Μελέτη της ατμόσφαιρας του Ποσειδώνα, σε συνεργασία με Ερασιτέχνες Αστρονόμους

Στον  πλανήτη Ποσειδώνα  λόγω  της μεγάλης απόστασης από τη Γη και του μικρού γωνιακού μέγεθος του  (μέγιστη διάμετρος 2,3”)  δεν  ήταν δυνατόν να  παρατηρηθούν απ’ευθείας κάποια ατμοσφαιρικά χαρακτηριστικά, με εξαίρεση ελάχιστες παρατηρήσεις πολύ χαμηλής ανάλυσης [1]. Ήταν ένας ανεξερεύνητος πλανήτης μέχρι την άφιξη του Voyager 2 το 1989 (Εικόνα 1) [2]. Η εκτόξευση του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble (HST) και η ανάπτυξη της τεχνολογίας Adaptive Optics σε μεγάλα επίγεια τηλεσκόπια  επέτρεψε την παρακολούθηση της ατμοσφαιρικής δραστηριότητα του πλανήτη σε υψηλή ανάλυση.

Χάρτης του πλανήτη Ποσειδώνα με μπλε και πράσινο φίλτρο από την επίσκεψη του Voyager 2 [2].

Εικόνα 1. Χάρτης του πλανήτη Ποσειδώνα με μπλε και πράσινο φίλτρο από την επίσκεψη του Voyager 2 [2].

Ο Ποσειδώνας παρουσιάζει μια ταχέως μεταβαλλόμενη δραστηριότητα που περιλαμβάνει φωτεινά νέφη,  ταινίες και  ζώνες που αλλάζουν με την πάροδο των ετών, μακρόβια σκοτεινά οβάλ και σποραδικά νέφη γύρω από αυτά. Πριν μερικά χρόνια, έγιναν δυνατές και  παρατηρήσεις του πλανήτη σε άλλα μήκη κύματος κάνοντας δυνατή την  μελέτη της θερμικής δομή της στρατόσφαιρας και της τροπόσφαιρας κάτω από τα ορατά σύννεφα [3].

Η διαθεσιμότητα των επαγγελματικών τηλεσκοπίων όμως δεν είναι αρκετή για να παρακολουθήσει την δυναμική ατμόσφαιρα του γίγαντα. Με την εξέλιξη της τεχνολογίας έμπειροι ερασιτέχνες με μικρά τηλεσκόπια (με διαμέτρους από 25 εκ) και επαρκή σύγχρονο εξοπλισμό και λογισμικό (συνήθως εντός του εύρους  610-1000 nm) κατάφεραν την περίοδο 2013-15 να παρατηρήσουν την εξέλιξη φωτεινών κηλίδων σε συνεργασία με τους επαγγελματίες [3].

Στις 10 Ιουνίου του 2017 οι Αυστραλοί ερασιτέχνες αστρονόμοι D. Milika & P. Nicholas ανακαλύπτουν μια φωτεινή κηλίδα (Εικόνα 2) και λίγοι, έμπειροι ερασιτέχνες, από όλο τον κόσμο συμμετέχουν ενεργά στην επιστημονική μελέτη αυτού του σπουδαίου γεγονότος καθ’ όλη τη διάρκειά του. Λίγο αργότερα επιβεβαιώνεται από επαγγελματικές παρατηρήσεις (Εικόνα 3) [4].

Εικόνα 2. Η παρατήρηση-ανακάλυψη της καταιγίδας (ορατή ως φωτεινή κηλίδα) στον Ποσειδώνα από τους ερασιτέχνες D. Milika & P. Nicholas στις 10 Ιουνίου 2017 με τηλεσκόπιο 14″.

Εικόνα 3. Η επιβεβαίωση της καταιγίδας (ορατή ως κυκλική φωτεινή κηλίδα επάνω αριστερά) στον Ποσειδώνα από το τηλεσκόπιο Keck στις 26 Ιουνίου 2017  στα 1.63 μm [4].

Πρόσφατα δημοσιεύθηκαν στο έγκριτο περιοδικό  Icarus [5] (δείτε και στο  Nature[6])  τα αποτελέσματα από την παρατήρηση του πλανήτη το 2ο εξάμηνο του 2017. Αφορούν την ανακάλυψη και εξέλιξη της συγκεκριμένης κηλίδας, ενός μεγάλου (μήκους~ 8500 χλμ.)  φωτεινού νέφους-καταιγίδας (storm) στο υπέρυθρο φάσμα στον ισημερινό του Ποσειδώνα. Το νέφος παρατηρήθηκε για διάστημα 7 μηνών με παρατηρήσεις, που πραγματοποιήθηκαν σε 14 νύχτες με το 10μετρο τηλεσκόπιο  Keck II και σε  17 νύχτες με το 120 ιντσών ανακλαστικό τηλεσκόπιο Shane στο παρατηρητήριο Lick. Το χαρακτηριστικό νέφος ήταν μεγαλύτερο και πιο επίμονο από οποιαδήποτε ισημερινό νέφος έχει παρατηρηθεί μέχρι στιγμής στον Ποσειδώνα, παραμένοντας διαλείπων ενεργό τουλάχιστον από τις 10 Ιουνίου έως τις 31 Δεκεμβρίου 2017.

