Tientallen jaren lang zagen foto’s van Neptunus eruit alsof de planeet een donkerblauwe tint had, terwijl Uranus er groener uitzag. Het zou echter kunnen dat de twee ijsreuzen in werkelijkheid meer op elkaar lijken dan astronomen eerder dachten. Dat blijkt uit een onderzoek dat op 5 januari werd gepubliceerd Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Societyde ware kleuren van de buitenste planeten van ons zonnestelsel zouden een soortgelijke bleke tint groenachtig blauw kunnen zijn.
[Related: The secret to Voyagers’ spectacular space odyssey.]
Beelden versus realiteit
NASA’s Voyager 2-missie blijft de enige door ruimtevaartuigen bediende vlucht langs beide ijsreuzen. Het leverde ons de eerste gedetailleerde foto’s op van deze verre planeten. Voyager 2 vloog in 1986 langs Uranus en beelden onthulden een bleekcyaan of blauwe planeet. Het ruimtevaartuig vloog in 1989 langs Neptunus en de beelden lieten de planeet een rijke blauwe kleur zien.
Astronomen beseffen echter al lang dat de meeste moderne afbeeldingen van beide planeten hun ware kleuren niet nauwkeurig weergeven. Voyager 2 maakte afzonderlijke kleurenafbeeldingen van elke planeet, en deze monochrome afbeeldingen werden vervolgens aan elkaar geplakt om composieten te creëren. Deze samengestelde beelden waren niet altijd precies in balans, vooral niet voor de planeet Neptunus, waarvan men dacht dat deze te blauw leek. Het contrast in de vroege opnamen van Neptunus door Voyager werd ook aanzienlijk vergroot, zodat de wolken en winden van de planeet beter zichtbaar waren.
‘Hoewel de bekende Voyager 2-afbeeldingen van Uranus werden vrijgegeven omdat ze de ‘echte’ kleur dichter benaderden, waren de Neptunus-afbeeldingen in feite uitgerekt en versterkt, en werden ze daarom kunstmatig te blauw gemaakt’, studeerde co-auteur en astronoom Patrick van de Universiteit van Oxford. zei Irwin in een verklaring. “Hoewel deze kunstmatig verzadigde kleur destijds bekend was onder planetaire wetenschappers – en er afbeeldingen werden gepubliceerd met bijschriften die dit uitlegden – is het onderscheid in de loop van de tijd verloren gegaan.”
Een nauwkeuriger beeld creëren
In het nieuwe onderzoek heeft het team gegevens van de Hubble Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) en de Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) toegepast op de Very Large Telescope van het European Southern Observatory.
Met zowel STIS als MUSE is elke pixel een continu spectrum van kleuren, zodat hun waarnemingen duidelijker kunnen worden verwerkt om een nauwkeurigere planeetkleur te bepalen, in plaats van wat er met een filter wordt gezien.
Het team gebruikte de gegevens om samengestelde kleurenfoto’s gemaakt door de camera aan boord van de Voyager 2 en de Wide Field Camera 3 van de Hubble Ruimtetelescoop in evenwicht te brengen. Uit het opnieuw in evenwicht brengen bleek dat zowel Uranus als Neptunus in feite vergelijkbare bleke tinten groenachtig blauw zijn. Neptunus heeft een vage blauwe kleur, die het model als een dunne laag waas op de planeet liet zien.
De veranderende kleuren van Uranus
Dit onderzoek biedt ook een waarschijnlijk antwoord op de vraag waarom Uranus tijdens zijn 84-jarige baan rond de zon enigszins van kleur verandert. Het team vergeleek eerst beelden van Uranus met metingen van de helderheid in blauwe en groene golflengten, gemaakt door het Lowell Observatorium in Arizona van 1950 tot 2016. Uit deze metingen bleek dat Uranus tijdens de zomer- en winterzonnewende iets groener lijkt, wanneer de polen naar de zon wijzen. de zon. Tijdens de equinoxen – wanneer de zon boven de evenaar van de planeet staat – lijkt de zon echter een meer blauwe tint te hebben.
Patrick Irwin/Universiteit van Oxford
Eén reeds vastgestelde reden voor de verandering is te wijten aan de zeer ongebruikelijke draaiing van Uranus. De planeet draait tijdens zijn baan bijna op zijn kant, zodat de noord- en zuidpolen tijdens de zonnewendes vrijwel rechtstreeks naar de zon en de aarde wijzen. Elke verandering in de reflectiviteit van de polen van Uranus zou volgens de auteurs een grote impact hebben op de algehele helderheid van de planeet, gezien vanaf de aarde. Wat voor astronomen minder duidelijk is, is hoe en waarom deze reflectiviteit varieert. Het team ontwikkelde een model om de kleurbanden van de poolgebieden van Uranus te vergelijken met de equatoriale gebieden.
Ze ontdekten dat poolgebieden meer groene en rode golflengten reflecteren dan blauwe golflengten. Uranus reflecteert meer op deze golflengten, deels omdat methaangas de rode kleur absorbeert, en methaan ongeveer half zo overvloedig aanwezig is nabij de polen van Uranus als aan de evenaar.
[Related: Neptune’s bumpy childhood could reveal our solar system’s missing planets.]
Dit was echter niet genoeg om de kleurverandering volledig te verklaren, dus voegden de onderzoekers een nieuwe variabele aan het model toe in de vorm van een ‘kap’ van geleidelijk dikker wordende ijsnevel die eerder werd waargenomen toen Uranus van de equinox naar de zomerzonnewende beweegt. Ze denken dat deze waas waarschijnlijk bestaat uit methaanijsdeeltjes.
Na simulatie van deze poolverschuiving in het model verhoogden ijsdeeltjes de reflectie op groene en rode golflengten aan de polen van de planeet verder, wat verklaarde dat Uranus groener lijkt tijdens de zonnewende vanwege minder methaan aan de polen en de grotere dikte van methaanijsdeeltjes. .
‘De misvatting over de kleur van Neptunus, evenals de ongebruikelijke kleurveranderingen van Uranus, houden ons al tientallen jaren in verwarring’, zegt Heidi Hammel van de Association of Universities for Research in Astronomy. “Deze uitgebreide studie zou beide vragen eindelijk moeten laten rusten.” Hammel is niet de auteur van de nieuwe studie.
Het overbruggen van deze kloof tussen de publieke perceptie van Neptunus en zijn realiteit laat zien hoe gegevens kunnen worden gemanipuleerd om bepaalde kenmerken van de planeet te laten zien of visualisaties te verbeteren.
“Er is nooit enige poging tot bedrog geweest”, zegt co-auteur en planetoloog Leigh Fletcher van de Universiteit van Leicester De New York Times. “Maar er werd geprobeerd een verhaal te vertellen met deze beelden door ze esthetisch aantrekkelijk te maken voor het oog, zodat mensen van deze prachtige scènes konden genieten op een manier die misschien betekenisvoller was dan een vage, grijze, amorfe klodder in de verte. .”