Különös időjárás uralkodik az Uránuszon

A 10 méteres Keck II távcső közeli infravörös tartományban készített felvételei új részleteket tártak fel az óriásbolygó légköréről. Első és a mai napig egyetlen űrszondaként a Voyager-2 1986-ban haladt el az Uránusz mellett. Bár a szonda fényképeit nagy várakozás előzte meg, azok egyhangúsága kissé kiábrándította a tudósokat. A felvételek kevés új részlet mutattak a bolygóról és annak atmoszférájáról, így az Uránusz a Naprendszer legunalmasabb bolygójaként lett elkönyvelve.

Most viszont egy, a Keck Obszervatóriumban alkalmazott technikának köszönhetően az Uránuszról készült nagyfelbontású infravörös képek új részleteket tártak elénk a bolygó különös időjárásáról. A felvételek, melyeket a NASA októberi bolygótudományi konferenciáján mutattak be, az eddigi legjobb betekintést nyújtják az Uránusz rejtélyes légköri folyamataiba.

A bolygó mély kékeszöld színű atmoszféráját főleg hidrogén, hélium és metán alkotja. Az Uránusz légkörének hőmérséklete csaknem olyan alacsony, mint a Neptunuszé (mely a Naprendszer negatív rekordere ebből a szempontból); a felhőszint tetején mérhető hőmérséklet -220 Celsius-fok körül van, ami már elég hideg ahhoz, hogy a metán megfagyjon. A légköri szelek jellemzően kelet-nyugati irányban fújnak, akár 900 km/órás sebességget is elérve. A megfigyelhető, nagyméretű felhőrendszerek egy része azonos szélességeken marad, miközben intenzitásuk nagymértékben változhat; ugyanakkor más részük a bolygó egyenlítője felé mozog, miközben méretük és alakjuk jelentősen megváltozik.

Ahhoz, hogy jobb képet kapjanak az Uránusz légköri áramlásáról, L. Sromovsky (University of Wisconsin-Madison, USA) és kollégái a hawaii Mauna Kea csúcsán lévő, 10 méteres Keck II teleszkóppal készítettek közeli infravörös képsorozatokat két éjszakán keresztül. A felvételek kombinálásával minden eddiginél jobb jel/zaj arányt sikerült elérni, így kivehetővé váltak eddig rejtve maradt időjárási alakzatok is, számos újdonsággal szolgálva a tudomány számára.

A kutatók két hullámhosszon végeztek megfigyeléseket, hogy különböző magasságokban tudják jellemezni az Uránusz felhőzetét. Az új adatoknak köszönhetően az eddig ismerteknél kisebb és általánosabban elterjedt felhőzeti formákat sikerült detektálni, melyek mozgása segíthet feltárni a bolygó viharos szeleinek rendszerét.

Az Uránusz intenzív időjárása azért meglepő, mert a planéta nagyon távol van a Naptól, ezért a csillag által átadott energia (mely a légköri folyamatok fenntartásának elsődleges forrása) jóval kisebb, mint a közelebbi bolygók esetében. Az Uránusz légkörének tehát nagyon hatékonyan, igen kis hőveszteséggel kellene működnie; az eddig megfigyelt időjárási változások viszont nem felelnek meg ennek a követelménynek.

A kutatócsoport által talált új alakzatok közé tartozik az északi pólus környékén megfigyelt, kis konvektív alakzatok sokasága; ezek a déli sarkvidék környékén ugyanakkor nem észlelhetőek. A jelenség egy lehetséges magyarázata, hogy a metán egy légköri szállítóöv révén áramlik az északi pólus felé, ahol örvénylő áramlások hozhatják létre a Sromovsky csoportja által megfigyelt konvektív alakzatokat. Ez a jelenség hasonlít a Szaturnusz déli pólusánál lévő, a Cassini-szonda képein azonosított örvénylésre, mely szintén erős légköri konvekcióra utal, de hasonló módon jönnek létre azok az intenzíven kicsapódó felhők is, melyek körbeveszik egy tipikus földi hurrikán szemét. A kutatók szerint az Uránusz északi pólusánál megfigyelt jelenség valószínűleg évszakos változásokat is mutat, de ezt egyelőre nem sikerült minden kétséget kizárólag bizonyítani.

Az új felvételek további érdekességei közül érdemes még megemlíteni egy, az Uránusz egyenlítőjétől kissé délre megfigyelt csipkés felhősávot. Hasonlóval korábban még nem találkoztak a kutatók, de azt feltételezik, hogy egyfajta légköri instabilitás vagy szélnyírás nyomjelzője lehet.