Miks näevad Uraan ja Neptuun välja nagu õed, mitte kaksikud?
Oxfordi ülikooli astronoomid lõid Neptuuni ning Uraani atmosfääre jäljendava mudeli, mis selgitas, miks väiksem planeet sõsarhiiglasega sama värvi ei ole. Mudel näitab, et Uraani atmosfäär on hägune ja stagneerunud ning valgus käitub seda läbides Neptuunist erinevalt, vahendab Science Daily.
Neptuunil ja Uraanil on palju ühist – neil on sarnane mass, suurus ja atmosfäärikompositsioon –, kuid ometi on nende välimus silmanähtavalt erinev. Nähtavate lainepikkuste juures on Neptuun pesuehtne sinine, samas kui Uraan paistab hoopis sinakasrohelisena. Värvierinevuse põhjus oli teadlaste jaoks pikka aega mõistatus, kuid nüüd on astronoomidel seletus, miks muidu nii sarnased planeedid erinevat värvi on.
Uued uuringud näitavad, et mõlemat planeeti kattev kontsentreeritud hägususkiht on Uraanil paksem kui Neptuunil. Kui Neptuuni ja Uraani atmosfääris hägusus puuduks, paistaksid mõlemad taevakehad peaaegu võrdselt sinised. Erinevuse tagamaid aitas mõista aerosoolide kihte kirjeldav mitmespektriline mudel, mis arvestas hägusust põhjustavate osakestega ka atmosfääri sügavamates kihtides, mida seni vaid metaanipilvede ning jäätunud vesiniksulfiidi kogumiteks on peetud.
Teadusmeeskonna mudel kujutab kolmel erineval kõrgusel paiknevate atmosfäärikihtide aerosoole. Kõige enam mõjutab kahe planeedi värvi keskmine kiht, kus asub enim hägusust põhjustavaid aerosoole. See kiht on Uraanil paksem kui Neptuunil. Astronoomid spekuleerivad, et mõlema planeedi keskmises kihis toimub protsess, mille käigus kondenseerub jäätunud metaan osakeste külge ning tõmbab neid seeläbi üha sügavamale atmosfääri, metaanlume saju alla. Kuna Neptuuni atmosfäär on turbulentsem kui Uraani oma, usub meeskond, et Neptuun on metaaniosakeste hägusasse kihti surumises ja lume tootmises efektiivsem. See eemaldab rohkem hägusust ja hoiab Neptuuni keskmist kihti õhemana, mille tulemusel paistab päikesesüsteemi 8. planeedi sinine värv tugevam välja.
«Lootsime, et selle mudeli arendamine aitab meil mõista jäähiiglaste atmosfääri pilvi ja peenosakesi,» kommenteeris Mike Wong, California ülikooli astronoom ning Oxfordi meeskonna liige, «Uraani ja Neptuuni värvi erinevuse selgitamine oli ootamatu boonus!»
Mudeli loomiseks analüüsisid teadlased ultravioletseid, nähtavaid ja infrapunalähedasi lainepikkusi (0,3–2,5 mikromeetrit), mida mõõdeti integreeritud lähiinfrapuna spektromeetriga (Near-Infrared Integral Field Spectrometer- NIFS) Gemini Northi teleskoobil. Mõõtmised viidi läbi Hawaiil, Maunakea mäetipu lähedal, mis on osa rahvusvahelisest Gemini observatooriumist. Lisaks kasutati mudeli loomisel andmeid NOIRLabi programmist, NASA Hawaiescope'ist, ja NASA/ESA Hubble'i kosmoseteleskoobist.
Ilma NIFS Gemini Northi instrumendita poleks teadlased vastuseni jõudnud. Seade on ülivõimas ning suudab mõõta objektile projekteeritud punktide eredust erinevatel lainepikkustel. See andis meeskonnale täpsed andmed mõlema planeedi atmosfääri reflektiivsuse kohta väga erinevatel tasanditel.