Jak powstają wielkie burze na Neptunie?

Nowa burza - widziana przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a jako duża i ciemna plama na powierzchni Neptuna - pojawiła się już w roku 2018. Ale po przeanalizowaniu zdjęć z Hubble’a wstecz, aż do roku 2015 naukowcy odkryli tam charakterystyczne chmury piętra wysokiego, formujące się na długo przed pojawieniem się samej burzy.

Neptun, podobnie jak o inne planety zewnętrzne Układu Słonecznego, miewa ogromne pod względem obszaru i długotrwałe burze. Podczas gdy Wielka Czerwona Plama na Jowiszu jest znana od dziesięcioleci, wyraźne ciemnoniebieskie plamy na Neptunie zobaczyliśmy po raz pierwszy, gdy w roku 1989 okolice tej planety odwiedziła sonda Voyager 2. Ale gdy Teleskop Hubble’a spojrzał ponownie na Neptuna w 1994 roku, okazało się, że jego imponujące burze już zniknęły.

Z czasem ten sam teleskop obserwował różne inne burze pojawiające się i znikające na Neptunie, trwające zwykle "zaledwie" przez okres około dwóch lat. Burze te były ciemnymi wirami chmur, które poruszają się z dużymi prędkościami. Każda z nich była mniej więcej rozmiarów Ziemi. Ale podczas gdy burze ziemskie rzadko trwają dłużej niż kilka tygodni (!) i typowo powstają wokół obszarów niskiego ciśnienia, na planetach - olbrzymach jest nieco inaczej: burze formują się wokół obszarów wysokiego ciśnienia. Dzięki temu są bardziej stabilne już od początku istnienia.

Co więcej, na planetach takich jak Jowisz, Saturn, Uran i Neptun nie ma obszarów lądowych, jakie z czasem niszczą docierające do nich burze na Ziemi. Na Jowiszu burze mogą dzięki temu trwać latami i dziesiątkami lat w okolicach równikowych, ale na Neptunie specyficzne układy wiatrów najczęściej spychają burze na północ lub południe, gdzie w ciągu kilku lat są one także niszczone, ale przez przeciwstawne prądy wiatru.

Teleskop Hubble’a wiele razy wcześniej przesyłał nam zdjęcia ukazujące białe chmury metanu unoszące się w najwyższych warstwach atmosfery Neptuna. Zdaniem naukowców z NASA są one tam wypychane przez układy burzowe wysokiego ciśnienia. Ale nie ma tu jasnej reguły, bowiem czasami też widzimy tam jasne i wysokie chmury, które nie okazują się jednak związane z ciemną plamą burzową. Zatem, choć do dziś astronomowie nie są w stanie przewidzieć, gdzie i kiedy powstanie burza na Neptunie, dzięki jasnym chmurom mogą spojrzeć wstecz i prześledzić jej historię z czasów, gdy taka ciemna plama burzowa nie była jeszcze widoczna.

Wynika to jasno ze zdjęć wykonanych z pomocą Teleskopu Hubble’a w latach 2015 - 2017. Pewne chmury wyraźnie wznosiły się do góry w miejscu, gdzie wielka burza uformowała się ostatecznie pod koniec roku 2018. Oznacza to także, że burze tworzą się przez dłuższy czas i zaczynają powstawać znacznie głębiej w atmosferze - tam, gdzie Teleskop Hubble’a nie jest w stanie wejrzeć.

Burze na Jowiszu

Na zdjęciu: Wielka Czerwona Plama - układ burzowy na Jowiszu. Twór ten liczy sobie nie mniej niż 150 lat.
Źródło: NASA, ESA, and A. Simon.

Wielka Czerwona Plama

Na zdjęciu: Cykliczny ruch Wielkiej Czerwonej Plamy zobrazowany przez sondę Cassini. Cienkie prądy strumieniowe obecne na Jowiszu powstrzymują Wielką Czerwoną Plamę przed rozpadem i zmianą szerokości geograficznej; obraca się ona wokół Jowisza, ale nie porusza się na północ ani na południe.
Źródło: NASA.

Czy dzięki temu lepiej zrozumiemy mechanizmy powstawania układów burzowych na planetach - olbrzymach? To możliwe, choć badania te napotykają wciąż sporo problemów. Współczesne modele komputerowe nie najlepiej radzą sobie z tymi zjawiskami. Brakuje też nowych, dedykowanych misji do tych planet. Warto dodać, że przelot sondy Voyager 2 (1989) był jak dotąd naszym najbliższym “podejściem” do Neptuna i Urana).

Czytaj więcej: