Kuten maapallolla, Uranuksella ja Neptunuksella on vuodenaika ja kokemus seurauksena säämuodoista. Mutta toisin kuin maapallo, näillä planeetoilla vuodenajat kestävät ennemmin vuosia kuin kuukausia, ja sääkuviot esiintyvät mittakaavassa, jota maapallostandardit eivät voi käsittää. Hyvä esimerkki on Neptunuksen ja Uranuksen ilmakehässä havaittuja myrskyjä, joihin kuuluu Neptunuksen kuuluisa Great Dark Spot.
NASA: n vuosittaisen Uranuksen ja Neptunuksen tarkkailuohjelmansa aikana Hubble-avaruuskaukoputki (HST) toimitti äskettäin päivitetyt havainnot molempien planeettojen sääkuvista. Sen lisäksi, että Hubble havaitsi uuden ja salaperäisen myrskyn Neptunuksella, se antoi uuden ilmeen pitkäaikaiselle myrskylle Uranuksen pohjoisnavan ympärillä. Nämä havainnot ovat osa HubblePitkän aikavälin tehtävä parantaa ymmärrystämme ulkoisista planeetoista.
Uudet kuvat otettiin osana Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) -ohjelmaa, joka on pitkäaikainen Hubble projekti, jota johtaa Amy Simon NASAn Goddard-avaruuslentokeskuksesta. Joka vuosi tämä ohjelma kaappaa aurinkokunnan ulkoplaneettojen maailmankarttoja, kun ne ovat lähinnä maata. Yksi OPAL: n keskeisistä tavoitteista on tutkia pitkän aikavälin kausivaihteluita ja suhteellisen ohimeneviä tapahtumia, kuten tummien pisteiden muodostuminen.
Niiden havaitseminen ei ole helppoa, koska nämä tummat täplät ilmestyvät nopeasti ja ovat suhteellisen lyhytaikaisia siihen pisteeseen, että jotkut ovat saattaneet ilmestyä ja kadota monivuotisten aukkojen aikana Hubblen Neptunuksen havainnoissa. Tämä on toinen OPAL-ohjelman tavoite, jonka tarkoituksena on varmistaa, että tähtitieteilijät eivät menetä toista.
Tämä viimeisin tumma piste, jonka halkaisija on noin 11 000 km (6800 mailia), ilmestyy planeetan yläosaan. Hubble huomasi sen ensimmäisen kerran syyskuussa 2018, kun Neptunuksen eteläinen pallonpuoli oli kesällä. Tämä on sopusoinnussa kausivaihtelujen kanssa planeetalla, jossa eteläisen pallonpuoliskon lämpeneminen aiheuttaa säämallien dramaattisempaa pohjoisessa.
Vaikka on epäselvää, kuinka nämä myrskyt muodostuvat, Simonin ja OPAL-ryhmän uusi tutkimus osoittaa, että ne muodostuvat nopeasti, kestävät neljästä kuuteen vuoteen ja katoavat sitten kahden vuoden aikana. Kuten Jupiterin Great Red Spot, tummat pyörteet pyörivät antisykloniseen suuntaan ja näyttävät upottavan materiaalia jään jättiläisen ilmakehän syvemmiltä tasoilta.
Itse asiassa vuoden 2016 jälkeen saadut Hubble-havainnot näyttävät osoittavan, että pyörteet kehittyvät todennäköisesti syvemmälle Neptunuksen ilmakehässä ja näkyvät vasta, kun myrskyn yläosa saavuttaa korkeamman korkeuden. Samaan aikaan niitä seuraa "seurapilviä", jotka näkyvät Hubble-kuvissa kirkkain valkoisina laastarina tumman ominaisuuden oikealla puolella.
Nämä pilvet koostuvat metaanijetistä, jotka jäätyvät, kun pyörteet aiheuttavat ympäröivän ilman virtauksen siirtymisen ylöspäin myrskyn yli. Pimeä, ohut pilvi pimeästä pisteestä vasemmalla on ohimenevä ominaisuus, joka ei ole osa myrskyjärjestelmää. Sama pätee Uranukseen, joka osoittaa valtavan kirkkaan pilvikannen pohjoisnavan poikki.
Uraanin tapauksessa tutkijat uskovat tämän johtuvan Uranuksen ainutlaatuisesta suunnasta, jossa sen akseli kallistuu yli 90 ° suhteessa Auringon päiväntasaajaan. Koska Uranus kiertää käytännössä kyljellään, aurinko paistaa kesällä melkein suoraan pohjoisnavalle pohjoisella pallonpuoliskolla. Tällä hetkellä Uranus lähestyy kesäkaudensa puoliväliä, mikä tekee polaarisen kannen alueen näkyvämmäksi.
Tämä polaarinen korkki voi olla seurausta ilmavirran kausivaihteluista, ja siihen liittyy suuri, kompakti metaanijääpilvi kuvan reunan lähellä. Näkyvissä on myös kapea pilvinauha, joka ympäröi planeetta päiväntasaajan pohjoispuolella. Tämä on toinen mysteeri Uranuksessa ja Neptunuksessa, jolloin tällaiset bändit rajoittuvat niin kapeisiin leveyksiin, kun planeetalla on niin leveät länteen puhaltavat tuulesuihkut.
Tämä on neljäs salaperäinen pyörre, jonka Hubble on kuvannut vuodesta 1993, ja kuudes, koska tähtitieteilijät saivat tiedon näistä ilmiöistä. Kaksi ensimmäistä tummaa pistettä löysi Voyager 2 Avaruusaluksen tekeessä Neptunuksen historiallisen lentotavansa vuonna 1989. Sittemmin vain Hubble-avaruuskaukoputki on pystynyt seuraamaan näitä ominaisuuksia siniselle valolle herkkyyden vuoksi.
Nämä kuvat ovat osa kasvavaa tietokantaa Neptunuksen ja Uranuksen Hubble-otoksista, jotka seuraavat planeetan sääkuvioita ajan myötä. Aivan kuten se, miten meteorologit ennustavat säätä maan päällä pitkäaikaisten suuntausten perusteella, tähtitieteilijät toivovat, että Hubblen ulkoisten planeettojen pitkäaikainen tarkkailu auttaa heitä selvittämään ilmakehänsä kestävät mysteerit.
Näiden maailmojen sään analysointi parantaa myös ymmärrystämme aurinkokunnan ilmakehän monimuotoisuudesta ja niiden yhtäläisyyksistä. Loppujen lopuksi tämä voisi myös viedä paljon kohti ymmärrystämme ekstrasolaarisista planeetoista ja niiden ilmakehistä, ehkä jopa auttaa meitä määrittämään, voivatko ne tukea elämää.
