Neptuuni Suur Tume Laik (GDS-89): avastus, omadused ja eluiga

Suur tume laik (tuntud ka kui GDS-89, inglise keeles Great Dark Spot) on Neptuunil paiknev tumedavärviline atmosfäärinähtus, mille avastas 1989. aastal NASA sond Voyager 2. Välimuselt meenutas see Jupiteri tuntud suure punase laiguga seotud mustrit, kuid sisuliselt on tegemist teistsuguse ja palju muutlikuma nähtusega.

Avastus ja nimetus

GDS-89 sai nime sellega seonduva avastusaasta järgi. Voyager 2 pildid näitasid laiku kui suurejoonelist tumedat ala, mis lebas ligikaudu Neptuuni kesklaiustel. Kuigi laiku esialgne võrdlus Jupiteri laiguga aitas seda kiiresti populaarseks teha, on GDS-il teistsugune füüsikaline päritolu ja dynaamikatüübid.

Omadused ja mõõtmed

Suurus: Suur tume laik oli mõõtmetelt ligikaudu Maaga võrreldav (vähem või rohkem sama suurusjärgus), mis tegi selle vaatlejate jaoks eriti muljetavaldavaks.
Värvus ja kontrast: laik paistab tumedamana peamisest pilvekattest — see tõenäoliselt tuleneb selle all paiknevate pilvede või gaasikihi muutustest ning valguse neeldumise erinevustest.
Asukoht: paljud tumedad laigud Neptuunil paiknevad laiemalt lõunapoolkera piirkondades, GDS-89 paiknes keskmistel kuni lõunapoolkera laiustel.
Seos pilvede ja tuultega: GDS-89 lähedal täheldati sageli eredadest mateeriatest moodustunud kaasluspilvi — need heledad moodustised on sageli märguandeks tugevatest tõusudest või kondensatsioonist, mis tekib tormilises keskkonnas. Neptuuni tuulekiirused on äärmiselt suure intensiivsusega — mõnede mõõtmiste järgi võivad need ulatuda kuni ~2 000 km/h (õige järjekindluse ja täpsuse jaoks sõltub allikatest), mis mõjutab laikude kujunemist ja liikumist.

Mida GDS tegelikult on?

Algselt arutleti, et Suur tume laik võiks olla atmosfääri auk — sarnane võrdlus Maa osoonikihis tekkinud aukudega leidis kajastust populaarteaduses. Tänased arutelud ja modelleerimised osutavad pigem sellele, et tumedad laigud on seotud suuremahuliste antitsükloonsete (kõrgsurveliste) vorteksitega või paiksete muutustega Neptuuni pilvekatte ja allolevate kihtide vahel. Sellised vorteksid võivad tekitada näiva „pilvevaba“ ala silueti, sest kõrgtasandi metaani- või jääpilved ei kata enam piirkonda sama tihedalt.

Eluiga ja muutlikkus

Erinevalt Jupiteri suurest punasest laigust, mis on püsinud sajandeid, näivad Neptuunil tekkivad suured tumedad laigud olevat ajutised. Voyageri ja hiljem Hubble'i kosmoseteleskoobiga tehtud vaatlused näitasid, et GDS-89 kujunes ja eksisteeris mõne aasta jooksul, kuid originaal GDS-89 kadus — Hubble ei tuvastanud sama laiku varasematel Voyageri piltidel nähtud kujul mõne aasta pärast. Samuti on Neptuunil registreeritud uusi tumedaid alasid ja neid, mis tekivad, liiguvad ja lahustuvad perioodiliselt; mõnede moodustiste eluiga on vaid paar aastat, teised võivad püsida kauem.

Vaatlused läbi aja ja tuleviku uurimised

Peamised teabeallikad GDS-89 kohta on Voyager 2 kaadrid ning sellele järgnenud seeriad Hubble'i ja maapealsete teleskoopide vaatlusi. Need andmed on näidanud, et tumedate laikude levik ning käitumine annavad väärtuslikku infot Neptuuni atmosfääri dünaamikast — eriti kõrgsageduslike tuulte, konvektsiooniprotsesside ja pilvekeemia kohta.

Tulevikus aitavad selliseid nähtusi paremini mõista pidevad vaatlused (Hubble, maapealsed teleskoobid) ja uued vahendid nagu James Webb Space Telescope või võimalikud tulevased planeediuuringud. Need võimaldavad mõõta täpsemalt temperatuuriprofiile, pilvematerjali koostist ja voolustruktuure, mis selgitavad, miks mõned tumedad laigud tekivad ja miks teised kaovad.

