Большое темное пятно (также известное как GDS-89 , от Great Dark Spot, 1989) было одним из ряда темных пятен на Нептуне, похожих по внешнему виду на Большое красное пятно Юпитера . В 1989 году GDS-89 стало первым Большим темным пятном на Нептуне, которое наблюдал космический зонд НАСА Voyager 2. Как и пятно Юпитера, Большие темные пятна являются антициклоническими штормами . Однако их внутренние области относительно свободны от облаков, и в отличие от пятна Юпитера , которое существует сотни лет, их продолжительность жизни, по-видимому, короче, они образуются и рассеиваются примерно раз в несколько лет. Согласно наблюдениям, проведенным с помощью Voyager 2 и с тех пор с помощью космического телескопа Hubble , Нептун, по-видимому, проводит несколько больше половины своего времени с Большим темным пятном. Мало что известно о происхождении, движении и исчезновении темных пятен, наблюдаемых на планете с 1989 года.
Большое темное пятно было запечатлено космическим зондом NASA Voyager 2 в южном полушарии Нептуна. Темное пятно эллиптической формы (с начальными размерами 13 000 × 6 600 км или 8 100 × 4 100 миль) было примерно такого же размера, как Земля , и по общему виду напоминало Большое красное пятно Юпитера . Одним из основных отличий от Большого красного пятна Юпитера является то, что Большое темное пятно Нептуна показало способность смещаться с севера на юг с течением времени, в то время как Большое красное пятно удерживается в том же широтном регионе глобальными восточно-западными потоками ветра. [1] По краям шторма были измерены ветры со скоростью до 2 100 километров в час (1 300 миль в час), что является самой быстрой скоростью, зарегистрированной в Солнечной системе. Считается, что Большое темное пятно представляет собой дыру в метановом облачном слое Нептуна . Пятно наблюдалось в разное время и имело разные размеры и форму.
Большое темное пятно образовало большие белые облака на уровне или чуть ниже слоя тропопаузы , похожие на перистые облака на большой высоте, которые можно обнаружить на Земле . Однако в отличие от облаков на Земле, которые состоят из кристаллов водяного льда , перистые облака Нептуна состоят из кристаллов замороженного метана . Эти облака на большой высоте расположены где-то на высоте 50–100 км (30–60 миль) над основным облачным слоем. [2] В то время как перистые облака обычно формируются и рассеиваются в течение нескольких часов, облака в Большом темном пятне все еще присутствовали после 36 часов или двух оборотов планеты.
Считается, что темные пятна Нептуна возникают в тропосфере на более низких высотах, чем более яркие верхние облачные образования. Поскольку они являются стабильными образованиями, которые могут сохраняться в течение нескольких месяцев, их считают вихревыми структурами.
Когда пятно должно было быть сфотографировано снова в ноябре 1994 года космическим телескопом Хаббл , оно полностью исчезло, заставив астрономов поверить, что оно было либо закрыто, либо исчезло. Устойчивость сопутствующих облаков показывает, что некоторые бывшие темные пятна могут продолжать существовать как циклоны, даже если они больше не видны как темная особенность. Темные пятна могут рассеиваться, когда они мигрируют слишком близко к экватору, или, возможно, через некоторые другие неизвестные механизмы. [4]
После Большого темного пятна было обнаружено несколько других темных пятен. В 1989 году, когда Вояджер-2 наблюдал Большое темное пятно (GDS), было обнаружено второе темное пятно, Темное пятно 2 (DS2). Темное пятно 2 полностью рассеялось до 1994 года. [6] Начиная с 1994 года, Хаббл стал единственным действующим объектом для обнаружения присутствия и наблюдения темных пятен на Нептуне и используется до сих пор. [7] Хаббл может просматривать изображения в синей длине волны, что является единственным способом, которым видны детали. В 1994 году в северном полушарии образовалось Северное темное пятно (NGDS-1994), которое исчезло между 1998 и 2000 годами. Шторм на протяжении всего своего существования показал стабильность по широте. [8] [6] В 1996 году образовалось отдельное Северное темное пятно (NGDS-1996), которое наблюдалось до его исчезновения, которое произошло до 1998 года. Подобно предыдущему темному пятну, это пятно демонстрировало небольшой или нулевой меридиональный дрейф. [8] [6] В 2015 году Южное темное пятно (SDS) было обнаружено программой Hubble Outer Planet Atmosphere Legacy (OPAL). [9] Южное темное пятно демонстрировало дрейф к полюсу до своего исчезновения в 2017 году. В 2016 году в северном полушарии Нептуна появилось почти идентичное Большому темному пятну (GDS). Это новое пятно, называемое Северным большим темным пятном (NGDS), оставалось видимым в течение нескольких лет. Неизвестно, присутствует ли это пятно все еще на планете, поскольку наблюдения с использованием телескопа Hubble ограничены.
Совсем недавно, в 2018 году, были идентифицированы и изучены новое главное темное пятно и меньшее темное пятно. Это открытие темного пятна в северном полушарии Нептуна было монументальным, поскольку это было первое темное пятно, которое телескоп Хаббл смог задокументировать с момента рождения. Шторм намного меньше по сравнению с тем, что обнаружил Voyager 2 НАСА, но было обнаружено, что его диаметр больше, чем Атлантический океан, примерно в 4600 милях в поперечнике. [10] В августе 2020 года новое Большое темное пятно внезапно прекратило свое движение на юг и изменило направление, вопреки прогнозам, что шторм продолжит движение к экватору, где он, вероятно, встретил бы свою кончину. Считается, что штормы остаются стабильными в северном полушарии из-за воздействия сил Кориолиса. Однако по мере того, как штормы двигались к экватору, силы Кориолиса ослабевали, в результате чего штормы рассеивались.
Примерно в то же время около более крупного шторма было обнаружено меньшее "Темное пятно младшее", которое позже исчезло. Темное пятно младшее, как следует из названия, было меньше предыдущего темного пятна, его диаметр составлял всего 3900 миль. Совпадение появления этого шторма заставило астрономов предположить, что изменение направления движения предыдущего шторма могло быть связано с рождением меньшего шторма.
Хотя формирование штормов все еще изучается, на основе наблюдений за Южным темным пятном (SDS-2015) и Северным большим темным пятном (NGDS-2018) был сделан вывод о том, что их возникновению предшествовало увеличение активности облаков в данном регионе за 2–3 года до того, как они стали видимыми. [9] Штормы 1989–2018 годов демонстрировали различные модели движения и, как правило, видны только в течение нескольких лет. Кроме того, исчезновение темных пятен, включая Южное темное пятно, может быть связано с тем, что сопутствующие облака достигают центра шторма и блокируют вид синих длин волн, которые используются для отслеживания вихря, до их исчезновения. [6]
Две идеи миссий были предложены NASA для посещения Нептуна в ближайшие годы. Trident был предложен в 2021 году в качестве миссии по исследованию Нептуна и его луны Тритон в этом году, но вместо этого были выбраны две миссии к Венере ( DAVINCI+ и VERITAS ). Neptune Odyssey — это флагманская концепция миссии орбитального аппарата с аналогичными целями, что и Trident, и ее запуск запланирован на 2033 год. Эти миссии в основном направлены на изучение большего количества информации о крупнейшей луне Нептуна Тритоне, но также направлены на получение дополнительной информации об атмосфере Нептуна. Анализ ядерно-электрической миссии к Нептуну был опубликован Китайским национальным космическим управлением . [11]
Физический портал
Астрономический портал
Звездный портал
Космический портал
Портал космического пространства
Научный портал