Esta imagem mostra o planeta Netuno detectado pelo instrumento MUSE montado no Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul. Em cada pixel de Netuno, o MUSE divide a luz que chega em suas cores ou comprimentos de onda componentes. Isto é como adquirir imagens de milhares de comprimentos de onda diferentes de uma só vez, fornecendo uma riqueza de informações valiosas para os astrônomos. Crédito: ISO/B. Irwin et al.
Astrônomos usam o Observatório Europeu do Sul Um telescópio muito grande (VLT) Identifiquei uma grande mancha escura no Netunoatmosfera, com um ponto brilhante adjacente menor. Esta é a primeira observação deste tipo feita com um telescópio terrestre.
Usando o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul, os astrónomos observaram uma grande mancha escura na atmosfera de Neptuno, com uma inesperada mancha brilhante mais pequena próxima dela. Esta é a primeira vez que uma mancha escura neste planeta foi observada através de um telescópio na Terra. Estas formações ocasionais de fundo azul na atmosfera de Neptuno são um mistério para os astrónomos, e as novas descobertas fornecem mais pistas sobre a sua natureza e origem.
Grandes manchas são características comuns nas atmosferas dos planetas gigantes, sendo as mais famosas JúpiterA Grande Mancha Vermelha. A mancha escura foi descoberta pela primeira vez no planeta Netuno NASAVoyager 2 em 1989, antes de desaparecer alguns anos depois. “Desde a primeira descoberta da mancha escura, sempre me perguntei o que seriam essas características escuras indescritíveis e de curta duração”, diz Patrick Irwin, professor da UCLA. Universidade de Oxford no Reino Unido como investigador principal do estudo publicado em 24 de agosto Astronomia da Natureza.
Usar isoUtilizando o Very Large Telescope (VLT), os astrónomos observaram uma grande mancha escura na atmosfera de Neptuno, com uma inesperada mancha brilhante mais pequena adjacente a ela. Este pequeno vídeo resume sua descoberta. Crédito: ISO
Resultados das notas
Irwin e a sua equipa usaram dados do VLT do Observatório Europeu do Sul para descartar a possibilidade de as manchas escuras terem sido causadas pela “limpeza” das nuvens. As novas observações sugerem, em vez disso, que as manchas escuras são provavelmente o resultado de partículas escuras de ar numa camada abaixo da principal camada de neblina visível, onde o gelo e a neblina se misturam na atmosfera de Neptuno.
Chegar a esta conclusão não foi fácil porque as manchas escuras não são características permanentes da atmosfera de Neptuno e os astrónomos não foram capazes de as estudar com detalhe suficiente antes. A oportunidade surgiu depois da NASA/ESA telescópio espacial Hubble Detetou várias manchas escuras na atmosfera de Neptuno, incluindo uma no hemisfério norte do planeta, que foi detetada pela primeira vez em 2018. Irwin e a sua equipa começaram imediatamente a trabalhar para estudá-las a partir da Terra – utilizando um instrumento idealmente adequado para estas difíceis observações.
Usando o explorador espectral multiunidades do VLT (contemplação), os pesquisadores conseguiram dividir a luz solar refletida de Netuno e de sua mancha em suas cores componentes, ou comprimentos de onda, e obter um espectro tridimensional.[1] Isso significa que eles podem estudar um local com mais detalhes do que era possível antes. “Estou muito feliz por ter conseguido não apenas detectar a primeira mancha escura da Terra, mas também registrar pela primeira vez o espectro de refletância de tal característica”, diz Irwin.
Esta imagem mostra o planeta Netuno detectado pelo instrumento MUSE montado no Very Large Telescope do European Southern Observatory. Em cada pixel de Netuno, o MUSE divide a luz que chega em suas cores ou comprimentos de onda componentes. Isto é como adquirir imagens de milhares de comprimentos de onda diferentes de uma só vez, fornecendo uma riqueza de informações valiosas para os astrônomos. Esta imagem combina todas as cores capturadas pelo MUSE numa visão “normal” de Netuno, onde uma mancha escura pode ser vista no canto superior direito. Crédito: ISO/B. Irwin et al.
A importância da análise de espectro
Dado que diferentes comprimentos de onda sondam diferentes profundidades na atmosfera de Neptuno, ter um espectrómetro permitiu aos astrónomos determinar melhor a que altitude a mancha escura está localizada na atmosfera do planeta. O espectro também forneceu informações sobre a composição química das diferentes camadas da atmosfera, dando à equipa pistas sobre a razão pela qual a mancha parece tão escura.
As observações também forneceram um resultado surpreendente. “No processo, descobrimos um tipo raro de nuvem brilhante e profunda que não havia sido identificada antes, nem mesmo no espaço”, disse o coautor do estudo Michael Wong, pesquisador do Centro de Pesquisa Espacial do Instituto de Tecnologia de Massachusetts. Universidade da California, Berkeley, Estados Unidos da América. Este tipo raro de nuvem apareceu como um ponto brilhante próximo à mancha escura principal, maior, e os dados do VLT mostram que a nova “nuvem profunda e brilhante” estava no mesmo nível da atmosfera que a mancha escura principal. Isto significa que são um tipo de feição completamente novo em comparação com as pequenas nuvens “companheiras” de gelo de metano em grandes altitudes que foram observadas anteriormente.
