تلسکوپ جیمز وب پرده از رازهای جو اورانوس برداشت: شفق‌های قطبی غول‌آسا و میدان مغناطیسی منحصربه‌فرد

کشف شفق‌های گسترده و میدان مغناطیسی عجیب

تلسکوپ فضایی جیمز وب برای نخستین بار موفق به ترسیم نقشه‌ای دقیق از جو مرموز فوقانی اورانوس شده است. این مشاهدات، ویژگی‌های جدید و عجیبی از میدان مغناطیسی اسرارآمیز و شفق‌های درخشان این سیاره را آشکار کرده‌اند.

دانشمندان با استفاده از جیمز وب، اورانوس را در طول یک روز کامل این سیاره (حدود ۱۵ ساعت) تحت نظر گرفتند. هدف اصلی، درک چگونگی توزیع انرژی در لایه‌های فوقانی جو سیارات غول‌یخی و بررسی مکانیسم تشکیل شفق‌های قطبی در اورانوس بود.

انحراف منحصربه‌فرد قطب مغناطیسی

میدان مغناطیسی اورانوس در میان سیارات بزرگ منظومه شمسی بی‌نظیر است. قطب مغناطیسی این سیاره حدود ۶۰ درجه نسبت به قطب جغرافیایی آن انحراف دارد. این کج‌شدگی شدید باعث می‌شود شفق‌های قطبی در اورانوس بسیار فراتر از مناطق قطبی گسترش یابند، برخلاف آنچه در زمین رخ می‌دهد.

پائولا تیرانتی، نویسنده اصلی این مطالعه از دانشگاه نورثومبریا، می‌گوید: «مغناطیس‌کره اورانوس یکی از عجیب‌ترین‌ها در کل منظومه شمسی است. اکنون جیمز وب به ما نشان داده که این اثرات تا چه عمقی در جو سیاره نفوذ می‌کنند.»

پرتره‌ای بی‌سابقه از ذرات یونیزه

تلسکوپ جیمز وب دقیق‌ترین پرتره ممکن از نحوه انرژی‌گیری ذرات در جو فوقانی اورانوس را ثبت کرده است. این ذرات در اثر برهمکنش با خورشید یونیزه می‌شوند. مطالعه جدید که در مجله Geophysical Research Letters منتشر شده، به اندازه‌گیری دما و چگالی یون‌ها تا ارتفاع ۵۰۰۰ کیلومتری بالای ابرهای اورانوس پرداخته است.

داده‌ها نشان می‌دهد که دما و چگالی در یک ارتفاع به اوج خود نمی‌رسند. یون‌ها در فاصله حدود ۴۰۰۰ تا ۵۰۰۰ کیلومتری گرم‌ترین و در ارتفاع حدود ۱۰۰۰ کیلومتری چگال‌ترین هستند. دانشمندان علت این پدیده را «هندسه پیچیده» میدان مغناطیسی اورانوس می‌دانند.

دو کمربند شفق و یک منطقه خالی

این هندسه پیچیده همچنین منجر به تشکیل دو نوار درخشان از شفق‌های قطبی در نزدیکی قطب‌های مغناطیسی اورانوس شده است. با این حال، بین این دو کمربند شفقی، منطقه‌ای وجود دارد که در آن هم چگالی یون‌ها و هم انتشارات شفقی به شدت کاهش می‌یابد.

به گفته محققان، این «کمبود» احتمالاً ناشی از گذار بین خطوط میدان مغناطیسی سیاره است. مشاهدات مشابهی نیز از جو فوقانی مشتری به دست آمده که وجود مناطق انتقالی همانند را تأیید می‌کند.

تأیید روند سرد شدن جو اورانوس

علاوه بر نقشه‌برداری سه‌بعدی بی‌سابقه، تلسکوپ جیمز وب یافته‌های مطالعات پیشین را نیز تأیید کرده است. داده‌ها نشان می‌دهند جو فوقانی اورانوس از اوایل دهه ۱۹۹۰ میلادی به طور پیوسته در حال سرد شدن بوده است.

میانگین دمای اندازه‌گیری شده توسط جیمز وب برای جو اورانوس حدود ۱۵۳ درجه سلسیوس است. این دما کمتر از مقادیر ثبت شده توسط سایر فضاپیماها و تلسکوپ‌های زمینی در گذشته است.

گامی به سوی درک سیارات فراخورشیدی

پائولا تیرانتی در این باره توضیح می‌دهد: «با آشکار کردن ساختار عمودی اورانوس با این جزئیات، جیمز وب به ما در درک موازنه انرژی در غول‌های یخی کمک می‌کند.» این گامی حیاتی برای شناخت بهتر سیارات غول‌پیکر خارج از منظومه شمسی محسوب می‌شود.

این یافته‌ها نه تنها اسرار اورانوس، این غول یخی دورافتاده را روشن می‌کند، بلکه چارچوبی ارزشمند برای مطالعه و درک سیارات مشابه در اطراف دیگر ستاره‌های کهکشان فراهم می‌آورد.

منبع: Livescience