Este compuesto muestra imágenes térmicas de Neptuno tomadas entre 2006 y 2020. Las primeras tres imágenes (2006, 2009, 2018) se tomaron con el instrumento VISIR en el Very Large Telescope de ESO, mientras que la imagen de 2020 fue capturada por el instrumento COMICS en el Telescopio Subaru ( VISIR no estaba en funcionamiento a mediados de 2020 debido a la pandemia). Después del enfriamiento gradual del planeta, el polo sur parece haberse vuelto dramáticamente más cálido en los últimos años, como lo muestra un punto brillante en la parte inferior de Neptuno en las imágenes de 2018 y 2020. Crédito: ESO/M. Romano, NAOJ/Subaru/CÓMICS
Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado telescopios terrestres, incluido el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral, para rastrear las temperaturas atmosféricas de Neptuno durante un período de 17 años. Encontraron una caída sorprendente en las temperaturas globales de Neptuno seguida de un calentamiento dramático en su polo sur.
«Este cambio fue inesperado», dice Michael Roman, investigador asociado postdoctoral en la Universidad de Leicester, Reino Unido, y autor principal del estudio publicado hoy en El diario de ciencia planetaria. «Dado que hemos estado observando a Neptuno durante el comienzo del verano austral, esperábamos que las temperaturas se hicieran más cálidas, no más frías».
Al igual que la Tierra, Neptuno experimenta estaciones mientras orbita alrededor del Sol. Sin embargo, una temporada de Neptuno dura alrededor de 40 años, con un año de Neptuno que dura 165 años terrestres. Ha sido verano en el hemisferio sur de Neptuno desde 2005, y los astrónomos estaban ansiosos por ver cómo cambiaban las temperaturas después del solsticio de verano del sur.
Los astrónomos observaron casi 100 imágenes térmicas infrarrojas de Neptuno, capturadas durante un período de 17 años, para reconstruir las tendencias generales de la temperatura del planeta con mayor detalle que nunca.
Cambios observados en el brillo infrarrojo térmico de Neptuno, una medida de la temperatura en la atmósfera de Neptuno. El gráfico muestra el cambio relativo en el brillo del infrarrojo térmico de la estratosfera de Neptuno con el tiempo para todas las imágenes existentes tomadas por telescopios terrestres. Las imágenes más brillantes se interpretan como más cálidas. Las imágenes térmicas infrarrojas correspondientes (arriba) en longitudes de onda de ~12 µm muestran la aparición de Neptuno en 2006, 2009, 2018 (observado por el instrumento VISIR del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral) y 2020 (observado por el instrumento COMICS de Subaru). El polo sur parece haberse vuelto dramáticamente más cálido en los últimos años. Crédito: Michael Roman/NASA/JPL/Voyager-ISS/Justin Cowart.
Estos datos mostraron que, a pesar del inicio del verano austral, la mayor parte del planeta se había enfriado gradualmente durante las últimas dos décadas. La temperatura promedio global de Neptuno cayó 8 °C entre 2003 y 2018.
Luego, los astrónomos se sorprendieron al descubrir un calentamiento dramático del polo sur de Neptuno durante los últimos dos años de sus observaciones, cuando las temperaturas aumentaron rápidamente 11 °C entre 2018 y 2020. Aunque el vórtice polar cálido de Neptuno se conoce desde hace muchos años, este rápido vórtice polar Nunca antes se había observado un calentamiento en el planeta.
«Nuestros datos cubren menos de la mitad de una temporada de Neptuno, por lo que nadie esperaba ver cambios grandes y rápidos», dice el coautor Glenn Orton, científico investigador principal del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de Caltech en los EE. UU.
Los astrónomos midieron la temperatura de Neptuno utilizando cámaras térmicas que funcionan midiendo la luz infrarroja emitida por los objetos astronómicos. Para su análisis, el equipo combinó todas las imágenes existentes de Neptuno recopiladas durante las últimas dos décadas por telescopios terrestres. Investigaron la luz infrarroja emitida por una capa de la atmósfera de Neptuno llamada estratosfera. Esto permitió al equipo construir una imagen de la temperatura de Neptuno y sus variaciones durante parte de su verano austral.
Neptuno visto en luz visible (centro) y longitudes de onda del infrarrojo térmico (derecha), en 2020. La imagen central combina varias imágenes del telescopio espacial Hubble, mientras que la imagen del infrarrojo térmico de la derecha se tomó del telescopio Subaru en Maunakea. , Hawái. En el infrarrojo térmico, el cálido polo sur de Neptuno brilla más intensamente que nunca antes. Crédito: Michael Roman/NASA/ESA/STSci/MH Wong/LA Sromovsky/PM Fry.
Debido a que Neptuno está a aproximadamente 4500 millones de kilómetros de distancia y es muy frío, la temperatura promedio del planeta alcanza alrededor de -220°C, medir su temperatura desde la Tierra no es una tarea fácil. «Este tipo de estudio solo es posible con imágenes infrarrojas sensibles de grandes telescopios como el VLT que pueden observar a Neptuno con claridad, y estas solo han estado disponibles durante los últimos 20 años», dice la coautora Leigh Fletcher, profesora de la Universidad de Leicester.
Alrededor de un tercio de todas las imágenes tomadas provienen del instrumento VLT Imager and Spectrometer for mid-InfraRed (VISIR) en el VLT de ESO en el desierto de Atacama en Chile. Debido al tamaño del espejo y la altitud del telescopio, tiene una resolución y una calidad de datos muy altas, y ofrece las imágenes más claras de Neptuno. El equipo también utilizó datos del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA e imágenes tomadas con el telescopio Gemini Sur en Chile, así como con el Telescopio Subaru, el Telescopio Keck y el telescopio Gemini Norte, todos en Hawai’i.
Vista de Neptuno de la Voyager 2, capturada en agosto de 1989. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Kevin M. Gill.
Debido a que las variaciones de temperatura de Neptuno fueron tan inesperadas, los astrónomos aún no saben qué pudo haberlas causado. Podrían deberse a cambios en la química estratosférica de Neptuno, a patrones climáticos aleatorios o incluso al ciclo solar. Se necesitarán más observaciones en los próximos años para explorar las razones de estas fluctuaciones. Futuros telescopios terrestres como el Extremely Large Telescope (ELT) de ESO podrían observar cambios de temperatura como estos con mayor detalle, mientras que el telescopio espacial James Webb de NASA/ESA/CSA proporcionará nuevos mapas sin precedentes de la química y la temperatura en la atmósfera de Neptuno.
«Creo que Neptuno es en sí mismo muy intrigante para muchos de nosotros porque todavía sabemos muy poco al respecto», dice Roman. «Todo esto apunta hacia una imagen más complicada de la atmósfera de Neptuno y cómo cambia con el tiempo».
Vapor de agua detectado en un ‘super Neptuno’
«Variación subestacional en la emisión del infrarrojo medio de Neptuno» El diario de ciencia planetaria (2022). DOI: 10.3847/PSJ/ac5aa4
Citación: Los astrónomos capturan cambios sorprendentes en las temperaturas de Neptuno (2022, 11 de abril) recuperado el 11 de abril de 2022 de https://phys.org/news/2022-04-astronomers-capture-neptune-temperatures.html
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