کشف غیرمنتظره در زحل پس از ۴ دهه

به نظر می‌رسد حلقه‌های نمادین زحل بر جو این سیاره اثری می‌گذارند که دانشمندان هرگز انتظارش را نداشتند. یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که این حلقه‌های معروف در واقع جو زحل را گرم می‌کنند. نکته قابل توجه اینجاست که گروهی از محققان ناسا می‌گویند که این پدیده پیش از این هرگز توسط ستاره‌شناسان در منظومه شمسی ما دیده نشده است.

این راز به مدت ۴۰ سال در معرض دید عموم قرار داشت و پنهان باقی مانده بود. اما یک ستاره‌شناس کهنه کار ظرف مدت یک سال با استفاده از مشاهدات زحل با تلسکوپ فضایی هابل ناسا و کاوشگر بازنشسته کاسینی و همچنین فضاپیماهای وویجر ۱ و ۲ و کاوشگر فرابنفش بین‌المللی به این موضوع پی برد.

محققان می‌گویند، این تعامل غیرمنتظره بین زحل و حلقه‌های آن می‌تواند به طور بالقوه ابزاری برای دانشمندان فراهم کند تا پیش‌بینی کنند که آیا سایر سیارات در اعماق فضا نیز حلقه باشکوهی مانند زحل دارند یا خیر. شواهد نشان دهنده‌ی تابش بیش از حد پرتو فرابنفش است که به عنوان یک خط طیفی از هیدروژن داغ در جو زحل ظاهر می‌شود.

محققان ناسا افزودند که تکان‌ها در تشعشع به این معناست که چیزی جو بالای سیاره را آلوده کرده و آن را از بیرون گرم می‌کند. اخترشناسان بر این باورند که عملی‌ترین توضیح این است که ذرات حلقه یخی که بر زحل می‌بارند، جو این سیاره را گرم می‌کنند. این پدیده ممکن است در نتیجه‌ی برخوردهای ریزشهاب‌سنگ‌ها، بمباران ذرات بادهای خورشیدی، تابش فرابنفش خورشیدی یا نیروهای الکترومغناطیسی که گرد و غبار باردار الکتریکی را جمع می‌کنند، ایجاد شود.

کشش میدان گرانشی زحل همه‌ی این موارد را ممکن می‌کند و این ذرات را به داخل سیاره می‌کشاند.

دانشمندان می گویند این یک غافلگیری کامل بوده است

زمانی که کاوشگر کاسینی ناسا در پایان ماموریت خود در سال ۲۰۱۷ در جو زحل فرو رفت، محققان اعلام کردند که این کاوشگر اتمسفر زحل را مورد بررسی قرار داده است و تایید کردند که ذرات دائما از حلقه‌های سیاره جدا شده و روی آن سقوط می‌کنند.

اگرچه فروپاشی آهسته‌ی حلقه‌ها به خوبی مشخص شده است اما تاثیر آن بر هیدروژن اتمی سیاره باعث تعجب است.

همه چیز توسط ذرات حلقه‌ها که در عرض‌های جغرافیایی خاص وارد جو می‌شوند هدایت می‌شود. آنها ترکیبات جو بالایی را تغییر می‌دهند و فرآیندهای برخوردی با گازهای جوی نیز وجود خواهد داشت که احتمالا جو را در یک ارتفاع خاص گرم می‌کند.

دانشمندان ماموریت‌های مربوط به زحل را که به دهه‌ی ۱۹۷۰ بازمی‌گردد، مورد مطالعه قرار دادند.

دو کاوشگر وویجر ناسا در دهه‌ی ۱۹۸۰ از کنار زحل عبور کردند. در آن زمان، ستاره‌شناسان اضافی بودن پرتوهای فرابنفش را به عنوان نویز در آشکارسازهای قدیمی در نظر گرفتند و آن را رد کردند.

ماموریت کاسینی که در سال ۲۰۰۴ به زحل رسید، همچنین داده‌های مربوط به پرتوهای فرابنفش را در اتمسفر این سیاره طی چندین سال جمع‌آوری کرد. تلسکوپ فضایی هابل و کاوشگر بین‌المللی فرابنفش که در سال ۱۹۷۸ به فضا پرتاب شدند نیز همچنین داده‌هایی جمع‌آوری کردند. از آن زمان، سوالاتی در مورد اینکه آیا همه‌ی این داده‌ها نشان دهنده‌ی یک پدیده واقعی در زحل هستند یا خیر وجود داشته است.

ناسا می‌گوید کلید حل این پازل در تصمیم بن جافل(Ben-Jaffel) برای استفاده از داده‌های طیف‌نگار تصویربرداری تلسکوپ فضایی هابل(STIS) بود. مشاهدات دقیق زحل به کالیبره کردن داده‌های قدیمی مربوط به پرتوهای فرابنفش طی هر چهار ماموریت فضایی رصد زحل کمک کرد.

بن جافل می‌گوید: وقتی همه چیز کالیبره شد، به وضوح دیدیم که طیف‌ها در تمام ماموریت‌ها منطبق هستند. این واقعا برای من غافلگیر کننده بود. من داده‌های مختلف توزیع نور را ترسیم کردم و متوجه شدم یکسان هستند.

خورشید را برای گرم کردن زحل سرزنش نکنید

چهار دهه مطالعه‌ی داده‌های پرتو فرابنفش چرخه‌های خورشیدی متعددی را پوشش می‌دهد و به اخترشناسان کمک می‌کند تا اثرات فصلی خورشید بر زحل را مطالعه کنند. بن جافل با گردآوری تمام داده‌های متنوع و کالیبره کردن آن‌ها دریافت که هیچ تفاوتی در سطح تابش پرتو فرابنفش طی چرخه‌های مختلف وجود ندارد.

محققان می‌خواهند این یافته‌ها را به سایر سیارات منظومه شمسی نیز تعمیم بدهند.