اولین تصاویر از سطح شگفت‌انگیز سیاره زهره

فرارو: دانشمندان با استفاده از داده‌های تصویرگر میدان وسیع برای کاوشگر خورشیدی پارکر (WISPR) توانستند برای اولین بار به زیر جو غلیظ سیاره زهره نگاه کنند و ویژگی‌های زمین‌شناسی مانند ارتفاعات، فلات‌ها و دشت‌ها را کشف کنند. یافته‌ای که می‌تواند به ما در درک بهتر مواد معدنی تشکیل دهنده این سیاره سنگی و مرموز کمک کند.

زُهره یا ناهید، دومین سیاره زمین‌سان منظومه شمسی است که در مداری میان مدار‌های زمین و عطارد قرار گرفته است. سیاره زهره از نظر مداری، نزدیک‌ترین فاصله به زمین را دارد، اما گرم‌ترین سیاره در منظومه شمسی نیز هست و همین امر سبب شده تا پوشش غلظی جو آن را فراگیرد که دیدن آن را با چشم غیر مسلح دشوار می‌کند. این جو بسیار غلیظ نه تنها دیدن این سیاره را از زمین دشوار می‌کند بلکه به علت گرمای بسیار زیاد، برای کاووشگر‌های فضایی نیز دشواری‌های فراروانی ایجاد می‌کند. اما کاوشگر پارکر ناسا به نظر می‌رسد اولین نگاه‌های دقیق ما به سطح این سیاره را محقق کرده است.

برایان وود، اخترفیزیکدان آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی ایالات متحده و عضو تیم WISPR می‌گوید: «زهره سومین شی درخشان در آسمان است، اما تا همین اواخر ما اطلاعات زیادی در مورد ظاهر سطح آن نداشتیم، زیرا دید ما از آن توسط یک جو غلیظ مسدود شده است. ولی اکنون، ما بالاخره برای اولین بار از فضا سطح آن را در طول موج‌های مرئی می‌بینیم.» اگرچه زهره نسبتاً نزدیک به زمین است، اما مطالعه آن بسیار دشوار است. این سیاره به عنوان «همزاد شیطانی» زمین شناخته می‌شود، زیرا اگرچه از نظر اندازه، جرم، ساختار و ترکیب شبیه به زمین است، اما عمیقاً امکان حیات در آن غیر قابل تصور است.

زمین معتدل و مرطوب است، ولی زهره خشک و احتمالاً آتشفشانی است و دمای سطح آن به طور متوسط ۴۷۱ درجه سانتیگراد (۸۸۰ درجه فارنهایت) می‌باشد. آسمان زهره مملو از ابر‌های ضخیم و سمی است که اسید سولفوریک می‌بارد. این ویژگی ها، بررسی سیاره را از نزدیک دشوار می‌کند و فرودگر‌های ارسال شده به آن را در نهایت ذوب می‌کند. در واقع، این ابر‌های خفه کننده، مشاهدات بیرونی سطح را اگر نه غیرممکن، اما بسیار دشوار می‌کنند. اینجاست که WISPR دانشمندان را شگفت زده کرد. سال گذشته، تصاویری از سمت شب زهره گرفته شد که به نظر می‌رسید ویژگی‌های سطحی را از طریق لایه‌های ابر نشان می‌داد.

کاوشگر WISPR برای نور مرئی بهینه شده است. یعنی در طول موج‌هایی که چشم انسان می‌تواند ببیند عکس می‌گیرد. اما معلوم شد که این کاوشگر می‌تواند کمی دورتر را نیز ببیند، یعنی بخش مادون قرمز نزدیک به طیف نامرئی برای چشم انسان. وود توضیح می‌دهد در سمت روز زهره، که توسط خورشید گرم می‌شود، هرگونه تشعشعات فروسرخ سطح از بین می‌رود. اما در سمت شب، به نظر می‌رسد تغییرات دما در سطح سیاره به طور غیرمنتظره‌ای توسط این کاوشگر قابل تشخیص است. سایر فناوری‌ها، مانند تصویربرداری راداری انجام شده توسط کاوشگر ماژلان در دهه ۱۹۹۰، و تصویربرداری مادون قرمز انجام شده توسط کاوشگر فعلی JAXA Akatsuki، نقشه بسیار خوبی از زمین‌شناسی سطح زهره را به ما ارائه کرده‌اند. به گفته محققان، مشارکت WISPR، اما درک ما را به سطح طیف مرئی می‌رساند.

