Astronomen haben mithilfe des Very Large Telescopes (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) einen großen dunklen Fleck in der Atmosphäre des Planeten Neptun beobachtet, zusammen mit einem benachbarten kleinen hellen Fleck. Dies ist das erste Mal, dass ein dunkler Fleck auf Neptun mit einem Teleskop auf der Erde beobachtet wurde. Dunkle Flecken sind gelegentliche Merkmale in der blauen Atmosphäre des Planeten, und ihre Natur und Herkunft sind immer noch ein Rätsel für Astronomen.
Große Flecken kommen häufig in den Atmosphären von Riesenplaneten wie dem Großen Roten Fleck auf Jupiter vor. Der erste dunkle Fleck auf Neptun wurde 1989 von der Raumsonde Voyager 2 der NASA entdeckt, verschwand aber nach einigen Jahren. Die kürzlichen Beobachtungen mit dem Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) des VLT deuten darauf hin, dass dunkle Flecken auf Neptun wahrscheinlich durch eine Schicht von Luftpartikeln verursacht werden, die unterhalb der Hauptnebeldecke abdunkeln, wo sich Eis und Trübungen in der Atmosphäre des Planeten vermischen.
Die Möglichkeit, diese dunklen Flecken im Detail zu untersuchen, bot sich, nachdem das Hubble-Weltraumteleskop mehrere dunkle Flecken auf Neptun entdeckt hatte, darunter einen in der nördlichen Hemisphäre des Planeten im Jahr 2018. Das VLT-MUSE ermöglichte es den Astronomen, das reflektierte Sonnenlicht von Neptun und seinem Fleck in verschiedene Wellenlängen zu zerlegen und somit eine detailliertere Studie des Flecks durchzuführen. Dadurch konnte auch die Höhe des dunklen Flecks in der Neptunatmosphäre und die chemische Zusammensetzung verschiedener Schichten bestimmt werden.
Bei den Beobachtungen entdeckten die Astronomen auch eine seltene Art von tiefen, hellen Wolken direkt neben dem Hauptfleck, die zuvor noch nicht identifiziert worden waren. Diese neue “tiefe, helle Wolke” erscheint auf der gleichen atmosphärischen Höhe wie der dunkle Fleck und stellt im Vergleich zu zuvor beobachteten hochgelegenen Methan-Eis-Wolken ein völlig neues Merkmal dar. Diese Beobachtungen vom Boden aus mit dem VLT haben die Möglichkeit der Menschheit, solche Merkmale zu untersuchen, erheblich erweitert und machen Raumsonden wie Voyager oder das Hubble-Weltraumteleskop überflüssig.
Das VLT-MUSE ist ein 3D-Spektrograph, mit dem Astronomen die gesamten astronomischen Objekte wie Neptun auf einen Blick beobachten können. Es misst die Intensität des Lichts für jeden Pixel als Funktion der Wellenlänge und liefert ein vollständiges Spektrum für jeden Pixel. Das Instrument nutzt adaptive Optik, um atmosphärische Turbulenzen zu korrigieren und dadurch schärfere Bilder zu erzeugen. Ohne diese Funktionen wäre es nicht möglich gewesen, den dunklen Fleck auf Neptun vom Boden aus zu untersuchen.
Einführung
Astronomen haben mit Hilfe des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) eine bedeutende Entdeckung gemacht – einen großen dunklen Fleck auf der Atmosphäre des Neptuns, zusammen mit einem kleineren benachbarten hellen Fleck. Dies ist die erste Beobachtung eines dunklen Flecks auf dem Neptun mit Hilfe eines Teleskops von der Erde aus. Dunkle Flecken sind gelegentliche Merkmale in dem blauen Hintergrund der Atmosphäre des Neptuns, aber ihre Natur und Herkunft sind Astronomen immer noch ein Rätsel.
Die Natur der dunklen Flecken auf Riesenplaneten
Auf den Atmosphären der Riesenplaneten sind häufig große Flecken zu finden, wie zum Beispiel der Große Rote Fleck auf dem Jupiter. Der erste dunkle Fleck auf dem Neptun wurde jedoch erst 1989 von der NASA-Sonde Voyager 2 entdeckt, verschwand aber nach einigen Jahren wieder. Die jüngsten Beobachtungen mit dem Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) des VLT liefern wertvolle Erkenntnisse über die Natur der dunklen Flecken auf dem Neptun.
