Yeni görüntüler Neptün ve Uranüs'ün gerçekte neye benzediğini ortaya koyuyor

Profesör Patrick Irwin'in son araştırması bunu gösteriyor Neptün Ve Uranüs Her ikisi de benzer bir deniz mavisi tonudur ve renklerine ilişkin önceki algılara meydan okur. Çalışmada renklerdeki tarihsel hataları düzeltmek ve Uranüs'ün yörüngesinin üzerindeki hafif renk değişikliklerini açıklamak için modern teleskopik veriler kullanıldı.

Neptün, zengin mavi rengi ve Uranüs'ün yeşili ile ünlüdür, ancak yeni bir çalışma, iki buz devinin renklerinin sanıldığından çok daha yakın olduğunu ortaya çıkardı.

Kaliforniya Üniversitesi'nden Profesör Patrick Irwin'in yürüttüğü araştırmanın yardımıyla gezegenlerin gölgelerinin doğru olduğu doğrulandı. Oxford ÜniversitesiBugün Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimlerinde yayınlandı.

O ve ekibi, Neptün'ün koyu gök mavisi ve Uranüs'ün soluk camgöbeği görünümüne sahip olduğuna dair yaygın inanışa rağmen, her iki dünyanın da aslında benzer yeşilimsi mavi tonuna sahip olduğunu buldu.

Voyager 2'nin sırasıyla 1986 ve 1989'daki uçuşlarından kısa bir süre sonra yayınlanan Uranüs ve Neptün'ün Voyager 2/ISS görüntüleri, bu gezegenlerin gerçek renklerine ilişkin en iyi tahminin belirlenmesi için bu çalışmadaki bireysel aday görüntülerin yeniden işlenmesiyle karşılaştırıldı. Kredi bilgileri: Patrick Irwin

Gezegen renklerinin yanılgısı

Gökbilimciler, iki gezegenin modern görüntülerinin çoğunun gerçek renklerini tam olarak yansıtmadığını uzun zamandır biliyorlar.

Bu yanılgı, 20. yüzyılda her iki gezegenin de çekilen fotoğraflarından kaynaklandı. NASAVoyager 2 misyonu, bu dünyalar arasında uçan tek uzay aracı; görüntüler ayrı renklerle kaydedildi.

Tek renkli görüntüler daha sonra, 'gerçek' renkli bir görüntü için her zaman tam olarak dengelenmeyen ve özellikle Neptün örneğinde sıklıkla 'fazla mavi' hale getirilen bileşik renkli görüntüler oluşturmak üzere yeniden birleştirildi.

Uranüs'ün 2015-2022 yılları arasında HST/WFC3 tarafından görülen hali. Bu dizi sırasında açık yeşil Kuzey Kutbu Güneş'e ve Dünya'ya doğru sallanıyor. Bu görüntülerde ekvator ve enlem 35 kuzey ve 35 güney olarak işaretlenmiştir. Kredi bilgileri: Patrick Irwin

Ek olarak, Voyager 2'deki Neptün'ün ilk görüntülerinin kontrastı, Neptün'ün modern görüntüsünü oluşturan bulutları, şeritleri ve rüzgarları daha iyi ortaya çıkarmak için büyük ölçüde iyileştirildi.

Profesör Irwin şunları söyledi: “Uranüs'ün tanıdık Voyager 2 görüntüleri 'gerçek' renge daha yakın bir biçimde yayınlanmış olsa da, Neptün'ün görüntüleri aslında uzatılıp geliştirilmiş ve dolayısıyla yapay olarak maviye kaydırılmıştı.”

“Yapay olarak doygunlaştırılmış renk o zamanlar gezegen bilimciler arasında biliniyor olsa da ve resimler bunu açıklayan altyazılarla birlikte yayınlansa da, bu ayrım zamanla kaybolmuştur.”

“Modelimizi orijinal verilere uygulayarak Neptün ve Uranüs'ün renginin bugüne kadarki en doğru temsilini yeniden oluşturmayı başardık.”

