ESO望遠鏡は、海王星の温度の驚くべき変化を捉えます

南極が夏になる前から中緯度地域より南極の方が暖かい。海王星の対流が内部の熱を極地方に送り込むように出来ている。以下、機械翻訳
ESO望遠鏡は、海王星の温度の驚くべき変化を捉えます
2022年4月11日


天文学者の国際チームは、ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡（ESOのVLT）を含む地上望遠鏡を使用して、17年間にわたって海王星の大気温度を追跡しました。彼らは、海王星の世界的な気温の驚くべき低下と、それに続く南極での劇的な温暖化を発見しました。
「この変化は予想外でした」と、英国レスター大学のポスドク研究員であり、本日惑星科学ジャーナルに発表された研究の筆頭著者であるMichaelRomanは述べています。「南半球の初夏に海王星を観測していたので、気温はゆっくりと上昇し、気温は低下しないと予想していました。」
地球のように、海王星は太陽を周回するときに季節を経験します。ただし、海王星の季節は約40年続き、海王星の1年は165地球年続きます。海王星の南半球は2005年から夏になり、天文学者たちは南半球の夏至に続いて気温がどのように変化するかを熱心に見ていました。
天文学者は、17年間にわたって撮影された海王星の約100枚の熱赤外線画像を調べて、惑星の温度の全体的な傾向をこれまでになく詳細にまとめました。
これらのデータは、南の夏の始まりにもかかわらず、地球の大部分が過去20年間で徐々に冷えていたことを示しました。海王星の世界平均気温は、2003年から2018年の間に8°C低下しました。
その後、天文学者は、観測の最後の2年間に、海王星の南極が劇的に温暖化したことを発見しました。このとき、2018年から2020年の間に気温が11°C急速に上昇しました。海王星の暖かい極渦は長年知られていますが、このような急速な極温暖化はこれまで地球上で観測されたことはありません。
「私たちのデータは海王星の季節の半分未満をカバーしているので、誰も大きくて急速な変化を見ることを期待していませんでした」と、米国のカリフォルニア工科大学ジェット推進研究所（JPL）の上級研究科学者であるGlennOrtonは言います。
天文学者は、天体から放出される赤外線を測定することで機能する赤外線カメラを使用して、海王星の温度を測定しました。彼らの分析のために、チームは過去20年間に地上望遠鏡によって収集された海王星の既存のすべての画像を組み合わせました。彼らは、成層圏と呼ばれる海王星の大気の層から放出される赤外光を調査しました。これにより、チームは海王星の南夏の一部における気温とその変動の画像を作成することができました。
海王星はおよそ45億キロメートル離れており、非常に寒いため、惑星の平均気温は約–220°Cに達し、地球からの気温の測定は簡単な作業ではありません。「このタイプの研究は、ネプチューンをはっきりと観察できるVLTのような大型望遠鏡からの高感度赤外線画像でのみ可能であり、これらは過去20年ほどしか利用できませんでした」と共著者のリーフレッチャー教授は述べています。レスター大学。
撮影されたすべての画像の約3分の1は、チリのアタカマ砂漠にあるESOのVLTにある中赤外線（ VISIR ）機器用のVLT ImagerandSpectrometerからのものです。望遠鏡の鏡のサイズと高度のために、それは非常に高い解像度とデータ品質を持ち、海王星の最も鮮明な画像を提供します。チームはまた、NASAのスピッツァー宇宙望遠鏡からのデータとチリのジェミニ南望遠鏡、およびハワイのスバル望遠鏡、ケック望遠鏡、ジェミニ北望遠鏡で撮影された画像を使用しました。
海王星の温度変化は非常に予想外だったので、天文学者はそれらを引き起こした可能性があるものをまだ知りません。それらは、海王星の成層圏化学の変化、またはランダムな気象パターン、あるいは太陽周期さえも原因である可能性があります。これらの変動の理由を調査するには、今後数年間でさらに多くの観測が必要になります。ESOの超大型望遠鏡（ELT）のような将来の地上望遠鏡は、このような温度変化をより詳細に観測できる可能性があります。一方、NASA / ESA / CSAのジェイムズウェッブ宇宙望遠鏡は、海王星の大気中の化学と温度の前例のない新しいマップを提供します。
「私たちはまだ海王星についてほとんど知らないので、海王星自体が私たちの多くに非常に興味をそそられていると思います」とローマンは言います。「これはすべて、海王星の大気とそれが時間とともにどのように変化するかについてのより複雑な図を示しています。」


