Lodowe giganty, czyli ostatnie dwie planety Układu Słonecznego, po raz pierwszy i póki co ostatni, zostały sfotografowane przez sondę Voyager 2, która uchwyciła w obiektywie Neptuna dokładnie 25 sierpnia 1989 roku. Od tamtej pory wyryły się w naszej pamięci jako dwa niebieskie, gazowe globy o bardzo różnych kolorach. Uran o dużo jaśniejszym, pastelowym odcieniu niebieskiego oraz Neptun o głębokim niebieskim odcieniu. Ale czy na pewno? Czy sonda Voyager 2 faktycznie była świadkiem istnienia dwóch planet o tak odmiennych kolorach? A może to wszystko tylko jedna, wielka pomyłka?
Różnice w zabarwieniu atmosfer obydwu lodowych gigantów od dekad zastanawiały nie tylko ludzi ogółem ale też astronomów. Skład ich atmosfer jest bardzo podobny. Różnice były zbyt małe aby powodować aż tak odmienne zabarwienie zewnętrznych, gazowych otoczek. A jednak zdjęcia nie kłamały. Uran blady i cherlawy, a Neptun nasycony i potężny niczym Chad Układu Słonecznego. Okazuje się jednak, że różnica pomiędzy kolorami obydwu planet jest mniejsza niż nam się wydawało. Ale po kolei.
Najnowsze filmy
Wchodząc na stronę Neptuna na Wikipedii możemy zauważyć, że zdjęcie planety zostało tam już zmienione. Obecnie na pierwszy rzut oka możemy tam pomylić Neptuna z Uranem, jednak jeszcze do niedawna artykuł ten zdobiło nasycone, niebieskie zdjęcie tej planety. Nowoczesna technologia pozwala nam na szybkie updejty informacji, więc dziś sytuacja jaka miała miejsce przez ostatnie dekady dość szybko mogłaby zostać naprawiona. Okazało się bowiem, że astronomowie pracujący przy misji Voyager doskonale zdawali sobie sprawę z faktu, że kolory Neptuna zostały sztucznie podkręcone.
Zespół obsługujący aparat sondy dokonał pewnych foto manipulacji wynikiem których był właśnie bardzo nasycony Neptun. Oczywiście powodem nie był spisek illuminati czy polecenie od Reptilian ale fakt, że chmury Neptuna, w przeciwieństwie do atmosfery Urana, posiadały charakterystyczne szczegóły powierzchni. Pasma chmur i pojedyncze obłoki. Aby lepiej zbadać ich strukturę astronomowie podnieśli kontrast zdjęć planety czego efektem było również zwiększenie nasycenia kolorów. Początkowo dla wszystkich naukowców było jasne, że kolor Neptuna jest przesadzony, ale z czasem stało się to mniej oczywiste. Mimo że sztucznie nasycony kolor był znany wówczas wśród planetologów – a zdjęcia zostały opublikowane z podpisami to wyjaśniającymi – ta różnica z czasem została zapomniana. Im szersze kręgi zataczało to zdjęcie, tym bardziej w świadomości społecznej zakorzeniał się widok dwóch zupełnie różnych pod kątem koloru lodowych olbrzymów.
Źródło: Patrick Irwin/Uniwersytet Oksfordzki/NASA
Z resztą z podobną sytuacją możemy mieć do czynienia już niedługo w przypadku Jowisza. Dla ludzi, którzy interesują się tematem jest oczywiste, że zdjęcia z sondy Juno mają zwiększony kontrast, tak by uwidocznić szczegóły pokrywy chmur tej planety. Gdybyśmy polecieli do układu Jowisza i obserwowali go „gołym okiem” to ta planeta byłaby zdecydowanie bardziej zamglona i zdesaturowana. Przypominałaby zdecydowanie bardziej to co możemy obserwować z pomocą teleskopu Hubble’a albo większych naziemnych teleskopów. Jednak już teraz zaczynam spotykać się wśród ludzi nie zaznajomionych aż tak z tematem z podejściem dokładnie takim samym jak to w przypadku Neptuna.
Być może więc za kilka dekad ktoś nagra dokładnie taki sam materiał, ale tym razem wyjaśniający, że Jowisz wcale nie jest tak poorany pasmami chmur jak się wszystkim wydaje? Kto wie. A my tymczasem przyjrzyjmy się bliżej zagadnieniu kolorów Urana i Neptuna.
Skąd właściwie wiemy o tym, że Uran i Neptun wyglądać mają zasadniczo prawie tak samo? Do takich wniosków pozwoliły dojść prace badawcze pod kierownictwem profesora Patricka Irwina z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Oksfordzkiego, które zostały opublikowane w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Patronite
Zostań Patronem Astrofazy! Pomóż rozwijać projekt i zyskaj dostęp do bonusowych treści!Profesor Irwin wraz ze swoim zespołem odkryli, że obie planety mają w rzeczywistości podobny zielonkawo-niebieski odcień. Część Astronomów od dawna podejrzewało, że większość współczesnych zdjęć tych planet nie oddaje wiernie ich prawdziwych kolorów. Nieporozumienie to wynikło z faktu, że zdjęcia obu planet wykonane w XX wieku rejestrowane były w oddzielnych kolorach ale w czerni i bieli. Sonda wykonywała czarno-białe fotografie ale przepuszczone przez kolorowe filtry. Dzięki temu planety miały inne odcienie szarości po przepuszczenie przez filtry o różnych kolorach, co umożliwiało potem rekonstrukcję oryginalnej barwy.
