De foto impliceert dat grote stormen veel dieper in de atmosfeer ontstaan dan gedacht.

Hubble heeft voor het eerst de geboorte van een storm op de ijsgigant Neptunus vastgelegd. Zo’n ‘grote donkere vlek’ ontstaat in een gebied met hoge atmosferische druk. Neptunus wordt regelmatig geteisterd door wervelingen. En in een nieuwe studie namen onderzoekers deze prachtige fenomenen wat beter onder de loep.

Stormen
De eerste storm op de ijsreus werd waargenomen door ruimtevaartuig Voyager 2, aan het einde van de jaren tachtig. “Terwijl het ruimtevaartuig voorbij zoefde, schoot het foto’s van twee gigantische stormen die op het zuidelijk halfrond van Neptunus woedden,” herinnert Amy Simon zich. Slechts vijf jaar later spotte Hubble voor het eerst een storm en nam er sinds de jaren negentig wel vier waar. In 2018 verscheen er op de ijsreus een nieuwe storm; eentje die bijna identiek was in grootte en vorm als de enige die Voyager 2 waarnam. “We waren zo druk bezig met het volgen van een kleinere storm uit 2015, dat we niet hadden verwacht dat we zo snel een nieuwe zouden zien,” zegt Simon.


Links: foto gemaakt door Hubble van de wervelstorm (midden boven) op Neptunus. Rechts: Foto gemaakt door Voyager 2 van de wervelstorm eind jaren tachtig. Afbeelding: NASA/ESA/GSFC/JPL

Wolken
De onderzoekers waren erg nieuwsgierig naar deze recentere storm en analyseerden hoe deze zich in verloop van tijd ontwikkelde. Daarvoor keken ze eerst terug in de tijd. Zo bogen ze zich over andere foto’s van Hubble van de kleinere donkere vlek die in 2015 verscheen. En ze ontdekten kleine, heldere witte wolken in de regio waar later de grote wervelstorm van 2018 zou verschijnen. Toen ze de wolken wat beter bekeken, kwamen ze erachter dat deze bestaan uit ijskristallen van methaan, waardoor ze die karakteristieke, helderwitte kleur krijgen.

Jupiter vs Neptunus
De bevindingen laten ook zien hoe de grote donkere vlekken op Neptunus verschillen van Jupiters grote rode vlek. Laatstgenoemde zou al maar liefst 350 jaar oud kunnen zijn. Dunne straalstromen op de planeet voorkomen dat de storm uit elkaar valt. De anticycloon draait rond, maar beweegt niet naar het noorden of zuiden. Op Neptunus werkt het iets anders. De winden bewegen zich in veel bredere banden rond de planeet. De stormen wervelen daarom maar langzaam over de breedtegraden. De wervelingen stromen doorgaans tussen westwaartse equatoriale windstralen en oostwaartse stromingen in hogere breedtegraden, voordat een sterke wind de storm uit elkaar trekt. Hierdoor duren de stormen op Neptunus slechts enkele jaren, terwijl wervelingen op planeet Jupiter voor zeker honderden jaren kunnen aanhouden.

Methaan
Wetenschappers vermoeden dat deze wolken van methaan gepaard gaan met stormen die donkere vlekken vormen. De wolken zweven boven zo’n storm op dezelfde manier als lenticulaire wolken hoge bergen op aarde omhullen. Vervolgens bekeken de onderzoekers de verplaatsing van methaan in de periode tussen 2016 en 2018. En uit de bevindingen blijkt dat de wolken het helderst waren in 2016 en 2017; net voordat de nieuwe grote donkere vlek opdoemde.

Atmosfeer
De onderzoekers lieten ook computermodellen op de atmosfeer van Neptunus los. En naar aanleiding daarvan konden onderzoekers nieuwe conclusies trekken. Dat de witte wolken twee jaar voordat de grote donkere vlek al verschenen – en dat ze hun helderheid verloren toen de storm eenmaal daar was – suggereert dat donkere vlekken veel dieper in de atmosfeer van Neptunus ontstaan dan tot nu toe gedacht werd.

De onderzoekers concluderen dat elke vier tot zes jaar er nieuwe stormen op de ijsreus opduiken. Elke storm kan maximaal zes jaar duren, hoewel de levensduur van twee jaar iets waarschijnlijker is. In vervolgstudies willen de onderzoekers gaan proberen om veranderingen in de vorm van de vortex en windsnelheden te bestuderen in de stormen die uiteindelijk donkere vlekken vormen. “We hebben nog nooit rechtstreeks winden gemeten in de donkere vlekken van Neptunus, maar we schatten dat de windsnelheden wel zo’n 100 meter per seconde kunnen bereiken,” zegt onderzoeker Michael Wong. “Veelvuldigere waarnemingen met Hubble zullen helpen om een beter beeld te krijgen.”