Bezprecedensowa analiza zmian temperatury Neptuna wykazała, że ​​na najodleglejszej planecie naszego Układu Słonecznego dzieje się coś dość dziwnego.

Odległy Neptun, który krąży wokół Słońca w odległości około 30 razy większej od Ziemi, kończy swoją podróż wokół gwiazdy w dość długim czasie - około 165 ziemskich lat, co oznacza, że ​​każda pora roku na Neptunie trwa ponad 40 ziemskich lat. W tej chwili południowa półkula Neptuna znajduje się w środku epickiego, trwającego cztery dekady lata, ale z powodów, których naukowcy nie potrafią w pełni wyjaśnić, temperatury nie ocieplają się do końca – przynajmniej nie tak stopniowo, jak mogłoby się wydawać.

Nowe badanie, które zestawia dane z 17 lat obserwacji temperatury Neptuna, sugeruje inaczej. Odczyty wskazują na tajemniczy globalny średni spadek temperatury o około 8°C w latach 2003-2018, o czym świadczy znaczny spadek promieniowania atmosferycznego od 2003 roku. 

Powyżej znajdują się zaobserwowane zmiany w jasności podczerwonej termalnej Neptuna. Naukowcy przyznająl że ta zmiana była nieoczekiwana ponieważ spodziewano się, że temperatura będzie stopniowo stawać się coraz cieplejsza, a nie zimniejsza.

Zbieranie wiarygodnych danych na temat temperatury atmosfery Neptuna nie jest łatwym zadaniem, biorąc pod uwagę odległość tej zimnej planety od Ziemi. Uzyskanie takich danych było możliwe dopiero od początku wieku, wraz z pojawieniem się czułych pomiarów w podczerwieni w nowych teleskopach kosmicznych. 

Jednym z nich jest VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared), zainstalowany na Bardzo Dużym Teleskopie Europejskiego Obserwatorium Południowego (VLT), który potrafi określić temperaturę z poziomu promieniowania podczerwonego. Aby zbadać emisję podczerwoną Neptuna, przeanalizowano prawie 100 obserwacji termicznych planety, wiele z VISIR, a także dane z Kosmicznego Teleskopu Spitzer NASA oraz licznych teleskopów naziemnych w Chile i na Hawajach.

Wyniki – reprezentujące największy dostępny do tej pory zbiór naziemnych zdjęć Neptuna w średniej podczerwieni – sugerują, że temperatury w stratosferze Neptuna ochłodziły się (pomimo czasu letniego) przez większą część badanego okresu, chociaż nastąpił późny wzrost emisji między 2018 a Rok 2020 sugeruje, że atmosfera gwałtownie ogrzała się o około 11°C w ciągu zaledwie dwóch lat.

Nie wiadomo dlaczego temperatura atmosfery Neptuna zmienia się tak niespodziewanie w środku sezonu, ale naukowcy uważają, że za obserwowanymi wahaniami mogą kryć się zmiany w składzie chemicznym atmosfery. Podczas gdy metan pochłania światło słoneczne i ogrzewa atmosferę, powstające fotochemicznie węglowodory – głównie etan i acetylen – są potężnymi emiterami podczerwieni, które służą do chłodzenia stratosfery. Równowaga między ogrzewaniem radiacyjnym a chłodzeniem zmienia się wraz ze zmianą ilości fotochemicznych węglowodorów.

Wcześniejsze badania temperatury Saturna wykazały, że oddziaływanie substancji chemicznych w chmurach atmosferycznych może wpływać na ich temperaturę, prowadząc do szczytów temperatury przed maksimum słonecznym, i możliwe jest, że dzieje się tu coś podobnego. Jednak biorąc pod uwagę 165-letni okres orbitalny Neptuna, oczekuje się, że wszelkie zmiany sezonowe będą następować stopniowo przez dziesięciolecia. Gwałtowne zmiany obserwowane między 2018 a 2020 rokiem wydają się zaskakująco szybkie jak na reakcję sezonową.

Wygląda na to, że w atmosferze Neptuna zachodzą dodatkowe procesy zarówno regionalnie, jak i globalnie. Innym wyjaśnieniem mogą być zmiany pogody – które mogą wpływać na skład i chemię chmur atmosferycznych, w tym wpływ ciemnych wirów widocznych na Neptunie, co jest kolejną tajemnicą planetarną, której wciąż się uczymy. Warto również wziąć pod uwagę strumień słoneczny, twierdzą naukowcy, zauważając, że zmiany promieniowania spowodowane cyklem aktywności słonecznej mogą w jakiś sposób powodować zmiany fotochemiczne w atmosferze Neptuna, co ponownie może wyjaśniać obserwowane wahania temperatury.

Wyniki badań zostały opublikowane w The Planetary Science Journal.