A Storm's a-Brewing เรื่องเนปจูน

พายุลูกใหม่กำลังก่อตัวขึ้นบนดาวเนปจูนซึ่งคล้ายกับระบบที่ยานอวกาศ Voyager 2 มองเห็นเมื่อมันผ่านดาวเคราะห์ดวงนั้นในปี 1989 ค้นพบโดยนักดาราศาสตร์ที่ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลซึ่งนับเป็นครั้งแรกที่ระบบดังกล่าว 2018 ได้รับการเห็นในช่วงการก่อตัวของมัน

คล้ายกับจุดแดงใหญ่บนดาวพฤหัสบดีจุดดำมืดที่ยิ่งใหญ่บนดาวเนปจูนนั้นเกิดจากระบบแรงดันสูงในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงนั้น นี่แตกต่างจากโลกบ้านเกิดของเราเองที่ซึ่งพายุก่อตัวขึ้นในพื้นที่ที่มีความดันต่ำ จากการศึกษากลไกของระบบเหล่านี้นักวิจัยหวังว่าจะเข้าใจระบบสุริยะของเราได้ดีขึ้นรวมทั้งดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์อื่น

“ ถ้าคุณศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบและคุณต้องการเข้าใจวิธีการทำงานของดาวเคราะห์คุณต้องเข้าใจดาวเคราะห์ของเราก่อน เรามีข้อมูลเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับดาวยูเรนัสและเนปจูน” เอมี่ไซมอนนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่ากล่าว

ดาวเนปจูนดาวเคราะห์ในภาพถ่ายคอมโพสิตสองรูปแบบที่แตกต่างกัน ในภาพฮับเบิลทางด้านซ้ายเราเห็นพายุมืดที่เพิ่งค้นพบใหม่ล้อมรอบด้วยเมฆสีขาวนั่งสูงขึ้นในชั้นบรรยากาศ ทางด้านขวามีจุดมืดขนาดใหญ่“ ดั้งเดิม” ปรากฏอยู่ในภาพถ่ายที่ถ่ายโดย Voyager 2 ในปี 1989 เครดิตรูปภาพ: NASA / ESA / GSFC / JPL

การพัฒนาของเมฆเมื่อสองปีก่อนการก่อตัวของจุดมืดใหม่แสดงให้เห็นว่าพายุเหล่านี้เริ่มต้นลึกลงไปในบรรยากาศของดาวเนปจูนกว่าที่นักดาราศาสตร์เชื่อก่อนหน้านี้

มาและไปของยานอวกาศและพายุ

เมื่อ Voyager 2 ผ่านดาวเนปจูนในตอนท้ายของการทัวร์ระบบสุริยะรอบนอกยานอวกาศบันทึกภาพของระบบพายุสองระบบซึ่งนักดาราศาสตร์เรียกว่า "The Great Dark Spot" และ "Dark Spot 2" ขนาดใหญ่กว่านี้คือขนาดของโลก อย่างไรก็ตามเมื่อกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลกำหนดมุมมองของดาวเนปจูนในปี 1990 คุณลักษณะเหล่านั้นก็ไม่สามารถมองเห็นได้อีกต่อไป นี่เป็นความประหลาดใจต่อนักดาราศาสตร์เนื่องจากจุดแดงใหญ่บนดาวพฤหัสนั้นปรากฏให้เห็นตั้งแต่ปี 1830 และอาจก่อตัวเมื่อ 350 ปีก่อน

“ การศึกษาที่นำโดย University of California, Berkeley นักศึกษาระดับปริญญาตรี Andrew Hsu ประเมินว่าจุดด่างดำปรากฏขึ้นทุก ๆ สี่ถึงหกปีที่ละติจูดที่แตกต่างกันและหายไปหลังจากนั้นประมาณสองปี” เจ้าหน้าที่ของนาซ่าอธิบาย

จุดแดงใหญ่บนดาวพฤหัสนั้นเสถียรโดยลำธารเจ็ตบาง ๆ ที่ด้านข้างของระบบ เครดิตรูปภาพ: NASA

