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Astronomen waren vom Geheimnis des Neptuns verblüfft und glauben nun, es gelüftet zu haben.
Die geisterhaften Zirruswolken des Eisriesen sind vor vier Jahren weitgehend verschwunden. Heute schwebt nur noch ein Fleck über dem Südpol des Planeten.
Dank einer Analyse von fast drei Jahrzehnten Neptun-Beobachtungen durch drei Weltraumteleskope haben Wissenschaftler festgestellt, dass die schwindenden Wolken des Eisriesen darauf hindeuten könnten, dass Verschiebungen in seiner Häufigkeit mit dem Sonnenzyklus zusammenfallen Eine aktuelle Studie Veröffentlicht in der Zeitschrift Icarus.
„Diese beeindruckenden Daten liefern uns den bisher stärksten Beweis dafür, dass die Wolkendecke von Neptun mit dem Sonnenzyklus zusammenhängt“, sagte die leitende Studienautorin Emke de Pater, emeritierte Professorin für Astronomie an der University of California in Berkeley. Pressemitteilung. „Unsere Ergebnisse stützen die Theorie, dass (ultraviolettes) Sonnenlicht, wenn es stark genug ist, eine photochemische Reaktion auslösen kann, die zu Neptunwolken führt.“
Während des Sonnenzyklus nimmt die Aktivität der dynamischen Magnetfelder der Sonne zu und ab. Laut NASA schwankt das Magnetfeld alle 11 Jahre und verwickelt sich immer mehr wie eine sich drehende Kugel. Bei erhöhter Aktivität auf der Sonne bombardiert intensivere ultraviolette Strahlung das Sonnensystem.
Anhand von Daten des Hubble-Weltraumteleskops der NASA, des W.M. Keck-Observatoriums auf Hawaii und des Lick-Observatoriums in Kalifornien beobachteten die Wissenschaftler im 29-jährigen Zeitraum der Neptun-Beobachtungen 2,5 Zyklen Wolkenaktivität – während dieser Zeit nahm das Reflexionsvermögen des Planeten im Jahr 2002 zu und ab im Jahr 2007. Neptun hellte sich im Jahr 2015 erneut auf, bevor er sich im Jahr 2020 auf ein Allzeittief verdunkelte. Dann hat sich der größte Teil der Wolkendecke verzogen.
„Selbst jetzt, vier Jahre später, zeigen die neuesten Bilder, die wir letzten Juni aufgenommen haben, immer noch, dass die Wolken nicht wieder ihr vorheriges Niveau erreicht haben“, sagte der Hauptautor der Studie, Irandi Chavez, Doktorand am Center for Astrophysics der Harvard University Harvard Universität. Smithsonian, in einer Erklärung.
Chavez fügte hinzu, dass die Ergebnisse „sehr aufregend und unerwartet“ seien, insbesondere da die Zeit vor der Aktivität niedriger Wolken auf Neptun nicht aufregend und langfristig war.
Die Forscher fanden außerdem heraus, dass zwei Jahre nach dem Höhepunkt des Zyklus mehr Wolken auf Neptun auftauchten und je mehr Wolken es gab, desto heller war Neptun aufgrund des von ihm reflektierten Sonnenlichts. Dieser Zusammenhang war „für Planetenforscher überraschend, da Neptun der äußerste große Planet in unserem Sonnensystem ist und etwa 0,1 % so intensives Sonnenlicht wie die Erde empfängt“, so die NASA. Die Ergebnisse widersprechen auch der Vorstellung, dass Wolken von den vier Jahreszeiten Neptuns beeinflusst werden, die jeweils etwa 40 Jahre dauern.
„Dies ist ein sehr interessantes Papier und ein sehr schönes Stück guter, antiker und detaillierter Detektivarbeit“, sagte Patrick Irwin, Professor für Planetenphysik an der Universität Oxford, der nicht an der Studie beteiligt war, per E-Mail. „Diese neue Arbeit deckt einen längeren Zeitrahmen ab als frühere Studien und zeigt einen überzeugenden Zusammenhang zwischen der beobachteten Wolkenbedeckung und der solaren UV-Helligkeit.“
Zwischen dem Höhepunkt des Sonnenzyklus und der Wolkenfülle auf Neptun liegt jedoch eine Zeitverzögerung von zwei Jahren. Die Autoren glauben, dass diese Lücke durch die Photochemie in der oberen Atmosphäre des Planeten erklärt werden könnte, die Zeit braucht, um Wolken zu erzeugen.
Irwin sagte, der Zusammenhang zwischen der erhöhten Helligkeit der Sonne und der Wolkenbildung könnte auf die Erzeugung ionisierter Partikel zurückzuführen sein, die als Wolkenkondensationskerne wirken und zur Auslösung der Kondensation beitragen könnten.
„Es ist großartig, Teleskope auf der Erde nutzen zu können, um das Klima einer Welt zu untersuchen, die mehr als 2,5 Milliarden Meilen entfernt ist“, sagte der Co-Autor der Studie, Carlos Alvarez, ein Astronom am Keck-Observatorium, in einer Erklärung. „Fortschritte in Technologie und Beobachtungen haben es uns ermöglicht, Modelle der Neptunatmosphäre einzuschränken, die für das Verständnis der Beziehung zwischen dem Klima des Eisriesen und dem Sonnenzyklus von entscheidender Bedeutung sind.“
Das Forscherteam beobachte weiterhin die Wolkenaktivität von Neptun, sagten die Forscher, da mehr ultraviolette Strahlung auch die Wolken des Planeten verdunkeln und ihre Gesamthelligkeit verringern könne.
Darüber hinaus beeinflussen Neptuns Stürme aus der tiefen Atmosphäre die Wolkendecke des Planeten, stehen jedoch nicht in Zusammenhang mit Wolken in der oberen Atmosphäre. Diese Variable könnte Studien beeinträchtigen, die Zusammenhänge zwischen photochemischen Wolken und dem Sonnenzyklus untersuchen. Weitere Untersuchungen könnten auch Hinweise darauf geben, wie lange die nahezu wolkenlose Abwesenheit von Neptun anhalten könnte.
Diese Bemühungen wiederum können nicht nur das Wissen der Astronomen über Neptun erweitern, sondern den Forschern auch dabei helfen, die vielen Exoplaneten außerhalb des Sonnensystems besser zu verstehen, von denen man annimmt, dass sie ähnliche Eigenschaften wie Eisriesen haben, so die NASA.
Irwin sagte, die Studie „unterstreicht auch die Notwendigkeit, die Planeten des Sonnensystems weiterhin zu beobachten.“ „Nur durch die Beobachtung dieser Planeten in regelmäßigen Abständen ist es möglich, einen zuverlässigen Langzeitdatensatz zur Erforschung dieser zyklischen Schwankungen zu erstellen.“
