اخترشناسان در رصد کوتاه زهره در سال 2010 هر آنچه را که اخترشناسان مشاهده کردند، قرار نبود آنجا باشد.
در طی یک رصد تصادفی 36 دقیقه ای در یک عصر فوق العاده صاف، یک ابزار آزمایشی چیزی را در جو سیاره ثبت کرد که قبلاً هرگز دیده نشده بود.
حلقه‌های عظیم و متحدالمرکز بخش زیادی از روز سیاره را احاطه کرده‌اند، به‌جز زمانی که در نور قطبی دیده می‌شوند، کاملاً نامرئی هستند – گویی زهره مانند یک زنگ به صدا در می‌آید.
محققان چند سال بعد را صرف تلاش برای اثبات اشتباه مشاهدات کردند…اما سیگنال در هر آزمایش ادامه داشت.
اکنون آنها یافته های خود را منتشر کرده اند به این امید که سایر محققان نیز به دنبال پاسخ باشند.
گوراو ماهاپاترا، فیزیکدان جو از دانشگاه دلفت در هلند و اولین نویسنده این مقاله، به ScienceAlert گفت: «داشتن مشاهدات بالقوه منحصربه‌فرد که نمی‌توان آنها را تأیید کرد، کاملاً ناامیدکننده است.
“در نهایت، ما به این نتیجه رسیدیم که رویکرد علمی مناسب این است که منتظر نمانیم تا بتوانیم به نحوی تفسیر را از یک مجموعه داده‌ای که قابل تکرار نیست ثابت کنیم. این بود که دقیقاً آنچه را که داشتیم منتشر کنیم، محدودیت‌ها را خیلی واضح توضیح دهیم، نشان دهیم که تفسیر جوی از نظر فیزیکی قابل قبول است و به جامعه گسترده‌تر اجازه آزمایش آن را بدهیم.”
مشاهدات عجیب با استفاده از یک ابزار آزمایشی به نام قطب سنج افراطی (ExPo) که توسط اخترفیزیکدان تجربی Michiel Rodenhuis در دوران دکترای خود در موسسه نجوم اوترخت طراحی و بر روی تلسکوپ ویلیام هرشل در جزایر قناری نصب شده بود، انجام شد.
برخلاف دوربین‌های معمولی، اکسپو نور پلاریزه خطی را ضبط می‌کند در حالی که نور معمولی و غیرقطبی را سرکوب می‌کند. از آنجایی که نور با پراکندگی در میان گاز و غبار به صورت خطی قطبی می شود، این ابزار می تواند ویژگی های جوی ظریفی را که در غیر این صورت پنهان می ماند، آشکار کند.
یک شب در سال 2010، در حالی که منتظر بود تا آسمان به اندازه کافی برای مشاهدات برنامه ریزی شده خود تاریک شود، رودهویس متوجه زهره شد که به شدت در گرگ و میش می درخشد. پس از گفتگوی سریع با همکار دافنه استام از رصدخانه لیدن، رودهویس ابزار را به سمت سیاره چرخاند و 36 دقیقه رصد گرانبها را جمع آوری کرد.
ماه‌ها بعد – مدت‌ها پس از برچیدن ابزار و تغییر کاربری اجزای آن – محققان متوجه چیز عجیبی در داده‌های زهره شدند.
ماهاپاترا توضیح داد: “اولین افکار این بود که به دلیل یک اثر ابزاری است، به خصوص به این دلیل که حلقه ها به نظر می رسد در اطراف درخشان ترین منطقه سیاره متحدالمرکز هستند: آنها می توانند به دلیل فرآیند دیجیتالی شدن در آشکارساز یا به نوعی تار شدن سیگنال باشند.”
محققان تلاش های اولیه ای برای درک سیگنال انجام دادند. اگرچه آنها قادر به توضیح آن به عنوان یک مصنوع ابزار نبودند، اما هنوز احساس می کردند که شواهد برای پشتیبانی از یک تفسیر فیزیکی قابل اعتماد بسیار محدود است.
زمانی که ماهاپاترا در سال 2017 برای دکترای خود رسید، دو چیز تغییر کرده بود. استام یک فرضیه کاری در مورد اینکه حلقه ها چه هستند، فرموله کرده بود. و کاوشگر ناهید آکاتسوکی ژاپن موجی از قطب به قطب را در جو زهره مشاهده کرده است که نشان می دهد این سیاره قادر به امواج جوی در مقیاس سیاره است.
ماهاپاترا با استفاده از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری این ایده را آزمایش کرد و از آن پرسید که آیا تغییرات ظریف در چگالی جو بالای زهره ناشی از امواج گرانشی جوی می‌تواند سیگنال مرموز را تولید کند یا خیر.
و ضربه خورد.
این تیم دریافت که تغییرات چگالی واقعی بین 5 تا 10 درصد می‌تواند در واقع حلقه‌های پلاریزاسیون مشابه آنچه در مشاهدات سال 2010 مشاهده شد ایجاد کند.