จุดสีแดงขนาดใหญ่บนดาวพฤหัสบดีถูกเก็บไว้ในสถานที่โดยลำธารเจ็ตบาง ๆ ทั้งสองข้างป้องกันไม่ให้พายุเคลื่อนไปทางเหนือหรือใต้ การป้องกันเช่นนี้ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของบรรยากาศของเนปจูนที่ซึ่งลมพัดผ่านแถบที่กว้างกว่ามาก ที่นี่บนดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลที่สุดของระบบสุริยะลมใกล้เส้นศูนย์สูตรจะเคลื่อนไปทางตะวันตกในขณะที่ลมใกล้กับขั้วที่พัดไปในทิศทางตะวันออก โดยทั่วไปพายุบนโลกนั้นจะลอยอยู่ระหว่างละติจูดและลองจิจูดก่อนที่จะสลายตัว

ก่อตัวเป็นพายุ

ในขณะที่นักวิจัยศึกษาจุดมืดเล็ก ๆ ที่เห็นครั้งแรกในบรรยากาศของเนปจูนในปี 2015 พวกเขาเห็นการรวมตัวของเมฆสีขาวขนาดเล็กแยกต่างหากในซีกโลกเหนือ หลังจากนั้นก็กลายเป็นพายุลูกใหม่ซึ่งมีขนาดและรูปร่างใกล้เคียงกับจุดดำคล้ำใหญ่ที่ Voyager มองเห็น พายุขนาดใหญ่นี้มีความยาวเกือบ 11,000 กม. (6,800 ไมล์)

เมฆสีขาวซึ่งอยู่ก่อนหน้าระบบพายุบนดาวเนปจูนอาจคล้ายกับเมฆนูนบนโลก Shasta เครดิตรูปภาพ: rubengarciajrphotography / Flickr

เมฆพัฒนาสูงในชั้นบรรยากาศของดาวเนปจูนจากผลึกน้ำแข็งของมีเธนสร้างเมฆสีขาว นักวิจัยตั้งสมมติฐานว่าพวกมันก่อตัวขึ้นเหนือพายุวิธีที่ก้อนเมฆนูนขึ้นเหนือภูเขาบนโลกของเราเอง ในกรณีนี้เมฆสีขาวเหล่านี้จะสว่างกว่าก่อนที่ความมืดจะปรากฏแก่ฮับเบิล แบบจำลองคอมพิวเตอร์แนะนำว่าพายุที่มีมวลมากที่สุดนั้นนำหน้าด้วยเมฆที่สว่างที่สุด

“ จุดนั้นอยู่ในซีกโลกเหนือและลอยไปทางตะวันตกช้ากว่าลมที่อยู่โดยรอบ สามารถระบุจุดด่างดำในแสงที่มองเห็นได้เนื่องจากการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่นสีน้ำเงินและมีเพียงกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเท่านั้นที่มีความละเอียดเชิงพื้นที่เพียงพอที่จะตรวจจับพวกมันได้” นักวิจัยอธิบายในกระดาษที่ตีพิมพ์ใน

ดาวเนปจูนจัดเป็นยักษ์น้ำแข็งซึ่งประกอบด้วยแกนหินล้อมรอบด้วยการตกแต่งภายในที่อุดมด้วยน้ำปกคลุมด้วยชั้นไฮโดรเจนและฮีเลียม ดาวยูเรนัสเป็นดาวเคราะห์ที่คล้ายกับดาวเนปจูนปัจจุบันมีเมฆหมอกสว่างเป็นวงรอบขั้วเหนือของมัน มีเธนในบรรยากาศของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนสะท้อนแสงสีฟ้า - เขียวซึ่งให้แต่ละโลกมีเฉดสีน้ำเงิน

แม้ว่าความเร็วลมภายในพายุบนดาวเนปจูนไม่เคยมีการวัดโดยตรงนักดาราศาสตร์เชื่อว่าพวกเขาสามารถเข้าถึงความเร็วได้สูงถึง 360 กิโลเมตร (เกือบ 225 ไมล์) ต่อชั่วโมงประมาณเดียวกับความเร็วลมสูงสุดที่บันทึกไว้ในโลก