En 1989, la sonda Voyager 2 observó por primera vez una “Gran Mancha Oscura” en el hemisferio sur de Neptuno, que era similar en apariencia a la famosa “Gran Mancha Roja” de Júpiter. Fue una tormenta anticiclónica masiva, impulsada por vientos de más de 2000 km/h, ¡los más fuertes del sistema solar! Sin embargo, este vórtice de casi 10.000 km de longitud desapareció unos años más tarde. Desde entonces, se han observado más manchas oscuras en el gigante de hielo gracias al Telescopio Espacial Hubble; Desde 1994, el instrumento ha descubierto varios puntos en diferentes latitudes. En 2018 se identificó una nueva mancha en el Hemiesfera norte del planeta, el primero documentado desde su formación. Estos puntos siguen siendo un misterio para los astrónomos hasta el día de hoy. “ Desde el primer descubrimiento de una mancha oscura, siempre me he preguntado qué son estos rasgos oscuros, efímeros y esquivos. ” explica Patrick Irwin, profesor de la Universidad de Oxford e investigador principal del estudio publicado. En astronomía natural.

Neptuno: refracta la luz para revelar nuevos detalles

Estas enormes manchas oscuras no son fáciles de examinar porque no son permanentes. Las diversas observaciones muestran que, por término medio, aparecen nuevas manchas en diferentes latitudes cada cuatro o seis años; suelen durar dos años. Pero hasta ahora nunca se han podido examinar en detalle, ni siquiera con el Hubble.

“ Observaciones anteriores […]Sólo se han realizado en unos pocos canales de longitud de onda larga, lo que ha dificultado los esfuerzos para determinar los niveles de presión de estos vórtices y los procesos de oscurecimiento. », explican los investigadores.

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Gracias a los avances en instrumentación, particularmente la puesta en servicio de Explorador espectroscópico de unidades múltiples (MUSE) del VLT, los astrónomos pudieron estudiar más a fondo la mancha descubierta por el Hubble en 2018 (llamada NDS-2018) desde la Tierra. En cada píxel, este espectrógrafo mide la intensidad de la luz en función de su color (su longitud de onda). Los datos obtenidos forman un conjunto 3D en el que cada píxel de la imagen tiene un espectro completo. Las observaciones se realizaron en 2019.

Al descomponer la luz solar reflejada por Neptuno en sus diferentes longitudes de onda, los investigadores pudieron examinar la mancha NDS-2018 con mucho más detalle que antes. “ Estoy muy feliz de no sólo haber podido ver por primera vez una mancha oscura desde el suelo, sino que también pude registrar por primera vez un espectro de reflexión de dicha mancha. “, dijo Irwin.

Manchas causadas por el oscurecimiento de una capa de aerosol.

Los oscuros vórtices de Neptuno son sistemas de alta presión que se forman en latitudes medias y luego pueden viajar hacia el ecuador, donde eventualmente se disipan.

Estos nuevos resultados proporcionan pistas adicionales sobre la naturaleza y el origen de estas características. La observación del planeta en diferentes longitudes de onda (entre 475 y 933 nm) permitió estudiar diferentes profundidades de la atmósfera de Neptuno; Gracias a los datos espectrales, el equipo pudo estimar mejor la altitud a la que se encontraba el punto NDS 2018 en la atmósfera de Neptuno.

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El espectro también proporcionó información sobre la composición química de diferentes capas de la atmósfera, lo que ayudó a comprender por qué la mancha parecía oscura. Nosotros pensamostener previamente que las manchas oscuras de Neptuno estaban ubicadas en la troposfera, a altitudes más bajas que las nubes de metano más brillantes que se formaron en la tropopausa; Por tanto, aparecieron como “agujeros” en las capas superiores de nubes.

En cambio, las nuevas observaciones sugieren que se deben al oscurecimiento de las partículas de aire en una capa debajo de la principal capa de neblina visible; El fenómeno ocurre cuando el hielo y la niebla se mezclan en la atmósfera de Neptuno. “ Espectros de reflexión [montrent] que las manchas oscuras son causadas por el oscurecimiento de onda corta (<700 nm) de una capa de aerosol profunda de aproximadamente 5 bar, que creemos que es la capa de condensación de H₂S », afirman los investigadores en su estudio.

Un nuevo tipo de nube acompañante, profunda y brillante.

Las observaciones de MUSE también revelaron la presencia de un nuevo tipo de nube, “profunda y brillante”, que nunca antes se había visto, ni siquiera desde el espacio. Este raro tipo de nube apareció como un punto brillante no lejos de la mancha oscura principal, mucho más grande; Los datos del VLT muestran que este punto brillante, llamado DBS-2019, estaba a la misma altitud que su vecino oscuro.

Su firma espectral es consistente con un brillo de la misma capa de 5 barras en longitudes de onda superiores a 700 nm; el brillo puede estar asociado con un cambio en la distribución del tamaño de las partículas, enfatiza el equipo.

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Por lo tanto, estas nubes brillantes son diferentes de las “nubes compañeras” de hielo de metano a gran altitud que generalmente se observan cerca de zonas oscuras. “ Esta característica brillante es mucho más profunda que las nubes que acompañan a las manchas oscuras previamente estudiadas y puede estar relacionada con la circulación que crea y mantiene dichas manchas. », explican los autores del estudio.

Más allá de estos descubrimientos, estos nuevos resultados resaltan los asombrosos avances que se han logrado en la observación del cosmos en las últimas décadas. En 1989, fue necesaria una sonda que sobrevoló el planeta para descubrir estos puntos, y luego llegó el Hubble, que hizo posibles las observaciones a larga distancia. Hoy en día, la tecnología ha avanzado hasta el punto de que es posible realizar las mismas observaciones desde la superficie de la Tierra. Sin duda, los estudios futuros proporcionarán aún más pistas sobre las monstruosas tormentas que azotan los planetas gigantes del sistema solar.