پرواز سال گذشته این کاوشگر، منطقه‌ای به نام Aphrodite Terra را نشان داد که بزرگترین منطقه مرتفع در سطح سیاره است و به صورت یک لکه تاریک در برابر ابر‌های درخشان ظاهر شد. چنین ظاهری به این دلیل است که آفرودیت ترا با ارتفاع بالاتری که دارد، بسیار سردتر از زمین‌های اطراف خود است، بنابراین در تصاویر مادون قرمز یا نزدیک به مادون قرمز از این سیاره، قابل مشاهده است. این تصاویر ویژگی‌های دیگری را نیز نشان می‌دهد. فلات Tellus Regio و دشت‌های Aino Planitia نیز دارای تغییرات ارتفاعی هستند که باعث می‌شود از طریق ابر‌ها در طول موج‌های فروسرخ قابل مشاهده باشند. اگرچه این تصاویر از نظر توپوگرافی چیز جدیدی را نشان نداده اند، اما داده‌ها همچنان می‌توانند به ما در درک بهتر زهره کمک کنند.

از آنجایی که کانی‌های مختلف گرما را متفاوت هدایت و آزاد می‌کنند، می‌توان از انتشارات برای بازسازی کانی‌شناسی سطح سیاره نیز استفاده کرد. این به نوبه خود می‌تواند به ما در درک تاریخچه سیاره کمک کند. به عنوان مثال، می‌دانیم که زهره در گذشته از نظر آتشفشانی بسیار فعال بوده است. مطالعه سطح آن می‌تواند به ما کمک کند تا بفهمیم که این فعالیت چقدر گسترده و چقدر بزرگ بوده است. افزودن داده‌های مرئی و نزدیک به فروسرخ به مجموعه داده‌های موجود، دامنه طول‌موج‌هایی را که دانشمندان می‌توانند برای انجام این کار استفاده کنند، افزایش می‌دهد.

هدف اصلی پارکر کاوش در خورشید است و مشاهدات مربوط به زهره آن تقریباً تصادفی است. این کاوشگر از سیاره برای انجام مانور‌های کمکی گرانشی و از گرانش زهره برای انجام تنظیمات سرعت و مسیر در ماموریت خورشیدی خود استفاده می‌کند. قرار است در مجموع هفت مورد از این مانور‌ها انجام شود که تا کنون پنج تای آن‌ها انجام شده است. با این همه تنها دو مورد از آن‌ها تاکنون برای این تصاویر در شب مناسب بوده‌اند.

از دو کمک گرانشی باقی مانده، تنها یکی امکان مشاهدات بیشتر را می‌دهد. کمک گرانشی نهایی، که برای ۶ نوامبر ۲۰۲۴ برنامه ریزی شده است. ما مجذوب خواهیم شد تا ببینیم WISPR چه چیز دیگری ممکن است پیدا کند. نیکولا فاکس، فیزیکدان بخش هلیوفیزیک ناسا می‌گوید: «پارکر به عملکرد بهتر از انتظارات ما ادامه می‌دهد و ما هیجان زده هستیم که این مشاهدات جدید در طول مانور کمک گرانشی بعدی، چگونه می‌تواند به پیشرفت تحقیقات زهره به روش‌های غیرمنتظره کمک کند.» این تحقیق در نشریه Geophysical Research Letters منتشر شده است.