Proč mají planety Uran a Neptun tak rozdílné barvy atmosfér, přestože jsou téměř stejně velké?

Na pomoc si vzali dalekohled Gemini North a Hubbleův kosmický teleskop pracující i v infračerveném oboru spektra. Na základě pozorování sestavili atmosférický model, který dobře odpovídá pozorováním obou planet. Tento model odhaluje, že za rozdílnými barvami stojí rychlost proudění a s tím související množství metanového zákalu, jakéhosi "smogu" či oblačnosti v atmosférách obou planet.

Nový výzkum naznačuje, že koncentrace oparu (aerosolu) je na Uranu mnohem vyšší než je tomu u podobné vrstvy u Neptunu. Tato vrstva "vyběluje" vzhled Uranu mnohem více, než je tomu u Neptunu. Tento efekt "bělení" je podobný tomu, jak oblačnost "zplošťuje" spektrální charakteristiky v atmosférách exoplanet. Pokud by zákalu (oblačnosti) bylo v atmosférách obou planet stejně, vypadaly by obě planety podobně.

Červené barvy rozptýleného slunečního světla jsou mnohem lépe absorbovány molekulami metanu, než třeba molekulami dusíku a kyslíku v atmosféře na Zemi. Tento proces, označovaný jako Rayleighův rozptyl, způsobuje, že zemská obloha má modrou barvu. Rayleighův rozptyl se totiž více uplatňuje na kratších, tedy modřejších vlnových délkách.

Nový model atmosfér Uranu a Neptunu vychází z modelu, který vyvinul tým vedený Patrickem Irwinem, profesorem na Oxfordské univerzitě, k popisu aerosolových vrstev v atmosférách Uranu a Neptunu. Aerosol je suspenze drobných kapiček a plynu. Na naší Zemi jej tvoří například saze, kouř, mlha. Na Uranu a Neptunu jsou za vznik aerosolu zodpovědné částice slunečního záření, které způsobují fotochemické reakce při interakci s částicemi jejich atmosfér.

Předchozí modely vycházely jen ze studií horních vrstev atmosfér. A jen na určitých vlnových délkách. Nový model bere v potaz více vrstev atmosféry a pozorování v mnohem širším rozsahu spektra. Nový model tak zahrnuje i částice v hlubších vrstvách atmosfér, o kterých se dříve předpokládalo, že obsahují pouze mračna z metanu a sirovodíku.

Nový model atmosfér se nyní skládá ze tří vrstev aerosolů v různých výškách. Nejhlubší vrstvou je vrstva, která je označována jako Aerosol-1. Je silná a složená ze směsi sirovodíkového ledu a částic z fotochemických reakcí způsobených slunečním zářením. Horní vrstva (Aerosol-3) se podobá střední vrstvě, je ale slabší.

Klíčovou vrstvou, která ovlivňuje barvy atmosfér obou planet, je střední vrstva (Aerosol-2). Tato vrstva je u Uranu silnější než na Neptunu. Tým má podezření, že metanový led kondenzuje na částicích v této vrstvě, které pak padají hlouběji do atmosféry v podobě metanového sněhu. A jelikož atmosféra Neptunu je mnohem turbulentnější než ta na Uranu, jsou metanové částice na Neptunu mnohem rychleji rozptylovány a promíchávány. A právě to má za následek, že je Neptun modřejší než Uran.

Tento nový model také pomáhá vysvětlit tmavé skvrny, které jsou občas viditelné na Neptunu i Uranu, byť na Uranu mnohem méně. Astronomové si existence těchto tmavých skvrn byli vědomi již dávno, avšak nevěděli, která z vrstev atmosféry je za tyto tmavé skvrny zodpovědná.

• Zdroj: Gemini North Telescope Helps Explain Why Uranus and Neptune Are Different Colors

Líbil se vám tento článek?

Podpořte tento web, třeba peněžitým darem, který bude využit k dalšímu technickému rozvoji stránek. Učinit tak můžete bankovním převodem na účet

2502526845 / 2010

Podpořit nás můžete i dalšími způsoby, třeba objednávku některé z knih, turistických průvodců. K rychlému provedení platby můžete využít i přiložený QR kód obsahující údaje k platbě v přednastavené částce 80 Kč. Výši částky si nakonec ale určete sami.