زیتل ۲


سرویس نقد و بررسی تخصصی
29 خرداد 1401 ساعت 13:40
0 نظر

 

چرا نپتون و اورانوس با وجود شباهت‌های‌شان رنگ آبی متفاوتی دارند؟

نپتون و اورانوس سیاره‌های منجمد منظومه شمسی و از جهاتی شبیه هم هستند، اما چرا نپتون رنگ آبی تیره‌تری دارد و آبیِ اورانوس کم‌رنگ‌تر است؟

مشتری، زحل، اورانوس و نپتون سیاره‌های گازی منظومه شمسی هستند، یعنی بیشتر جرم آن‌ها گاز است. اورانوس و نپتون که از خورشید دورترند، ویژگی شگفت‌انگیز دیگری هم دارند و آن منجمد بودن‌شان است. ضمنا این‌دو سیاره زیر لایه‌های جو یا اتمسفر خود پنهان مانده‌اند و لذا وقتی با تلسکوپ‌های نور مرئی به اورانوس و نپتون می‌نگریم در واقع، نه خود این‌دو سیاره بلکه جو آن‌ها را  می‌بینیم.

تصویر 1. تصویری واقعی از سیاره اورانوس
 

چرا اورانوس و نپتون آبی دیده می‌شوند؟

نور خورشید، ترکیبی از رنگ‌های رنگین‌کمان است؛ یعنی طیفی که از یک سو با نور سرخ شروع می‌شود و در سوی دیگر به نور بنفش ختم می‌شود. اورانوس و نپتون هر دو در جو خود، متان دارند. وقتی نور خورشید به‌سمت این‌دو سیاره می‌تابد، مولکول‌های متان نورهای سرخ خورشید را جذب می‌کنند اما نور آبی را به فضا بازمی‌تابانند. لذا ما این‌دو سیاره را آبی می‌بینیم.

تصویر 2. تصویری واقعی از  سیاره نپتون
 

چرا آبی‌ِ نپتون از آبی‌ِ اورانوس پررنگ‌تر است؟

اورانوس و نپتون از جهاتی شبیه هم هستند و حتی رنگ آن‌ها نیز کم‌وبیش مشابه است. رنگ نپتون و اورانوس آبی است اما نپتون رنگ تیره‌تری دارد، حال آن‌که آبیِ اورانوس، ملایم‌تر است. قبلا علت تفاوت رنگ این‌دو سیاره دقیقا مشخص نبود اما اخیرا گروهی از پژوهشگران در تحقیقات‌شان به نتایجی رسیده‌اند که شاید پاسخ این معما باشد.

آن‌ها مطابق با مشاهدات تلسکوپ جمینی شمالی، تلسکوپ فروسرخ NASA IRTF و تلسکوپ فضایی هابل، جو نپتون و اورانوس را در قالب الگو یا مدلی1 رایانشی پیاده‌سازی کردند.

یکی از ویژگی‌های مشترک نپتون و اورانوس، وجود لایه‌ای از ریزگردهای متراکم در جو آن‌هاست. اخترشناسان می‌گویند شاید ضخیم‌تر بودن لایه ریزگردهای جو اورانوس سبب می‌شود تا رنگ آبیِ آن به سفیدی بزند. و اگر در جو نپتون و اورانوس، ریزگردی وجود نمی‌داشت، رنگ آبی هر دو سیاره تقریبا یکسان می‌شد.

در این پژوهش، گروهی بین‌المللی به سرپرستی پاتریک ایروین، استاد فیزیک سیاره‌ای دانشگاه آکسفورد، از نوعی مدل رایانه‌ای بهره بردند تا لایه‌های هواپخش2 (aerosol) در جو نپتون و اورانوس را تشریح کنند.  

پژوهشگران قبلی اتمسفر فوقانی این‌دو سیاره را فقط با طول‌موج‌های خاصی مطالعه کرده‌بودند. اما برخی طول‌موج‌های نور درباره شیء موردنظر، واقعیت‌هایی را آشکار می‌کنند که با طول‌موج‌های دیگر آشکار نمی‌شود. لذا در پژوهش و مدل اخیر، چندین لایه جوی اورانوس و نپتون با طول‌موج‌های پردامنه‌تری بررسی و تحلیل شدند و ضمنا ذرات ریزگرد موجود در لایه‌های عمیق‌تر جو نپتون و اورانوس نیز که قبلا گمان می‌رفت فقط حاوی ابرهایی از متان و سولفید هیدروژن منجمد هستند، بررسی شدند.

در مدل یادشده، سه لایه از ذرات هواپخش در ارتفاعات مختلف جو دو سیاره مورد بررسی واقع شد. لایه میانی که حاوی ریزگردهاست، بیش از دیگر لایه‌ها در تعیین رنگ ظاهری دو سیاره تاثیر دارد. این لایه در اورانوس ضخیم‌تر از نپتون است. پژوهشگران احتمال می‌دهند که یخ متان موجود در اتمسفر نپتون و اورانوس به ریزگردهای این لایه فشار می‌آورد و آن‌ها را به نواحی عمیق‌تر اتمسفر هل می‌دهد. در آن نواحی، متان در اثر سرما بشکل برف درآمده است. محققان می‌گویند چون جو نپتون بسیار فعال‌تر و متلاطم‌تر است، در شوراندن ذرات متان بسمت لایه ریزگردها و تولید برف متان، قوی‌تر عمل می‌کند. با این کار، ریزگردهای بیشتری از هم می‌پاشند و لایه‌ی جوّی حاوی ریزگرد رقیق‌تر می‌شود و لذا آبیِ نپتون پررنگ‌تر به نظر می‌رسد.

نپتون جوّ بسیار فعالی دارد و معمولا طوفان‌هایی با سرعت بیش از 2000 کیلومتر در ساعت آسمان این سیاره را درمی‌نوردند.

 

پی‌نوشت

  1. مدل یا الگوی علمی، ابزاری رایانشی است که دانشمندان برای آزمودن پیش‌بینی‌های‌شان درباره یک پدیده از آن بهره می‌برند. وقتی آزمودن پدیده‌ای در دنیای واقعی ممکن نباشد، از مدل یا الگو استفاده می‌کنند.
  2. به ذرات یا قطرات ریز شناور در گاز، ذرات هواپخش می‌گویند. مثلا مه رقیق و غلیظ و دود از انواع رایج هواپخش‌ها در جو زمین هستند. نپتون و اورانوس نیز جو خود هواپخش‌ها یا ذرات معلق دارند.

 



  29 خرداد 1401
0 نظر
0.00
  0 رای
نظرات کاربران

در حال بارگذاری