Почему Нептун теряет свои облака?

Самая далекая от нас планета Солнечной системы, Нептун — это ледяной гигант с динамичной и беспорядочной атмосферой. С помощью наземных измерений впервые была исследована долгосрочная эволюция атмосферы этой планеты.

Астрономы отслеживали эволюцию облачной активности Нептуна в период с 1994 по 2022 годы. Для этого они взяли архивные изображения в ближнем ИК-диапазоне, полученные телескопом Хаббл, обсерваториями Кека и Лика и другими. Наблюдения зафиксированы в исследовании, вышедшем в журнале Icarus.

В ходе исследования ученые определили процентную долю диска Нептуна, состоящего из облаков, среднюю яркость облачных элементов и фон без облаков. И столкнулись с неожиданным открытием. В частности, астрономы были удивлены тем, как быстро исчезли облака на Нептуне.

На Нептуне очень мало облаков, за исключением нескольких, плавающих над южным полюсом планеты-гиганта. Астрономы  обнаружили, что количество облаков, обычно присутствующих в средних широтах ледяного гиганта, начало уменьшаться в 2019 году.

Изображения Хаббла и наблюдения обсерватории Кека демонстрируют интригующую корреляцию между солнечным циклом, который происходит каждые 11 лет, и сезонными изменениями в облаках Нептуна. Об этом свидетельствует увеличение числа солнечных пятен и рост активности солнечных вспышек. Турбулентное поведение Солнца усиливается по мере продолжения цикла и достигает своего пика как раз перед тем, как магнитное поле уменьшается и меняет полярность. Затем Солнце возвращается на свой минимальный уровень перед началом нового цикла.

Более сильное ультрафиолетовое излучение наводняет Солнечную систему, пока Солнце находится в пике. Исследователи обнаружили, что через два года после пика солнечного цикла на Нептуне наблюдалось увеличение количества облаков. Астрономы также выявили связь между количеством облаков и яркостью ледяного гиганта в отраженном солнечном свете.

Эти данные — убедительное доказательство того, что облачный покров Нептуна коррелирует с солнечным циклом. Результаты исследования подтверждают теорию о том, что ультрафиолетовые лучи Солнца, если они достаточно сильны, могут запускать фотохимическую реакцию, которая приводит к образованию облаков на Нептуне.

Изучив 2,5 цикла активности облаков за 29 лет наблюдений Нептуна, астрономы установили связь между солнечным циклом и облачной погодой на планете. Отражательная способность Нептуна выросла в 2002 году и исчезла в 2007 году. Большинство облаков исчезло в 2020 году, когда Нептун потемнел до самого низкого уровня, прежде чем снова засиять.

Влияние Солнца на яркость Нептуна возрастает и падает примерно во времени с появлением и исчезновением облаков на планете. Однако пик солнечного цикла и обилие облаков на Нептуне происходят с разницей в два года. Сейчас та же исследовательская группа продолжает отслеживать облачную активность Нептуна.