Poput Zemlje, Uran i Neptun imaju kao rezultat sezone i iskustva u vremenskim obrascima. Ali za razliku od Zemlje, godišnja doba na tim planetima traje godinama, a ne mjesecima, a vremenski se obrasci pojavljuju na ljestvici koja je zemaljskim standardima nezamisliva. Dobar primjer su oluje koje su opažene u atmosferi Neptuna i Urana, a koje uključuju poznatu Neptunovu Veliku tamnu mrlju.
Tijekom svoje godišnje rutine praćenja Urana i Neptuna, NASA-e Hubble svemirski teleskop (HST) je nedavno dao ažurirana promatranja vremenskih uzoraka oba planeta. Osim što je uočio novu i tajnovitu oluju na Neptunu, Hubble je pružio svjež pogled na dugovječnu oluju oko Uranovog sjevernog pola. Ta su zapažanja dio HubbleDugoročna misija za poboljšanje našeg razumijevanja vanjskih planeta.
Nove slike snimljene su kao dio dugoročnog programa Outer Planet Atmospheres Atmospheres (OPAL). Hubble projekt koji je vodila Amy Simon iz NASA-inog centra za svemirske letove Goddard. Svake godine ovaj program snima globalne karte vanjskih planeta našeg Sunčevog sustava kada su one najbliže Zemlji. Jedan od glavnih ciljeva OPAL-a je proučavanje dugoročnih sezonskih promjena i usporedno prolaznih događaja, poput pojave tamnih mrlja.
Zamijetiti ih nije lak zadatak, jer se te tamne mrlje pojavljuju brzo i relativno su kratkotrajne, do točke u kojima su se neke pojavile i nestale tijekom višegodišnjih praznina u Hubbleovim opažanjima Neptuna. To je još jedan cilj programa OPAL, a to je osigurati da astronomi ne propuste još jedan.
Ta najnovija tamna mrlja, koja promjera otprilike iznosi 11 000 km (6,800 mi), pojavljuje se u gornjem središtu planeta. Hubble prvi put je uočio to u rujnu 2018., kada je južna hemisfera Neptuna doživljavala ljeto. To je u skladu sa sezonskim promjenama na planeti, gdje zatopljenje na južnoj hemisferi uzrokuje da vremenski obrasci postanu dramatičniji na sjeveru.
Iako je nejasno kako se ove oluje formiraju, nova istraživanja Simona i OPAL-ovog tima pokazuju kako se formiraju brzo, traju od četiri do šest godina, a zatim nestaju tijekom dvije godine. Poput Jupiterove Velike crvene mrlje, tamni vrtlozi vrtlog su u anticiklonskom smjeru i čini se da bacaju materijal s dubljih nivoa u atmosferu ledenog diva.
U stvari, Hubbleova promatranja dobivena od 2016. godine ukazuju na to da se vrtlozi vjerojatno razvijaju dublje u atmosferi Neptuna i postaju vidljivi tek kad vrh oluje dosegne veće visine. U međuvremenu, prate ih „prateći oblaci“ koji su na Hubbleovim slikama vidljivi kao svijetlo bijele mrlje desno od crne crte.
Ovi oblaci sačinjeni su od metana, koji se smrzavaju kada vrtlozi uzrokuju prebacivanje vanjskog zraka iznad oluje. Dug, tanak oblak lijevo od tamne točke prolazna je karakteristika koja nije dio olujnog sustava. Isto je i s Uranom, koji pokazuje veliku svijetlu kapu oblaka preko sjevernog pola.
U Uranovom slučaju znanstvenici vjeruju da je to rezultat jedinstvene orijentacije Urana, gdje je njegova os nagnuta za 90 ° u odnosu na Sunčev ekvator. Zbog toga što Uran orbitira praktički na svojoj strani, Sunce tijekom ljeta na sjevernoj polutki sija gotovo direktno na sjeverni pol. Trenutno se Uran približava sredini svoje ljetne sezone zbog čega će se područje polarnih kapa istaknutije.
Ova polarna kapa može biti rezultat sezonskih promjena atmosferskog protoka, a na slici je prati velik, kompaktan metan-ledeni oblak blizu njezina ruba. Također je vidljiv uski pojas oblaka koji okružuje planet sjeverno od ekvatora. Ovo je još jedna misterija oko Urana i Neptuna, a to je kako se poput ovih bendova ograničavaju na tako uske širine kada planet ima tako široke mlaza vjetrova na zapadu.
Ovo je četvrti misteriozni vrtlog koji je Hubble slikao od 1993. godine i šesti otkad su astronomi postali svjesni tih pojava. Prve dvije tamne mrlje otkrio je Voyager 2 svemirske letjelice kao što je napravio povijesni leteći Neptun 1989. godine. Od tada samo Hubble svemirski teleskop bio je u mogućnosti pratiti ove značajke zbog osjetljivosti na plavu svjetlost.
Te su slike dio rastuće baze podataka Hubbleovih snimaka Neptuna i Urana koji tijekom vremena prate vremenske obrasce planeta. Kao što meteorolozi predviđaju vremenske prilike na Zemlji na temelju dugoročnih trendova, astronomi se nadaju da će im Hubbleov dugotrajni nadzor vanjskih planeta pomoći u razotkrivanju trajnih misterija njihove atmosfere.
Analiza vremena na tim svjetovima također će poboljšati naše razumijevanje raznolikosti atmosfere u Sunčevom sustavu, kao i njihovih sličnosti. Na kraju, ovo bi moglo ići i daleki put prema informiranju našeg razumijevanja ekstrasolarnih planeta i njihove atmosfere, možda čak i pomoći nam da utvrdimo mogu li oni podržati život ili ne.
