Viens pētījums atklāja, ka gan Neptūns, gan Urāns ir zili zaļi, nevis dziļi debeszils un gaiši ciāna krāsa, kā tika uzskatīts iepriekš. Lai labotu šos vēsturiskos krāsu kropļojumus, ir izmantoti mūsdienu teleskopa dati. Autors: Patrick Irwin, rediģēts
Profesora Patrika Irvina jaunākie pētījumi par to liecina Neptūns Un Urāns Abas ir līdzīgas zilgankrāsas nokrāsas, kas izaicina iepriekšējo krāsu uztveri. Pētījumā tika izmantoti mūsdienu teleskopiskie dati, lai labotu vēsturiskās kļūdas krāsās un izskaidrotu smalkās krāsu izmaiņas Urānā virs tā orbītas.
Neptūns ir slavens ar savu piesātināto zilo krāsu un Urāna zaļo krāsu, taču jauns pētījums atklāja, ka abu ledus milžu krāsa patiesībā ir daudz tuvāka, nekā parasti tiek uzskatīts.
Pareizās planētu ēnas tika apstiprinātas ar Kalifornijas universitātes profesora Patrika Irvina veikto pētījumu palīdzību. Oksfordas universitātekas šodien tiek publicēts Karaliskās Astronomijas biedrības ikmēneša paziņojumos.
Viņš un viņa komanda atklāja, ka abām pasaulēm patiesībā ir līdzīgs zaļgani zils tonis, neskatoties uz plaši izplatīto uzskatu, ka Neptūns ir dziļi debeszils un Urānam ir gaiši ciāna krāsa.
Voyager 2/ISS Urāna un Neptūna attēli, kas tika izlaisti neilgi pēc Voyager 2 aplidošanas attiecīgi 1986. un 1989. gadā, tika salīdzināti ar atsevišķo kandidātu attēlu atkārtotu apstrādi šajā pētījumā, lai noteiktu vislabāko šo planētu patieso krāsu novērtējumu. Kredīts: Patrick Irwin
Nepareizs priekšstats par planētu krāsām
Astronomi jau sen ir zinājuši, ka lielākā daļa mūsdienu divu planētu attēlu precīzi neatspoguļo to patiesās krāsas.
Šis nepareizs priekšstats radās, pateicoties fotogrāfijām, kuras 20. gadsimtā uzņēma abas planētas, tostarp… NASAVoyager 2 misija, vienīgais kosmosa kuģis, kas lido pāri šīm pasaulēm – attēli, kas ierakstīti atsevišķās krāsās.
Vienkrāsainos attēlus vēlāk pārkombinēja, lai izveidotu saliktus krāsu attēlus, kas ne vienmēr bija precīzi līdzsvaroti, lai iegūtu “īstu” krāsu attēlu, un bieži tika padarīti “pārāk zili” — īpaši Neptūna gadījumā.
Urāns, kā redzams HST/WFC3 no 2015. līdz 2022. gadam. Šīs secības laikā gaiši zaļais ziemeļpols šūpojas Saules un Zemes virzienā. Šajos attēlos ekvators un platums ir atzīmēti 35 ziemeļos un 35 dienvidos. Kredīts: Patrick Irwin
Turklāt Voyager 2 sākotnējo Neptūna attēlu kontrasts ir ievērojami uzlabots, lai labāk atklātu mākoņus, joslas un vējus, kas veido mūsu mūsdienu skatu uz Neptūnu.
Profesors Ērvins sacīja: “Lai gan pazīstamie Voyager 2 Urāna attēli tika publicēti formā, kas bija tuvāk “patiesajai” krāsai, Neptūna attēli faktiski tika izstiepti un uzlaboti, un tādējādi mākslīgi nobīdīti zilā krāsā.
“Lai gan mākslīgi piesātinātā krāsa tolaik bija zināma planētu zinātnieku vidū — un tika izlaisti attēli ar to izskaidrojošiem parakstiem – šī atšķirība laika gaitā ir zudusi.”
