A lo largo de los años, Hubble ha monitoreado el clima en los planetas exteriores de nuestro sistema solar. Tal como la Tierra, los planetas tienen estaciones. Sin embargo, dado da distancia del planeta al Sol y el tiempo que le toma hacer una orbita, las estaciones de Neptuno duran décadas en lugar de meses. Sin embargo, estas estaciones están lejos de ser tranquilas y sin incidentes, por lo que las observaciones de Hubble revelan información interesante que podemos usar para aprender más sobre la atmósfera de otros planetas en nuestro sistema solar y cómo se comparan con la nuestra.
Veamos los cambios:
En 1994, el Hubble realizó las primeras observaciones de este gigante azul, el cual adquiere su color debido a la absorción de la luz roja de su atmósfera de metano. Estas observaciones[1], tomadas durante un período de unos pocos días, revelaron que la atmósfera del planeta es muy dinámica, probablemente debido a inestabilidades desencadenadas por grandes cambios de temperatura a diferentes altitudes.
Entre 1996 y 2002, las observaciones de Neptuno, tomadas en el mismo período de rotación revelan varias características interesantes [2].
A partir de estas observaciones, los astrónomos notan el impacto de las estaciones en este planeta. Aunque este planeta tarda unos 165 años en dar una vuelta alrededor del Sol, el eje de rotación de Neptuno está inclinado unos 29 grados con respecto a su plano orbital, dando lugar a estaciones al igual que en la Tierra. Sin embargo, debido a su distancia del Sol, cada estación en Neptuno dura unos 40 años. Las observaciones que Hubble tomó entre 1996 y 2002 [2], durante la primavera en el hemisferio sur de Neptuno, muestran un aumento en el brillo del planeta, lo que revela que incluso a esa distancia su atmósfera responde a la radiación del Sol.
En 2005, Hubble tomó más imágenes con una mejor cámara. La imagen, tomada con filtros de metano reveló detalles que no son visibles para el ojo humano [3].
En 2007, Hubble tomó más imágenes, esta vez mostrando una mancha oscura en el hemisferio norte. Con otras observaciones los astrónomos descubrieron que esta mancha oscura primero se movió hacia el ecuador y luego invirtió su curso hacia el norte.
En el 2011, para conmemorar una rotación completa del planeta alrededor del Sol, casi hasta el punto en que fue descubierto hace 165 años por el astrónomo alemán Johann Galle, el Hubble observó a Neptun. Sin saberlo, Galileo Galilei observó este planeta por primera vez en 1612, pero pensó que era tan solo una estrella. Sin embargo, Galileo notó que esta “entrella” tenía un movimiento peculiar. No fue hasta el año 1846 que su existencia fue predicha matemáticamente en Francia por Urbain Le Verrier e independientemente en Inglaterra por John Couch Adams.
Ambos astrónomos y matemáticos, hicieron este descubrimiento al tratar de comprender la discrepancia en la rotación de Urano documentada por Herchel en 1781, quien descubrió el séptimo planeta de nuestro sistema solar. Impulsado por Le Verrier, el astrónomo Johan Galle buscó este planeta ese mismo año y lo encontró a 1 grado de la ubicación prevista.
Leyenda de la figura: Las nubes están teñidas de rosa porque reflejan la luz del infrarrojo cercano, mientras que la tenue banda oscura cerca de la parte inferior del hemisferio sur probablemente se deba a una disminución de la luz azul dispersada en la atmósfera
Las observaciones que Hubble tomó en el 2011 mostraron más nubes que las vistas en años anteriores. Estos también mostraron que las nubes se estaban moviendo hacia el hemisferio norte del planeta, donde todavía era invierno.
En el 2016, Hubble volvió a observar a Neptuno. Esta vez con una cámara más potente (WFC3), que confirmó la presencia de un vórtice oscuro en la atmósfera del gigante azul. Las imágenes que se muestran aquí, vemos como este vórtice oscuro es más evidente cuando se observa en la luz azul (izquierda). Mientras que la luz visible (derecha) revela también las brillantes nubes blancas [5].
Más observaciones realizadas por Hubble, en septiembre del 2018, descubrieron una nueva y misteriosa tormenta oscura que aparecía en el hemisferio sur del planeta. Desde 1993 Hubble ha detectado cuatro vórtices oscuros como este, mientras que la nave espacial Voyager descubrió dos más en 1989. Se ha estimado que estas características aparecen y desaparecen cada dos años, como se puede ver en las imágenes a continuación [6]
Pero monitorear el clima neptuniano trajo otro resultado interesante. En 2013, se descubrió una luna nueva de Neptuno que se denominó S/2004 N[7]. Esta luna es tan pequeña y tenue que la nave espacial Voyager 2 la pasó por alto cuando pasó cerca del planeta en 1989. No fue sino después de comparar las observaciones del telescopio Hubble tomadas entre 2004 y 2009, que se determinó que un pequeño objeto que orbitaba alrededor de Neptuno cada 23 horas era un luna. Esta luna, una de las 14 lunas del planeta, fue posteriormente llamada Hipocampo, mitad caballo mitad pez de la mitología griega.
Finalmente, en el 2022, el Telescopio Espacial James Webb (JWST) le puso la cereza al pastel. JWST tomó una vista magnífica de este planeta usando su cámara de infrarrojo cercano (NIRCam). Las observaciones capturaron las nubes de hielo de metano a gran altura que aparecen como puntos brillantes. Esta imagen [8[ también muestra un brillo sutil que emana de los polos. Mirando de cerca el hemisferio sur, podemos ver rayos de luz que emanan del vórtice, lo que indica la presencia de nubes de gran altitud que lo rodean.
Pero, ¿qué hace que esta imagen sea aún más fascinante? La vista de dos de sus lunas, Despina y Galatea, desplazándose por la trayectoria de los anillos del planeta. Estos anillos, hechos de partículas de polvo, son fácilmente vistos por JWST en el infrarrojo.
Credits:
[1] H. Hammel (Massachusetts Institute of Technology) and NASA
[2] NASA, L. Sromovsky, and P. Fry (University of Wisconsin-Madison)
[3] NASA, ESA, E. Karkoschka (University of Arizona), and H.B. Hammel (Space Science Institute, Boulder, Colorado)
[4] NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA);
[6] , ESA, and M.H. Wong and A.I. Hsu (UC Berkeley)
[9] NASA, ESA, CSA, STScI
To learn more about Neptune, visit the NASA Science Solar System Exploration site at https://solarsystem.nasa.gov/planets/neptune/overview/