Η μειωμένη δραστηριότητα σε ένα βαθύ ατμοσφαιρικό στρώμα ίσως είναι ο λόγος που κάνει τον Ουρανό να ξεχωρίζει.
Γιατί ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας εμφανίζουν διαφορετικές αποχρώσεις του μπλε;
Οι δύο κόσμοι είναι αρκετά παρόμοιοι όσον αφορά στη μάζα – ο Ουρανός έχει περίπου 15 φορές τη μάζα της Γης, ενώ ο Ποσειδώνας 17- και περιεχουν σχεδόν πανομοιότυπα ποσοστά υδρογόνου (πάνω από 80% ο καθένας), ηλίου και μεθανίου στην ατμόσφαιρά τους. Αλλά τώρα, μια νέα έρευνα υποδηλώνει ότι μια «στάσιμη, νωθρή» ατμόσφαιρα στον Ουρανό επιτρέπει την δημιουργία και συσσώρευση ομίχλης σε αυτόν τον γίγαντα αερίων, προσδίδοντάς του μια πιο «λευκή» απόχρωση του μπλε από το βαθυγάλανο του Ποσειδώνα.
Μία νέα μελέτη, ερευνά πολλαπλά ατμοσφαιρικά στρώματα σε κάθε έναν από τους πλανήτες, χρησιμοποιώντας μήκη κύματος από το υπεριώδες έως το εγγύς υπέρυθρο. Η μελέτη δείχνει ότι στα εσωτερικά ατμοσφαιρικά στρώματα υπάρχει περισσότερη ομίχλη από όση θεωρούσαμε έως τώρα, και όχι απλώς παγωμένα σύννεφα μεθανίου και υδρόθειου. Οι συγγραφείς δηλώνουν πως αυτή είναι η πρώτη φορά που μία εργασία διεξάγεται σε ένα τόσο ευρύ φασματικό τμήμα, αντί να επικεντρωθεί σε μία στενή περιοχή μηκών κύματος.
«Είναι επίσης η πρώτη μελέτη που εξηγεί την διαφορά στο ορατό χρώμα μεταξύ του Ουρανού και του Ποσειδώνα» λέει ο κύριος συγγραφέας Patrick Irwin, καθηγητής Πλανητικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης.
Πιο πριν, οι επιστήμονες είχαν προτείνει ότι το μεθάνιο του Ποσειδώνα ήταν αυτό που τον κάνει τόσο σκούρο, καθώς το συγκεκριμένο αέριο απορροφά τα κόκκινα μήκη κύματος ενώ ανακλά τα μπλε. Η πρόταση αυτή όμως δεν μπορούσε να εξηγήσει το χρώμα που παρατηρούμε στον Ουρανό, με δεδομένο ότι αυτός περιέχει ακόμη περισσότερο μεθάνιο (2,3% της ατμοσφαιρικής μάζας, σε σύγκριση με το 1,9% του Ποσειδώνα.)
Αυτή η αναντιστοιχία καθιστούσε σαφές ότι για την διαφορά στο χρώμα θα πρέπει να ευθύνεται κάποιος άλλος παράγοντας, όμως οι βασικές διαφορές μεταξύ των δύο πλανητών δεν ήταν σε θέση να μας δώσουν στοιχεία για το ποιός μπορεί να είναι αυτός. Άλλωστε αυτοί οι πλανήτες δεν έχουν μελετηθεί παρά ελάχιστα, καθώς τους έχει επισκεφθεί μία μόνο διαστημοσυσκευή -το Voyager 2 της NASA- και αυτό την δεκαετία του 1980. Από τότε, η μελέτη τους βασίζεται μόνο σε παρατηρήσεις τηλεσκοπίων.
Ο Ουρανός είναι ένας ιδιαίτερος πλανήτης. Σε αντίθεση με όλους τους υπόλοιπους, είναι ο μόνος που περιστρέφεται στο πλάι του, με τον άξονα περιστροφής του, δηλαδή, να βρίσκεται σχεδόν επάνω στο επίπεδο της εκλειπτικής, κάτι που οδηγεί σε ακραίες εποχές οι οποίες διατηρούνται για περίπου 20 χρόνια. (Μια μελέτη του 2018 προτείνει ότι ο περίεργος προσανατολισμός του οφείλεται σε σύγκρουση με ένα σώμα με μέγεθος διπλάσιο από το αυτό της Γης.) Ο Ουρανός επίσης διαθέτει ελάχιστη (ίσως και καθόλου) εσωτερική θερμότητα να προσθέσει στο ηλιακό φως που φτάνει σε αυτόν, με αποτέλεσμα να έχει την πιο κρύα ατμόσφαιρα από οποιονδήποτε πλανήτη του ηλιακού συστήματος.