“Pielietojot mūsu modeli sākotnējiem datiem, mēs varējām rekonstruēt līdz šim visprecīzāko Neptūna un Urāna krāsas attēlojumu.”
Patieso krāsu izskaidrošana, izmantojot mūsdienu pētījumus
Jaunajā pētījumā pētnieki izmantoja datus no Habla kosmiskais teleskopsKosmiskā teleskopa spektrogrāfa attēlotājs (STIS) un vairāku vienību spektrogrāfa pētnieks (apcere) par Eiropas Dienvidu observatoriju Ļoti liels teleskops. Abās ierīcēs katrs pikselis ir nepārtraukts krāsu spektrs.
Tas nozīmē, ka STIS un MUSE novērojumus var nepārprotami apstrādāt, lai noteiktu Urāna un Neptūna patieso šķietamo krāsu.
Pētnieki izmantoja šos datus, lai līdzsvarotu saliktos krāsu attēlus, kas ierakstīti ar Voyager 2, kā arī Habla kosmiskā teleskopa platleņķa kameru 3 (WFC3).
Tas atklāja, ka Urāns un Neptūns patiesībā ir zināmā mērā līdzīgi zilgankrāsas toņi. Galvenā atšķirība ir tā, ka Neptūnam ir neliela papildu zilā nokrāsa, ko, kā atklāj modelis, izraisa plānāks miglas slānis uz šīs planētas.
Sezonālo krāsu izmaiņu animācija uz Urāna divu Urāna gadu laikā (viens Urāna gads atbilst 84,02 Zemes gadiem), kas ilgst no 1900. līdz 2068. gadam un sākas tieši pirms dienvidu vasaras saulgriežiem, kad Urāna dienvidu pols ir vērsts gandrīz tieši pret Sauli.
Kreisajā diskā ir redzams Urāna izskats ar neapbruņotu aci, savukārt labā diska krāsa ir paplašināta un uzlabota, lai padarītu atmosfēras iezīmes izteiktākas. Šajā animācijā Urāna rotācija ir palēnināta vairāk nekā 3000 reižu, lai varētu redzēt planētas rotāciju, un atsevišķi negaisa mākoņi iet cauri planētas diskam.
Planētai virzoties uz saulgriežiem, var redzēt, ka bāla polāra “vāciņš” ar pieaugošu mākoņu necaurredzamību un samazinātu metāna daudzumu aizpilda vairāk planētas diska, izraisot sezonālas planētas kopējās krāsas izmaiņas.
Urāna diska izmēru maiņa ir saistīta ar Urāna mainīgo attālumu no Saules savas orbītas laikā.
Pateicība: Patrick Irwin, Oksfordas Universitāte
Izskaidrojiet Urāna krāsu atšķirības
Pētījums arī sniedz atbildi uz sen pastāvošo noslēpumu, kāpēc Urāns nedaudz maina krāsu 84 gadus ilgās orbītas ap sauli laikā.
Pētnieki nonāca pie secinājuma, pirmo reizi salīdzinot ledus giganta attēlus ar tā spilgtuma mērījumiem, kurus Lowell Observatorija Arizonā no 1950. līdz 2016. gadam reģistrēja zilā un zaļā viļņa garumā.
Šie mērījumi parādīja, ka Urāns šķiet nedaudz zaļāks saulgriežos (tas ir, vasarā un ziemā), kad viens no planētas poliem ir vērsts pret mūsu zvaigzni. Bet ekvinokcijas laikā – kad saule atrodas virs ekvatora – tās krāsa ir nedaudz zilāka.
Daļēji tam ir tas, ka Urānam ir ļoti neparasta rotācija.
Tas faktiski griežas gandrīz uz sāniem savas orbītas laikā, kas nozīmē, ka planētas saulgriežu laikā tās ziemeļu vai dienvidu pols ir vērsts gandrīz tieši pret Sauli un Zemi.
Pētnieki teica, ka tas ir svarīgi, jo jebkuras izmaiņas polāro reģionu atstarošanās spējā būtiski ietekmētu Urāna kopējo spilgtumu, skatoties no mūsu planētas.
