Badaniami w tej sprawie zajął się międzynarodowy zespół, który wykorzystywał Bardzo Duży Teleskop do śledzenia temperatur atmosferycznych Neptuna na przestrzeni 17 lat. Dzięki temu odnotowali spadek, po którym doszło do gwałtownego wzrostu obejmującego biegun południowy tej planety. Obecnie panuje tam lato, a tamtejszy rok trwa około 165 ziemskich lat.

Rok na Neptunie trwa około 165 ziemskich lat

Oznacza to, iż każda pora roku na Neptunie ma ponad 40 lat, a od 2005 roku na południowej półkuli panuje lato. W związku z tym naukowcy chcieli się przekonać, jak zmienią się temperatury w czasie przesilenia letniego. Wyniki, przedstawione na łamach The Planetary Science Journal, sugerują niewyjaśniony globalny spadek średniej temperatury o około 8 stopni Celsjusza w latach 2003-2018. Łącznie na potrzeby analiz badacze wykorzystali 100 zdjęć Neptuna, które zostały przekształcone z promieniowania podczerwonego w obrazy widzialne. Dzięki nim mogli ocenić 17-letni przestrzenny rozkład temperatur.

Tak szczegółowe obserwacje umożliwiły nakreślenie schematów dotyczących zmian zachodzących na Neptunie. Poza wspomnianym spadkiem astronomowie wykryli kolejną zmianę: znacznie bardziej gwałtowne ocieplenie. W latach 2018-2020 wyniosło ono aż o 11 stopni Celsjusza. Takie wahania mogą być związane z ciepłym wirem polarnym, choć okazały się rekordowo szybkie. Innymi słowy, nigdy wcześniej w historii pomiarów na Neptunie nie zanotowano tego typu "skoków". W związku z tym autorzy badań zaproponowali nieco inne wyjaśnienie zagadki.

"Podczas gdy metan pochłania światło słoneczne i ogrzewa atmosferę, fotochemicznie produkowane węglowodory - głównie etan i acetylen - są silnymi emiterami podczerwieni, które służą do chłodzenia stratosfery. Równowaga pomiędzy tym radiacyjnym ogrzewaniem i chłodzeniem zmienia się wraz ze zmianą ilości węglowodorów fotochemicznych." - piszą w swojej pracy 

Podobne wnioski wyciągnięto ze wcześniejszych badań poświęconych Saturnowi, gdzie również występują nietypowe wahania. W tamtym przypadku naukowcy doszli do wniosku, że wzajemne oddziaływanie związków chemicznych w chmurach może wpływać na ich temperaturę. To z kolei prowadzi do skoków temperatur przed maksymalnym napromieniowaniem słonecznym. Takie wyjaśnienie miałoby sens, gdyby nie pewien szczegół: tego typu zmiany powinny zachodzić stopniowo, na przestrzeni wielu lat. A jest zupełnie inaczej.

Nowe teleskopy mają przyjść z pomocą

 

Istnieje możliwość, że za opisywanym fenomenem stoją zmiany w aktywności Słońca. Miałoby to prowadzić do fotochemicznych zjawisk w atmosferze Neptuna i przekładać się na wahania temperatur. Na obecną chwilę trudno ferować w tej sprawie wyroki, lecz wyczekiwane odpowiedzi mogą nadejść za sprawą nadchodzących teleskopów, takich jak Ekstremalnie Wielki Teleskop oraz Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Ten pierwszy powinien dostarczyć informacji na temat temperatur panujących na Neptunie, podczas gdy drugi umożliwi astronomom zgłębienie tajemnic dotyczących tamtejszej chemii.