Olimpiada Astronomiczna przebiega w trzech etapach.
Zadania zawodów I stopnia są rozwiązywane w warunkach pracy domowej.
Zadania zawodów II i III stopnia mają charakter pracy samodzielnej.
Zawody finałowe odbywają się w Planetarium Śląskim.
Tematyka olimpiady wiąże ze sobą astronomię, fizykę i astronomiczne aspekty geografii.
Organizatorem konkursu astronomicznego jest Fundacja dla Uniwersytetu Jagiellońskiego a patronat nad akcją sprawuje Obserwatorium Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika będące instytutem Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie. Zobacz szczegóły »
Termiczne obrazy Neptuna uzyskane od 2006 do 2020 roku Składanka zdjęć pokazuje termiczne obrazy Neptuna uzyskane od 2006 do 2020 roku. Pierwsze trzy zdjęcia (2006, 2009, 2018) zostały uzyskane instrumentem VISIR na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT), należącym do ESO, natomiast obraz z 2020 roku uzyskano instrumemtem COMICS na Teleskopie Subaru (VISIR nie działał w drugiej połowie 2020 roku z powodu pandemii). Po stopniowym ochładzaniu planety, wygląda na to, że biegun południowy uległ dramatycznemu ociepleniu w ostatnich kilku latach, co widać jako jasną plamę na dole Neptuna na zdjęciach z 2018 i 2020 roku.
Źródło:
ESO/M. Roman, NAOJ/Subaru/COMICSMiędzynarodowy zespół astronomów wykorzystał teleskopy naziemne, w tym teleskop VLT należący do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO), do prześledzenia zmian atmosferycznych temperatur Neptuna przez okres 17 lat. Wykryto zaskakujący spadek globalnej temperatury Neptuna i następujące po nim dramatyczne ocieplenie na biegunie południowym. „Taka zamiana była nieoczekiwana” mówi Michael Roman, pracujący na University of Leicester (Wielka Brytania), pierwszy autor badań opublikowanych dzisiaj w The Planetary Science Journal. „Ponieważ obserwowaliśmy Neptuna podczas jego wczesnego lata na półkuli południowej, spodziewaliśmy się, że temperatury będą powoli stawać się cieplejsze, a nie chłodniejsze.”
Neptun, podobnie jak Ziemia, doświadcza pór roku, gdy porusza się po orbicie wokół Słońca. Jednak neptuniańska pory roku trwa około 40 lat, a jeden rok na tej planecie to 165 lat ziemskich. Od 2005 roku na południowej półkuli Neptuna panowało lato. Astronomowie chcieli zobaczyć jak zmieniają się temperatury po przesileniu letnim.
Astronomowie przeanalizowali prawie 100 obrazów Neptuna w podczerwieni termicznej, uzyskanych przez okres ponad 17 lat, aby bardziej szczegółowo niż do tej pory ustalić ogólne trendy w temperaturze planety.
Dane pokazały, że pomimo nadejścia lata na półkuli południowej, większa część planety odnotowała stopniowe ochłodzenie przez ponad dwie dekady. Uśredniona globalna temperatura Neptuna spadła o 8 °C pomiędzy 2003, a 2018 rokiem.
Astronomowie byli więc zaskoczeni odkryciem dramatycznego ocieplenia na biegunie południowym Neptuna podczas ostatnich dwóch lat prowadzonych obserwacji, kiedy to temperatury gwałtownie wzrosły o 11 °C pomiędzy 2018, a 2020 rokiem. Chociaż ciepły wir polarny Neptuna był znany od wielu lat, to tak gwałtowne polarne ocieplenie nie było nigdy wcześniej obserwowanej w przypadku tej planety.
„Nasze dane pokrywają mniej niż połowę pory roku na Neptunie, więc nikt nie spodziewał się zobaczyć dużych i szybkich zmian” wskazuje współautor Glenn Orton, naukowiec z Jet Propulsion Laboratory (JPL) w Stanach Zjednoczonych.
Evolution of thermal images from Neptune
Astronomowie zmierzyli temperaturę Neptuna przy pomocy kamer termicznych, które działają mierząc promieniowanie podczerwone emitowane przez obiekty astronomiczne. W swojej analizie zespół naukowy połączył wszystkie istniejące zdjęcia Neptuna zgromadzone przez ponad dwie dekady przez teleskopy naziemne. Zbadano promieniowanie podczerwone emitowane przez warstwę atmosfery Neptuna zwaną stratosferą. To pozwoliło na utworzenie obrazu temperatury Neptuna i jej zmian podczas części lata panującego na półkuli południowej.
