Изучение ледяных гигантов нашей Солнечной системы

Далекие Уран и Нептун — ледяных гигантов нашей Солнечной системы-столь же таинственны, как их далекие. Вскоре после его запуска в 2021 году космический телескоп НАСА «Джеймс Уэбб» будет меняться, что, раскрывая секреты атмосфер обеих планет.

Холодной и удаленной планеты-гиганты Уран и Нептун называют «ледяных гигантов», потому что их интерьеры различных по составу с Юпитером и Сатурном, которые богаче водорода и гелия, и известны как «газовые гиганты».Ледяных гигантов также значительно меньше, чем их газообразным кузены, будучи промежуточным по размеру между планет земной группы и газовые гиганты. Они представляют собой наименее исследованных категории планеты в нашей Солнечной системе. Ученые, используя план Уэбб изучить закономерности циркуляции, химии и погода Урана и Нептуна в путь только Уэбб может.

«Главное, что Уэбб может сделать это очень трудно осуществить из любого другого объекта на карте их атмосферной температуры и химического состава», — пояснили в исследованиях лидер, ли Флетчер, адъюнкт-профессор планетарных наук в Университете Лестера в Великобритании. «Мы считаем, что погода и климат ледяных гигантов будет иметь принципиально иной характер по сравнению с газовыми гигантами. Это отчасти потому, что они так далеко от солнца, они меньше по размеру и медленнее вращаются на их оси, но и потому, что смесь газов и объем перемешивания сильно отличается по сравнению с Юпитером и Сатурном.»

Все газы в верхних атмосферах Урана и Нептуна имеют уникальный химический отпечатки пальцев, что Уэбб может обнаружить. Важно отметить, что Уэбб может отличить одного химического вещества из другого. Если эти химические вещества производятся на солнечный свет, взаимодействуя с атмосферой, или, если они перераспределяются с места на место по крупномасштабной циркуляции, Уэбб сможете увидеть, что.

Эти исследования будут проводиться в рамках гарантированного наблюдения время (ГТО) программа Солнечной системы во главе с Хайди Хаммель, планетолог и Уэбб междисциплинарный ученый. Она также является вице-президентом по науке Ассоциация университетов для исследования в астрономии (аура) в Вашингтоне, округ Колумбия Хаммель программа будет демонстрировать возможности Уэбб для наблюдения объектов Солнечной системы и реализации отдельных Уэбба конкретных методов для объектов, которые являются яркими и/или движутся в небе.

Уран: Наклон Планеты

В отличие от других планет в нашей Солнечной системе, Уран-вместе с его кольца и спутники — опрокинута на бок, поворот примерно на 90 градусов от плоскости ее орбиты. Это делает планеты появляются катиться как шар вокруг Солнца. Эта странная ориентация-что может быть в результате гигантского столкновения с другим массивным протопланеты в начале формирования Солнечной системы — порождает крайние сезоны на Уран.

Когда космический аппарат НАСА «Вояджер-2» пролетел мимо Урана в 1986 году, один полюс был направлен прямо на Солнце. «Независимо от того, сколько Урана будет вращаться,» Хаммель объяснил: «одна половина была в полном солнечном свете, а другая половина была в полной темноте. Это самая сумасшедшая вещь, которую вы можете себе представить».

К сожалению, Вояджер-2 видел только бильярдный шар гладкий планеты покрыто дымкой, с только скудной кучки облаков. Но когда Хаббл рассматривать Уран в начале 2000-х годов, планета прошла четверть пути по своей орбите. Сейчас экватор был наведен на солнце, и вся планета была освещена в течение уранической день.

«Теория ничего нам не сказали бы изменить», — сказал Хаммел, «но реальность такова, что Уран начали вырастают всевозможные яркие облака, и темное пятно было обнаружено Хабблом. Облака, казалось, резко меняется в ответ на изменения в солнечном свете, как планеты путешествовал вокруг Солнца».

Как планета продолжает свое медленное орбитальное трек, он будет указывать его другого полюса на Солнце в 2028 году.

Уэбб даст представление о сильных сезонных факторов формирования облаков и погоды, и как это меняется со временем. Это поможет определить, как потоки энергии и транспортируется по уранической атмосферу. Ученые хотят посмотреть урана на протяжении всей жизни Уэбба, чтобы построить график, как атмосфера реагирует на экстремальные сезоны. Это поможет им понять, почему эта планета, атмосфера, кажется, идти через периоды интенсивной активности, прерываемой моментами спокойствия.

Нептун: в мире сверхзвуковые ветры

Нептун-это темный, холодный мир, но это взбитыми сверхзвуковой ветер, который может доходить до 1500 миль в час. Более чем в 30 раз дальше от Солнца, как и Земля, Нептун-единственная планета в нашей Солнечной системе не видны невооруженным глазом. Ее существование было предсказано математики до его открытия в 1846 году. В 2011 году Нептун завершил свой первый 165-летней орбите с момента своего открытия.

Как Уран, этот ледяной гигант очень глубокая атмосфера состоит из густой суп из воды, аммиака, сероводорода и метана над неизвестным и недоступным интерьера. Доступные верхние слои атмосферы из водорода, гелия и метана. Как с Ураном, метан дает Нептун голубой цвет, но еще какой-то таинственной химии атмосферы делает Нептуна синий немного более ярким, чем Уран.

«Это один и тот же вопрос здесь: каким образом поток энергии и как его транспортировать через атмосферу планеты?», — пояснил Флетчер. «Но в этом случае, в отличие от Уран, планета имеет сильный внутренний источник тепла. Что источник тепла генерирует одни из самых сильных ветров и самых короткоживущих атмосферных вихрей и облачных функций в любой точке Солнечной системы. Если мы посмотрим на Нептуна от ночи до ночи, ее лицо всегда меняются и меняются, как эти облака вытянуты и дергают и манипулируют базовое поле ветер».

После 1989 года Вояджер-2 пролета Нептуна, ученые обнаружили, яркий, горячий вихрь — шторм — у южного полюса планеты. Потому что температура там выше, чем везде в атмосфере, в этом регионе, скорее всего, связана с некоторыми уникальными химии. Чувствительность Уэбба позволит ученым понять необычную химическую среду внутри полярного вихря.

Только начало

Флетчер советует быть подготовлены для наблюдения явлений на Уран и Нептун, которые совершенно не похожи на то, что мы видели в прошлом. «Уэбб действительно имеет возможность увидеть ледяные гиганты в совершенно новом свете. Но чтобы понять постоянное атмосферных процессов, которые формируют эти гигантские планеты, вам действительно нужно больше, чем просто пару образцов», — сказал он. «Поэтому мы сравниваем Юпитера к Сатурну Урану Нептуну, и тем самым, мы создаем картину, как атмосфера работы в целом. Это начало понимания того, как эти миры меняются с течением времени».

Хаммель добавил: «Теперь мы знаем, что сотни экзопланет — планет вокруг других звезд, размер наших местных ледяных гигантов. Уран и Нептун дают нам основания истины для исследования этих вновь открытых миров».

Космический телескоп Джеймса Вебба будет ведущей мировой космической науки обсерватории, когда она выйдет в 2021 году. Уэбб будет решать загадки в нашей Солнечной системе, выйти за рамки в далекие миры вокруг других звезд, и зонд загадочные структуры и происхождения нашей Вселенной и нашего места в нем. Уэбб-это международная программа возглавляет НАСА с партнерами, ЕКА (Европейское космическое агентство) и Канадского космического агентства.

сделать разницу: спонсорские возможности