اورانوس از 2 زاویه! هابل و نیو هورایزنز چه دیدنی از این سیاره غول‌پیکر دارن؟

نگاهی مشترک به اورانوس توسط تلسکوپ فضاییِ هابل و فضاپیمای نیو هورایزنز

اخیراً، تلسکوپ فضایی هابل از ناسا و فضاپیمای نیو هورایزنز همزمان اورانوس رو زیر نظر گرفتن. این اتفاق به دانشمندا این فرصت رو داد تا بتونن این سیاره رو از دو دیدگاه کاملاً متفاوت مقایسه کنن. نتایج این بررسی‌ها به پیشرفت برنامه‌های آینده برای مطالعه‌ی سیارات مشابه در اطراف ستاره‌های دیگه کمک می‌کنه.

ستاره‌شناس‌ها از اورانوس به عنوان یه نمونه برای سیارات مشابه‌‌اش که خارج از منظومه‌ی شمسی ما قرار دارن و بهشون سیارات فراخورشیدی می‌گن، استفاده کردن. اونها تصاویر باکیفیت هابل رو با اون چیزی که نیو هورایزنز از دور دید، مقایسه کردن. این مقایسه‌ی تصویری به دانشمندا کمک می‌کنه تا در مورد اونچه که قراره وقتی سیاراتی در اطراف ستاره‌های دیگه با تلسکوپ‌های آینده رصد می‌کنیم، بیشتر یاد بگیرن.

سامنته هاسلر، که نویسنده‌ی اصلی مقاله بود و با تیم علمی نیو هورایزنز از موسسه‌ی فناوری ماساچوست در کمبریج همکاری می‌کرد، گفت: “گرچه انتظار داشتیم اورانوس در هر فیلتری که مشاهده می‌کنیم، متفاوت به نظر برسه، اما متوجه شدیم که اورانوس در داده‌های نیو هورایزنز، از یه زاویه‌ی دیگه، در واقع کم‌نورتر از چیزی بود که پیش‌بینی می‌شد.”

تصویربرداری مستقیم از سیارات فراخورشیدی یه تکنیک کلیدی برای یادگیری در مورد قابلیت سکونت اوناست و اطلاعات جدیدی در مورد چگونگی به‌وجود اومدن و شکل‌گیری منظومه‌ی شمسی خودمون ارائه می‌ده. ستاره‌شناس‌ها از هر دو روش تصویربرداری مستقیم و طیف‌سنجی استفاده می‌کنن تا نور رو از سیاره‌ای که دارن مشاهده می‌کنن جمع‌آوری کنن و روشنایی اون رو در طول موج‌های مختلف مقایسه کنن. اما تصویربرداری از سیارات فراخورشیدی یه کار خیلی سخت محسوب می‌شه چون این سیارات خیلی دورن و تصاویرشون فقط شبیه نقطه‌های کوچیکی هستن. به همین دلیل، جزئیات کمتری نسبت به اون چیزی دارن که می‌شه از سیارات نزدیک به خورشید خودمون دید.

علاوه بر این، محقق‌ها فقط می‌تونن از سیارات فراخورشیدی در “فازهای جزئی” تصویربرداری مستقیم داشته باشن، یعنی زمانی که فقط بخشی از سیاره توسط ستاره‌اش روشن شده و از زمین قابل دیدنه. اورانوس به چند دلیل به عنوان یه هدف ایده‌آل برای آزمایش درک ما از مشاهدات آینده‌ی بقیه‌ی تلسکوپ‌ها از سیارات فراخورشیدی انتخاب شد. اول اینکه، خیلی از سیارات فراخورشیدی که می‌شناسیم هم غول‌های گازی هستن و شبیهن. همچنین، در زمان رصد، نیو هورایزنز ۶.۵ میلیارد مایل دورتر، پشت اورانوس بود و این امکان رو فراهم کرد که هلال غروبش رو بررسی کنن—چیزی که از زمین ممکن نیست.

از این فاصله، تصویری که نیو هورایزنز از سیاره داشت، فقط چند پیکسل توی دوربین رنگی‌اش، که به اسم دوربین تصویربرداری چندطیفیِ قابل مشاهده معروفه، بود. از طرف دیگه، هابل با کیفیت بالا و در مداری نزدیک به زمین، ۱.۷‌ میلیارد مایل دورتر از اورانوس، تونست ویژگی‌های جوی مثل ابرها و طوفان‌ها رو در سمت روشن این دنیای گازی ببینه. هاسلر اضافه کرد: “اورانوس در مشاهدات نیو هورایزنز فقط شبیه یه نقطه‌ی کوچیک دیده می‌شد، مثل نقطه‌هایی که از سیارات فراخورشیدی به‌طور مستقیم از رصدخونه‌هایی مثل وب یا رصدخونه‌های زمینی دیده می‌شن.” هابل زمینه رو برای درک این موضوع که توی جو در زمانی که نیو هورایزنز داره رصد می‌کنه، چی می‌گذره، فراهم می‌کنه.

سیارات غول‌پیکر گازی توی منظومه‌ی شمسی ما جوهای پویایی دارن و مدام تغییر می‌کنن، جوری که پوشش ابری‌شون عوض می‌شه. این وضعیت در بین سیارات فراخورشیدی چقدر رایجه؟ با دونستن جزئیات اون چیزی که ابرهای اورانوس از نظر هابل چطور به‌نظر می‌رسن، محقق‌ها می‌تونن اون چیزی رو که از داده‌های نیو هورایزنز برداشت می‌کنن، تأیید کنن.

