Skýjamyndun á Neptúnusi tengist sólsveiflunni
Sævar Helgi Bragason
18. ágú. 2023
Fréttir
Stjörnufræðingar vakta veðrið á Neptúnusi og sjá ský myndast í takt við ellefu ára sólblettasveifluna
Stjörnufræðingar hafa fundið tengsl á milli skýjamyndunar á Neptúnusi og ellefu ára sólblettasveiflunni. Uppgötvunin byggir á veðurathugunum sem gerðar hafa verið í þrjá áratugi á útverði reikistjarnanna með sjónaukum í geimnum og á jörðu niðri.
Þessi tengsl milli skýjafarsins á Neptúnusi og virkni sólar koma talsvert á óvart. Neptúnus er lang fjarlægasta reikistjarnan og fær aðeins 0,1% af sólarljósinu sem Jörðinni fær. Samt virðist myndun skýja í efri hluta lofthjúps Neptúnusar vera knúin áfram af virkni sólar en ekki árstíðunum fjórum sem, á Neptúnusi, standa yfir í um það bil 40 ár, hver um sig.
Þessi misserin er skýjahulan á Neptúnusi í lágmarki ef undan eru skilin nokkur ský sem svífa yfir suðurpól reikistjörnunnar. Skýin sem alla jafna sjást á Neptúnusi tóku að dofna síðla árs 2019.
„Það kom á óvart hversu hratt skýin hurfu á Neptúnusi. Við sáum skýjahuluna nánast hverfa á örfáum mánuðum,“ sagði Imke de Pater, aðalhöfundur greinarinnar um rannsóknina en niðurstöðurnar voru birtar í tímaritinu Icarus.
Stjörnufræðingarnir greindu myndir sem teknar hafa verið af Neptúnusi með Hubble geimsjónaukanum, Keck sjónaukunum á Hawaii og Lick stjörnustöðinni í Kaliforníu síðustu þrjá áratugi.
Dramatískar breytingar á skýjahulu Neptúnusar séðar með Keck sjónaukunum á Hawaii. Mynd: Imke de Pater, Erandi Chavez, Erin Redwing (UC Berkeley)/W. M. Keck Observatory
Myndirnar leiða í ljós forvitnilegt mynstur milli árstíðabreytinga á skýjahulu Neptúnusar og sólblettasveiflunnar eða sólsveiflunnar. Sólsveiflan er 11 ára virknitímabil sólar þar sem segulsviðið flækist og snýst að lokum við. Sveiflan birtist í auknum fjölda sólbletta og fleiri sólblossum og kórónuskvettum sem, ef rafhlöðnu agnirnar beinast að Jörðinni, tendra kröftug norðurljós.
Þegar sólin er virkari stafar meiri útfjólublá geislun frá henni út í sólkerfið. Stjörnufræðingarnir komust að því að tveimur árum eftir að sólsveiflunnar var í hámarki jókst skýjahulan á Neptúnusi.
„Athuganirnar eru sterkustu sannanirnar til þessa fyrir því að skýjahulan á Neptúnusi haldist í hendur við sólsveifluna,“ sagði de Pater. „Niðurstöðurnar styðja þá kenningu að þegar útfjólublá geislun frá sólinni er nægilega mikil, gæti hún hrundið af stað ljósefnahvörfum í andrúmslofti Neptúnusar svo ský myndist.“
Athuganirnar ná yfir næstum þrjár sólsveiflum. Yfir þetta þriggja áratuga tímabil sást hvernig birtan frá Neptúnusi breyttist í takti við stækkandi og minnkandi skýjahulu. Birtan frá reikistjörnunni jókst árið 2002 en minnkaði árið 2007. Neptúnus varð aftur bjartari árið 2015 en dofnaði á ný árið 2020. Þá hvarf skýjahulan að mestu og hefur Neptúnus raunar aldrei verið daufari frá upphafi mælinga.
Myndaröð Hubble geimsjónaukans af Neptúnusi sem sýna hvernig skýjahulan dvínar og vex til skiptis og, að því er virðist, í takti við sólsveifluna. Mynd: NASA, ESA, LASP, Erandi Chavez (UC Berkeley), Imke de Pater (UC Berkeley)
Skýjahulan er stærst tveimur árum eftir hámark sólsveiflunnar. Ástæðan seinkunarinnar er sú, að ljósefnaferlin sem leiða til skýjamyndunar eiga sér stað í efri hluta andrúmslofts Neptúnsar. Það tekur skýin einfaldlega tíma að þéttast.
Enn er mörgum spurningum ósvarað svo teymið heldur áfram að gá til veðurs á Neptúnusi. „Við höfum séð fleiri ský á nýjustu myndunum frá Keck sem teknar voru á sama tíma og James Webb geimsjónaukinn beindi sjónum sínum að Neptúnusi. Skýin sem við sáum þá voru á norðlægum breiddargráðum og í mikilli hæð í andrúmsloftinu, eins og búast mátti við út frá aukningu á útfjólublárri útgeislun sólar síðustu tvö ár,“ sagði de Pater.
