לראשונה מזה כמעט שלושה עשורים של תצפיות, עננים שנראו על כוכב הלכת נפטון כמעט שנעלמו לגמרי. החל מ-1994 ועד 2022 תועד כוכב הלכת הכחול, שקרוי על שמו של אל הים במיתולוגיה הרומית, דרך עדשת הטלסקופ במצפה הכוכבים קק השוכן קרוב לפסגת הר מאונה קיאה שבהוואי. יחד עם תצפיות ממצפה הכוכבים ליק ותצפיות מהחלל דרך טלסקופ החלל האבל של נאס"א, נראה כי ענניו של נפטון כמעט שנעלמו, למעט אלו שבקוטב הדרומי שלו.
3 צפייה בגלריה
שינוי במראהו של נפטון, על פי תמונות שצולמו באמצעות מצלמת תת-אדום קרוב מדור שני (NIRC2) של מצפה הכוכבים קק, בשילוב עם מערכת האופטיקה האדפטיבית שלו
(צילום: Imke de Pater, Erandi Chavez, Erin Redwing (UC Berkeley)/W. M. Keck Observatory)
ממצאי תצפיות ארוכות הטווח על נפטון התפרסמו בכתב העת Icarus וחשפו את הקשר בין העננים הנעלמים של כוכב הלכת לבין המחזור הסולארי - ממצא מפתיע בהתחשב בכך שנפטון הוא כוכב הלכת הגדול הקטן והמרוחק מהשמש בין ארבעת ענקי הגזים, כשהוא מקבל רק 1/900 מאור השמש שאנו מקבלים על כדור הארץ.
צוות אסטרונומים בהובלת חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי גילה כי שפע העננים הנראים בדרך כלל בקווי הרוחב האמצעיים של כוכב הלכת השמיני במערכת השמש, שמסווג בתת-הקטגוריה של ענק קרח, עקב היותו מכוסה בשכבת מים וקרח, החל לדעוך ב-2019. "הופתעתי מהמהירות שבה העננים של נפטון נעלמו, שכן ראינו כי כמות העננים דועכת בתוך כמה חודשים", אמרה האסטרונומית פרופ' אימקה די פאטר מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי ומחברת בכירה של המחקר.
כדי לעקוב אחר העננות של נפטון, ניתחו החוקרים תמונות של כוכב הלכת שצולמו מ-1994 עד 2022 באמצעות מצלמת תת-אדום קרוב מדור שני (NIRC2) של מצפה הכוכבים קק, בשילוב עם מערכת האופטיקה האדפטיבית שלו (מאז 2002), וכן תצפיות ממצפה הכוכבים ליק (2019-2018) ומטלסקופ החלל האבל (מאז 1994).
3 צפייה בגלריה
רצף תמונות טלסקופ החלל האבל שמתאר את העלייה והדעיכה של כיסוי העננים על נפטון. סט תצפיות זה, נמשך כמעט 30 שנה, בו נראה שכמות העננים גדלה יותר ויותר בעקבות שיא במחזור הסולארי - שבו רמת הפעילות של השמש עולה ויורדת באופן קצבי במשך תקופה של 11 שנה
(צילום: NASA, ESA, LASP, Erandi Chavez (UC Berkeley), Imke de Pater (UC Berkeley))
הנתונים חשפו דפוס מסקרן בין שינויים בכיסוי העננים של נפטון לבין המחזור הסולארי - התקופה שבה השדה המגנטי של השמש מתהפך כל 11 שנים, מה שגורם לתנודות ברמות קרינת השמש. כאשר השמש פולטת אור אולטרה סגול (UV) חזק יותר, במיוחד פליטת המימן החזקה לימן-אלפא, עננים נוספים מופיעים על נפטון כשנתיים לאחר מכן.
הצוות מצא בנוסף מתאם חיובי בין מספר העננים לבין הבהירות של ענק הקרח מאור השמש המשתקף ממנו. "הנתונים המדהימים הללו נותנים לנו את ההוכחה הברורה ביותר עד כה לכך שכיסוי העננים של נפטון מתואם עם המחזור הסולארי. הממצאים שלנו תומכים בתיאוריה שקרני ה-UV של השמש, כשהן חזקות מספיק, עשויות לעורר תגובה פוטוכימית המייצרת את העננים של נפטון", הסבירה פרופ' די פאטר.
הקשר בין המחזור הסולארי למידת העננות של נפטון נגזר מ-2.5 מחזורים של פעילות עננים שנרשמו לאורך 29 השנים בתצפיות על כוכב הלכת. במהלך תקופה זו, כוכב הלכת הכחול הגיע לבהירות מקסימלית בשנים 2002 ו-2015, אך התכהה בשנים 2007 ו-2020, אז נרשמה רמת הבהירות הנמוכה שנצפתה אי פעם, כלומר שרוב העננים נעלמו, כך שנראה כי השינויים בבהירות של נפטון הנגרמים על ידי השמש משתנים יחסית בסנכרון עם מידת העננות שלו.
יחד עם זאת, החוקרים סבורים כי יש צורך בתצפיות נוספות על נפטון על מנת לראות כמה זמן יימשך היעדר העננים הנוכחי. תגלית זו מתווספת לתצפיות על האטמוספרה הפעילה והכאוטית של נפטון, הודות למהירות רוחות שיכולה להגיע עד ל-2,000 קמ"ש. מהירות זו היא הגבוהה ביותר מבין כל כוכבי הלכת במערכת השמש. ככל הנראה, תנאים אלו של מזג האוויר נובעים מהסיבוב העצמי המהיר של נפטון.
אחת התמונות המוקדמות והזכורות ביותר בכל הנוגע לגילוי הרוחות הללו, צולמה על ידי הגשושית וויאג'ר 2 ב-25 באוגוסט 1989, אז גילתה את "הכתם האפל הגדול" על פניו של נפטון, כשמהירות הרוח שנמדדה בתוך הכתם הייתה 2,400 קמ"ש. "זה מרתק להיות מסוגל להשתמש בטלסקופים על פני כדור הארץ כדי לחקור את האקלים של עולם שנמצא במרחק של יותר מ-2.5 מיליארד ק"מ מאיתנו. ההתקדמות הטכנולוגית אפשרה לנו להשיג את המפתח להבנת המתאם בין האקלים של נפטון למחזור הסולארי", אמר ד"ר קרלוס אלוורז, אסטרונום במצפה הכוכבים קק ומחבר שותף במחקר.
צוות המחקר ממשיך לעקוב אחר פעילות העננות של נפטון. כשהתמונות האחרונות צולמו ביוני 2023, אותו הזמן בו טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST) של נאס"א צילם תמונות באורך גל אינפרא אדום קרוב ובינוני. הנתונים המשולבים יאפשרו מחקרים עתידיים על הפיזיקה והכימיה שמובילות להופעתו הדינמית של נפטון, אשר בתורה עשויה לעזור להעמיק את ההבנה של האסטרונומים לא רק על נפטון, אלא גם על כוכבי לכת חוץ שמשיים (שנמצאים מחוץ למערכת השמש).