Oluline mõista

Kuigi termin „auk atmosfääris“ on intuitiivne metafoor, tuleb meeles pidada, et Neptuuni tumedad laigud on osa dünaamilisest, mitmekihilisest atmosfäärisüsteemist, kus gravitatsioon, kiire pöörlemine, tugevad tuuled ja keemilised protsessid mängivad kõikehõlmavat rolli. Nende nähtuste uurimine aitab paremini mõista gaasitaoliste planeetide meteoroloogiat ja üldisemaid atmosfäärinähtusi Päikesesüsteemis.

Suur pime laik Voyager 2-st vaadatuna.

Omadused

Tume, elliptilise kujuga laik (mille esialgsed mõõtmed olid 13 000 × 6 600 km ehk 8 100 × 4 100 mi) oli umbes sama suur kui Maa ja nägi välja nagu Jupiteri Suur Punane Laik. Suure tumeda täpi ümber mõõdeti tuuled, mis puhusid kuni 2400 kilomeetrit tunnis, mis on kiireim tuul Päikesesüsteemis. Arvatakse, et Suur Pime Laik on auk Neptuuni metaanipilvede tekkis. Laik oli eri aegadel näha erineva suuruse ja kujuga.

Suur pime laik tekitas suuri valgeid pilvi tropopausikihis või vahetult selle all, mis sarnanevad Maal esinevate kõrgel asuvate tsiruspilvedega. Erinevalt Maa pilvedest, mis koosnevad peamiselt jääkristallidest, on Neptuuni pilved aga külmutatud metaani kristallidest. Ja kui tavaliselt tekivad Neptuuni pilved ja kaovad seejärel mõne tunni jooksul, siis suure pimeda koha pilved olid alles pärast 36 tundi ehk kahe planeedi pöörlemist.

Arvatakse, et Neptuuni tumedad laigud tekivad troposfääris madalamal kõrgusel (või kõrgusel) kui heledamad ülemised pilvede tekkejooned. Kuna need on stabiilsed nähtused, mis võivad püsida mitu kuud, arvatakse, et tegemist on keerisstruktuuridega.

Disappearance

Kui Hubble'i kosmoseteleskoop pidi 1994. aasta novembris taas pilte Suurest pimedast laigust tegema, oli see täielikult kadunud, mistõttu astronoomid arvasid, et see on kas varjatud või lihtsalt kadunud. Saatjapilvede püsimine näitab, et mõned endised tumedad laigud võivad tsüklonitena edasi eksisteerida, kuigi neid ei ole enam võimalik pimedana näha. Tumedad laigud võivad kaduda, kui nad liiguvad liiga lähedale ekvaatorile või võib-olla mõnel muul tundmatul viisil.

Kuid Neptuuni põhjapoolkeral ilmus uus, vanale kohale väga sarnane punkt. Seda uut laiku, mida nimetatakse Põhja suureks tumedaks laiguks (Northern Great Dark Spot, NGDS), on olnud võimalik näha juba mitu aastat.

Seotud leheküljed

Väike tume laik

Küsimused ja vastused

K: Mis on suur pime laik Neptuunil?

V: Suur tume laik Neptuuni peal on tume laik, mis sarnaneb välimuselt Jupiteri suure punase laiguga.

K: Millal avastati Suur Tume Laik?

V: Suur tume laik avastati 1989. aastal NASA sondiga Voyager 2.

K: Kas Suur Pime Laik Neptuunil sarnaneb välimuselt Jupiteri laiguga?

V: Jah, Neptuuni suur tume laik sarnaneb välimuselt Jupiteri suure punase laiguga.

K: Milline on arvatavasti Neptuuni suur tume laik?

V: Arvatakse, et Neptuuni suur tume laik on atmosfääri auk, mis sarnaneb auguga Maa osoonikihis.

K: Kas Suure tumeda laigu sisemus on enamasti pilvitu?

V: Jah, suurte tumedate laikude sisemus on enamasti pilvevaba.

K: Kui kaua kestavad Neptuuni suured tumedad laigud?

V: Neptuuni suurte tumedate laikude eluiga näib olevat palju lühem kui Jupiteri laikude oma, need tekivad ja kaovad umbes iga paari aasta tagant.

K: Kui tihti paistab Neptuunil olevat Suur Pimedate Laik?

V: Voyageri ja hiljem Hubble'i kosmoseteleskoobiga tehtud piltide põhjal tundub, et Neptuun veedab suure tumeda laiguga veidi rohkem kui poole oma ajast.