Frétt frá NASA og Keck stjörnustöðinni
Skýjamyndun á Neptúnusi tengist sólsveiflunni
Sævar Helgi Bragason 18. ágú. 2023 Fréttir
Stjörnufræðingar vakta veðrið á Neptúnusi og sjá ský myndast í takt við ellefu ára sólblettasveifluna
Stjörnufræðingar hafa fundið tengsl á milli skýjamyndunar á Neptúnusi og ellefu ára sólblettasveiflunni. Uppgötvunin byggir á veðurathugunum sem gerðar hafa verið í þrjá áratugi á útverði reikistjarnanna með sjónaukum í geimnum og á jörðu niðri.
Þessi tengsl milli skýjafarsins á Neptúnusi og virkni sólar koma talsvert á óvart. Neptúnus er lang fjarlægasta reikistjarnan og fær aðeins 0,1% af sólarljósinu sem Jörðinni fær. Samt virðist myndun skýja í efri hluta lofthjúps Neptúnusar vera knúin áfram af virkni sólar en ekki árstíðunum fjórum sem, á Neptúnusi, standa yfir í um það bil 40 ár, hver um sig.
Þessi misserin er skýjahulan á Neptúnusi í lágmarki ef undan eru skilin nokkur ský sem svífa yfir suðurpól reikistjörnunnar. Skýin sem alla jafna sjást á Neptúnusi tóku að dofna síðla árs 2019.
„Það kom á óvart hversu hratt skýin hurfu á Neptúnusi. Við sáum skýjahuluna nánast hverfa á örfáum mánuðum,“ sagði Imke de Pater, aðalhöfundur greinarinnar um rannsóknina en niðurstöðurnar voru birtar í tímaritinu Icarus.
Stjörnufræðingarnir greindu myndir sem teknar hafa verið af Neptúnusi með Hubble geimsjónaukanum, Keck sjónaukunum á Hawaii og Lick stjörnustöðinni í Kaliforníu síðustu þrjá áratugi.
Dramatískar breytingar á skýjahulu Neptúnusar séðar með Keck sjónaukunum á Hawaii. Mynd: Imke de Pater, Erandi Chavez, Erin Redwing (UC Berkeley)/W. M. Keck Observatory
Myndirnar leiða í ljós forvitnilegt mynstur milli árstíðabreytinga á skýjahulu Neptúnusar og sólblettasveiflunnar eða sólsveiflunnar. Sólsveiflan er 11 ára virknitímabil sólar þar sem segulsviðið flækist og snýst að lokum við. Sveiflan birtist í auknum fjölda sólbletta og fleiri sólblossum og kórónuskvettum sem, ef rafhlöðnu agnirnar beinast að Jörðinni, tendra kröftug norðurljós.
Þegar sólin er virkari stafar meiri útfjólublá geislun frá henni út í sólkerfið. Stjörnufræðingarnir komust að því að tveimur árum eftir að sólsveiflunnar var í hámarki jókst skýjahulan á Neptúnusi.
„Athuganirnar eru sterkustu sannanirnar til þessa fyrir því að skýjahulan á Neptúnusi haldist í hendur við sólsveifluna,“ sagði de Pater. „Niðurstöðurnar styðja þá kenningu að þegar útfjólublá geislun frá sólinni er nægilega mikil, gæti hún hrundið af stað ljósefnahvörfum í andrúmslofti Neptúnusar svo ský myndist.“
Athuganirnar ná yfir næstum þrjár sólsveiflum. Yfir þetta þriggja áratuga tímabil sást hvernig birtan frá Neptúnusi breyttist í takti við stækkandi og minnkandi skýjahulu. Birtan frá reikistjörnunni jókst árið 2002 en minnkaði árið 2007. Neptúnus varð aftur bjartari árið 2015 en dofnaði á ný árið 2020. Þá hvarf skýjahulan að mestu og hefur Neptúnus raunar aldrei verið daufari frá upphafi mælinga.
Myndaröð Hubble geimsjónaukans af Neptúnusi sem sýna hvernig skýjahulan dvínar og vex til skiptis og, að því er virðist, í takti við sólsveifluna. Mynd: NASA, ESA, LASP, Erandi Chavez (UC Berkeley), Imke de Pater (UC Berkeley)
Skýjahulan er stærst tveimur árum eftir hámark sólsveiflunnar. Ástæðan seinkunarinnar er sú, að ljósefnaferlin sem leiða til skýjamyndunar eiga sér stað í efri hluta andrúmslofts Neptúnsar. Það tekur skýin einfaldlega tíma að þéttast.
Enn er mörgum spurningum ósvarað svo teymið heldur áfram að gá til veðurs á Neptúnusi. „Við höfum séð fleiri ský á nýjustu myndunum frá Keck sem teknar voru á sama tíma og James Webb geimsjónaukinn beindi sjónum sínum að Neptúnusi. Skýin sem við sáum þá voru á norðlægum breiddargráðum og í mikilli hæð í andrúmsloftinu, eins og búast mátti við út frá aukningu á útfjólublárri útgeislun sólar síðustu tvö ár,“ sagði de Pater.
Frétt frá NASA og Keck stjörnustöðinni