Come la Terra, Urano e Nettuno hanno una stagione e di conseguenza subiscono cambiamenti nei modelli meteorologici. Ma a differenza della Terra, le stagioni su questi pianeti durano per anni piuttosto che per mesi, e gli schemi meteorologici si verificano su una scala inimmaginabile per gli standard della Terra. Un buon esempio sono le tempeste che sono state osservate nell'atmosfera di Nettuno e di Urano, tra cui il famoso Great Dark Spot di Nettuno.
Durante la sua routine annuale di monitoraggio di Urano e Nettuno, della NASA Telescopio spaziale Hubble (HST) ha recentemente fornito osservazioni aggiornate sui modelli meteorologici di entrambi i pianeti. Oltre a individuare una nuova e misteriosa tempesta su Nettuno, Hubble ha fornito un nuovo sguardo a una tempesta di lunga durata attorno al polo nord di Urano. Queste osservazioni fanno parte di HubbleLa missione a lungo termine di migliorare la nostra comprensione dei pianeti esterni.
Le nuove immagini sono state prese come parte del programma Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL), a lungo termine Hubble progetto guidato da Amy Simon del Goddard Space Flight Center della NASA. Ogni anno, questo programma acquisisce mappe globali dei pianeti esterni del nostro sistema solare quando sono più vicini alla Terra. Uno degli obiettivi chiave di OPAL è studiare i cambiamenti stagionali a lungo termine e gli eventi relativamente transitori, come la comparsa di macchie scure.
Individuarli non è un compito facile, poiché queste macchie scure appaiono rapidamente e hanno una vita relativamente breve, al punto che alcune potrebbero apparire e scomparire durante le lacune pluriennali nelle osservazioni di Nettuno di Hubble. Questo è un altro obiettivo del programma OPAL, che è quello di garantire che gli astronomi non ne perdano un altro.
Quest'ultima macchia scura, che misura circa 11.000 km (6.800 mi) di diametro, appare al centro superiore del pianeta. Hubble notato per la prima volta nel settembre del 2018, quando l'emisfero meridionale di Nettuno stava vivendo l'estate. Ciò è coerente con i cambiamenti stagionali del pianeta, dove il riscaldamento nell'emisfero meridionale fa sì che le condizioni meteorologiche diventino più drammatiche nel nord.
Mentre non è chiaro esattamente come si formano queste tempeste, nuove ricerche di Simon e del team OPAL indicano che si formano rapidamente, durano dai quattro ai sei anni e poi scompaiono nel corso di due anni. Come la Grande Macchia Rossa di Giove, i vortici oscuri ruotano in una direzione anticiclonica e sembrano trascinare materiale da livelli più profondi nell'atmosfera del gigante di ghiaccio.
In effetti, le osservazioni di Hubble ottenute dal 2016 sembrano indicare che i vortici probabilmente si sviluppano più in profondità nell'atmosfera di Nettuno e diventano visibili solo quando la cima della tempesta raggiunge quote più elevate. Nel frattempo, sono accompagnati da "nuvole compagne", che sono visibili nelle immagini di Hubble come chiazze bianche luminose a destra della caratteristica oscura.
Queste nuvole sono composte da ghiaccioli di metano che si congelano quando i vortici provocano il flusso dell'aria ambiente verso la tempesta. La nuvola lunga e sottile a sinistra del punto oscuro è una caratteristica transitoria che non fa parte del sistema temporale. Lo stesso vale per Urano, che mostra un vasto cappello di nuvole luminose attraverso il polo nord.
Nel caso di Urano, gli scienziati ritengono che questo sia il risultato dell'orientamento unico di Urano, in cui il suo asse è inclinato di 90 ° rispetto all'equatore del Sole. Poiché Urano orbita praticamente dalla sua parte, il sole brilla quasi direttamente sul polo nord durante l'estate nell'emisfero settentrionale. Allo stato attuale, Urano si sta avvicinando a metà della sua stagione estiva, il che sta facendo apparire la regione del berretto polare in modo più prominente.
Questa calotta polare può essere il risultato di cambiamenti stagionali nel flusso atmosferico ed è accompagnata da una grande e compatta nuvola di metano-ghiaccio vicino al suo bordo nell'immagine. È anche visibile una stretta banda di nuvole che circonda il pianeta a nord dell'equatore. Questo è un altro mistero su Urano e Nettuno, ed è così che bande come queste sono confinate a larghezze così ristrette quando il pianeta ha così ampi getti di vento che soffiano verso ovest.
Questo è il quarto misterioso vortice immaginato da Hubble dal 1993 e il sesto da quando gli astronomi sono venuti a conoscenza di questi fenomeni. I primi due punti scuri sono stati scoperti dal Voyager 2 veicolo spaziale in quanto ha fatto il suo sorvolo storico di Nettuno nel 1989. Da allora, solo il Telescopio spaziale Hubble è stato in grado di tracciare queste funzionalità grazie alla sua sensibilità alla luce blu.
Queste immagini fanno parte di un crescente database di istantanee di Hubble di Nettuno e Urano che tracciano le condizioni meteorologiche del pianeta nel tempo. Proprio come il modo in cui i meteorologi predicono il tempo sulla Terra in base a tendenze a lungo termine, gli astronomi sperano che il monitoraggio a lungo termine di Hubble dei pianeti esterni li aiuterà a svelare i misteri permanenti delle loro atmosfere.
Analizzare il tempo su questi mondi migliorerà anche la nostra comprensione della diversità delle atmosfere nel Sistema Solare, nonché delle loro somiglianze. Alla fine, questo potrebbe anche fare molto per informare la nostra comprensione dei pianeti extrasolari e delle loro atmosfere, forse anche aiutandoci a determinare se possono o meno sostenere la vita.
