Seperti Bumi, Uranus dan Neptunus mengalami musim dan mengalami perubahan dalam pola cuaca sebagai hasilnya. Tetapi tidak seperti Bumi, musim di planet-planet ini berlangsung selama bertahun-tahun, bukan berbulan-bulan, dan pola cuaca terjadi pada skala yang tidak terbayangkan oleh standar Bumi. Contoh yang baik adalah badai yang telah diamati di atmosfer Neptunus dan Uranus, yang mencakup Bintik Gelap Besar Neptunus yang terkenal.
Selama rutinitas pemantauan tahunan Uranus dan Neptunus, NASA Teleskop Luar Angkasa Hubble (HST) baru-baru ini memberikan pengamatan terbaru terhadap pola cuaca kedua planet. Selain menemukan badai baru dan misterius di Neptunus, Hubble memberikan pandangan baru pada badai berumur panjang di sekitar kutub utara Uranus. Pengamatan ini adalah bagian dari HubbleMisi jangka panjang untuk meningkatkan pemahaman kita tentang planet-planet luar.
Gambar-gambar baru diambil sebagai bagian dari program Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL), untuk jangka panjang Hubble proyek yang dipimpin oleh Amy Simon dari Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA. Setiap tahun, program ini menangkap peta global planet luar Tata Surya kita ketika paling dekat dengan Bumi. Salah satu tujuan utama OPAL adalah mempelajari perubahan musim jangka panjang dan peristiwa yang relatif sementara, seperti munculnya bintik-bintik gelap.
Melihat mereka bukanlah tugas yang mudah, karena bintik-bintik hitam ini muncul dengan cepat dan relatif berumur pendek, ke titik di mana beberapa orang mungkin telah muncul dan menghilang selama celah multi-tahun dalam pengamatan Hubble tentang Neptunus. Ini adalah tujuan lain dari program OPAL, yaitu untuk memastikan bahwa para astronom tidak kehilangan satu sama lain.
Bintik gelap terbaru ini, yang berdiameter sekitar 11.000 km (6.800 mil), muncul di tengah atas planet ini. Hubble pertama kali melihatnya pada bulan September 2018, ketika belahan bumi selatan Neptunus mengalami musim panas. Ini konsisten dengan perubahan musiman di planet ini, di mana pemanasan di belahan bumi selatan menyebabkan pola cuaca menjadi lebih dramatis di utara.
Meskipun tidak jelas persis bagaimana badai ini terbentuk, penelitian baru oleh Simon dan tim OPAL menunjukkan bahwa mereka terbentuk dengan cepat, bertahan dari empat hingga enam tahun, dan kemudian menghilang selama dua tahun. Seperti Bintik Merah Besar Yupiter, vortisitas gelap berputar ke arah anti-siklon dan tampaknya mengeruk material dari tingkat yang lebih dalam di atmosfer raksasa es.
Faktanya, pengamatan Hubble yang diperoleh sejak 2016 tampaknya mengindikasikan bahwa vortisitas mungkin berkembang lebih dalam di atmosfer Neptunus dan menjadi terlihat hanya ketika puncak badai mencapai ketinggian yang lebih tinggi. Sementara itu, mereka disertai oleh "awan pendamping", yang terlihat dalam gambar Hubble sebagai tambalan putih terang di sebelah kanan fitur gelap.
Awan ini terdiri dari es metana yang membeku ketika vortis menyebabkan aliran udara sekitar dialihkan ke atas di atas badai. Awan yang panjang dan tipis di sebelah kiri titik gelap adalah fitur sementara yang bukan bagian dari sistem badai. Hal yang sama berlaku untuk Uranus, yang menunjukkan topi awan cerah yang luas melintasi kutub utara.
Dalam kasus Uranus, para ilmuwan percaya ini adalah hasil dari orientasi unik Uranus, di mana porosnya dimiringkan lebih dari 90 ° relatif terhadap ekuator Matahari. Karena Uranus mengorbit secara praktis di sisinya, Matahari bersinar hampir langsung ke kutub utara selama musim panas di belahan bumi utara. Saat ini, Uranus sedang mendekati pertengahan musim panasnya, yang membuat wilayah kutub tampak lebih menonjol.
Tutup kutub ini mungkin merupakan hasil dari perubahan musiman dalam aliran atmosfer, dan disertai oleh awan es metana padat kecil di dekat tepiannya pada gambar. Yang juga terlihat adalah pita awan sempit yang mengelilingi planet di utara khatulistiwa. Ini adalah misteri lain tentang Uranus dan Neptunus, yaitu bagaimana pita-pita seperti ini terbatas pada lebar yang sempit ketika planet ini memiliki jet angin bertiup ke arah barat yang begitu luas.
Ini adalah pusaran misterius keempat yang dicitrakan oleh Hubble sejak 1993 dan keenam sejak para astronom pertama kali menyadari fenomena ini. Dua bintik hitam pertama ditemukan oleh Voyager 2 pesawat ruang angkasa saat itu membuat terbang bersejarah Neptunus pada tahun 1989. Sejak itu, hanya Teleskop Luar Angkasa Hubble telah dapat melacak fitur-fitur ini karena sensitivitasnya terhadap cahaya biru.
Gambar-gambar ini adalah bagian dari basis data yang berkembang dari snapshot Hubble dari Neptunus dan Uranus yang melacak pola cuaca planet ini dari waktu ke waktu. Sama seperti bagaimana para ahli meteorologi memprediksi cuaca di Bumi berdasarkan tren jangka panjang, para astronom berharap pemantauan jangka panjang Hubble terhadap planet-planet luar akan membantu mereka mengungkap misteri abadi tentang atmosfer mereka.
Menganalisis cuaca di dunia ini juga akan meningkatkan pemahaman kita tentang keragaman atmosfer di Tata Surya, serta kesamaannya. Pada akhirnya, ini juga bisa membantu menginformasikan pemahaman kita tentang planet ekstrasurya dan atmosfernya, bahkan mungkin membantu kita untuk menentukan apakah mereka dapat mendukung kehidupan atau tidak.