Eigenschaften der dunklen Flecken auf dem Neptun
Dunkle Flecken auf dem Neptun entstehen durch eine Absorptionsschicht von Luftpartikeln unterhalb der Hauptlichtstreuschicht des Planeten, in der sich Eis und Dunst in der Atmosphäre vermischen. Die Beobachtungen mit dem MUSE-Instrument des VLT deuten darauf hin, dass diese Absorption für das Auftreten dunkler Flecken auf dem Neptun verantwortlich ist.
Vergleich mit dunklen Flecken auf anderen Riesenplaneten
Obwohl dunkle Flecken auf Riesenplaneten häufig vorkommen, war es schwierig, sie auf dem Neptun zu untersuchen. Die Beobachtungen der dunklen Flecken auf dem Neptun bieten die Möglichkeit, sie mit dunklen Flecken auf anderen Gasriesen wie Jupiter und Saturn zu vergleichen und zu kontrastieren.
Beobachtung des dunklen Flecks auf dem Neptun mit dem VLT
Die Entdeckung und detaillierte Untersuchung des dunklen Flecks auf dem Neptun wurde durch den Einsatz des MUSE-Instruments des VLT ermöglicht.
Die Rolle des Hubble-Weltraumteleskops
Das Hubble-Weltraumteleskop entdeckte erstmals dunkle Flecke auf dem Neptun, darunter einen in der nördlichen Hemisphäre des Planeten im Jahr 2018. Diese Entdeckung veranlasste weitere Untersuchungen mit bodengestützten Teleskopen wie dem VLT.
Die Funktionalität des MUSE-Instruments des VLT
Das MUSE-Instrument des VLT ist ein leistungsstarker 3D-Spektrograf, der es Astronomen ermöglicht, astronomische Objekte in ihrer Gesamtheit zu beobachten und wertvolle Erkenntnisse über ihre Zusammensetzung und Struktur zu gewinnen. Es misst die Intensität des Lichts an jedem Pixel in Abhängigkeit von der Wellenlänge und liefert für jeden Pixel ein vollständiges Spektrum des Lichts. Das Instrument verwendet auch Adaptive Optik, um atmosphärische Turbulenzen zu korrigieren und schärfere Bilder zu erzeugen.
Vorteile der Beobachtung von der Erde aus
Die Beobachtungen des VLT bieten Astronomen einen erheblichen Vorteil, da sie sich nicht ausschließlich auf Raumsonden wie Voyager oder das Hubble-Weltraumteleskop verlassen müssen, um solche Merkmale zu untersuchen. Bodengebundene Beobachtungen bieten eine kostengünstigere und effizientere Möglichkeit, dunkle Flecken auf dem Neptun zu untersuchen.
Die unerwartete Entdeckung einer tiefen hellen Wolke
Bei den Beobachtungen des dunklen Flecks auf dem Neptun mit dem MUSE-Instrument des VLT machten Astronomen eine weitere unerwartete Entdeckung – eine seltene Art einer tiefen hellen Wolke, die direkt neben dem Hauptfleck auftritt. Diese “tiefe helle Wolke” ist ein völlig neues Merkmal, das zuvor nicht identifiziert wurde.
Eigenschaften der tiefen hellen Wolke
Die tiefe helle Wolke tritt auf derselben Atmosphärenschicht wie der dunkle Fleck auf und unterscheidet sich damit von zuvor beobachteten Methan-Eis-Wolken in hoher Höhe. Weitere Analysen werden helfen, die Natur und Herkunft dieses neu entdeckten Merkmals zu bestimmen.
Schlussfolgerung
Die Beobachtung eines dunklen Flecks auf dem Neptun mit dem MUSE-Instrument des VLT hat Astronomen wertvolle Einblicke in die Natur dieser Merkmale gegeben. Die Entdeckung einer tiefen hellen Wolke neben dem dunklen Fleck fügt der Untersuchung der Atmosphäre des Neptuns eine weitere Schicht Geheimnis hinzu. Weitere Forschung wird Licht auf die Prozesse werfen, die für die Entstehung und das Verhalten dunkler Flecken auf dem Neptun verantwortlich sind.