Esta animação mostra o planeta Netuno observado com o instrumento MUSE montado no Very Large Telescope do European Southern Observatory. Em cada pixel de Netuno, o MUSE divide a luz que chega em suas cores ou comprimentos de onda componentes. Isto é como adquirir imagens de milhares de comprimentos de onda diferentes de uma só vez, fornecendo uma riqueza de informações valiosas para os astrônomos. Nesta animação, estamos examinando todos esses diferentes comprimentos de onda, revelando diferentes características escuras e brilhantes. Com base nos comprimentos de onda em que estas características são mais proeminentes, os astrónomos podem descobrir o que as causa e a que profundidade se encontram na atmosfera de Neptuno. Crédito: ISO/B. Irwin et al./L. calzada
Implicações para observações futuras
Com a ajuda do telescópio VLT do Observatório Europeu do Sul, é agora possível aos astrónomos estudar as características de tais manchas da Terra. “Este é um aumento incrível na capacidade da humanidade de observar o universo. No início, só podíamos detectar esses pontos enviando naves espaciais para lá, como a Voyager. Depois, ganhamos a capacidade de observá-los à distância usando o Hubble.” evoluiu para permitir isso. A Terra”, conclui Wong, antes de acrescentar, brincando: “Isso pode me tirar do emprego como observador do Hubble!”
Esta animação mostra o planeta Netuno observado com o instrumento MUSE montado no Very Large Telescope do European Southern Observatory. Em cada pixel de Netuno, o MUSE divide a luz que chega em suas cores ou comprimentos de onda componentes. Isto é como adquirir imagens de milhares de comprimentos de onda diferentes de uma só vez, fornecendo uma riqueza de informações valiosas para os astrônomos.
A primeira imagem desta animação combina todas as cores capturadas pelo MUSE numa visão “normal” de Netuno, onde uma mancha escura pode ser vista no canto superior direito. Depois vemos imagens com comprimentos de onda específicos: 551 nm (azul), 831 nm (verde) e 848 nm (vermelho); Observe que as cores são apenas indicativas, para fins de exibição.
A mancha escura é mais proeminente em comprimentos de onda mais curtos (mais azuis). Junto a esta mancha escura, o MUSE também capturou uma pequena mancha brilhante, visível apenas aqui na imagem central a 831 nm e localizada nas profundezas da atmosfera. Este tipo de nuvem profunda e brilhante não foi identificada antes neste planeta. As imagens também mostram vários outros pontos brilhantes mais rasos perto da borda inferior esquerda de Netuno, vistos em comprimentos de onda longos.
A obtenção de imagens da mancha escura de Neptuno a partir da Terra só foi possível graças ao Adaptive Optics Facility do VLT, que corrige a desfocagem causada pela turbulência atmosférica e permite ao MUSE obter imagens cristalinas. Para melhor destacar as características escuras e brilhantes do planeta, os astrônomos processaram cuidadosamente os dados do MUSE e obtiveram o que você vê aqui.
Crédito: ISO/B. Irwin et al.
notas
- MUSE é um espectrograma 3D que permite aos astrônomos observar um objeto astronômico inteiro, como Netuno, de uma só vez. Em cada pixel, o dispositivo mede a intensidade da luz em função da cor ou comprimento de onda. Os dados resultantes formam uma matriz 3D na qual cada pixel da imagem contém um espectro completo de luz. Ao todo, o MUSE mede mais de 3.500 cores. O instrumento foi projetado para aproveitar a óptica adaptativa, que corrige a turbulência na atmosfera terrestre, resultando em imagens mais nítidas do que é possível. Sem esta combinação de características, estudar a mancha escura de Netuno na Terra não teria sido possível.
Referência: “Determinação espectroscópica da cor e estrutura vertical de manchas escuras na atmosfera de Netuno” por Patrick JG Irwin, Jack Dobinson, Arjuna James, Michael H. Wong, Lee N. Fletcher, Michael T. Roman, Nicholas A. Tenby, Daniel Toledo, Glen S Orton, Santiago Pérez Hoyos, Augustin Sánchez Lavega, Lawrence Srumofsky, Amy A. Simon, Raul Morales Guberias, Emke De Pater e Statia L. Cook, 24 de agosto de 2023, disponível aqui. Astronomia da Natureza.
doi: 10.1038/s41550-023-02047-0
A equipe é formada por Patrick JG Irwin (Universidade de Oxford, Reino Unido [Oxford]), Jack Dobinson (Oxford), Arjuna James (Oxford), Michael H. Wong (Universidade da Califórnia, EUA) [Berkeley]), Lee N Fletcher (Universidade de Leicester, Reino Unido [Leicester]), Michael T. Roman (Leicester City), Nicholas A. dez por (Universidade de Bristol, Reino Unido), Daniel Toledo (Instituto Nacional de Aeronáutica e Tecnologia Espacial, Espanha), Glenn S. Orton (JPL, EUA), Santiago Pérez Hoyos (Universidade do País Basco, Espanha [UPV/EHU]), Agustín Sánchez-Lavega (UPV/EHU), Lawrence Syromovsky (Universidade de Wisconsin, EUA), Amy Simon (Divisão de Exploração do Sistema Solar, NASA Goddard Space Flight Center, EUA), Raul Morales-Jubillas (Instituto de Tecnologia do Novo México, EUA). ), Emke D. Pater (Berkeley) e Statia L. Cook (Universidade ColumbiaEstados Unidos da América).