Nämä jäiset jättiläiset, joiden ilmakehät ovat yhä huonosti ymmärrettyjä, paljastuvat todellisiksi ulkoavaruuden meteorologian laboratorioiksi. Niiden dynamiikan ymmärtäminen voisi parantaa käsitystämme sääilmiöistä.
Voyager 2:n löydöstä lähtien näitä myrskyjä on tutkittu. Niiden harvinainen, mutta vaikuttava esiintyminen herättää kysymyksiä niiden mekanismista. Tutkijat ehdottavat, että metaani on keskeisessä asemassa näiden ilmiöiden käynnistämisessä. Tämä kaasu, vaikka sitä on runsaasti, vaikuttaa monimutkaisella tavalla molempien planeettojen ilmakehän kiertoon.
Neptunuksen korkealla sijaitsevat pilvet heittävät varjoja alemmille pilville.
Uranuksella ja Neptunuksella syvyyksistä tulevan lämmön pitäisi normaalisti aiheuttaa usein myrskyjä. Kuitenkin näin ei ole. Vastaus piilee metaanin tiivistymisessä, joka muuttaa lämmönsiirtoa. Kun metaani tiivistyy, se muodostaa pisaroita, jotka putoavat alemmille korkeuksille. Tämä prosessi, joka muistuttaa Maan vesikiertoa, voi estää lämmön nousua, estäen näin myrskyjen muodostumisen.
Metaanin vaikutus riippuu myös sen jakautumisesta. Tutkijat ovat kehittäneet kolmiulotteisen mallin analysoidakseen tämän kaasun vaihteluita ilmakehässä. Tämä on paljastanut pystysuoria gradientteja leveyspiirin mukaan.
Neptunuksella tutkijat ovat havainneet ilmakehässä vakaita metaanikerroksia. Nämä kerrokset toimivat lämpöesteenä, estäen tehokkaasti planeetan syvyyksistä tulevan lämmön nousun pintaan. Tämä ilmiö estää suurelta osin säännöllisten myrskyjen muodostumisen, tehden niiden esiintymisestä paljon harvinaisempaa ja arvaamattomampaa. Toisaalta, kun nämä metaanikerrokset hajoavat tai kun erityiset olosuhteet ilmenevät, lämpö voi yhtäkkiä paeta, aiheuttaen satunnaisia ja erittäin voimakkaita myrskyjä.
Toisin on tilanne Uranuksella, erityisesti napojen alueella. Toisin kuin Neptunuksella, Uranuksen navoilla ei ole riittävästi metaania vakaan kerroksen muodostamiseen. Tämä mahdollistaa lämmön helpomman nousun planeetan sisäosista, edistäen näin useampien ja yleensä voimakkaampien myrskyjen muodostumista navoilla.
Tämä ero metaanin pitoisuudessa ja käyttäytymisessä selittää, miksi Uranuksella esiintyy enemmän voimakkaita sääilmiöitä, erityisesti sen navoilla, kun taas Neptunus pysyy suhteellisen rauhallisena suurimman osan ajasta, vaikka siellä esiintyy harvinaisia mutta joskus vaikuttavampia myrskyjä.
Nämä löydöt tarjoavat uuden ymmärryksen jäisten jättiläisten sääilmiöistä. Tähtitieteilijät ovat nyt paremmin varustautuneita ennustamaan näitä näyttäviä myrskyjä, vaikka paljon on vielä tehtävää.
Lyhyesti, miksi myrskyt muodostuvat Uranuksella ja Neptunuksella?
Uranuksen ja Neptunuksen myrskyt johtuvat lämmön siirtymisestä planeetan kuumasta sisäosasta sen kylmälle pinnalle. Lämpö nousee syvyyksistä ja saavuttaessaan ylemmän ilmakehän, se aiheuttaa turbulenssia, joka voi johtaa voimakkaisiin myrskyihin.Kuitenkin, nämä myrskyt eivät muodostu säännöllisesti metaanin vuoksi molempien planeettojen ilmakehässä. Tämä kaasu voi tiivistyä pisaroiksi ylemmissä kerroksissa, luoden esteen, joka estää lämmön helpon nousun. Neptunuksella tämä este on usein vahvempi, estäen myrskyjen muodostumista, kun taas Uranuksella, erityisesti navoilla, lämpö pääsee useammin pintaan, aiheuttaen säännöllisempiä myrskyjä.