Более того, изображения, сделанные в 1994 году, когда космический телескоп Хаббл впервые начал документировать Нептун, показывают, что это происходит не в первый раз. Колебания также кажутся связанными с другим периодическим изменением — 11-летней активностью солнечного цикла.
Учитывая, что Нептун находится от Солнца — около 4,5 миллиардов километров, или чуть более чем в 30 раз больше среднего расстояния между Землей и Солнцем — это открытие одновременно удивило и заинтриговало астрономов.
И самая последняя трансформация была особенно драматичной. В 2019 году облака в средних широтах начали исчезать. К 2020 году планета выглядела практически безоблачной.
Изменения облачного покрова Нептуна, зафиксированные Хабблом в период с 1992 по 2020 год.
Даже четыре года спустя изображения, которые мы сделали в июне прошлого года, показали, что облака не вернулись к своему прежнему уровню. Это чрезвычайно интересно и неожиданно, особенно с учетом того, что предыдущий период низкой активности облаков на Нептуне не был таким драматичным и продолжительным
— астроном Эранди Чавес из Гарвардского университета.
Нептун — самая удаленная из крупных планет Солнечной системы, и, как следствие, она не так хорошо изучена или понята, как некоторые из ближайших соседей Земли. Но информация, которой мы располагаем, предполагает сложную и динамичную атмосферу, движимую процессами, которые мы не до конца понимаем.
Хотя изучение его издалека относительно ограничено, оно позволяет идентифицировать долгосрочные атмосферные тренды. Чавес и ее коллеги сосредоточили свое исследование на данных, которые были собраны Хабблом с 1994 года, обсерваторией Кека с 2002 года и обсерваторией Лик в 2018 и 2019 годах.
Эти комбинированные наборы данных показали, что количество облачного покрова на Нептуне колеблется в течение примерно 11-летних циклов, которые, по-видимому, синхронизированы с солнечной активностью.
Примерно каждые 11 лет магнитное поле Солнца меняет полярность, что отмечается пиком вспышек, выбросов корональной массы и солнечных пятен. Как только полюса меняются местами, Солнце на какое-то время становится тише, прежде чем снова усилиться до нового солнечного максимума.
Достигая своего максимума, Солнце излучает более интенсивный ультрафиолетовый свет, облучая Солнечную систему. 29-летний анализ команды показывает, что облака начинают появляться на Нептуне примерно через 2 года после начала мощного ультрафиолетового излучения. Также существует положительная корреляция между облачным покровом Нептуна и его альбедо — количеством солнечного света, которое он отражает.
Сравнение облачного покрова Нептуна с нанесенными на график уровнями солнечного УФ-излучения.
Эти замечательные данные дают нам убедительные доказательства того, что облачный покров Нептуна коррелирует с солнечным циклом. Наши результаты подтверждают теорию о том, что ультрафиолетовые лучи Солнца, когда они достаточно сильны, могут запускать фотохимическую реакцию, которая создает облака на Нептуне
— астроном Имке де Патер из Калифорнийского университета в Беркли.
Анализ группы, охватывающий 2,5 солнечных цикла, показывает, что облачный покров и альбедо Нептуна достигли максимума в 2002 году (согласно предыдущему исследованию), а затем упали до минимума в 2007 году. С этого момента облачность и альбедо снова поднялись до пика в 2015 году, прежде чем снова стихает. Два последних солнечных максимума произошли в 2001 и 2015 годах.
Однако, несмотря на то, что результаты предполагают какие-то фотохимические процессы, ученым потребуется обработать некоторые данные, чтобы выяснить, что это могут быть за процессы. Например, одной из возможностей УФ-взаимодействия является затемнение, а не осветление облаков, что понизит альбедо, а не повысит его. И штормы из глубины Нептуна не будут связаны с фотохимически индуцированными облаками, что представляет собой осложнение.
Ведутся постоянные наблюдения и есть новые данные с космического телескопа Джеймса Уэбба. Оба согласуются с выводами команды, направленными на следующий солнечный максимум, ожидаемый в 2025 году.
На самых последних снимках мы видели больше облаков, особенно в северных широтах и на больших высотах, как и ожидалось, исходя из наблюдаемого увеличения солнечного УФ-потока за последние ~ 2 года
— Имке де Патер.
Исследование опубликовано в журнале Icarus.
