زیتل ۲


سرویس نقد و بررسی تخصصی
28 فروردین 1401 ساعت 12:23
1 نظر

 

سرد شدن غیرمنتظره سیاره نپتون دانشمندان را شگفت‌زده کرد

هر فصل در نپتون بیش از 40 سال زمینی طول می‌کشد. بررسی‌ها نشان می‌دهند نپتون طی تابستان اخیر خود، 8 درجه سردتر شده است، اما علتش هنوز مشخص نیست.

نپتون نیز مثل زمین انحراف محوری دارد؛ یعنی محور چرخش سیاره به‌دورِ خود، نسبت به راستای عمود اندکی کج است. به‌همین سبب نپتون هم مثل زمین فصل‌های متفاوتی دارد. اما چون از خورشید خیلی دور است، بیش از 165 سال طول می‌کشد تا خورشید را یک‌بار دور بزند و نتیجتاً تغییر فصل‌های آن نیز بسیار کند است. در واقع، هر فصل نپتون بیش از 40 سال زمینی طول می‌کشد.

دانشمندان علوم فضایی دانشگاه لیسستر و آزمایشگاه JPL وابسته به ناسا در پژوهشی جدید دریافتند که دمای جو سیاره نپتون طی دو دهه گذشته، یعنی زمانی که نپتون تابستان خود را می‌گذراند، برخلاف انتظار آن‌ها کاهش یافته است!

آن‌ها در این تحقیق جدید، طول‌موج‌های فروسرخ1 دریافتی از سیاره نپتون را با دقت تحلیل کردند. با تحلیل این طول‌موج‌ها می‌توان گرمایی را که از جو یک جسم فضایی منتشر می‌شود، اندازه گرفت.

پژوهشگران برای این منظور، بیش از 100 تصویر فروسرخ را بررسی کردند که چند تلسکوپ‌ طی تقریبا دو دهه گذشته از نپتون ثبت کرده بودند. تصاویر تلسکوپ فضایی اسپیتزر، تلسکوپ جمینیِ جنوبی در شیلی و تلسکوپ سوبارو نیز در زمره تصاویری بودند که در این پژوهش بررسی شدند.

محققان با تحلیل داده‌ها درباره دمای جو نپتون به اطلاعات جدید و کامل‌تری دست یافتند. اما یافته‌ها محققان را شگفت‌زده کرد، زیرا برخلاف انتظار آن‌ها تابش گرمایی نپتون از سال 2003 بدین‌سو کاهش یافته بود و این نشان می‌داد که میانگین دمای کلی جو نپتون در لایه دوم از سطح سیاره موسوم به پوشن‌سپهر (استراتوسفر)، طی سال‌های 2003 تا 2018 حدود 8 درجه سانتی‌گراد کاهش یافته است. حال آن‌که نپتون در بازه زمانی مذکور دوره تابستانی خود را می‌گذراند.

 

تصویر 1. تغییرات در درخشش گرمافروسرخی جو نپتون: این نمودار تغییر نسبی درخشش گرمافروسرخی جو نپتون را در گذر زمان در تمام تصاویر ثبت شده توسط تلسکوپ‌های زمینی نشان می‌دهد. نقاط درخشان‌تر نمودار، گرمای بیشتر را نشان می‌دهند. تصاویر گرمافروسرخی خود سیاره (در بالا) نیز که متناظر با نمودار است، طول‌موج 12 نانومتر دارد و وضعیت دمای نپتون را  آشکار می‌کند. این عکس‌ها در سال‌های 2006، 2008 و 2018 توسط تلسکوپ بزرگ VISIR و در سال 2020 توسط تلسکوپ سوبارو ثبت شده‌اند. قطب جنوب نپتون ظاهرا طی چند سال اخیر به‌طور چشمگیری گرم‌تر شده است. (تصویر از: Michael Roman/NASA/JPL/Voyager-ISS/Justin Cowart)

به‌گفته دکتر گلن اورتون پژوهشگر ارشد آزمایشگاه JPL و از نویسندگان مقاله مرتبط با این تحقیق، داده‌هایی که در این پژوهش بررسی شدند دو دهه، یعنی کمتر از نیم‌فصل نپتون را شامل می‌شدند و لذا کسی تغییرات دمایی چشمگیر و سریعی را انتظار نداشت.

با این‌حال، بررسی داده‌ها نشان می‌دهد که قطب جنوب نپتون تغییر متفاوت و چشمگیرتری دارد که شگفت‌انگیز است. ترکیب داده‌های تصاویر تلسکوپ جمینیِ شمالی در سال 2020 نشان داد که جو نپتون بر فراز قطب جنوب بین سال‌های 2018 تا 2020 حدود 11 درجه سانتی‌گراد گرم‌تر شده است (برخلاف جو کلی نپتون که حدود 8 درجه سردتر شده است). پدیده گرمایش قطبی نپتون تاکنون هرگز مشاهده نشده بود.

