Znovu objeveny tmavé skvrny na Neptunu

Astronomové použili Hubbleův kosmický teleskop HST a pozorovali záhadný temný vír na Neptunu neočekávaně směřující pryč od pravděpodobného zániku na obří modré planetě. Atmosférická bouře, která je větší než Atlantický oceán na Zemi, se zrodila na severní polokouli planety a pomocí HST byla objevena v roce 2018. Pozorování o rok později ukázala, že začala driftovat jižním směrem k rovníku, kde takovéto bouře podle očekávání zaniknou a zmizí z našeho pohledu.

K překvapení pozorovatelů HST zaznamenal změnu směru pohybu víru v srpnu 2020, kdy bouře zamířila k severu. Přestože HST sledoval podobné tmavé útvary posledních 30 let, toto neočekávané atmosférické chování je poněkud nové.

Třebaže je tato bouře záhadná, tak není osamocená. Hubbleův teleskop zaznamenal další menší temnou skvrnu v lednu roku 2020, která se dočasně objevila poblíž své velké „sestřenice“. Možná může být částí obřího víru, která se oddělila, driftovala pryč.

„Jsme nadšení z těchto pozorování, protože tento malý tmavý fragment je potenciální částí tmavé skvrny, která vznikla v důsledku procesu rozpadu,“ říká Michael H. Wong z University of California at Berkeley. „To je proces, který nebyl nikdy pozorován. Viděli jsme některé další tmavé skvrny unikající pryč, avšak nikdy jsme nepozorovali jejich rozpad, i když to předpovídaly počítačové simulace.“

Velká bouře, která má průměr 7 400 kilometrů, je čtvrtou tmavou skvrnou zaznamenanou pomocí Hubbleova vesmírného teleskopu a pozorovanou na Neptunu od roku 1993. Dvě další tmavé skvrny byly objeveny sondou Voyager 2 v roce 1989 při průletu kolem vzdálené planety, avšak ty zmizely ještě předtím, než začala pozorování pomocí HST. Od té doby měl pouze HST dostatečnou ostrost a citlivost ve viditelném světle ke sledování těchto prchavých útvarů, které se následně objevily a potom zanikly zhruba v průběhu dvou roků. HST objevil tuto poslední skvrnu v roce 2018.

Zlomyslné počasí

Tmavé víry na Neptunu jsou systémy vysokého tlaku, které mohou vznikat ve středních šířkách a následně migrovat směrem k rovníku. Zůstávají stabilní v důsledku tzv. Coriolisovy síly, která způsobí, že bouře na severní polokouli rotují ve směru hodinových ručiček zásluhou rotace planety. (Tyto bouře se odlišují od uragánů na Zemi, které rotují proti pohybu hodinových ručiček, protože se jedná o oblasti nízkého tlaku.) Nicméně jak bouře driftuje směrem k rovníku, Coriolisův efekt oslabuje a bouře se rozpadá. V počítačových simulacích, které uskutečnilo několik různých týmů, tyto bouře následovaly více či méně přímé dráhy směrem k rovníku do té doby, než zde přestane působit Coriolisova síla a držet je pohromadě. Na rozdíl od simulátorů nejnovější obří bouře nemigrovala do rovníkové „zóny smrti“.

„Bylo opravdu vzrušující pozorovat tento jedinečný akt podobný předpokládanému jednání, potom se však všechno náhle zastavilo a otočilo zpět,“ říká Michael H. Wong. „To bylo překvapující.“

Tmavá skvrna junior

Pozorování pomocí HST rovněž odhalila, že záhadná dráha tmavého víru se obrátila do opačného směru ve stejné době, kdy se objevila nová skvrna, neformálně považovaná za „tmavou skvrnu jr.“. Nejnovější skvrna byla poněkud menší než její sestřenice, přičemž v průměru měřila 6 300 km. Nacházela se blízko okraje hlavní tmavé skvrny, blíže k rovníku – v poloze, kterou některé simulace ukazují jako místo rozpadu.

Nicméně načasování objevení se menší skvrny bylo neobvyklé. „Když jsem poprvé uviděl malou skvrnu, myslel jsem si, že se větší bouře rozpadla,“ říká Michael H. Wong. „Nemyslel jsem si, že se zde vytvořila další skvrna, protože ta menší se nacházela dále směrem k rovníku. A navíc se nacházela uvnitř nestabilního regionu. Avšak nemůžeme dokázat, že spolu oba útvary souvisejí. Zůstává to naprostou záhadou.“

„Bylo to také v lednu, kdy tmavý vír zastavil svůj pohyb a znovu nastartoval směřování k severu,“ dodává Michael H. Wong. „Možná v důsledku rozpadu byl takový fragment dostatečný k tomu, aby se zastavil pohyb velké skvrny k rovníku.“

Astronomové pokračují v analýze velkého množství dat k určení, jestli zbytky malé tmavé skvrny setrvaly na Neptunu až do konce roku 2020.

Tmavá bouře stále záhadná

Je stále záhadou, jak tyto bouře vznikají, avšak tento poslední obří tmavý vír je dosud nejlépe studovaným. Objevení se tmavé skvrny může být v důsledku vyvýšených tmavých oblačných vrstev a to by mohlo informovat astronomy o vertikální struktuře bouří.

Další neobvyklou charakteristikou temné skvrny je absence jasné doprovodné oblačnosti v jejím okolí, která byla přítomná na fotografiích z Hubbleova teleskopu pořízených v době objevu víru v roce 2018. Podle všeho oblaka zanikla, když tento obří vír zastavil svoji cestu směrem k jihu. Jasná oblaka vznikají v době, kdy je proud vzduchu narušen a odkloněn směrem nahoru nad vír, což způsobí, že se plyny ochladí a vytvoří se krystalky metanového ledu. Nedostatek oblaků by mohl odhalit poznatky, jak se takové skvrny vyvíjejí.

Cíle projektu OPAL

HST pořídil mnoho fotografií tmavých skvrn jako součást programu OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy), což je dlouhodobý projekt Hubbleova teleskopu, jehož vedoucím je Amy Simon z NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, který každoročně pořizuje globální mapy vnějších planet Sluneční soustavy, když se na svých oběžných drahách dostanou nejblíže k Zemi.

Hlavním cílem programu OPAL je studium dlouhodobých sezónních změn, stejně tak zachycení poměrně pomíjejících jevů, takových, které se objevují jako tmavé skvrny na Neptunu, případně na Uranu. Tyto tmavé bouře mohou být tak pomíjející, že v minulosti některé z nich se mohly objevit a zaniknout v průběhu několikaletých mezer v pozorováních Neptunu. Program OPAL zabezpečuje, že astronomové nevynechají žádnou z nich.

autor: František Martinek