Космическият телескоп Джеймс Уеб ще подобри сериозно познанията ни за Уран и Нептун
Един от главните причини против финансирането и изстрелването на галактическия телескоп “Джеймс Уеб ” бе, че той е толкоз безценен, че отнемаше средства от евентуални други задачи – да вземем за пример орбитъри, които да бъдат изпратени към най-пренебрегнатите планети Уран и Нептун. Но още не е предходна и година от въвеждането на “Джеймс Уеб ” в употреба, а той към този момент изпрати детайлни фотоси на тези две планети с капацитет за съществени открития. Благодарение на галактическата обсерватория стартира нов стадий в проучването на Уран и Нептун!
И в действителност, има съществува цяла научна стратегия, обвързвана с “Джеймс Уеб ” която е отдадена на проучването на Нептун (линк), както и още една, отдадена на проучването на Уран (линк). Отделно има и трета стратегия, която се занимава единствено с най-голямата луна на Нептун – Тритон (линк). Учените са изключително заинтересувани да сравнят Тритон с посетената през 2015 година от задачата на НАСА “Ню Хърайзънс ” планета-джудже Плутон, защото допускат, че Тритон и Плутон са галактически близнаци.
Но за какво Уран и Нептун са толкоз забавни?
Тези две планети биват класифицирани от планетолозите с термина “ледени колоси ”, защото химичният им състав е доста по-различен от богатите на водород и хелий газови колоси Юпитер и Сатурн. Уран и Нептун са и доста по-малки от тях и се смятат за преходни сред скалиситте планети (Земята, Венера, Меркурий и Марс) и газовите колоси. Тъй като “Джеймс Уеб ” може да организира подробни наблюдения в инфрачервената област на електромагнитния набор, ще е в положение да направи открития за климатичните и атмосферни характерности на двете планети.
За разлика от всички останали планети в Слънчевата система, планетата Уран, дружно с нейните луни и спътници, е наклонена на една страна, като се върти към оста си с ъгъл от 90 градуса по отношение на равнината на нейната орбита. С други думи Уран сякаш се търкаля като топка към Слънцето. Тази странна ориентировка може да е резултат от конфликта сред Уран и друга протопланета в Слънчевата система в далечното минало.
Когато галактическата задача “Вояджър 2 ” прелетя край Уран през 1986 година, единият полюс бе извърнат непосредствено към Слънцето. “Нямаше никакво значение, че Уран се върти към оста си – едната половина на планетата бе непрекъснато огряна от слънчевата светлина, до момента в който другата тънеше в цялостен мрак. Това бе най-лудото нещо, което можете да си визиите ”, споделя Хейди Хемъл, която е планетарен академик и е част от екипа на “Уеб ”.
За страдание фотосите от “Вояджър 2 ” бяха разочароващи – планетата с форма на билярдна топка бе покрита от мъгла и се виждаха единствено няколко облака. Но когато Уран бе фотографиран още веднъж през 2000 година от галактическия телескоп “Хъбъл ”, планетата бе минала четвърт от пътя си, до момента в който обикаляше към Слънцето. Тогава екваторът бе ориентиран към Слънцето и цялата планета бе огряна в границите на целия ден на Уран.
“Теорията ни подсказваше, че нищо няма да се промени ”, споделя Хемъл. “Но на процедура ние видяхме, че на Уран се появяват всевъзможни типове ярки облаци, а “Хъбъл ” откри и едно мрачно леке. Облаците се променяха трагично в отговор на смяната в слънчевото осветление, до момента в който Уран кръжеше към Слънцето ”.
През 2028 година Уран ще бъде извърнат с другия си полюс към Слънцето, а “Джеймс Уеб ” ще следи зараждащите промени. Безспорно телескопът ще разкрие какви са сезонните сили, които лежат в основата на облакообразуването и по какъв начин силата се транспортира в уранската атмосфера. Учените ще следят деликатно Уран през очите на “Джеймс Уеб ”, с цел да научат по какъв начин атмосферата се трансформира със промяната на рисковите сезони.
Нептун, сниман от “Джеймс Уеб ” през 2022 година Credits: NASA, ESA, CSA, STScI
Нептун е тъмен и леден свят, само че все пак там има ураганни ветрове със скорост 2 400 километра в час! Тъй като отстои от Слънцето на 30 пъти по-голямо разстояние от Земята, Нептун е единствената планета, която не може да се види с невъоръжено око. Съществуването на Нептун първо е предсказано по математичен път преди планетата да бъде доказана посредством наблюдения през 1846 година. През 2011 година Нептун за пръв път направи цяла обиколка към Слънцето след неговото изобретение.
Подобно на Уран, долните пластове на атмосферата съставляват компактен бульон от вода, амоняк, сероводород и метан. Тази атмосфера се намира над непозната и недостъпна сърцевина. Достъпните горни пластове на атмосферата са формирани от водород, хелий и метан. Също както на Уран метанът придава на Нептун наследник цвят, само че са налице и някои неизяснени химични процеси, поради които нептунианското синьо е по-наситено.
“Тук стои същият въпрос: по какъв метод се транспортира силата и по какъв начин тя се придвижва през атмосферата? ”, конкретизира Лий Флечър от университета Лестър. “Но в този случай, за разлика от Уран, планетата Нептун има някакъв мощен вътрешен източник на топлота. Този източник генерира някои от най-мощните ветрове и краткоживущи атмосферни вихри и облачни системи, които сме виждали където и да е в Слънчевата система. Ако гледаме към Нептун от едната до другата нощ, лицето на планетата непрекъснато се измества и трансформира, до момента в който тези облаци се изтеглят, издърпват и манипулират от подлежащите ветрове ”.
Благодарение на визитата на Нептун от “Вояджър 2 ” през 1989 година учените откриха ослепителен вихър наоколо до Южния полюс на планетата. Тъй като температурата там е по-висока от където и да е другаде в атмосферата, евентуално в района протичат неповторими химични процеси. Чувствителността на “Джеймс Уеб ” ще разреши тези процеси да бъдат разгадани.
Инфо: страница на Джеймс Уеб
