تلسکوپ جیمز وب، شفق‌های قطبی غول‌پیکری را در جو اورانوس مشاهده کرد

ایالات متحده - خبرگزاری اخباری

تلسکوپ جیمز وب، شفق‌های قطبی غول‌پیکری را در جو اورانوس مشاهده کرد

در یک کشف نجومی پیشگامانه، تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) تصاویر خیره‌کننده و دقیقی از شفق‌های قطبی عظیمی که در جو بالایی اورانوس می‌چرخند، ثبت کرده است. این مشاهدات که تقریباً یک چرخش کامل سیاره را در بر گرفتند، دیدگاه‌های بی‌سابقه‌ای را در مورد محیط مغناطیسی این غول یخی مرموز و نحوه تعامل ذرات باردار آن با باد خورشیدی ارائه می‌دهند.

این آخرین مطالعه که در مجله Geophysical Research Letters منتشر شده است، اولین تحلیل جامع از جو بالایی و مغناطیس‌کره اورانوس با استفاده از قابلیت‌های پیشرفته مادون قرمز JWST را نشان می‌دهد. این تلسکوپ به مدت 15 ساعت اورانوس را رصد کرد، که مدت زمانی کافی برای ثبت تقریباً یک روز کامل اورانوسی بود و به دانشمندان اجازه داد تا تغییرات پویا را در لایه‌های بالایی جو ردیابی کنند.

پائولا تیرانتی، نویسنده اصلی این مطالعه و دانشجوی دکتری در دانشگاه نورثامبریا در بریتانیا، در بیانیه‌ای از آژانس فضایی اروپا (ESA) گفت: «مغناطیس‌کره اورانوس یکی از عجیب‌ترین‌ها در منظومه شمسی است.» «وب اکنون به ما نشان داده است که این اثرات تا چه عمقی به جو نفوذ می‌کنند.» میدان مغناطیسی اورانوس در میان سیارات غول‌پیکر منظومه شمسی به طور قابل توجهی منحصر به فرد است، به طوری که قطب مغناطیسی آن با زاویه قابل توجه 60 درجه نسبت به قطب جغرافیایی‌اش کج شده است. این شیب شدید منجر به نمایش‌های شفق قطبی می‌شود که بسیار فراتر از مناطق قطبی سیاره امتداد می‌یابند و به طور محسوسی با شفق‌های قطبی زمین متفاوت هستند.

دانشمندان از JWST برای کاوش در مغناطیس‌کره اورانوس – ناحیه فضایی اطراف سیاره که توسط میدان مغناطیسی آن غالب است – استفاده کردند. یافته‌ها نشان می‌دهند که ذرات پرانرژی در جو بالایی سیاره از طریق تعامل با باد خورشیدی، انرژی‌دار (یونیزه) می‌شوند. این فرآیند یونیزاسیون مسئول نمایش‌های درخشان شفق قطبی است که در نزدیکی قطب‌های مغناطیسی سیاره مشاهده می‌شوند و دو نوار متمایز و درخشان را تشکیل می‌دهند.

داده‌های JWST نشان داد که دمای یون‌ها و چگالی آن‌ها در جو بالایی اورانوس در یک ارتفاع به اوج خود نمی‌رسد. یون‌ها در ارتفاعات بین تقریباً 2500 تا 3100 مایل (4000 تا 5000 کیلومتر) بالاتر از قله‌های ابر، گرم‌ترین بودند، در حالی که بیشترین چگالی آن‌ها در حدود 600 مایل (1000 کیلومتر) ثبت شد. مقامات ESA توضیح دادند که این توزیع پیچیده نتیجه "هندسه پیچیده" میدان مغناطیسی اورانوس است.

تحلیل‌های بیشتر، "کاهش" قابل توجهی را هم در چگالی یون‌ها و هم در انتشار شفق‌های قطبی در ناحیه بین این کمربندهای شفق قطبی مشاهده کردند. دانشمندان پیشنهاد می‌کنند که این پدیده احتمالاً ناشی از گذار بین خطوط میدان مغناطیسی سیاره است، اثری که در جو بالایی مشتری نیز مشاهده شده است.

علاوه بر نقشه‌برداری سه‌بعدی از جو بالایی اورانوس برای اولین بار، مشاهدات JWST یافته‌های قبلی را تأیید کرد که حاکی از روند خنک‌سازی مداوم در جو بالایی سیاره از اوایل دهه 1990 است. این تلسکوپ نشان داد که میانگین دمای جو اورانوس حدود -153 درجه سانتیگراد (307 درجه فارنهایت) است، رقمی که کمتر از اندازه‌گیری‌های به دست آمده از فضاپیماهای دیگر و تلسکوپ‌های زمینی است.

تیرانتی افزود: «با آشکار کردن ساختار عمودی اورانوس با چنین جزئیاتی، وب به ما کمک می‌کند تا تعادل انرژی غول‌های یخی را درک کنیم.» «این یک گام حیاتی به سوی توصیف سیارات غول‌پیکر فراتر از منظومه شمسی ما است.»

اورانوس به عنوان یک جرم آسمانی منحصر به فرد باقی مانده است، که به دلیل چرخش جانبی به دور خورشید مشهور است. مشاهدات نزدیک از این سیاره کمیاب هستند، و گذر فضاپیمای ویجر 2 در سال 1986 تنها برخورد از این نوع بوده است، که بسیاری از ناشناخته‌ها در مورد این دنیای دوردست را باقی گذاشته است. ماموریت JWST برای مطالعه جو سیارات در نور مادون قرمز، برای رمزگشایی فرآیندهای شکل‌گیری همسایگان منظومه شمسی ما و برای درک اینکه آیا سیستم‌های سیاره فراخورشیدی ممکن است مسیرهای تکاملی مشابهی را دنبال کنند، حیاتی است. در نهایت، درک سیارات غول‌پیکر مانند اورانوس، کلید شناسایی دنیاهای بالقوه قابل سکونت در اطراف ستارگان دوردست است.

خبرگزاری اخباری