تصویر 2. عکس نپتون با نور مرئی (در میانه تصویر) و فروسرخ (در سمت راست) که در سال 2020 ثبت شده است: تصویر نور مرئی نپتون از ترکیب چند تصویر تلسکوپ فضایی هابل تهیه شده است، اما عکس گرمافروسرخ در سمت راست را تلسکوپ سوبارو ثبت کرده است. در تصویر گرمافروسرخ، قطب جنوب نپتون درخشان‌تر از گذشته دیده می‌شود که نشان می‌دهد این ناحیه نسبت به سایر نواحی سیاره گرم‌تر است. (عکس از: Michael Roman/NASA/ESA/M/H.Wong / L.A.Sromovsky/P.M.Fry)
 

علت تغییرات غیرمنتظره جو نپتون هنوز نامعلوم است و این یافته‌ها درک دانشمندان از تغییرات جوی نپتون را به چالش کشیده است.

دکتر مایکل رمان از پژوهشگران این تحقیق می‌گوید، شاید تغییرات دمای نپتون به تغییرات فصلی ساختار و ترکیب شیمیایی جو سیاره مربوط باشد که می‌تواند سرعت و روند سرمایش جو نپتون را تغییر دهد.

اما شاید تغییرات غیرمنتظره در الگوهای جوی یا حتی واکنش به چرخه 11 ساله فعالیت خورشیدی2 نیز در وقوع چنین تغییراتی موثر باشد. دانشمندان قبلا نیز احتمال می‌دادند که چرخه 11 ساله فعالیت خورشیدی ممکن است بر درخشش ظاهری نپتون تاثیر بگذارد. بررسی جدید نیز درستی این احتمال را قوت می‌بخشد و حتی بر رابطه احتمالی بین فعالیت خورشیدی، دمای جو نپتون و شمار ابرهای درخشانی که نپتون را احاطه کرده‌اند نیز تاکید دارد.

برای ارزیابی دقیق‌تر علت وقوع این تغییرهای دمایی، باید دما و الگوهای ابری نپتون طی سال‌های آتی را بیشتر رصد کرد.

تلسکوپ فضایی جیمز وب می‌تواند در یافتن پاسخ این سوال‌ها به داشمندان کمک کند. یکی از ماموریت‌های تلسکوپ وب در اواخر سال جاری میلادی، رصد دو غول‌ یخی منظومه شمسی یعنی اورانوس و نپتون است.

طبق برنامه، تلسکوپ وب باید با کمک ابزار رصدگر فروسرخ میانی خود (MIRI)، نقشه‌های جدید و بی‌نظیری از ترکیبات شیمیایی و دمای اتمسفر نپتون ارائه دهد که در این‌صورت تغییرات اخیر جو نپتون نیز بهتر شناسایی می‌شود.

این پژوهش بخشی از پروژه‌ای بزرگتر موسوم به GIANTCLIMES است که پیش‌تر نیز طی آن، تغییرات بلندمدت در دمای جوی و ابرهای غول‌های گازی منظومه شمسی یعنی مشتری و زحل، کشف و برای نخستین بار از دمای جو اورانوس نقشه تهیه شده بود.


توضیح: تصویر ابتدای مقاله، عکسی از سیاره نپتون است که دوربین کاوشگر فضایی وویجر 2 آن را با فیلترهای رنگی سبز و نارنجی ثبت کرده است. (عکس از: NASA/JPL)


پی‌نوشت:

  1. بسیاری از اجرام آسمانی علاوه بر نور مرئی، پرتوهای دیگر از جمله پرتو فروسرخ نیز منتشر می‌کنند که با چشم دیده نمی‌شود. دانشمندان با تجزیه‌وتحلیل پرتوهای فروسرخ، درباره وضعیت این‌نوع اجسام اطلاعات دقیق و مفیدی کسب می‌کنند.
  2. خورشید چرخه فعالیت متناوبی دارد که حدود 22 سال طول می‌کشد. در هر نیم‌چرخه یعنی طی حدود 11 سال، وقوع توفان‌های خورشیدی شدت می‌یابد و میدان مغناطیسی خورشید جابه‌جا می‌شود، یعنی قطب مغناطیسی جنوبی و شمالی خورشید با هم جا عوض می‌کنند. بازگشت خورشید به وضعیت پیشین خود، حدود 11 سال دیگر زمان می‌برد، و خورشید پس از حدود 22 سال به نقطه پیشین بازمی‌گردد و این چرخه مجددا تکرار می‌شود.


  28 فروردین 1401
1 نظر
5.00
  1 رای
نظرات کاربران

در حال بارگذاری