Por primera vez en casi tres décadas de observaciones, las nubes vistas en Neptuno casi han desaparecido. Las imágenes de 1994 a 2022 del gran planeta azul capturadas desde Maunakea en la isla de Hawái a través de la lente del Observatorio W. M. Keck, junto con vistas desde el espacio a través del Telescopio Espacial Hubble de la NASA, muestran que las nubes casi han desaparecido con la excepción del polo sur.
Las observaciones, que se publican en la revista Icarus, revelan además una conexión entre las nubes que desaparecen de Neptuno y el ciclo solar, un hallazgo sorprendente dado que Neptuno es el planeta principal más alejado del sol y recibe solo 1/900 de la luz solar que recibimos. Tierra.
Un equipo de astrónomos dirigido por la Universidad de California (UC) en Berkeley descubrió que la abundancia de nubes que normalmente se ven en las latitudes medias del gigante helado comenzó a desvanecerse en 2019.
“Me sorprendió lo rápido que desaparecieron las nubes en Neptuno”, dijo Imke de Pater, profesora emérita de astronomía en UC Berkeley y autora principal del estudio. “Básicamente, vimos una disminución de la actividad de las nubes en unos pocos meses”.
“Incluso cuatro años después, las imágenes que tomamos en junio pasado mostraron que las nubes no han regresado a sus niveles anteriores”, dijo Erandi Chavez, estudiante de posgrado en el Centro de Astrofísica de la Universidad de Harvard que dirigió el estudio cuando era estudiante de pregrado en astronomía. en la Universidad de Berkeley. “Esto es extremadamente emocionante e inesperado, especialmente porque el período anterior de actividad de nubes bajas de Neptuno no fue tan dramático ni prolongado”.
Para monitorear la evolución de la apariencia de Neptuno, Chávez y su equipo analizaron imágenes tomadas desde 1994 hasta 2022 usando la cámara de infrarrojo cercano (NIRC2) de segunda generación del Observatorio Keck junto con su sistema de óptica adaptativa (desde 2002), así como observaciones del Observatorio Lick ( 2018-2019) y el Telescopio Espacial Hubble (desde 1994).
En los últimos años, las observaciones del Observatorio Keck se han complementado con imágenes tomadas como parte del Programa de Observación del Crepúsculo del Observatorio Keck y con imágenes del Telescopio Espacial Hubble tomadas como parte del programa Legado de Atmósferas de Planetas Exteriores (OPAL).
Los datos revelaron un patrón intrigante entre los cambios en la capa de nubes de Neptuno y el ciclo solar, el período en el que el campo magnético del sol cambia cada 11 años, lo que hace que los niveles de radiación solar fluctúen. Cuando el sol emite luz ultravioleta (UV) más intensa, específicamente la fuerte emisión de hidrógeno Lyman-alfa, aparecen más nubes en Neptuno unos dos años después. El equipo encontró además una correlación positiva entre el número de nubes y el brillo del gigante de hielo debido a la luz solar que se refleja en él.
“Estos datos notables nos brindan la evidencia más sólida hasta el momento de que la cubierta de nubes de Neptuno se correlaciona con el ciclo del sol”, dijo de Pater. “Nuestros hallazgos respaldan la teoría de que los rayos UV del sol, cuando son lo suficientemente fuertes, pueden desencadenar una reacción fotoquímica que produce las nubes de Neptuno”.
La conexión entre el ciclo solar y el patrón de clima nublado de Neptuno se deriva de 2,5 ciclos de actividad de nubes registrados durante el lapso de 29 años de observaciones neptunianas. Durante este tiempo, la reflectividad del planeta aumentó en 2002 (brillo máximo), luego se atenuó (brillo mínimo) en 2007, volvió a ser brillante en 2015 y luego se oscureció en 2020 al nivel más bajo jamás observado, que es cuando la mayoría de las nubes desaparecieron. .
Los cambios en el brillo de Neptuno causados por el sol parecen subir y bajar relativamente sincronizados con el ir y venir de las nubes en el planeta.
Sin embargo, se necesita más trabajo para desentrañar esta correlación dada la complejidad de otros factores; por ejemplo, si bien un aumento de la luz solar ultravioleta podría producir más nubes y neblina, también podría oscurecerlas, reduciendo así el brillo general de Neptuno. Las tormentas en Neptuno que se elevan desde la atmósfera profunda afectan la capa de nubes, pero no están relacionadas con las nubes producidas fotoquímicamente y, por lo tanto, pueden complicar los estudios de correlación con el ciclo solar. También se necesitan observaciones continuas de Neptuno para ver cuánto durará la actual casi ausencia de nubes.
Este descubrimiento se suma a las emocionantes observaciones de la atmósfera salvajemente activa y caótica del mundo de tonos azules, que presenta nubes de metano que son azotadas por vientos supersónicos, las velocidades de viento más rápidas registradas en cualquier lugar de nuestro sistema solar. Una de las imágenes más antiguas y llamativas fue capturada por la nave espacial Voyager 2 de la NASA durante su sobrevuelo de Neptuno en 1989, revelando un sistema de tormentas masivo llamado “Gran Mancha Oscura”. Desde entonces, se han detectado otras tormentas y puntos oscuros, en particular, una gran tormenta ecuatorial en 2017 y una gran mancha oscura en las latitudes del norte en 2018.
“Es fascinante poder usar telescopios en la Tierra para estudiar el clima de un mundo a más de 2500 millones de millas de nosotros”, dijo Carlos Alvarez, astrónomo del Observatorio Keck y coautor del estudio. “Los avances en tecnología, así como nuestro Programa de Observación del Crepúsculo, nos han permitido restringir los modelos atmosféricos de Neptuno, que son clave para comprender la correlación entre el clima del gigante de hielo y el ciclo solar”.
El equipo de investigación continúa rastreando la actividad de la nube de Neptune. Las imágenes recientes tomadas en junio de 2023 se obtuvieron al mismo tiempo que el Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA capturó imágenes en el infrarrojo cercano y medio.
“Hemos visto más nubes en las imágenes más recientes, en particular en las latitudes del norte y en altitudes elevadas, como se esperaba del aumento observado en el flujo solar UV durante los últimos dos años”, dijo de Pater.
Los datos combinados del JWST y el Observatorio Keck permitirán más investigaciones sobre la física y la química que conducen a la apariencia dinámica de Neptuno, lo que a su vez puede ayudar a profundizar la comprensión de los astrónomos no solo de Neptuno, sino también de los exoplanetas.
Con información de Science Direct
