• Wyślij znajomemu
    zamknij [x]

    Wiadomość została wysłana.

     
    • *
    • *
    •  
    • Pola oznaczone * są wymagane.
  • Wersja do druku
  • -AA+A

Prawdziwe kolory Urana i Neptuna, czyli barwy gazowych olbrzymów

14:07, 05.01.2024
  "Royal Astronomical Society" "University of Oxford"
Prawdziwe kolory Urana i Neptuna, czyli barwy gazowych olbrzymów

Rzeczywiste barwy Urana i Neptuna. Fot. University of Oxford / NASA
Rzeczywiste barwy Urana i Neptuna. Fot. University of Oxford / NASA

Podziel się:   Więcej
Patrick Irwin, Uniwersytet Oksfordzki
Chociaż znane zdjęcia Urana z sondy Voyager 2 zostały opublikowane w formie bliższej „prawdziwym” kolorom, zdjęcia Neptuna były w rzeczywistości wzmocnione, w związku z czym sztucznie uczyniono planetę ,,zbyt niebieską”

Uran i Neptun to najbardziej zewnętrzne planety Układu Słonecznego. Zostały odkryte odpowiednio w 1781 i 1846 roku. Jedyną sondą, która do tej pory przeleciała w pobliżu tych gazowych olbrzymów jest NASA Voyager 2. Próbnik zbadał i sfotografował Urana w 1986 roku i Neptuna w 1989 roku. Jedne z pierwszych zdjęć wykonanych przez sondę przedstawiają układy i strukturę chmur planet. Fotografie zostały poddane silnej obróbce, która uwidoczniła obłoki. Jednak barwy planet widoczne na zdjęciach nie są zgodne z rzeczywistością. Neptun jest powszechnie znany z tego, że jest intensywnie niebieski, a Uran zielony – jednak nowe badania wykazały, że oba gazowe olbrzymy mają w rzeczywistości znacznie bliższy sobie kolor, niż się powszechnie uważa. Prawidłowe odcienie planet zostały potwierdzone za pomocą badań prowadzonych pod kierunkiem profesora Patricka Irwina z Uniwersytetu Oksfordzkiego. Obie planety mają podobny, zielonkawo-niebieski odcień.

 

5 stycznia 2024 roku wyniki badań astronomów zostały opublikowane w czasopiśmie ,,Monthly Notices of the Royal Astronomical Society’’.  

  

Sondy NASA Voyager nie posiadały na pokładzie kolorowych kamer. Barwne obrazy powstały z połączenia fotografii czarno-białych wykonanych przy pomocy barwnych filtrów. Finalne kolory na zdjęciach są wynikiem obróbki - łączenia i balansowania barw. Ponadto wczesne obrazy Neptuna z Voyagera 2 zostały znacznie wzmocnione kontrastem, aby lepiej ukazać chmury, pasma i wiatry, które kształtują naszą współczesną perspektywę Neptuna.  

Fot. Neptun sfotografowany przez sondę Voyager 2. Obraz powstał jako kompozycja zdjęć wykonanych przez filtry zielony i pomarańczowy. Fot. NASA/JPL-Caltech

W opisie zdjęć NASA został umieszczony komentarz opisujący, że barwy planet nie są zgodne z rzeczywistymi i wykorzystano obróbkę graficzną do uwydatnienia szczegółów obrazu. Jednak opisy te przez lata były przytaczane coraz rzadziej. Przez niepełne informacje dotyczące barw Urana i Neptuna utarł się pogląd o intensywnych barwach w odcieniach zieleni i błękitu.  

 

Najsłynniejsze zdjęcie Neptuna -  ostatniej planety Układu Słonecznego zostało wykonane przez sondę Voyager 2. Fotografia to kompozycja obrazów z kamery czarno-białej wykonanych przez filtry zielony i pomarańczowy. Do uzyskania zdjęć kolorowych wykorzystuje się zazwyczaj filtry czerwony, zielony i niebieski (RGB), co odpowiada czułości barwnej komórek receptorowych oka ludzkiego. Zastosowanie filtrów zielonego i pomarańczowego, a następnie konwersja na obraz RGB sprawiła, że Neptun jawi się jako intensywnie niebieska planeta. W rzeczywistości jednak jest szarozielony.  

Prawdziwe oblicza Urana i Neptuna

Aby zobrazować rzeczywiste barwy Urana i Neptuna naukowcy wykorzystali dane pochodzące ze spektrografu obrazowego (STIS) Kosmicznego Teleskopu Hubble’a oraz z narzędzia Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) znajdującego się na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO). W obu instrumentach każdy piksel jest reprezentowany przez spektrum kolorów. Oznacza to, że obserwacje STIS i MUSE można jednoznacznie przetworzyć w celu określenia prawdziwego koloru Urana i Neptuna. Naukowcy wykorzystali te dane do ponownego zrównoważenia złożonych kolorowych obrazów zarejestrowanych przez kamerę Voyager 2, a także przez kamerę szerokokątną 3 (WFC3) Kosmicznego Teleskopu Hubble'a.  

 

Uran i Neptun mają w rzeczywistości raczej podobny odcień zielono-niebieski. Główna różnica polega na tym, że Neptun ma lekką nutę dodatkowego błękitu, co według modelu wynika z cieńszej warstwy zamglenia na tej planecie.  

Skąd wynika zmiana barwy Urana?

Badanie wyjaśnia również, dlaczego kolor Urana nieznacznie zmienia się podczas 84-letniego obiegu wokół Słońca. Autorzy doszli do takiego wniosku po pierwszym porównaniu zdjęć gazowego olbrzyma z pomiarami jasności zarejestrowanymi przez Obserwatorium Lowella w Arizonie w latach 1950–2016 w zakresie fal niebieskich i zielonych. Pomiary te wykazały, że Uran wydaje się nieco bardziej zielony podczas przesileń (tj. latem i zimą), kiedy jeden z biegunów planety jest skierowany w stronę naszej gwiazdy. Jednak podczas równonocy – kiedy Słońce znajduje się nad równikiem – ma nieco bardziej niebieski odcień. Wiadomo, że jednym z powodów tego stanu rzeczy jest nietypowe nachylenie Urana. Planeta obiega Słońce niejako ,,leżąc na boku”, co oznacza, że podczas przesileń biegun północny lub południowy jest skierowany niemal bezpośrednio w stronę Słońca i Ziemi. Jest to ważne, ponieważ wszelkie zmiany we współczynniku odbicia obszarów polarnych mają duży wpływ na ogólną jasność Urana widzianego z naszej planety. 

Odkryło, że obszary polarne lepiej odbijają światło zielone i czerwone niż niebieskie, częściowo dlatego, że gazowy metan, który pochłania czerwień, występuje w pobliżu biegunów w o połowę mniejszym stężeniu niż na równiku. Jednak to nie wystarczyło, aby w pełni wyjaśnić zmianę koloru, dlatego badacze dodali do modelu nową zmienną w postaci stopniowo gęstniejącej w kierunku biegunów mgły zamrożonego metanu.  

 

Symulowane w modelu cząsteczki lodu metanowego dodatkowo zwiększyły odbicie zielonego i czerwonego światła na biegunach, co wyjaśnia, dlaczego Uran jest bardziej zielony w czasie przesilenia.  

źródło: "Royal Astronomical Society" "University of Oxford"