Jeśli ktoś zajmował się kiedyś czarno-białą fotografią to będzie wiedział o czym mówię. Czarno-białe filmy do aparatu siłą rzeczy nie rejestrowały kolorów, duh, ale nakręcając na obiektyw np czerwony filtr można było sterować kontrastem. Niebo robiło się dużo ciemniejsze i uwydatniały się chmury, natomiast cera człowieka stawała się jaśniejsza. Podobnie było w przypadku sondy Voyager, tylko, że wiedza o tym jaki filtr został użyty w tym konkretnym przypadku, mogła posłużyć do odwrócenia sytuacji i próby odtworzenia kolorów. Obrazy jednobarwne były później łączone, tworząc kompozytowe zdjęcia kolorowe, które nie zawsze były dokładnie zbalansowane. Szczególnie miało to miejsce w przypadku Neptuna, zdjęcia którego jak już wspominałem wcześniej zostały znacząco wzmocnione pod kątem kontrastu, aby lepiej uwidocznić chmury, pasy i wiatry.
Profesor Irwin stwierdził, że znane zdjęcia Urana z Voyagera 2 zostały opublikowane w formie bliższej prawdziwemu kolorowi, ponieważ planeta ta ma dość nudną atmosferę. Nie było w niej intrygujących struktur, więc oryginalni astronomowie nie dokonywali aż tak znaczących ingerencji w kontrast tych zdjęć. Dzięki temu kolor Urana pozostał dość wierny oryginałowi.
W nowym badaniu naukowcy wykorzystali dane z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) oraz Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) w Europejskim Obserwatorium Południowym na Bardzo Dużym Teleskopie. W obu instrumentach każdy piksel reprezentuje ciągłe spektrum kolorów. Oznacza to, że obserwacje STIS i MUSE mogą być jednoznacznie przetworzone, aby określić prawdziwy, kolor Urana i Neptuna.
Naukowcy wykorzystali te dane do ponownego wyważenia kompozytowych zdjęć zarejestrowanych przez kamerę Voyagera 2, a także przez Szerokopasmową Kamerę 3 Teleskopu Hubble’a (WFC3). To ujawniło, że Uran i Neptun mają w rzeczywistości dość podobny zielonkawo-niebieski odcień. Główna różnica polega na tym, że Neptun ma lekki dodatek niebieskiego. Skąd ta delikatna różnica? Według danych z modelu miałby to być efekt cieńszej warstwy mgły na tej planecie.
Badanie dostarcza również odpowiedzi na długo trwającą zagadkę, dlaczego kolor Urana nieznacznie zmienia się podczas jego 84-letniej podróży wokół Słońca.
Autorzy badania doszli do swoich wniosków, porównując najpierw zdjęcia lodowego olbrzyma z pomiarami jego jasności, które zostały zarejestrowane przez Obserwatorium Lowell w Arizonie w latach 1950–2016 na niebieskich i zielonych długościach fal. Te pomiary wykazały, że Uran wydaje się nieco bardziej zielony podczas swoich przesileń (czyli lata i zimy), kiedy jeden z biegunów planety jest zwrócony w stronę naszej gwiazdy. Natomiast podczas równonocy – gdy Słońce znajduje się nad równikiem – planeta nabiera nieco bardziej niebieskiego odcienia.
Częściową przyczyną tego stanu rzeczy jest bardzo niezwykły ruch obrotowy Urana. Planeta ta obraca się niemal na boku podczas pokonywania swojej orbity, co oznacza, że podczas przesileń albo biegun północny, albo południowy Urana wskazuje prawie bezpośrednio na Słońce i Ziemię. Jest to istotne, ponieważ jakiekolwiek zmiany w odbijalności regionów polarnych miałyby zatem duży wpływ na ogólną jasność Urana, widzianą z naszej planety.
Astronomowie nie byli do końca pewni, w jaki sposób i dlaczego różni się ta odbijalność. Skłoniło to badaczy do opracowania modelu, który porównywał widma regionów polarnych Urana z jego regionami równikowymi. Okazało się, że regiony polarne są bardziej odbijające na długościach fal zielonych i czerwonych niż na niebieskich, częściowo dlatego, że metan, który pochłania czerwień, jest około dwa razy mniej obfity w pobliżu biegunów niż na równiku.
Jednak to samo nie wystarczyło, aby w pełni wyjaśnić zmianę koloru, więc naukowcy dodali do modelu nową zmienną w postaci „kaptura” stopniowo gęstniejącej lodowej mgły, która wcześniej była obserwowana nad letnim, oświetlonym słońcem biegunem, gdy planeta przechodziła od równonocy do przesilenia. Astronomowie sądzą, że jest ona prawdopodobnie złożona z cząsteczek lodu metanowego. Gdy symulowano to w modelu, cząsteczki lodu dodatkowo zwiększały odbicie na długościach fal zielonych i czerwonych na biegunach, dostarczając wyjaśnienia, dlaczego Uran jest bardziej zielony podczas przesilenia.
Profesor Irwin powiedział, że to pierwsze badanie, które dopasowuje ilościowy model do danych obrazowych, aby wyjaśnić, dlaczego kolor Uranu zmienia się podczas jego orbity. W ten sposób wykazali, że Uran jest bardziej zielony podczas przesilenia ze względu na zmniejszoną obfitość metanu w regionach polarnych, ale także na zwiększoną grubość jasno odbijających cząstek lodu metanowego.
Dr Heidi Hammel z Stowarzyszenia Uniwersytetów na rzecz Badań w Astronomii (AURA), która przez dziesięciolecia badała Neptuna i Urana, ale nie była zaangażowana w badanie, powiedziała: „Błędne postrzeganie koloru Neptuna, jak również niezwykłe zmiany koloru Uranu, przez dziesięciolecia stanowiły dla nas problem. To wszechstronne badanie powinno w końcu położyć kres obu tym kwestiom.”
