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/ The Starbase One Astronomy & Space Collection / STARBASE_ONE.ISO / hst / neptune.txt < prev    next >
Text File  |  1996-01-12  |  8KB  |  150 lines

  1. PRESS RELEASE:
  2.  
  3. CONTACT:  Dr. David Crisp
  4.           Jet Propulsion Laboratory, MS 169-237
  5.           4800 Oak Grove Drive
  6.           Pasadena, CA 91109
  7.           (818) 354-2224     dc@crispy.jpl.nasa.gov   
  8. or
  9.           Dr. Heidi B. Hammel
  10.           Earth Atmosphere and Planetary Science Dept.
  11.           Massachusetts Institute of Technology, Rm 54416
  12.           Cambridge, MA
  13.           (617) 253-7568     hbh@zilla.mit.edu
  14.  
  15.  
  16. HUBBLE SPACE TELESCOPE WIDE FIELD PLANETARY CAMERA 2 OBSERVATIONS OF
  17. NEPTUNE
  18.  
  19. Two groups have recently used the Hubble Space Telescope (HST) Wide
  20. Field Planetary Camera 2 (WFPC 2) to acquire new high-resolution images
  21. of the planet Neptune.  Members of the WFPC-2 Science Team, lead by
  22. John Trauger, acquired the first series of images on 27 through 29 June
  23. 1994.  These were the highest resolution images of Neptune taken since
  24. the Voyager-2 flyby in August of 1989.  A more comprehensive program is
  25. currently being conducted by Heidi Hammel and Wes Lockwood.  These two
  26. sets of observations are providing a wealth of new information about
  27. the structure, composition, and meteorology of this distant planet's
  28. atmosphere.
  29.  
  30. Neptune is currently the most distant planet from the sun, with an
  31. orbital radius of 4.5 billion kilometers (2.8 billion miles, or 30
  32. Astronomical Units).  Even though its diameter is about four times that
  33. of the Earth (49,420 vs. 12,742 km), ground-based telescopes reveal a
  34. tiny blue disk that subtends less than 1/1200 of a degree (2.3
  35. arc-seconds).  Neptune has therefore been a particularly challenging
  36. object to study from the ground because its disk is badly blurred by
  37. the Earth's atmosphere.  In spite of this, ground-based astronomers had
  38. learned a great deal about this planet since its position was first
  39. predicted by John C. Adams and Urbain Leverrier in 1845.  For example,
  40. they had determined that Neptune was composed primarily of hydrogen and
  41. helium gas, and that its blue color caused by the presence of trace
  42. amounts of the gas methane, which absorbs red light.  They had also
  43. detected bright cloud features whose brightness changed with time, and
  44. tracked these clouds to infer a rotation period between 17 and 22
  45. hours.
  46.  
  47. When the Voyager-2 spacecraft flew past the Neptune in 1989, its
  48. instruments revealed a surprising array of meteorological phenomena,
  49. including strong winds, bright, high-altitude clouds, and two large
  50. dark spots attributed to long-lived giant storm systems.  These bright
  51. clouds and dark spots were tracked as they moved across the planet's
  52. disk, revealing wind speeds as large as 325 meters per second (730
  53. miles per hour).  The largest of the giant, dark storm systems, called
  54. the "Great Dark Spot", received special attention because it resembled
  55. Jupiter's Great Red Spot, a storm that has persisted for more than
  56. three centuries.  The lifetime of Neptune's Great Dark Spot could not
  57. be determined from the Voyager data alone, however, because the
  58. encounter was too brief.  Its evolution was impossible to monitor with
  59. ground-based telescopes, because it could not be resolved on Neptune's
  60. tiny disk, and its contribution to the disk-integrated brightness of
  61. Neptune confused by the presence of a rapidly-varying bright cloud
  62. feature, called the "Bright Companion" that usually accompanied the
  63. Great Dark spot.
  64.  
  65. The repaired Hubble Space Telescope provides new opportunities to
  66. monitor these and other phenomena in the atmosphere of the most distant
  67. planet.  Images taken with WFPC-2's Planetary Camera (PC) can resolve
  68. Neptune's disk as well as most ground-based telescopes can resolve the
  69. disk of Jupiter.  The spatial resolution of the HST WFPC-2 images is
  70. not as high as that obtained by the Voyager-2 Narrow-Angle Camera
  71. during that spacecraft's closest approach to Neptune, but they have a
  72. number of other assets that enhance their scientific value, including
  73. improved ultra-violet and infrared sensitivity, better signal-to-noise,
  74. and, and greater photometric accuracy.