نتایج جدید از سیاره‌ی اورانوس توسط نیو هورایزنز

در مورد سیاره‌ی اورانوس، هم تلسکوپ هابل و هم نیو هورایزنز دیدن که روشنایی این سیاره در حین چرخشش تغییر نمی‌کنه. این نشون می‌ده که ویژگی‌های ابرها با چرخیدن سیاره عوض نمی‌شن. با این حال، نکته‌ی مهم کشف نیو هورایزنز به این موضوع مربوط می‌شه که این سیاره در فازهای مختلف نوری، نوری رو به یه شکل متفاوت از چیزی که هابل یا بقیه‌ی رصدخونه‌های زمینی می‌تونن ببینن، منعکس می‌کنه. نیو هورایزنز نشون داد که سیارات فراخورشیدی ممکنه در زوایای فاز جزئی و بالا، کم‌نورتر از پیش‌بینی‌ها باشن و جو این سیارات هم در فاز جزئی نور رو به شکل متفاوتی منعکس می‌کنه.

ناسا دو تا رصدخونه‌ی بزرگ در حال توسعه داره تا مطالعات جو سیارات فراخورشیدی و قابلیت سکونت اونها رو پیش ببره. آلن استرن، محقق اصلی نیو هورایزنز از مؤسسه‌ی تحقیقات جنوب غربی، اضافه کرد: “این بررسی‌های تاریخی‌ای که نیو هورایزنز از اورانوس انجام داد، از زاویه‌ای که به هیچ وجه نمی‌شد دید، به گنجینه‌ی اطلاعات علمی جدید این مأموریت اضافه شد و مثل خیلی از داده‌های دیگه که توی این مأموریت به‌دست اومدن، دیدگاه‌های جدید و شگفت‌انگیزی رو در مورد جهان‌های منظومه‌ی شمسی ما ارائه کرده.”

تلسکوپ فضایی نانسی گریس رُمن از ناسا، که قراره تا سال ۲۰۲۷ پرتاب بشه، از یه کروناگراف استفاده می‌کنه تا نور یه ستاره رو مسدود کنه و بتونه به‌طور مستقیم سیارات گازیِ غول‌پیکر فراخورشیدی رو مشاهده کنه. رصدخونه‌ی سیارات قابل سکونت ناسا، که توی مرحله‌ی برنامه‌ریزی اولیه‌ست، اولین تلسکوپی خواهد بود که به‌طور خاص برای جستجوی نشانه‌های حیاتی جوی توی سیارات سنگی که اندازه‌شون مثل زمینه و دور ستاره‌های دیگه می‌چرخن، طراحی شده. هاسلر در پایان گفت: “مطالعه‌ی این که چطور نقاط مرجع شناخته‌شده مثل اورانوس در تصاویر دوردست دیده می‌شن، می‌تونه بهمون کمک کنه تا انتظارات قوی‌تری برای آماده‌سازی این مأموریت‌های آینده داشته باشیم و این موضوع برای موفقیت ما خیلی حیاتی خواهد بود.”

نیو هورایزنز در ژانویه‌ی ۲۰۰۶ پرتاب شد و در جولای ۲۰۱۵ پرواز تاریخی خودش رو بر فراز پلوتو و قمرهاش انجام داد و در ژانویه‌ی ۲۰۱۹، اولین نگاه نزدیک بشر به یکی از این آجرهای سازنده‌ی سیارات و اشیاء کمربند کایپر، یعنی آرروکوت رو نشون داد. نیو هورایزنز حالا توی دومین مأموریت طولانی‌مدت خودش هست و داره اشیاء دوردست کمربند کایپر رو مطالعه می‌کنه، هلیوسفر بیرونی خورشید رو شناسایی می‌کنه و مشاهدات نجومی مهمی رو از یه زاویه منحصر‌به‌فرد در مناطق دوردست منظومه‌ی شمسی انجام می‌ده.

نتایج مربوط به اورانوس، این هفته توی پنجاه و ششمین نشست سالانه‌ی انجمن نجوم آمریکا در بخش علوم سیارات در بویز، آیداهو ارائه می‌شه. تلسکوپ فضایی هابل بیش از سه دهه داره کار می‌کنه و هنوز هم داره کشف‌های فوق‌العاده‌ای انجام می‌ده که درک اساسی ما از جهان رو شکل می‌ده. هابل یه پروژه‌ی همکاری بین‌المللی بین ناسا و آژانس فضایی اروپا (ESA) هست. مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در گرین‌بلت، مریلند، مدیریت تلسکوپ و عملیات مأموریت رو به‌عهده داره. لاکهید مارتین اسپیس، که دفترش در دنور، کلرادو هست، از عملیات مأموریت در گودارد پشتیبانی می‌کنه. موسسه علوم تلسکوپ فضایی در بالتیمور، مریلند، که توسط انجمن دانشگاه‌ها برای تحقیقات در نجوم اداره می‌شه، عملیات علمی هابل رو برای ناسا انجام می‌ده. آزمایشگاه فیزیک کاربردی جانز هاپکینز (APL) در لورل، مریلند، فضاپیمای نیو هورایزنز رو ساخته و مدیریت می‌کنه و مأموریت رو برای مدیریت مأموریت علمی ناسا هدایت می‌کنه. موسسه تحقیقات جنوب غربی، که دفترش در سن‌آنتونیو و بولدر، کلرادو هست، مأموریت رو تحت هدایت محقق اصلی آلن استرن و تیم علمی، عملیات بار و برنامه‌ریزی علمی انجام می‌ده. نیو هورایزنز قسمتی از برنامه‌ی مرزهای جدید ناسا هست که توسط مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا در هانتسویل، آلاباما مدیریت می‌شه.

“`