از آنجایی که نتیجه فقط بر اساس مشاهده‌ای است که هنوز تکرار نشده است، خیلی زود است که بگوییم حلقه‌ها واقعاً وجود دارند – اما اگر وجود داشته باشند، پنجره جدیدی روی زهره باز می‌کنند.
ماهاپاترا گفت: «اگر این موارد تأیید شوند، فکر می‌کنم مهم‌ترین نتیجه شواهدی باشد مبنی بر اینکه فعالیت امواج در مقیاس بزرگ می‌تواند ساختارهای چگالی منسجمی را در مناطق وسیعی از جو فوقانی زهره ایجاد کند.»
“این هیجان انگیز است زیرا این امواج انرژی را در سراسر سیاره حمل می کنند. چنین فرآیندهایی در نهایت می توانند برای درک یکی از اسرار دیرینه زهره مهم باشند: ابر چرخش جو، که در آن ابرها در اطراف سیاره بسیار سریعتر از چرخش سیاره جامد می چرخند!”
امواج جوی چیز عجیبی نیستند. مانند امواجی که در سراسر یک دریاچه پخش می شوند، اختلالات می توانند در جو سیاره حرکت کنند و گاز را در حین حرکت فشرده و منبسط کنند.
در زمین، گاهی اوقات می توانید اثر امواج گرانشی را در ابرها مشاهده کنید.
در زهره، آنها می توانند هزاران کیلومتر کشیده شوند و انرژی و تکانه را بین لایه های مختلف جو حمل کنند.
دانشمندان گمان می کنند که آنها نقش مهمی در حفظ ابرچرخش عجیب سیاره دارند، که در آن بادهای طوفانی تنها در چهار روز زمینی کل سیاره را می چرخانند، حتی اگر خود ناهید 243 روز زمینی طول بکشد تا یک چرخش را کامل کند.
حلقه‌هایی که توسط ماهاپاترا و همکارانش توصیف شده‌اند، خود امواج نیستند، بلکه علامت قطبش هستند که از تغییرات کوچک در چگالی به‌جا می‌آیند که امواج در جو متراکم زهره موج می‌زنند.
ماهاپاترا گفت: «ما مشاهدات خود را نه به عنوان شواهدی از نوع کاملاً ناشناخته فیزیک جو، بلکه به طور بالقوه به عنوان روشی جدید برای مشاهده دینامیک اتمسفر می بینیم، که برای آن شواهد وسوسه انگیزی از اندازه گیری فضاپیماها در اختیار داریم.
در واقع، در حالی که زهره جو بسیار متفاوتی نسبت به زمین دارد – بسیار ضخیم تر، داغ تر، با ترکیب متفاوت و ابرهای اسید سولفوریک – درک بهتر زهره همچنین به درک بهتر زمین کمک می کند، زیرا فرآیندهای فیزیکی اساسی یکسان هستند.
زهره به آزمایش و بهبود دانش بنیادی ما از جو، از جمله زمین کمک می کند.
اینکه دقیقاً چه چیزی باعث ایجاد امواج می شود نامشخص است. بر اساس مدل‌سازی این تیم، به نظر می‌رسد زمانی بعد از ظهر محلی ظاهر می‌شوند، که نشان می‌دهد ممکن است مربوط به نحوه واکنش جو ناهید به گرمایش خورشیدی هنگام انتقال انرژی از طریق لایه‌های ابر متراکم آن باشد.
با این حال، این ممکن است نیاز به کار تجزیه و تحلیل آینده باشد. در حال حاضر، تمرکز بر روی یافتن واقعی بودن سیگنال است.
مطالب مرتبط: زهره ممکن است بیشتر از آنچه فکر می کردیم شبیه زمین باشد – و هنوز در حال حرکت است
نمایشگاه اکسپو ممکن است مدت ها پیش باشد، اما نشان داد که چنین مشاهده ای با فناوری فعلی امکان پذیر است. قدم بعدی صرفاً نشان دادن نسل جدیدی از پلاریمترها به سمت زهره است.
ماهاپاترا گفت: «با تلسکوپ روی زمین، اصولاً می‌توان این حلقه‌ها را مشاهده کرد: از سال 2010، پلاریمترهای جدیدی بر روی تلسکوپ‌ها مستقر شده‌اند، همچنین ابزارهایی که ممکن است به دلیل آزمایشی بودن، مانند اکسپو، درباره آنها ندانیم».
“ما امیدواریم مقاله ما الهام بخش دیگران برای مشاهده زهره و جستجو و گرفتن این حلقه ها در مشاهدات جدید باشد!”
مطالعه را می توان در مجله علوم سیاره ای.
این مقاله توسط کلر واتسون تصحیح و ویرایش شده است. در حالی که ما به روند خود افتخار می کنیم، ما فقط انسان هستیم. اگر خطایی را مشاهده کردید، لطفاً به ما اطلاع دهید.
