмосфере, до разноврсне колекције прстенова и месеци – је велика. -профил један.” Приоритет за свемирске агенције у наредним деценијама.

Међутим, чак и дуговечни планетарни истраживач који кружи око Урана могао би снимити само кратак снимак уранске године.

„Приземне студије попут ове, које показују како су се Уранов изглед и боја мењали током деценија као одговор на најчуднија годишња доба у Сунчевом систему, биће од виталног значаја за стављање открића ове будуће мисије у њихов шири контекст“, додао је професор Флечер.

Референца: „Моделирање сезонског циклуса боја и величине Урана и поређење са Нептуном“ од Патрика Ј. Ј. Ирвина, Јацка Добинсона, Арјуне Јамеса, Николаса А. Тенбија, Ами А. Симон, Лее Н. Флетцхер, Мицхаела Т. Романа, Глен С. Ортон, Мајкл Х. Вонг, Данијел Толедо, Сантјаго Перез Хојос и Џули Бек, 12. септембар 2023. Месечна обавештења Краљевског астрономског друштва.
дои: 10.1093/мнрас/стад3761