Neptun je rado poznat po tome što je bogato plavi, a Uran zelen – ali nova studija je otkrila da su dva ledena giganta zapravo daleko bliža u boji nego što se obično misli.
Tačne nijanse planeta potvrđene su uz pomoć istraživanja koje je vodio profesor Patrik Irvin sa Univerziteta u Oksfordu, a koje je danas objavljeno u časopisu Mesečna obaveštenja Kraljevskog astronomskog društva.
On i njegov tim otkrili su da su oba sveta u stvari slična nijansa zelenkasto plave, uprkos opšteprihvaćenom verovanju da je Neptun tamno plavi, a da Uran ima bledo cijan izgled.
Astronomi odavno znaju da većina modernih slika dve planete ne odražava tačno njihove prave boje. Zabluda je nastala zato što su slike obe planete snimljene tokom 20. veka — uključujući i NASA-inu misiju Voiager 2, jedine svemirske letelice koja je proletela pored ovih svetova — zabeležile slike u različitim bojama.
Jednobojne slike su kasnije rekombinovane da bi se stvorile kompozitne slike u boji, koje nisu uvek bile tačno izbalansirane da bi se postigla „prava“ slika u boji, a – posebno u slučaju Neptuna – često su pravljene „previše plavim“.
Pored toga, rane slike Neptuna sa Voiagera 2 bile su pojačane kontrastom kako bi se bolje otkrili oblaci, trake i vetrovi koji oblikuju našu modernu perspektivu Neptuna.
Profesor Irvin je rekao: „Iako su poznate slike Urana sa Voiagera 2 objavljene u obliku bližem ‘pravoj’ boji, slike Neptuna su, u stvari, bile rastegnute i poboljšane, pa su stoga veštački napravljene previše plavim. Iako su veštački zasićene boja je u to vreme bila poznata među planetarnim naučnicima — a slike su objavljene sa natpisima koji to objašnjavaju — da se razlika vremenom izgubila. Primenom našeg modela na originalne podatke, uspeli smo da rekonstruišemo najtačniji do sada prikaz boje i Neptuna i Urana“.
U novoj studiji, istraživači su koristili podatke sa spektrografa za snimanje svemirskog teleskopa Hubble (STIS) i Multi Unit Spectroscopic Ekplorer (MUSE) na veoma velikom teleskopu Evropske južne opservatorije. U oba instrumenta, svaki piksel je kontinuirani spektar boja.
To znači da se STIS i MUSE posmatranja mogu nedvosmisleno obraditi da bi se odredila prava prividna boja Urana i Neptuna. Istraživači su koristili ove podatke da ponovo izbalansiraju kompozitne slike u boji snimljene kamerom Voiager 2, kao i kamerom širokog polja 3 (VFC3) svemirskog teleskopa Hubble.
Ovo je otkrilo da su Uran i Neptun zapravo prilično slična nijansa zelenkasto plave. Glavna razlika je u tome što Neptun ima blagi nagoveštaj dodatne plave boje, za koju model otkriva da je posledica tanjeg sloja magle na toj planeti.
Studija takođe pruža odgovor na dugogodišnju misteriju zašto se Uranova boja blago menja tokom 84-godišnje orbite oko Sunca. Autori su došli do svog zaključka nakon što su prvo uporedili slike ledenog giganta sa merenjima njegovog sjaja, koje je zabeležila Opservatorija Lovell u Arizoni od 1950. do 2016. na plavim i zelenim talasnim dužinama.
Ova merenja su pokazala da Uran izgleda malo zeleniji u vreme solsticija (tj. leta i zime), kada je jedan od polova planete usmeren ka našoj zvezdi. Ali tokom ravnodnevice – kada je sunce iznad ekvatora – ima nešto plaviju nijansu.
Poznato je da je deo razloga za to bio taj što Uran ima veoma neobičan obrt. Ona se efektivno okreće skoro na boku tokom svoje orbite, što znači da je tokom solsticija planete njen severni ili južni pol usmeren skoro direktno ka Suncu i Zemlji. Ovo je važno, kažu autori, jer bi bilo kakve promene u reflektivnosti polarnih regiona imale veliki uticaj na ukupni Uranov sjaj kada se posmatra sa naše planete.
Ono što astronomima nije bilo jasno je kako ili zašto se ova refleksivnost razlikuje. Ovo je navelo istraživače da razviju model koji upoređuje spektre Uranovih polarnih regiona sa njegovim ekvatorijalnim regionima. Utvrđeno je da polarni regioni reflektuju više na zelenim i crvenim talasnim dužinama nego na plavim talasnim dužinama, delom zato što je metana, koji apsorbuje crvenu boju, otprilike upola manje u blizini polova nego na ekvatoru.
Međutim, ovo nije bilo dovoljno da u potpunosti objasni promenu boje, pa su istraživači dodali novu varijablu modelu u obliku „kapuljača“ postepeno zgušnjavajuće ledene izmaglice koja je ranije primećena iznad letnjeg suncem obasjanog pola kao planeta. prelazi od ravnodnevice do solsticija.
Astronomi smatraju da se ovo verovatno sastoji od čestica metanskog leda. Kada su simulirane u modelu, čestice leda su dodatno povećale refleksiju na zelenim i crvenim talasnim dužinama na polovima, nudeći objašnjenje zašto je Uran zeleniji u vreme solsticija.
Profesor Irvin je rekao: „Ovo je prva studija koja je uparila kvantitativni model sa slikovnim podacima kako bi objasnila zašto se boja Urana menja tokom njegove orbite. Na ovaj način smo pokazali da je Uran zeleniji u vreme solsticija zbog polarnih regiona koji smanjena količina metana, ali i povećana debljina jarko raspršenih čestica metanskog leda.“
Dr Hajdi Hamel, iz Udruženja univerziteta za istraživanje u astronomiji (AURA), koja je provela decenije proučavajući Neptun i Uran, ali nije bila uključena u studiju, rekla je: „Pogrešna percepcija Neptunove boje, kao i neobične promene boje Urana, decenijama su nas zbunjivali. Ova sveobuhvatna studija bi konačno trebalo da stavi na kraj oba pitanja.“
Ledeni divovi Uran i Neptun ostaju primamljiva destinacija za buduće robotske istraživače, nadovezujući se na nasleđe Voiagera iz 1980-ih.
Profesor Li Flečer, planetarni naučnik sa Univerziteta u Lesteru i koautor nove studije, rekao je: „Misija da se istraži uranski sistem — od njegove bizarne sezonske atmosfere, do raznovrsne kolekcije prstenova i meseci — je visoka prioritet za svemirske agencije u decenijama koje dolaze“.
Međutim, čak i dugovečni planetarni istraživač, u orbiti oko Urana, snimio bi samo kratak snimak uranske godine.
„Studije zasnovane na Zemlji poput ove, koje pokazuju kako su se Uranov izgled i boja menjali tokom decenija kao odgovor na najčudnija godišnja doba u Sunčevom sistemu, biće od vitalnog značaja za stavljanje otkrića ove buduće misije u njihov širi kontekst“, dodao je profesor Flečer.