Ένα από τα ιδιαίτερα ατμοσφαιρικά χαρακτηριστικά του Ποσειδώνα είναι οι καταιγίδες του. Οι άνεμοι του Ποσειδώνα μπορούν να φτάσουν έως και τα 2.500 km/h, οι ταχύτεροι που έχουν ποτέ καταγραφεί στο ηλιακό σύστημα. Όταν το Voyager 2 πέταξε δίπλα του, εντόπισε μια μεγάλη καταιγίδα -τόσο μεγάλη ώστε να χωρά ολόκληρη τη Γη- η οποία ονομάστηκε «Μεγάλη Σκοτεινή Κηλίδα». Και ενώ αυτή αργότερα εξαφανίστηκε, το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble έχει παρατηρήσει την εμφάνιση αρκετών άλλων.
Ο Ουρανός, από την άλλη, εμφανίζει μία ιδιαίτερη συμπεριφορά όσον αφορά τις καταιγίδες. Για παράδειγμα, το 2014, παρουσιάστηκε έξαρση καταιγίδων στον συνήθως ήρεμο πλανήτη. Αυτό εξέπληξε τους αστρονόμους, καθώς είχαν περάσει 7 χρόνια από τότε που η επίδραση του ηλιακού φωτός που έφτανε στον πλανήτη ήταν εντονότερη, το 2007 δηλαδή όταν το φως προσέπιπτε απευθείας στον ισημερινό του. Οι λόγοι για αυτή την χρονική καθυστέρηση είναι ελάχιστα κατανοητοί.
Για τη νέα μελέτη, οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν αρκετά παρατηρητήρια: νέες παρατηρήσεις από το “Gemini North telescope” στην κορυφή του Mauna Kea στη Χαβάη, μαζί με δεδομένα αρχείου από το “Infrared Telescope Facility” της NASA και το Hubble. Οι μελέτες εκτείνονταν σε μήκη κύματος από το υπεριώδες στο ορατό, έως το εγγύς υπέρυθρο (από 0,3 έως 2,5 μικρόμετρα).
Η μελέτη των φασμάτων του Gemini North επέτρεψε στους επιστήμονες να υπολογίσουν πόσο ανακλαστική ήταν κάθε ατμόσφαιρα σε ολόκληρο τον πλανήτη στα διάφορα μήκη κύματος του υπέρυθρου φωτός.
Το μοντέλο που προκύπτει εστιάζει στα αερολύματα ή αιωρούμενα σωματίδια της ατμόσφαιρας, θεωρώντας πως υφίστανται τρία βασικά τέτοια στρώματα αερολυμάτων σε διαφορετικά ύψη στις ατμόσφαιρες των δύο πλανητών.
Οι ερευνητές λένε πως υπεύθυνο για τις διαφορετικές αποχρώσεις φαίνεται να είναι το μεσαίο στρώμα κάθε πλανήτη. Σε αυτό το στρώμα, ο πάγος μεθανίου συμπυκνώνεται σε αερολύματα και στους δύο πλανήτες, αλλά στη συνέχεια οι δύο κόσμοι αποκλίνουν.
Η πιο ενεργή ατμόσφαιρα του Ποσειδώνα πιθανότατα παράγει χιόνι καθώς μετακινεί σωματίδια μεθανίου προς την ομίχλη, κάτι που με την πάροδο του χρόνου την μειώνει. Ο Ουρανός, ωστόσο, διαθέτει ένα παχύτερο στρώμα ομίχλης λόγω της βραδύτερα κινούμενης ατμόσφαιράς του.
Οι επιστήμονες υποψιάζονται επίσης ότι το μεσαίο στρώμα της ατμόσφαιρας είναι αυτό που δημιουργεί “σκοτεινές κηλίδες” σε κάθε πλανήτη.
Για την μελέτη αυτών των δύο παράξενων κόσμων, θα συνεχίσουμε πιθανότατα να βασιζόμαστε στο Hubble και σε επίγειες παρατηρήσεις, καθώς δεν έχει προγραμματιστεί ακόμα καμία τόσο μακρινή αποστολή διαστημικού σκάφους, αν και μία αποστολή στον Ουρανό μέχρι το 2030 φαίνεται πως αποτελεί προτεραιότητα της NASA.
Oι επιστήμονες ελπίζουν να μάθουν περισσότερα για το πώς αλλάζει η ατμόσφαιρα του Ουρανού πριν ξεκινήσει η νότια άνοιξη το 2049, καθώς το Voyager 2 εξέτασε αυτήν την περιοχή κατά την καλοκαιρινή περίοδο.
Παραπομπές:
Δημοσίευση στο Journal of Geophysical Research: Planets
Πηγή: https://www.space.com/
