A Neptunusz és az Uránusz sokban hasonlítanak egymáshoz – hasonló a tömegük, a méretük és még a légköri összetételük is –, a megjelenésük mégis eltérő. A látható tartományban a Neptunusz látványosan kékebb, míg az Uránusz fakóbbnak látszik. A Gemini North távcső, a NASA Infrared Telescope Facility és a Hubble-űrteleszkóp méréseinek köszönhetően úgy tűnik, sikerül megmagyarázni ezt a színbeli különbséget.

Az új kutatási eredmény szerint a mindkét bolygón megtalálható, koncentrált ködös réteg vastagabb az Uránuszon, mint a Neptunusz hasonló rétege, így ,,kifehéríti” az Uránuszt. Ha ez a réteg nem lenne rajtuk, akkor mindkét bolygó szinte egyformán kéknek látszana. A kutatásról a Journal of Geophysical Research: Planets tudományos folyóiratban publikált tanulmányban számolnak be.

Az új eredményeket a Patrick Irwin (Oxford University) bolygókutató professzor által vezetett nemzetközi kutatócsoport új modelljének köszönhetjük, amely a Neptunusz és az Uránusz légkörében lévő aeroszolrétegek viselkedését írja le. Korábban légkörmodellezést és vizsgálatokat csak specifikus hullámhosszakon folytattak, az új modell viszont több légköri réteget vesz figyelembe, így mindkét bolygó számos, különböző hullámhosszakon végzett mérési eredményeinek megfelel. Emellett mélyebb rétegek ködrészecskéit is figyelembe veszi: ezekről a rétegekről korábban azt feltételezték, hogy csak metánt és hidrogén-szulfid-jegeket tartalmaznak.

A Neptunusz és az Uránusz a látható tartományban a Voyager‒2 felvételein (Forrás: NASA/JPL-Caltech/B. Jónsson)

A modell különböző magasságokban összesen három rétegnyi aeroszolt vizsgál. Az eredmények szerint a bolygók színére a középső réteg van legnagyobb hatással, ez az, amelyik az Uránuszon vastagabb, mint a Neptunuszon. A kutatócsoport tagjai arra gyanakodnak, hogy mindkét bolygó esetében metánjég kondenzálódik a réteget alkotó részecskéken, így mélyebbre süllyesztve így azokat a légkörben, egyfajta metánhóesést okozva. Mivel a Neptunusz légköre aktívabb és turbulensebb, mint az Uránuszé, feltételezhetően hatékonyabban keveri a hóesést létrehozó metánrészecséket ebbe a ködös rétegbe. Ennek következtében több ködrészecske süllyed le a rétegből, és így a Neptunusz középső rétege vékonyabb, mint az Uránuszé, a bolygó kék színe pedig erőteljesebbnek látszik.

A légköri modellek elkészítéséhez ultraibolya, látható és közeli infravörös tartományú mérési eredményeket vizsgáltak. A Gemini North teleszkóp közeli infravörösben érzékeny NIFS (Near-Infrared Integral Field Spectrometer) műszere különösen fontos szerepet játszott az eredmények elérésében, mert látómezejének minden pontján tud rögzíteni spektrumot. Ennek köszönhetően részletes mérési eredményeket szereztek mindkét bolygó légkörének fényvisszaverő tulajdonságairól, a bolygók teljes felületén, a közeli infravörös széles tartományában.

A modell a Neptunuszon alkalmanként, az Uránuszon pedig ritkábban megfigyelhető sötét foltokat is segít megmagyarázni. Bár a jelenlétükről már eddig is tudtak, nem volt világos, hogy melyik aeroszolréteg okozza a foltok megjelenését, vagy hogy miért voltak ezek a régiók kevésbé fényvisszaverőek. A csoport eredményeiből kiderült, hogy a modell legalsó rétegének sötétedése olyan foltok megjelenéséhez vezetne, amelyeket a Neptunuszon és talán az Uránuszon is megfigyeltek már. Ez a legmélyebb réteg vastag, és főleg hidrogén-szulfid-jég, valamint a napfény és a légkör kölcsönhatásának során létrejövő részecskék keveréke alkotja.

Forrás: Noirlab