詳しくは
この研究は、本日惑星科学ジャーナル（doi：10.3847 / PSJ / ac5aa4）に掲載された論文「海王星の中赤外線放射の季節変動」で発表されました。
チームは、MTローマンとLNフレッチャー（英国レスター大学物理天文学部）、GSオートン（ジェット推進研究所/カリフォルニア工科大学、米国カリフォルニア州）、TKグレートハウス（南西研究所、サンアントニオ）で構成されています。 、TX、USA）、JI Moses（Space Science Institute、Boulder、CO、USA）、N。Rowe-Gurney（Department of Physics and Astronomy、Howard University、Washington DC、USA; Astrochemistry Laboratory、NASA / GSFC、Greenbelt、MD 、米国;宇宙科学技術研究センター、NASA / GSFC、グリーンベルト、メリーランド州、米国）、PGJアーウィン（オックスフォード大学大気海洋惑星物理学部、物理学部クラレンドン研究所、オックスフォード、英国）、 A.Antuñano（UPV / EHU、Escuela Ingernieria de Bilbao、スペイン）、J。シンクレア（ジェット推進研究所/カリフォルニア工科大学、カリフォルニア、米国）、笠場恭子（東北大学大学院理学研究科惑星プラズマ大気研究センター）、藤吉徹（すばる望遠鏡、国立天文台） 、HI、USA）、I。de Pater（カリフォルニア大学バークレー校、米国）、およびHB Hammel（天文学研究大学協会、ワシントンDC、米国）。ワシントンDC、米国）。ワシントンDC、米国）。
ヨーロッパ南天天文台（ESO）は、世界中の科学者がすべての人の利益のために宇宙の秘密を発見することを可能にします。私たちは、天文学者がエキサイティングな質問に取り組み、天文学の魅力を広めるために使用する世界クラスの天文台を地上で設計、構築、運用し、天文学における国際協力を促進します。1962年に政府間組織として設立され、現在ESOは16の加盟国（オーストラリア、ベルギー、チェコ共和国、デンマーク、フランス、フィンランド、ドイツ、アイルランド、イタリア、オランダ、ポーランド、ポルトガル、スペイン、スウェーデン、スイス、英国）、ホスト国のチリ、および戦略的パートナーとしてのオーストラリア。ESOの本部とそのビジターセンターおよびプラネタリウムであるESOSupernovaは、ドイツのミュンヘンの近くにあり、チリのアタカマ砂漠は 空を観察するための独特の条件を備えた素晴らしい場所は、私たちの望遠鏡をホストしています。ESOは、La Silla、Paranal、Chajnantorの3つの観測サイトを運営しています。パラナルでは、ESOは超大型望遠鏡とその超大型望遠鏡干渉計、および2つの調査望遠鏡、赤外線および可視光VLT調査望遠鏡で動作するVISTAを運用しています。また、パラナルESOでは、世界最大で最も感度の高いガンマ線天文台であるチェレンコフ望遠鏡アレイサウスをホストおよび運用します。ESOは、国際的なパートナーと協力して、ミリ波とサブミリ波の範囲で空を観測する2つの施設であるChajnantorでAPEXとALMAを運用しています。パラナル近くのセロアルマソネスでは、ESOの超大型望遠鏡である「世界最大の空の目」を構築しています。サンティアゴのオフィスから、

リンク
研究論文
VLTの写真
ESOの超大型望遠鏡についてもっと知る

図2.（上）2005年のスピッツァー赤外線分光計（IRS）からの海王星の中赤外線スペクトル（黒）の比較
地上の画像データに。 各地上ベースの画像のディスク統合放射輝度は、スピッツァースペクトルにプロットされます。
色と記号は年と楽器を示しています。 SpitzerIRSから導出された同等のフィルター統合放射輝度
スペクトルは、比較のために濃い灰色の実線の記号で示されています。 薄紫色の線は大気の透過率を表しており、
0から約1の間でスケーリングされます。 スピッツァーの観測と地上での観測との間には一般的に良好な一致があることに注意してください
8 µmを超えるほとんどのスペクトルでの観測。 8 µm未満では、観測値はより広い範囲の値に広がります。
ただし、大気透過率も比較的低く、キャリブレーションに影響を与える可能性があります。 （下）対応するトランスミッション
ラベルが付いた各フィルターの曲線。色は機器を示します。