Ein internationales Team von Wissenschaftlern verwendete bodengestützte Teleskope, darunter das Very Large Telescope (ESO VLT) der Europäischen Südsternwarte, um die Temperatur der Neptunatmosphäre über einen Zeitraum von 17 Jahren zu verfolgen. Astronomen haben einen unerwarteten Rückgang der globalen Temperatur von Neptun entdeckt, gefolgt von einer starken Erwärmung an seinem Südpol.
Wie die Erde unterliegt Neptun jahreszeitlichen Veränderungen, wenn er die Sonne umkreist. Eine Neptun-Saison dauert jedoch etwa 40 Jahre, und ein Neptun-Jahr dauert 165 Erdenjahre. Seit 2005 ist der Sommer auf Neptuns südlicher Hemisphäre angekommen, und Astronomen waren gespannt, wie sich die Temperaturen nach der südlichen Sommersonnenwende verändern. Astronomen untersuchten fast 100 thermische Infrarotbilder von Neptun, die über einen Zeitraum von 17 Jahren aufgenommen wurden, um die Gesamttemperaturtrends des Planeten detaillierter als je zuvor zusammenzusetzen. Diese Daten zeigten, dass sich der größte Teil des Planeten trotz des Beginns des Südsommers in den letzten zwei Jahrzehnten allmählich abgekühlt hat. Die globale Durchschnittstemperatur von Neptun ist zwischen 8 und 2003 um 2018 °C gesunken.
Astronomen waren dann überrascht, als sie in den letzten zwei Jahren ihrer Beobachtungen eine starke Erwärmung des Südpols von Neptun feststellten, wobei die Temperaturen zwischen 2018 und 2020 schnell um 11 °C anstiegen. Obwohl Neptuns warmer Polarwirbel seit Jahren bekannt ist, eine so schnelle Erwärmung polarwirbel wurde noch nie zuvor gesehen bisher nicht auf dem planeten beobachtet.
Astronomen bestimmten Neptuns Temperatur mit Wärmebildkameras, die das von astronomischen Objekten ausgestrahlte Infrarotlicht messen. Für ihre Analyse kombinierte das Team alle vorhandenen Bilder von Neptun, die in den letzten zwei Jahrzehnten von bodengestützten Teleskopen gesammelt wurden. Sie untersuchten das Infrarotlicht, das von einer Schicht der Neptun-Atmosphäre namens Stratosphäre ausgestrahlt wird. Dadurch konnte das Team ein Bild von Neptuns Temperatur und ihren Veränderungen während eines Teils seines südlichen Sommers erstellen.
Da Neptun etwa 4,5 Milliarden km entfernt und sehr kalt ist und die Durchschnittstemperatur des Planeten etwa -220 °C erreicht, ist es keine leichte Aufgabe, seine Temperatur von der Erde aus zu messen. Diese Art der Untersuchung ist nur mit empfindlichen Infrarotbildern von großen Teleskopen wie dem VLT möglich, die Neptun klar beobachten können, und diese sind erst seit etwa 20 Jahren verfügbar.
Da die Temperaturschwankungen von Neptun so unerwartet waren, wissen Astronomen noch nicht, was sie verursacht haben könnte. Sie können mit Änderungen in der stratosphärischen Chemie von Neptun, zufälligen Wettermustern oder sogar dem Sonnenzyklus zusammenhängen. In den kommenden Jahren werden weitere Beobachtungen erforderlich sein, um die Ursachen dieser Schwankungen zu untersuchen. Zukünftige bodengestützte Teleskope wie das Extremely Large Telescope (ELT) der ESO werden in der Lage sein, ähnliche Temperaturänderungen detaillierter zu beobachten, und das NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope wird beispiellose neue Karten der chemischen Zusammensetzung und Temperatur von Neptun liefern Atmosphäre.
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