Εικόνα 4. Animation της πρώτης παρατήρησης (του) φαινομένου στον Ποσειδώνα από την Ελλάδα  στις 18 Οκτωβρίου 2017 με τηλεσκόπιο 14″ (Μάνος Καρδάσης).

Οι παρατηρήσεις από τα παρατηρητήρια Keck and Lick ενισχύθηκαν από 62 τακτικές παρατηρήσεις (οι 5 από την Ελλάδα)  έμπειρων ερασιτεχνών αστρονόμων, οι οποίες επέτρεψαν τον προσδιορισμό των ακριβών ρυθμών ολίσθησης του χαρακτηριστικού νέφους (Εικόνα 5).

Εικόνα 5. Οι ερασιτέχνες αστρονόμοι που κατάφεραν να παρατηρήσουν την καταιγίδα με τον αριθμό των επιτυχών καταγραφών.

Η ζωνική ταχύτητα μετατόπισης του ήταν μεταβλητή από τις 10 Ιουνίου έως τις 25 Ιουλίου, αλλά παρέμεινε σταθερή σε 237,4 ± 0,2 m/s από τις 30 Σεπτεμβρίου έως τις 15 Νοεμβρίου τουλάχιστον. Κατά τη διάρκεια των παρατηρήσεών, καταγράφηκαν  πολλά γεγονότα διάσπασης νεφών. Δεν βρέθηκαν σκουρόχρωμες κηλίδες κοντά στον ισημερινό στις παρατηρήσεις του HST στις 6 και 7 Οκτωβρίου [5]. Στην εργασία αναλύονται όλα τα μετεωρολογικά χαρακτηριστικά του πλανήτη που παρατηρήθηκαν την συγκεκριμένη περίοδο.

Εικόνα 6. Παρατήρηση της καταιγίδας  από την Ελλάδα  στις 19 Οκτωβρίου 2017 με τηλεσκόπιο 11″ (Δημήτρης Κολοβός)

Στην έρευνα συνεισέφεραν και δύο ‘Έλληνες Ερασιτέχνες Αστρονόμοι. Είναι η πρώτη φορά που παρατηρείται οποιαδήποτε ατμοσφαιρική δραστηριότητα στον Ποσειδώνα από την χώρα μας (Εικόνες 4, 6-8).


Εικόνες 7a&β. Παρατηρήσεις της καταιγίδας από την Ελλάδα  στις 21 Οκτωβρίου 2017 με τηλεσκόπια 14″ & 11″ ( (Μάνος Καρδάσης & Δ.Κολοβός)

Εικόνα 8. Η τελευταία παρατήρηση της καταιγίδας στον Ποσειδώνα από την Ελλάδα  στις 7 Νοεμβρίου 2017 με τηλεσκόπιο 14″  και ψευδοχρωματισμό (Μάνος Καρδάσης)

Οι ερασιτεχνικές παρατηρήσεις κινητοποίησαν την επαγγελματική κοινότητα, ήταν τακτικές, οπότε έγιναν εφικτοί υπολογισμοί όπως του ρυθμού ολίσθησης και του πλάτους (Εικόνα 9)  και έτσι ήταν γνωστό πότε ακριβώς να προγραμματιστεί η παρατήρηση από μεγάλα τηλεσκόπια.

 

Εικόνα 9. Η μεταβολή κατά Ποσειδώνιο πλάτος της καταιγίδας όπου αποτυπώνεται ο αριθμός και ο χρόνος όλων των παρατηρήσεων (οι ερασιτεχνικές είναι οι μπλε κουκίδες) {Γράφημα 5 από [5]}

Αναφορές

[1] Hammel H.B.,1989, Discrete Clouds on Neptune, Icarus, vol. 80, p. 14-22.

[2] Smith et al. 1989, Voyager 2 at Neptune: Imaging Science Results, Science, vol. 246, p. 1422-1449.

[3] R. Hueso et al. 2017, Neptune long-lived atmospheric features in 2013-2015 from small (28-cm) to large (10-m) telescopes, Icarus, vol. 295, p. 89-109

[4] New Storm Makes Surprise Appearance on Neptune (Aug 2, 2017): New Storm Makes Surprise Appearance On Neptune

[5] E. Molter et al. 2019, Analysis of Neptune’s 2017 Bright Equatorial Storm, Icarus, vol. 321, p. 324-345.

[6] Nature Research Highlights (Dec 5, 2018): Epic storm roils a tranquil region of Neptune-Amateur astronomers help to track a disturbance in the icy planet’s atmosphere

image_pdfSave as ...image_print2 print ?

Ένα σχόλιο:

  1. ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΓΚΙΩΝΗΣ

    Εύγε στον Μάνο, και Δημήτρη.
    Αν και δεν αρκεί Μάνο ένα εύγε για τις ώρες, τον κόπο, την επιμονή, και υπομονή, για αυτά τα αποτελέσματα που βγάζεις.

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *

Αυτός ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για να μειώσει τα ανεπιθύμητα σχόλια. Μάθετε πώς υφίστανται επεξεργασία τα δεδομένα των σχολίων σας.