地球と同様に、天王星と海王星には季節があり、結果として気象パターンの変化を経験します。しかし、地球とは異なり、これらの惑星の季節は数か月ではなく数年続き、天候パターンは地球の基準では想像もできない規模で発生します。良い例は、海王星と天王星の大気で観測された嵐で、海王星の有名なグレートダークスポットが含まれます。
毎年恒例の天王星と海王星を監視している間、NASAの ハッブル宇宙望遠鏡 （HST）は最近、両方の惑星の気象パターンの最新の観測を提供しました。ネプチューンで新しく神秘的な嵐を発見することに加えて、ハッブルは天王星の北極の周りの長命の嵐を新鮮に見ました。これらの観察はの一部です ハッブルの外惑星への理解を高めるための長期的な使命。
新しい画像は、長期にわたるOuter Planet Atmospheres Legacy（OPAL）プログラムの一部として撮影されました。 ハッブル NASAのゴダード宇宙飛行センターのエイミーサイモン主導のプロジェクト。毎年、このプログラムは太陽系の外惑星が地球に最も近いときの地球地図をキャプチャします。 OPALの主要な目標の1つは、長期的な季節変動と、ダークスポットの出現などの比較的一時的なイベントを調査することです。
これらのダークスポットはすぐに現れ、比較的短命なので、ハッブルが海王星を観測した複数年のギャップの間にいくつかのスポットが現れたり消えたりするまで、それらを見つけるのは簡単な作業ではありません。これはOPALプログラムの別の目標であり、天文学者が別のプログラムを見逃さないようにすることです。
直径約11,000 km（6,800 mi）のこの最新のダークスポットは、惑星の上部中心に現れます。 ハッブル ネプチューンの南半球が夏を経験していた2018年9月に最初にそれを発見しました。これは、南半球の温暖化により北部の気象パターンがより劇的になる、地球上の季節変化と一致しています。
これらの嵐がどのように発生するかは正確には不明ですが、サイモンとOPALチームによる新しい研究では、嵐が急速に形成され、4〜6年続き、その後2年間で消えることを示しています。木星の大赤斑と同様に、暗い渦は高気圧性の方向に渦を巻いており、氷の巨人の大気のより深いレベルから物質をしみ出させているように見えます。
実際、2016年以降に得られたハッブル観測は、渦がおそらく海王星の大気の奥深くに発達し、嵐の頂上がより高い高度に達したときにのみ見えるようになることを示しているようです。一方、それらには「コンパニオンクラウド」が伴い、ハッブル画像では暗いフィーチャの右側に明るい白いパッチとして表示されます。
これらの雲は、渦が周囲の空気の流れを嵐の上方に迂回させるときに凍結するメタン氷で構成されています。暗いスポットの左側にある長くて薄い雲は、嵐のシステムの一部ではない一時的な特徴です。同じことが天王星にも当てはまり、北極の向こう側に広大な明るい雲冠が見られます。
天王星の場合、科学者は、これが天王星の独特の方向付けの結果であると信じています。この場合、その軸は太陽の赤道に対して90°以上傾いています。天王星は実質的にその側を周回するため、夏の間、北半球では太陽がほぼ直接北極に輝きます。現在、天王星は夏の真ん中に近づいており、極冠領域がより目立つようになっています。
この極冠は、大気の流れの季節変化の結果である可能性があり、画像の端近くに大きなコンパクトなメタン氷雲が伴います。赤道の北の惑星を取り巻く狭い雲の帯も見えます。これは天王星と海王星についてのもう1つの謎です。これは、惑星にこのように広い西向きの風が吹いているときに、このようなバンドがこのような狭い幅に制限されている方法です。
これは、ハッブルが1993年以来想像した4番目の不思議な渦であり、天文学者がこれらの現象に最初に気づいて以来6番目です。最初の2つのダークスポットは、 ボイジャー2 1989年にネプチューンの歴史的な接近飛行を行った宇宙船。それ以来、 ハッブル宇宙望遠鏡 青色光に対する感度が高いため、これらの機能を追跡できました。
これらの画像は、惑星の気象パターンを経時的に追跡する海王星と天王星のハッブルスナップショットの成長しているデータベースの一部です。気象学者が長期的な傾向に基づいて地球の天気を予測する方法と同様に、天文学者はハッブルが外惑星を長期的に監視することで、大気に関する永続的な謎を解明するのに役立つことを期待しています。
これらの世界の気象を分析することで、太陽系の大気の多様性とその類似性についての理解も深まります。結局、これは太陽系外惑星とその大気についての理解を深めるのに長い道のりを歩む可能性があり、おそらく彼らが生命をサポートできるかどうかを判断するのにも役立つかもしれません。
