Durante il suo monitoraggio annuale di routine del tempo sui pianeti esterni del nostro sistema solare, Il telescopio spaziale Hubble della NASA ha scoperto una nuova misteriosa tempesta oscura su Nettuno e ha fornito uno sguardo nuovo a una tempesta di lunga durata che circonda la regione del polo nord su Urano.

Come la Terra, Urano e Nettuno hanno le stagioni, che probabilmente guidano alcune delle caratteristiche nelle loro atmosfere. Ma le loro stagioni sono molto più lunghe che sulla Terra, che abbraccia decenni piuttosto che mesi.

La nuova vista Hubble di Nettuno mostra la tempesta oscura, visto in alto al centro. Apparendo durante l'estate meridionale del pianeta, la caratteristica è il quarto e ultimo misterioso vortice oscuro catturato da Hubble dal 1993. Altre due tempeste oscure furono scoperte dalla navicella spaziale Voyager 2 nel 1989 mentre sorvolava il pianeta remoto. Da allora, solo Hubble ha avuto la sensibilità alla luce blu per tracciare queste caratteristiche sfuggenti, che sono apparsi e sbiaditi rapidamente. Uno studio condotto dall'Università della California, Berkeley, lo studente universitario Andrew Hsu ha stimato che le macchie scure compaiono ogni quattro-sei anni a diverse latitudini e scompaiono dopo circa due anni.

Hubble ha scoperto l'ultima tempesta nel settembre 2018 nell'emisfero settentrionale di Nettuno. La caratteristica è di circa 6, 800 miglia di diametro.

A destra della caratteristica scura ci sono "nuvole compagne" di colore bianco brillante. Hubble ha osservato nuvole simili che accompagnano i vortici precedenti. Le nuvole luminose si formano quando il flusso dell'aria ambiente viene perturbato e deviato verso l'alto sopra il vortice scuro, provocando il congelamento dei gas in cristalli di ghiaccio di metano. Queste nuvole sono simili alle nuvole che appaiono come caratteristiche a forma di frittella quando l'aria viene spinta sulle montagne della Terra (sebbene Nettuno non abbia una superficie solida). Il lungo, la nuvola sottile a sinistra della macchia scura è una caratteristica transitoria che non fa parte del sistema temporalesco.

Non è chiaro come si formino queste tempeste. Ma come la Grande Macchia Rossa di Giove, i vortici oscuri turbinano in una direzione anticiclonica e sembrano dragare materiale da livelli più profondi nell'atmosfera del gigante di ghiaccio.

Le osservazioni di Hubble mostrano che già nel 2016 l'aumento dell'attività delle nubi nella regione ha preceduto la comparsa del vortice. Le immagini indicano che i vortici probabilmente si sviluppano più in profondità nell'atmosfera di Nettuno, diventando visibile solo quando la parte superiore della tempesta raggiunge quote più elevate.

L'istantanea di Urano, come l'immagine di Nettuno, rivela una caratteristica dominante:una vasta calotta nuvolosa tempestosa attraverso il polo nord.

Gli scienziati ritengono che questa nuova funzionalità sia il risultato della rotazione unica di Urano. A differenza di ogni altro pianeta del sistema solare, Urano è ribaltato quasi su un fianco. A causa di questa estrema inclinazione, durante l'estate del pianeta il Sole splende quasi direttamente sul polo nord e non tramonta mai. Urano si sta avvicinando alla metà della sua stagione estiva, e la regione della calotta polare sta diventando più prominente. Questa cappa polare potrebbe essersi formata da cambiamenti stagionali nel flusso atmosferico.

Vicino al bordo della tempesta polare c'è un grande, nuvola compatta di metano-ghiaccio, che a volte è abbastanza luminoso da essere fotografato da astrofili. Una stretta fascia di nuvole circonda il pianeta a nord dell'equatore. È un mistero come bande come queste siano limitate a larghezze così strette, perché Urano e Nettuno hanno getti di vento molto ampi che soffiano verso ovest.

Entrambi i pianeti sono classificati come pianeti giganti di ghiaccio. Non hanno una superficie solida ma piuttosto mantelli di idrogeno ed elio che circondano un interno ricco d'acqua, stesso forse avvolto intorno a un nucleo roccioso. Il metano atmosferico assorbe la luce rossa ma consente alla luce blu-verde di essere dispersa nello spazio, dando ad ogni pianeta una tonalità ciano.

Le nuove immagini di Nettuno e Urano provengono dal programma Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL), un progetto Hubble a lungo termine, guidato da Amy Simon del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, che cattura annualmente le mappe globali dei pianeti esterni del nostro sistema solare quando sono più vicini alla Terra nelle loro orbite. Gli obiettivi principali di OPAL sono studiare i cambiamenti stagionali a lungo termine, oltre a catturare eventi relativamente transitori, come la comparsa della macchia oscura di Nettuno. Queste tempeste oscure potrebbero essere così fugaci che in passato alcune di esse potrebbero essere apparse e sbiadite durante lacune pluriennali nelle osservazioni di Nettuno da parte di Hubble. Il programma OPAL assicura che gli astronomi non se ne perdano un altro.

Queste immagini fanno parte di un album di istantanee Hubble di Nettuno e Urano che tracciano i modelli meteorologici nel tempo su questi luoghi lontani, pianeti freddi. Proprio come i meteorologi non possono prevedere il tempo sulla Terra studiando alcune istantanee, gli astronomi non possono seguire le tendenze atmosferiche sui pianeti del sistema solare senza osservazioni regolarmente ripetute. Gli astronomi sperano che il monitoraggio a lungo termine dei pianeti esterni di Hubble li aiuti a svelare i misteri che ancora persistono su questi mondi lontani.

L'analisi del tempo su questi mondi aiuterà anche gli scienziati a comprendere meglio la diversità e le somiglianze delle atmosfere dei pianeti del sistema solare, compresa la Terra.