Astronomiem ir bijis mazāk skaidrs, kā un kāpēc šis atspoguļojums atšķiras.
Tas mudināja pētniekus izstrādāt modeli, kas salīdzina Urāna polāro reģionu spektrus ar tā ekvatoriālo reģionu spektriem.
Viņa atklāja, ka polārie apgabali vairāk atstaro zaļā un sarkanā viļņa garumā, nevis zilā viļņa garumā, daļēji tāpēc, ka metāns, kas absorbē sarkano krāsu, ir aptuveni uz pusi mazāks pie poliem nekā pie ekvatora.
Tomēr ar to nepietika, lai pilnībā izskaidrotu krāsu maiņu, tāpēc pētnieki modelim pievienoja jaunu mainīgo lielumu pakāpeniski sabiezinošas ledus miglas “vāciņa” formā, kas iepriekš tika novērota vasarā, saules apspīdētais stabs, piemēram, planēta. Tas virzās no ekvinokcijas līdz saulgriežiem.
Astronomi uzskata, ka tas, iespējams, sastāv no metāna ledus daļiņām.
Modelējot modelī, ledus daļiņām bija palielināta atstarošana pie zaļā un sarkanā viļņa garuma pie poliem, sniedzot skaidrojumu, kāpēc Urāns saulgriežos ir zaļāks.
Profesors Irvins teica: “Šis ir pirmais pētījums, kurā kvantitatīvs modelis ir saskaņots ar attēlveidošanas datiem, lai izskaidrotu, kāpēc Urāns maina krāsu savas orbītas laikā.”
“Tādā veidā mēs parādījām, ka Urāns saulgriežos ir zaļāks, jo polārajos reģionos samazinās metāna daudzums, kā arī palielinās spilgti izkliedēto metāna ledus daļiņu biezums.”
Dr Heidi Hamill, no Astronomijas universitāšu asociācijas (AURA), kura ir pavadījusi gadu desmitus, pētot Neptūnu un Urānu, bet nebija iesaistīta pētījumā, sacīja: “Neptūna krāsas nepareiza uztvere, kā arī Urāna neparastās krāsas izmaiņas, ir mūs mulsinājuši gadu desmitiem. Šim visaptverošajam pētījumam beidzot vajadzētu atrisināt abus jautājumus.
Nākotnes izpēte un nepārtraukta izpēte
Balstoties uz Voyager mantojumu 1980. gados, ledus giganti Urāns un Neptūns joprojām ir vilinoši galamērķi nākamajiem robotu pētniekiem.
Profesors Lī Flečers, planētu zinātnieks no Lesteras Universitātes un jaunā pētījuma līdzautors, teica: “Urāna sistēmas izpētes misija – no tās dīvainās sezonālās atmosfēras līdz daudzveidīgajai gredzenu un pavadoņu kolekcijai – ir augsta. – pirmais profils. Kosmosa aģentūru prioritāte nākamajās desmitgadēs.
Tomēr pat ilgdzīvotājs planētu pētnieks, kas riņķo ap Urānu, varētu uzņemt tikai īsu Urāna gada momentuzņēmumu.
“Tādi uz zemes pētījumi, kas parāda, kā Urāna izskats un krāsa gadu desmitu laikā ir mainījušies, reaģējot uz dīvainākajiem gadalaikiem Saules sistēmā, būs ļoti svarīgi, lai šīs nākotnes misijas atklājumus iekļautu plašākā kontekstā,” piebilda profesors Flečers.
Atsauce: Patriks J. J. Ērvins, Džeks Dobinsons, Ardžuna Džeimss, Nikolass A. Saimons, Lī N. Flečers, Maikls T. Romāns, “Urāna krāsu un izmēru sezonālā cikla modelēšana un salīdzinājums ar Neptūnu” Glens S. Ortons, Maikls H. Vongs, Daniels Toledo, Santjago Peress Hojoss un Džūlija Beka, 2023. gada 12. septembris, Karaliskās astronomijas biedrības ikmēneša paziņojumi.
doi: 10.1093/mnras/stad3761
