Hubble: Penonton Cuaca Sistem Suria Luar

Mata berkuasa Hubble mengintai planet luar sekali tahun Bumi, menumpahkan cahaya pada atmosfera planet gergasi.

Ribut di luar sistem suria mempunyai penyelidik bingung dan Hubble ada di sini untuk membantu.

Spot Merah Besar Jupiter telah mengecut selama beberapa dekad tetapi ia semakin tinggi walaupun ia mengurangkan lebar, satu kajian baru mendedahkan hari Selasa. Perubahan bentuk ribut juga mungkin menjejaskan warna yang semakin orennya. Dan bulan lepas, NASA mengeluarkan imej ribut besar di Neptune yang menyusut dan bukan berantakan; penyelidik sebelum ini menyangka ribut akan hilang apabila ia bergerak ke arah khatulistiwa planet.

Gambar siri Teleskop Angkasa Teleskop Hubble ini diambil selama 2 tahun menjejaki kematian vorteks gelap gergasi di planet Neptunus. Tempat berbentuk oval telah menyusut dari 3, 100 batu di sepanjang paksi panjangnya hingga 2, 300 batu di sepanjang tempoh pemerhatian Hubble.
NASA, ESA, dan MH Wong dan AI Hsu (UC Berkeley)

Hasil ini, yang kedua-duanya muncul dalam The Astronomical Journal (kertas Jupiter, kertas Neptunus), adalah yang terbaru dari program Luar Angkasa Teleskop Teleskop Luar Angkasa (OPAL) yang mempunyai teleskop NASA yang paling meneliti setiap planet luar (Musytari, Saturnus, Uranus dan Neptunus) sekurang-kurangnya sekali setahun Bumi mencari perubahan dalam atmosfera mereka.

Pemerhatian OPAL

Program OPAL timbul daripada kertas putih yang dikeluarkan kira-kira lima tahun yang lalu, yang berhujah untuk sistem pemantauan luar planet. Sebelum zaman angkasa, para penyelidik menulis, ahli meteorologi memahami fizik asas aliran bendalir di Bumi. Tetapi ia memerlukan kemajuan dalam pemantauan cuaca - stesen-stesen berita yang tersebar di seluruh dunia dan, kemudian, satelit - untuk meningkatkan pemahaman saintifik terhadap atmosfer planet kita.

Sebaliknya, pengamatan bertaburan di planet-planet luar telah menunjukkan perubahan dalam atmosfera mereka dalam tempoh masa yang singkat dalam beberapa minggu atau bulan serta sepanjang tahun planet keseluruhan (masa yang diperlukan untuk mengorbit Matahari). Dan mereka juga menunjukkan bagaimana gangguan tempatan boleh mempunyai kesan global: Perubahan corak angin dan struktur awan di Musytari, misalnya, menjejaskan segala-galanya dari Great Red Spot yang terkenal dengan struktur bahaya di atmosferanya, kata para penyelidik.

Pelan umum adalah untuk Hubble memetakan setiap planet apabila ia bertentangan, kira-kira sekali setahun Bumi. Dengan mengambil gambar seketika semasa orbit Hubble - iaitu, setiap 90 minit - penyelidik boleh mencatatkan kedua-dua hemisfera (barat dan timur) setiap planet setiap tahun.

Memang, pemerhatian tahunan membuat sukar untuk memikirkan apa yang sedang berlaku. "Ia seperti melihat Bumi setiap beberapa bulan dan cuba memahami cuaca, " kata Amy Simon (NASA Goddard), seorang saintis kanan bagi penyelidikan atmosfera planet yang memimpin kertas putih. Namun, Hubble adalah teleskop yang sangat popular dengan banyak permintaan pada waktunya, dan saintis gembira dengan pemerhatian yang mereka dapati setakat ini.

Keputusan Awal

Hubble memulakan program OPAL pada tahun 2014, dan keputusannya telah disusun.

Di Jupiter, para penyelidik baru-baru ini memutuskan bahawa Red Red Spot yang semakin mengecil menjadi lebih kuat warna, mungkin kerana bahan kimia yang memberikan warna ributnya bergerak lebih tinggi di atmosfera.

Yang menghairankan, ribut juga kelihatan semakin tinggi. Penyelidik sebelum ini berfikir bahawa ribut berkontrak akan menjadi tuan rumah angin yang lebih kuat, seperti skater ais yang berputar lebih cepat dengan menarik tangan mereka ke dalam. Sebaliknya, bagaimanapun, ribut berkembang pada ketinggian. "Ia hampir seperti tanah liat yang dibentuk pada roda periuk, " kata NASA dalam kenyataan akhbar. "Sebagai roda berputar, seorang seniman boleh mengubah seketika pendek, bulat ke dalam vas yang tinggi, tipis dengan menolak masuk ke dalam tangannya. Yang lebih kecil dia menjadikan pangkalan, semakin tinggi kapal akan bertambah. ".

Di Neptune, penemuan terbesar OPAL setakat ini telah menjadi "titik gelap yang hebat", seperti yang ditemui oleh Voyager 2 pada tahun 1989. Ribut ini tidak dapat dilihat oleh pemerhatian berasaskan tanah lain yang melihat planet ini. "Hanya Hubble dapat melihatnya dalam gelombang biru itu, " jelas Simon.

Para penyelidik juga sedang mengkaji cahaya matahari yang dipantulkan oleh Neptune menggunakan OPAL, serta Balai Cerap Keck yang berasaskan tanah. Perubahan reflektif Neptune, dan para penyelidik ingin mengetahui mengapa. "Perkara yang kami dapati - apa yang benar-benar mengatasi isyarat anda - adalah perubahan awan, " kata Simon. Perubahan harian dalam liputan awan mempengaruhi berapa banyak sinar matahari yang mencerminkan Neptun, yang seterusnya mempengaruhi jenis isyarat yang akan diberikan kerana ia mengorbit Matahari.

"Ia ternyata sangat berguna untuk masyarakat kerdil coklat, " tambah Simon. Data ini akan meningkatkan model penyelidik mencari kerdil coklat menggunakan data dari teleskop angkasa Kepler.

Pemerhatian daripada ahli astronomi amatur membantu mengembangkan jangkauan OPAL. Contohnya, menggabungkan data Hubble dengan pemerhatian amali, gelombang OPAL yang dikesan di belahan khatulistiwa utara yang tidak dapat dilihat sejak kapal angkasa Voyager 2 terbang oleh Jupiter pada tahun 1979, kata Simon.

Simon berkata pemerhatian amatur juga menjadi kunci untuk memerhatikan Uranus, kerana ributnya sering hilang dalam hanya beberapa minit atau jam. "Anda perlu kelihatan dengan cepat, " katanya. "Ada satu [badai] yang telah berterusan dari tahun ke tahun, tetapi barang-barang lain menjadi sangat cepat."

OPAL dijangka berterusan sehingga akhir hayat Hubble lewat pada tahun 2020an. Pasukan itu juga akan melakukan pemerhatian dengan James Webb Space Telescope (JWST), yang akan dilancarkan tahun depan.

"Kami mempunyai masa yang dijamin [pada JWST], " kata Simon. "Apa yang kami ingin lakukan adalah mempunyai masa yang bertepatan antara teleskop dengan data resolusi tinggi dari Webb di inframerah, dan beberapa spektroskopi." Para penyelidik akan menguji pemerhatian mereka terlebih dahulu pada Musytari, kemudian mencadangkan rancangan untuk planet lain.