نقشه‌ی دقیق شفق‌های قطبی مرموز اورانوس تهیه شد
دانشمندان برای نخستین بار کل اورانوس را در طیف فروسرخ تصویربرداری کرده‌اند تا با تهیه‌ی دقیق‌ترین نقشه، درک بهتری از شفق‌های قطبی مرموز این سیاره داشته باشند.
یک تیم پژوهشی به سرپرستی «دانشگاه لستر» (University of Leicester) انگلستان، طی کارزار علمی سه روزه که هفته‌ی گذشته به‌صورت مستقیم برای همه‌ی جهان پخش شد از تلسکوپ فروسرخ ناسا (IRTF) در هاوایی برای بررسی غول یخی عجیب منظومه‌ی شمسی که ۱۹ بار نسبت به زمین از خورشید دورتر است، استفاده کردند.
درست مانند روی زمین، شفق‌های قطبی در «اورانوس» (Uranus) هم بر اثر برهم‌کنش باد خورشیدی (جریان ذرات باردار با منشأ خورشید) و میدان مغناطیسی سیاره ایجاد می‌شوند. اما چون اورانوس تفاوت‌های زیادی با سیاره‌ی ما دارد این شفق‌ها هم نسبت به نورهای شمالگان و جنوبگان زمین بسیار متفاوت عمل می‌کنند.
برای نمونه محور گردش اورانوس به دور خودش، تقریبا عمود بر خورشید است و سیاره از پهلو به دور خورشید می‌چرخد که باعث می‌شود قطب‌های آن برای حدود یک چهارم سال به‌طور مستقیم رو به ستاره قرار داشته باشند.
همچنین برخلاف زمین، مشتری یا زحل، قطب‌های مغناطیسی اورانوس، با قطب‌های جغرافیایی آن هم‌راستا نیستند بلکه ۶۰ درجه انحراف دارند. بنابراین شفق‌های قطبی اورانوس باعث روشن شدن آسمان در بالای قطب‌های جغرافیایی نمی‌شوند و در مکان‌های متفاوت و عجیبی قرار می‌گیرند.
«اما توماس» (Emma Thomas) دانشجوی دکترای نجوم دانشگاه لستر درباره‌ی موقعیت شفق‌های اورانوس گفت: «شفق قطبی شمالی در حقیقت از نیمکره‌ی شمالی به سمت خط استوا امتداد می‌یابد و حتی تا نیمکره‌ی جنوبی پیش می‌رود. اگر بخواهید از شفق‌های این سیاره نقشه‌برداری کنید، نمی‌توانید فقط به بالای آن بنگرید بلکه باید تمام سطح آن را درنظر بگیرید.»
شفق‌های قطبی عجیب اورانوس در طیف فروسرخ
Credit: University of Leicester
برای تصویربرداری از کل اورانوس، دانشمندان مشاهدات خود را به سه پنجره‌ی زمانی ۸ ساعته در طول ۳ روز تقسیم کردند. آن‌ها باید زمان‌بندی هر پنجره‌ی رصدی را با توجه به دوره‌ی چرخشی ۱۷ ساعته‌ی اورانوس تعیین می‌کردند. بدین ترتیب پس از ترکیب داده‌ها، نتیجه، دقیق‌ترین نقشه از سطح سیاره را در طیف فروسرخ شکل می‌داد.
توماس افزود: «ما با استفاده از این نقشه می‌خواهیم بفهمیم که بخش‌های روشن‌تر در کدام مناطق اورانوس قرار دارند. خود اورانوس یک درخشش زمینه‌ای در نور روز دارد. هر درخششی بالاتر از این سطح، یا ناشی از فرآیند‌های گرمایی داخلی و یا ناشی از شفق‌های قطبی آن است. بنابراین با اندازه‌گیری چگالی ذرات بر فراز اورانوس، می‌توانیم منشأ آن‌ها را تشخیص دهیم.»
پیش از این سطح اورانوس تنها در طیف فرابنفش تصویربرداری شده بود. مأموریت «وویجر ۲» (Voyager 2) ناسا در سال ۱۹۸۶ میلادی، برای مدت کوتاهی از کنار این سیاره گذشت و نخستین و تنها مجموعه عکس‌های نزدیک از سطح و محیط اطراف آن را ثبت کرد. در سال ۲۰۱۱ هم تلسکوپ فضایی هابل برای اولین بار شفق‌های درخشانی را رصد کرد که بر فراز سیاره می‌درخشند و هر یک مساحتی بزرگ‌تر از کره‌ی زمین را دربر می‌گیرند.
با وجود فعالیت پژوهشی اخیر اما دانشمندان هنوز اطلاعات کمی درباره‌ی این نمایش‌های درخشان اورانوس و عامل ایجاد آن‌ها دارند. توماس گفت: «هنوز مگنتوسفر (مغناطیس‌سپهر) اورانوس و چگونگی برهم‌کنش آن با باد خورشیدی را به‌طور کامل درک نکرده‌ایم.»
رصد اورانوس در طیف فروسرخ
Credit: University of Leicester
مغناطیس‌سپهر ناحیه‌ای در اطراف یک سیاره است که تحت اثر میدان مغناطیسی آن قرار دارد. او افزود: «با نقشه‌برداری از این شفق‌ها می‌توانیم درک بهتری از فعل‌وانفعال باد خورشیدی با مغناطیس‌سپهر داشته باشیم و از این طریق ایده‌ی بهتری درباره‌ی جهت‌گیری خطوط مغناطیسی به‌دست آوریم.»
طبق مطالعه‌ای که در سال ۲۰۱۷ انجام شد، دانشمندان می‌دانند که میدان مغناطیسی روی اورانوس رفتار عجیبی از خود نشان می‌دهد و خطوط مغناطیسی اغلب در یک روز قطع‌ووصل می‌شوند. درک چگونگی تغییر شفق‌ها در طول یک روز می‌تواند بینش جدیدی درباره‌ی سازوکار ایجاد این میدان مغناطیسی نامنظم ارائه کند.
شفق‌های اورانوس نه تنها در طول روز، بلکه با تغییر فصل‌ها هم بسته به اینکه کدام طرف سیاره به سمت خورشید است و کدام سمت در تاریکی قرار دارد، تغییر می‌کنند. اما چون هر سال اورانوس ۸۴ سال زمینی طول می‌کشد، دانسته‌های دانشمندان از تغییرات فصلی به آهستگی پیش می‌رود.
به گفته‌ی توماس اکنون فقط اطلاعات یک فصل اورانوس موجود است و همه‌ی آنچه در طول ۲۰ و ۴۰ سال آینده جمع‌آوری می‌شود، برای درک کامل شیوه‌ی عملکرد شفق‌های قطبی سیاره بسیار اهمیت دارد.
عکس کاور: اورانوس از نگاه تلسکوپ فضایی هابل در سال ۲۰۱۸ تحت برنامه‌ی OPAL
Credit: NASA, ESA, A.A. Simon (NASA Goddard)/ M.H. Wong, A.I. Hsu (University of California, Berkeley)
منبع: Space