  75.  
  76. The images of Neptune acquired by the WFPC-2 Science team in late June
  77. clearly demonstrate these capabilities.  The side of the planet facing
  78. the Earth at the start of the program (11:36 Universal Time on July 27)
  79. was imaged in color filters spanning the ultraviolet (255 and 300-nm),
  80. visible (467, 588, 620, and 673- nm), and near-infrared (890-nm) parts
  81. of the spectrum.  The planet then rotated 180 degrees in longitude, and
  82. the opposite hemisphere was imaged in a subset of these colors (300,
  83. 467, 588, 620, and 673-nm).  The HST/WFPC-2 program more recently
  84. conducted by Hammel and Lockwood provides better longitude coverage,
  85. and a wider range of observing times, but uses a more restricted set of
  86. colors.
  87.  
  88. The ultraviolet pictures show an almost featureless disk that is
  89. slightly darker near the edge.  The observed contrast increases in the
  90. blue, green, red, and near-infrared images, which reveal many of the
  91. features seen by Voyager 2, including the dark band near 60 S latitude
  92. and several distinct bright cloud features.  The bright cloud features
  93. are most obvious in the red and infrared parts of the spectrum where
  94. methane gas absorbs most strongly (619 and 890 nm).  These bright
  95. clouds thought to be high above the main cloud deck, and above much of
  96. the absorbing methane gas.  The edge of the planet's disk also appears
  97. somewhat bright in these colors, indicating the presence of a
  98. ubiquitous, high-altitude haze layer.
  99.  
  100. The northern hemisphere is occupied by a single prominent cloud band
  101. centered near 30 N latitude.  This planet-encircling feature may be the
  102. same bright cloud discovered last fall by ground-based observers.
  103. Northern hemisphere clouds were much less obvious at the time of the
  104. Voyager-2 encounter.  The tropics are about 20 % darker than the disk
  105. average in the 890-nm images, and one of these images reveals a
  106. discrete bright cloud on the equator, near the edge of the disk.  The
  107. southern hemisphere includes two broken bright bands.  The largest and
  108. brightest is centered at 30 S latitude, and extends for least 40
  109. degrees of longitude, like the Bright Companion to the Great Dark
  110. Spot.  There is also a thin cloud band at 45 S latitude, which almost
  111. encircles the planet.
  112.  
  113. One feature that is conspicuous by its absence is the storm system
  114. known as the Great Dark Spot.  The second smaller dark spot, DS2, that
  115. was seen during the Voyager-2 encounter was also missing.  The absence
  116. of these dark spots was one of the biggest surprises of this program.
  117. The WFPC-2 Science team initially assumed that the two storm systems
  118. might be near the edge of the planet's disk, where they would not be
  119. particularly obvious.  An analysis of their longitude coverage revealed
  120. that less than 20 degrees of longitude had been missed in the colors
  121. where these spots had their greatest contrast (467 and 588 nm).  The
  122. Great Dark Spot covered almost 40 degrees of longitude at the time of
  123. the Voyager-2 fly-by.  Even if it were on the edge of the disk, it
  124. would appear as a "bite" out of the limb.  Because no such feature was
  125. detected, we concluded that these features had vanished.  This
  126. conclusion was reinforced by the more recent observations by Hammel and
  127. Lockwood, which also show no evidence of discrete dark spots.
  128.  
  129. These dramatic changes in the large-scale storm systems and
  130. planet-encircling clouds bands on Neptune are not yet completely
  131. understood, but they emphasize the dynamic nature of this planet's
  132. atmosphere, and the need for further monitoring.  Additional HST WFPC-2
  133. observations are planned for next summer.  These two teams are
  134. continuing their analysis of these data sets to place improved
  135. constraints on these and other phenomena in Neptune's atmosphere.
  136.  
  137.  
  138. Figure Captions:
  139.  
  140. These almost true-color pictures of Neptune were constructed from
  141. HST/WFPC2 images taken in blue (467-nm), green (588-nm), and red
  142. (673-nm) spectral filters.  There is a bright cloud feature at the
  143. south pole, near the bottom right of the image.  Bright cloud bands can
  144. be seen at 30S and 60S latitude.  The northern hemisphere also includes
  145. a bright cloud band centered near 30N latitude.  The second picture was
  146. compiled from images taken after the planet had rotated about 180
  147. degrees of longitude (about 9 hours later) to show the opposite
  148. hemisphere.
  149.  
  150.