Ponieważ Neptun znajduje się w odległości prawie 4,5 miliarda kilometrów i jest bardzo zimny, ze średnią temperaturą osiągającą około –220°C, wyznaczanie jego temperatury z Ziemi nie jest łatwym zadaniem. „Ten rodzaj badań jest możliwy tylko przy pomocy czułych obrazów podczerwonych z wielkich teleskopów, takich jak VLT, które mogą wyraźnie obserwować Neptuna. Tego typu dane są dostępne dopiero od około ostatnich 20 lat” mówi współautor Leigh Fletcher, profesor na University of Leicester.
Około jedna trzecia wszystkich zdjęć została wykonana instrumentem VLT Imager and Spectrometer for mid-InfraRed (VISIR) na należącym do ESO teleskopie VLT na chilijskiej pustyni Atakama. Dzięki rozmiarowi zwierciadła teleskopu i wysokości nad poziomem morza, daje on bardzo wysoką rozdzielczość i jakość danych, oferując najostrzejsze zdjęcia Neptuna. Zespół badawczy wykorzystał także dane z Kosmicznego Teleskopu Spitzera (należącego do NASA), zdjęcia z teleskopu Gemini South w Chile, a także z Teleskopu Subaru, Teleskopu Kecka i teleskopu Gemini North (wszystkie trzy na Hawajach).
Zmiany temperatury Neptuna były tak nieoczekiwane, że astronomowie nie wiedzą co mogło je spowodować. Przyczyną mogą być zmiany w stratosferycznej chemii Neptuna albo losowe zjawiska pogodowe, a nawet cykl słoneczny. Potrzebne jest więcej obserwacji w kolejnych latach, aby ustalić przyczyny tych fluktuacji. Przyszłe teleskopy naziemne, takie jak Ekstremalnie Wielki Teleskop (ELT), który jest budowany przez ESO, będą mogły bardziej szczegółowo obserwować zmiany temperatury, takie jak opisywana. Z kolei Kosmiczny Teleskop James Webba, należący do NASA/ESA/CSA, dostarczy bezprecedensowych nowych map chemii i temperatury atmosfery Neptuna.
„Myślę, że Neptun sam w sobie jest bardzo intrygujący dla wielu z nas, ponieważ ciągle wiemy o nim tak niewiele” mówi Roman. „Wszystko wskazuje na bardziej skomplikowany obraz atmosfery Neptuna i jej zmienności w czasie.”
Więcej informacji
Wyniki badań przedstawiono w artykule pt. „Sub-Seasonal Variation in Neptune’s Mid-Infrared Emission” opublikowanym dzisiaj w The Planetary Science Journal (doi:10.3847/PSJ/ac5aa4).
Skład zespołu badawczego: M. T. Roman oraz L. N. Fletcher (School of Physics and Astronomy, University of Leicester, Wielka Brytania), G. S. Orton (Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology, California, USA), T. K. Greathouse (Southwest Research Institute, San Antonio, TX, USA), J. I. Moses (Space Science Institute, Boulder, CO, USA), N. Rowe-Gurney (Department of Physics and Astronomy, Howard University, Washington DC, USA; Astrochemistry Laboratory, NASA/GSFC, Greenbelt, MD, USA; Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, NASA/GSFC, Greenbelt, MD, USA), P. G. J. Irwin (University of Oxford Atmospheric, Oceanic, and Planetary Physics, Department of Physics Clarendon Laboratory, Oxford, Wielka Brytania), A. Antuñano (UPV/EHU, Escuela Ingernieria de Bilbao, Spain), J. Sinclair (Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology, California, USA), Y. Kasaba (Planetary Plasma and Atmospheric Research Center, Graduate School of Science, Tohoku University, Japan), T. Fujiyoshi (Subaru Telescope, National Astronomical Observatory of Japan, HI, USA), I. de Pater (Department of Astronomy, University of California at Berkeley, CA, USA) oraz H. B. Hammel (Association of Universities for Research in Astronomy, Washington DC, USA).
Międzynarodowy zespół astronomów wykorzystał teleskopy naziemne, w tym teleskop VLT należący do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO), do prześledzenia zmian atmosferycznych temperatur Neptuna przez okres 17 lat. Wykryto zaskakujący spadek globalnej temperatury Neptuna i następujące po nim dramatyczne ocieplenie na biegunie południowym.