Modern araştırmalarla gerçek renkleri açıklama

Yeni çalışmada, araştırmacılar elde edilen verileri kullandılar. Hubble uzay teleskobuUzay Teleskobu Spektrograf Görüntüleyicisi (STIS) ve Çok Birimli Spektrograf Gezgini (tefekkür) Avrupa Güney Gözlemevi'nde Çok büyük teleskop. Her iki cihazda da her piksel sürekli bir renk spektrumudur.

Bu, Uranüs ve Neptün'ün görünen gerçek rengini belirlemek için STIS ve MUSE gözlemlerinin açık bir şekilde işlenebileceği anlamına gelir.

Araştırmacılar bu verileri Voyager 2'nin yanı sıra Hubble Uzay Teleskobu'nun Geniş Alan Kamerası 3'ün (WFC3) kaydettiği kompozit renkli görüntüleri yeniden dengelemek için kullandılar.

Bu, Uranüs ve Neptün'ün aslında turkuaz renginin benzer tonlarında olduğunu ortaya çıkardı. Temel fark, Neptün'ün hafif bir ekstra mavi tonuna sahip olmasıdır; model, bunun gezegendeki daha ince bir pus tabakasından kaynaklandığını ortaya koymaktadır.

İki Uranüs yılı boyunca (bir Uranüs yılı 84,02 Dünya yılına eşdeğerdir) Uranüs'teki mevsimsel renk değişimlerinin animasyonu, 1900'den 2068'e kadar uzanır ve Uranüs'ün güney kutbunun neredeyse doğrudan Güneş'e işaret ettiği güney yaz gündönümünden hemen önce başlar.
Sol disk Uranüs'ün çıplak gözle görünümünü gösterirken, sağ diskin rengi atmosferik özellikleri daha belirgin hale getirmek için genişletilip geliştirildi. Bu animasyonda, Uranüs'ün dönüşü 3.000 kattan fazla yavaşlatılmıştır, böylece gezegenin dönüşü görülebilmektedir ve ayrı fırtına bulutlarının gezegenin diskinden geçtiği görülmektedir.
Gezegen gündönümlerine doğru ilerledikçe, artan bulut opaklığı ve azalan metan bolluğundan oluşan soluk kutupsal bir “başlık”, gezegenin diskinin daha fazlasını doldurarak gezegenin genel renginde mevsimsel değişikliklere yol açacak şekilde görülebilir.
Uranüs'ün diskinin değişen boyutu, Uranüs'ün yörüngesi sırasında Güneş'e olan uzaklığının değişmesinden kaynaklanmaktadır.
Katkıda bulunanlar: Patrick Irwin, Oxford Üniversitesi

Uranüs'teki renk farklılıklarını açıklayın

Çalışma aynı zamanda Uranüs'ün güneş etrafındaki 84 yıllık yörüngesi sırasında neden hafifçe renk değiştirdiğine dair uzun zamandır devam eden gizeme de bir yanıt sunuyor.

Araştırmacılar, buz devinin görüntülerini ilk kez Arizona'daki Lowell Gözlemevi tarafından 1950'den 2016'ya kadar mavi ve yeşil dalga boylarında kaydedilen parlaklık ölçümleriyle karşılaştırdıktan sonra bu sonuca ulaştı.

Bu ölçümler, Uranüs'ün gündönümlerinde (yaz ve kış) gezegenin kutuplarından birinin yıldızımıza doğru baktığında biraz daha yeşil göründüğünü gösterdi. Ancak ekinoks sırasında, yani Güneş ekvatorun üzerindeyken rengi biraz daha mavi olur.

Bunun nedenlerinden biri Uranüs'ün alışılmadık bir rotasyona sahip olmasıdır.

Aslında yörüngesi sırasında neredeyse kendi tarafında dönüyor, bu da gezegenin gündönümleri sırasında kuzey veya güney kutbunun neredeyse doğrudan Güneş ve Dünya'ya dönük olduğu anlamına geliyor.

Araştırmacılar bunun önemli olduğunu, çünkü kutup bölgelerinin yansıtma oranındaki herhangi bir değişikliğin, gezegenimizden bakıldığında Uranüs'ün genel parlaklığı üzerinde önemli bir etkiye sahip olacağını söyledi.

