Estudio revela cambios inesperados en las temperaturas atmosféricas

Neptuno es más frío de lo que pensábamos: un estudio revela cambios inesperados en las temperaturas atmosféricas

Comunicado de prensa de: Universidad de Leicester
Fecha de publicación: lunes 9 de mayo de 2022

Una nueva investigación dirigida por astrónomos de la Universidad de Leicester ha revelado cómo las temperaturas en la atmósfera de Neptuno han fluctuado inesperadamente en las últimas dos décadas.

El estudio, que fue publicado hoy (lunes) en The Planetary Science Journal utiliza observaciones en longitudes de onda infrarrojas térmicas fuera del espectro de luz visible, detectando efectivamente el calor emitido por la atmósfera del planeta.

Un equipo internacional de investigadores, incluidos científicos de Leicester y el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, ha combinado todas las imágenes infrarrojas térmicas existentes de Neptuno recopiladas de múltiples observatorios durante casi dos décadas. Estos incluyen el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral y el Gemini Southern Telescope en Chile, junto con el Telescopio Subaru, el Keck Telescope, el Gemini North Telescope, todos en Hawái, y espectros del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA.

Al analizar los datos, los investigadores pudieron revelar una imagen más completa que nunca de las tendencias en las temperaturas de Neptuno.

Pero para sorpresa de los investigadores, estos conjuntos de datos colectivos muestran una disminución en el brillo térmico de Neptuno desde que comenzaron las imágenes térmicas confiables en 2003, lo que sugiere que las temperaturas medias globales en la estratosfera de Neptuno, la capa de la atmósfera sobre la capa de clima activo, han disminuido en algunos cerca de 8 ° C (14 ° F) entre 2003 y 2018.

El Dr. Michael Roman, investigador postdoctoral de la Universidad de Leicester y autor principal del artículo, dijo:

«Este cambio fue inesperado. Dado que estábamos observando a Neptuno a principios del verano austral, esperaríamos que las temperaturas fueran más cálidas, no más frías».

Neptuno tiene una inclinación axial, por lo que pasa por estaciones, al igual que la Tierra. Sin embargo, debido a su gran distancia del Sol, Neptuno tarda más de 165 años en completar una órbita alrededor de su estrella anfitriona, por lo que sus estaciones cambian lentamente, con una duración de más de 40 años terrestres cada una.

El Dr. Glenn Orton, investigador principal del Laboratorio de Propulsión a Chorro y coautor del estudio, señaló:

«Nuestros datos cubren menos de la mitad de la temporada de Neptuno, por lo que nadie hubiera esperado ver cambios tan grandes y rápidos».

Sin embargo, en el polo sur de Neptuno, los datos revelan un cambio diferente y sorprendentemente drástico. Una combinación de observaciones de Gemini North en 2019 y Subaru en 2020 reveló que la estratosfera polar de Neptuno se calentó casi 11 °C (~20 °F) entre 2018 y 2020, revirtiendo la tendencia de enfriamiento promedio global anterior. Tal calentamiento polar no se había observado antes en Neptuno.

Actualmente se desconoce la causa de estos cambios inesperados en la temperatura estratosférica, y los resultados desafían la comprensión de los científicos sobre las fluctuaciones de la atmósfera de Neptuno.

El Dr. Román continuó:

Los cambios de temperatura pueden estar relacionados con cambios estacionales en la química de la atmósfera de Neptuno, lo que puede alterar la eficacia del enfriamiento de la atmósfera.

«Pero la variación aleatoria en los patrones climáticos o incluso la respuesta al ciclo de actividad solar de 11 años también puede tener un efecto».

Se ha propuesto que el ciclo solar de 11 años (caracterizado por la variación periódica en la actividad del sol y las manchas solares) influye en el brillo visible de Neptuno, y el nuevo estudio revela una relación posible, pero tentativa, entre la actividad solar, las temperaturas estratosféricas y la cantidad de nubes brillantes. visto en Neptuno.

Se necesitan observaciones de seguimiento de la temperatura y los patrones de nubes para evaluar más a fondo cualquier posible contacto en los próximos años.

Las respuestas a estos misterios y más vendrán del Telescopio Espacial James Webb (JWST), que está listo para observar a los gigantes de hielo, Urano y Neptuno, a finales de este año.

Lee Fletcher, profesor de Ciencias Planetarias en la Universidad de Leicester, dirigirá dichas observaciones con el tiempo asignado al JWST Toolkit. El profesor Fletcher, quien también es coautor de este estudio, dijo:

«El notable instrumento de infrarrojo medio del telescopio espacial, MIRI, proporcionará nuevos mapas sin precedentes de la química y las temperaturas en la atmósfera de Neptuno, lo que ayudará a definir mejor la naturaleza de estos cambios recientes».

Este estudio fue financiado por una subvención del Consejo Europeo de Investigación de la Universidad de Leicester, conocido como GIANTCLIMES. Este proyecto detectó previamente cambios a largo plazo en las temperaturas atmosféricas y de las nubes en los gigantes gaseosos Júpiter y Saturno, y proporcionó los primeros mapas de temperaturas estratosféricas para Urano. GIANTCLIMES allanó el camino para nuevos descubrimientos en los cuatro planetas gigantes de JWST en los próximos años.

Otros coautores de este trabajo incluyen a Thomas Grethaus (Instituto de Investigación del Suroeste), Julian Moses (Instituto de Ciencias Espaciales), Naomi Roe Gurney (Universidad de Howard/Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA), Patrick Irwin (Oxford), Arate Antonano (UPV). /EHU), James Sinclair (JPL), Yasumasa Kasaba (Universidad de Tohoku), Takuya Fujiyoshi (Telescopio Subaru), Imke de Pater (UC Berkeley) y Heidi Hammel (Consorcio de Universidades de Investigación en Astronomía).

«Variación casi estacional en la emisión del infrarrojo medio de NeptunoPublicado en Revista de ciencia planetaria.

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