En dat kunnen ze op dit moment niet verklaren.

Net als de aarde kent Neptunus – terwijl deze om de zon draait – verschillende seizoenen. Maar waar onze planeet slechts 1 jaar nodig heeft om een rondje om de zon te voltooien, doet Neptunus daar 165 jaar over. Het betekent dat ook de seizoenen op de planeet véél langer duren: ongeveer 40 jaar. Sinds 2005 is het zomer op het zuidelijk halfrond van de gasreus. En onderzoekers houden de planeet sinds die tijd nauwlettend in de gaten; ze zijn namelijk benieuwd hoe de temperaturen in reactie op de start van de zomer veranderen. Natuurlijk hadden ze daar voorafgaand aan hun waarnemingen wel ideeën over. “Omdat we Neptunus tijdens zijn vroege zuidelijke zomer hebben waargenomen, verwachten we dat de temperaturen geleidelijk zouden stijgen in plaats van dalen,” aldus onderzoeker Michael Roman.

Verrassing!
Maar verrassend genoeg gebeurde dat niet; opnames van verschillende grondtelescopen wijzen uit dat het grootste deel van Neptunus de afgelopen 20 jaar geleidelijk koeler is geworden; tussen 2003 en 2018 daalde de gemiddelde temperatuur van de gasreus met 8 graden Celsius. “Deze verandering kwam onverwacht,” stelt Roman.

Opwarming van de zuidpool
Maar er gebeurde nog iets: de verrassende daling van de globale temperatuur werd gevolgd door een sterke opwarming van de zuidpool. Die opwarming openbaarde zich tussen 2018 en 2020; in een paar jaar tijd stegen de temperaturen in deze regio met maar liefst 11 graden Celsius. En ook dat heeft onderzoekers verbaasd; nog niet eerder zagen ze de pool van Neptunus zo snel opwarmen.

Opnames
De verrassende temperatuurveranderingen zijn zoals gezegd waargenomen dankzij opnames van verschillende grote grondtelescopen, zoals de Very Large Telescope, de Gemini South-telescoop (beiden in Chili) en de Keck- en Gemini North-telescoop (beiden op Hawaii). “Dit soort onderzoek is alleen mogelijk met gevoelige infraroodbeelden van grote telescopen zoals de VLT, die Neptunus duidelijk kunnen waarnemen, en die zijn pas sinds een jaar of twintig beschikbaar,” legt onderzoeker Leigh Fletcher uit.

Hier zie je warmtebeelden van Neptunus, gemaakt tussen 2006 en 2020. De beelden laten duidelijk zien dat de planeet geleidelijk afkoelt. En in 2018 begint de zuidpool flink op te warmen. Afbeeldingen: ESO / M. Roman, NAOJ / Subaru / COMICS.

De onderzoekers analyseerden de opnames die de verschillende grondtelescopen in de afgelopen 20 jaar van Neptunus hadden gemaakt. Daarnaast maakten ze ook gebruik van opnames van de ruimtetelescoop Spitzer. Ze keken daarbij specifiek naar het infrarode licht dat door Neptunus’ stratosfeer wordt uitgezonden. Aan de hand daarvan konden de onderzoekers namelijk de temperatuur van de planeet vaststellen en nagaan hoe deze door de tijd heen veranderde. En de resultaten van dat onderzoek hebben wetenschappers dus op meerdere manieren verrast. “Onze gegevens bestrijken minder dan de helft van een Neptunus-seizoen, dus niemand verwachtte grote en snelle veranderingen te zullen zien,” aldus onderzoeker Glenn Orton.

Neptunus is een tamelijk mysterieuze planeet die zich in de buitenste regionen van ons zonnestelsel bevindt; het is de achtste en dus de verst van de zon verwijderde planeet. De planeet kan – net als Uranus – gerekend worden tot de ijsreuzen: dat betekent dat deze groter is dan rotsachtige planeten (zoals de aarde en Mars), maar kleiner dan gasreuzen (zoals Saturnus en Jupiter). De gemiddelde temperatuur van de planeet is ongeveer -220 graden Celsius.

Dat er nu snelle en grote temperatuurveranderingen zijn waargenomen, is opzienbarend en op dit moment nog lastig te verklaren. Mogelijk zijn de temperatuurveranderingen te herleiden naar veranderingen in de stratosfeer of willekeurige weerpatronen. Ook zou het nog te maken kunnen hebben met de zonnecyclus (een gemiddeld 11 jaar durende cyclus die de zon doorloopt en die gekenmerkt wordt door een periode van verhoogde en een periode van verlaagde zonneactiviteit). Om meer helderheid te krijgen over de oorzaak van de opmerkelijke temperatuurveranderingen zien onderzoekers onder meer hoopvol uit naar de ingebruikname van de Extremely Large Telescope. Deze zou de temperatuurveranderingen nog gedetailleerder moeten kunnen waarnemen. Ook de recent gelanceerde James Webb-telescoop zou een nieuw licht op de kwestie kunnen werpen door de temperatuur en samenstelling van de atmosfeer (en veranderingen daarin) te onthullen.