Gökbilimcilerin bu yansımanın nasıl veya neden farklı olduğu konusunda daha az net olduğu şey.

Bu, araştırmacıları Uranüs'ün kutup bölgelerinin spektrumlarını ekvator bölgelerinin spektrumlarıyla karşılaştıran bir model geliştirmeye teşvik etti.

Kutup bölgelerinin yeşil ve kırmızı dalga boylarında mavi dalga boylarına göre daha yansıtıcı olduğunu buldu; bunun nedeni, kırmızıyı emen metanın kutupların yakınında ekvatordakinin yaklaşık yarısı kadar bol olmasıdır.

Ancak bu, renk değişimini tam olarak açıklamak için yeterli değildi, bu nedenle araştırmacılar, daha önce yaz aylarında gözlemlenen, giderek kalınlaşan buzlu sisin bir “başlığı” biçiminde modele yeni bir değişken ekledi; gezegen. Ekinokstan gündönümüne doğru hareket eder.

Gökbilimciler bunun muhtemelen metan buz parçacıklarından oluştuğuna inanıyor.

Modelde simüle edildiğinde buz parçacıklarının kutuplardaki yeşil ve kırmızı dalga boylarında yansımaları arttı ve bu da Uranüs'ün gündönümünde neden daha yeşil olduğuna dair bir açıklama sağladı.

Profesör Irwin şunları söyledi: “Bu, Uranüs'ün yörüngesi sırasında neden renk değiştirdiğini açıklamak için niceliksel bir modeli görüntüleme verileriyle eşleştiren ilk çalışmadır.”

“Bu şekilde, kutup bölgelerindeki metan bolluğunun azalması ve aynı zamanda parlak bir şekilde dağılmış metan buz parçacıklarının kalınlığındaki artış nedeniyle Uranüs'ün gündönümünde daha yeşil olduğunu gösterdik.”

Onlarca yıldır Neptün ve Uranüs'ü araştıran ancak çalışmaya dahil olmayan Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği'nden (AURA) Dr. Heidi Hamill, şunları söyledi: “Neptün'ün renginin yanlış algılanması ve Uranüs'ün alışılmadık renk değişiklikleri, onlarca yıldır kafamızı karıştırdılar. Bu kapsamlı çalışmanın sonunda her iki konuyu da bir kenara bırakması gerekiyor.

Geleceğin keşfi ve sürekli araştırma

Voyager'ın 1980'lerdeki mirasını temel alan buz devleri Uranüs ve Neptün, geleceğin robot kaşifleri için heyecan verici bir varış noktası olmaya devam ediyor.

Leicester Üniversitesi'nden gezegen bilimci ve yeni çalışmanın ortak yazarı Profesör Lee Fletcher şunları söyledi: “Garip mevsimsel atmosferinden çeşitli halka ve ay koleksiyonuna kadar Uranüs sistemini keşfetme misyonu yüksek bir görevdir. -profil bir.” Önümüzdeki yıllarda uzay ajanslarının önceliği.

Bununla birlikte, Uranüs'ün etrafında dönen uzun ömürlü bir gezegen kaşifi bile bir Uranüs yılının yalnızca kısa bir anlık görüntüsünü yakalayabilir.

Profesör Fletcher, “Uranüs'ün görünümünün ve renginin, güneş sistemindeki en tuhaf mevsimlere tepki olarak on yıllar boyunca nasıl değiştiğini gösteren bu gibi yer tabanlı çalışmalar, gelecekteki misyonun keşiflerini daha geniş bir bağlama oturtmak açısından hayati önem taşıyacak” diye ekledi.

Referans: Patrick J. J. Irwin, Jack Dobinson, Arjuna James, Nicholas A. Tenby, Amy A. Simon, Lee N. Fletcher, Michael T. Roman, “Uranüs'ün mevsimsel renk ve boyut döngüsünün modellenmesi ve Neptün ile karşılaştırılması”, Glenn S. Orton, Michael H. Wong, Daniel Toledo, Santiago Pérez Hoyos ve Julie Beck, 12 Eylül 2023, Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri.
doi: 10.1093/mnras/stad3761