معرفی: نگاهی به ناشناختههای سمت تاریک سیاره زهره
سیاره زهره، همسایه نزدیک زمین، همواره یکی از مرموزترین اجرام آسمانی برای بشر بوده است. با وجود اینکه دههها است که فضاپیماها به سمت این سیاره اعزام میشوند، هنوز بسیاری از اسرار آن کشف نشده باقی مانده است. یکی از این پدیدههای شگفتانگیز، تفاوتهای چشمگیر بین سمت روز و سمت شب این سیاره است. تا به امروز، اکثر مشاهدات متمرکز بر روی سمت روشن زهره بود، اما یک مطالعه جدید برای اولین بار پرده از رازهای سمت تاریک آن برداشته است.
این تحقیقات جدید که با استفاده از دادههای ارزشمند فضاپیمای ونوس اکسپرس انجام شده، تفاوتهای عمیق در الگوهای اقلیمی و جوی دو سمت زهره را آشکار کرده است. این یافتهها نه تنها درک ما را از این سیاره عمیقتر میکند، بلکه مدلهای آبوهوایی سیارهای را نیز به چالش میکشد. در ادامه، به تفصیل به بررسی این کشفیات شگفتانگیز و اهمیت آنها در علم سیارهشناسی میپردازیم.
دادههای تاریخی: نقش کلیدی فضاپیمای ونوس اکسپرس
قلب تپنده این تحقیقات جدید، دادههای جمعآوری شده توسط فضاپیمای ونوس اکسپرس متعلق به سازمان فضایی اروپا (ESA) است. این فضاپیما که در آوریل سال ۲۰۰۵ به مدار زهره رسید، به مدت نزدیک به یک دهه مشغول به کار بود و اطلاعات بینظیری از جو و سطح این سیاره ارسال کرد. مأموریت ونوس اکسپرس در دسامبر سال ۲۰۱۴ با سقوط برنامهریزی شده آن در جو ضخیم زهره به پایان رسید، اما میراث علمی آن همچنان ادامه دارد.
محققان در آژانس کاوشهای هوافضای ژاپن (JAXA) با تحلیل دقیق این دادههای گرانبها، توانستند پدیدههایی را در سمت تاریک زهره شناسایی کنند که پیش از این هرگز مشاهده نشده بودند. نتایج این مطالعه جامع در یکی از معتبرترین مجلات علمی جهان، Nature، به چاپ رسید و توجه جامعه جهانی علم را به خود جلب کرد.
چرخش عجیب و بادهای فوقسریع زهره
یکی از ویژگیهای منحصربهفرد سیاره زهره، چرخش آهسته و عجیب آن است. این سیاره به گونهای به دور محور خود میچرخد که یک روز زهرهای (یک دور کامل چرخش) طولانیتر از یک سال زهرهای (یک دور کامل گردش به دور خورشید) است! اما پدیدهای که این موضوع را پیچیدهتر میکند، وجود بادهای فوقالعاده سریع در جو این سیاره است.
سرعت این بادها در لایههای بالایی جو، تا ۶۰ برابر سرعت چرخش خود سیاره میرسد. این پدیده که به آن «چرخش فوقالعاده زهره» (Super-rotation) میگویند، یکی از بزرگترین معماها برای دانشمندان سیارهشناسی بوده است. تحقیقات جدید نشان میدهد که این چرخش فوقالعاده در سمت تاریک سیاره، الگویی بسیار بینظمتر و غیرقابل پیشبینیتر دارد.
هاکان اسودهم، پژوهشگر ارشد سازمان فضایی اروپا (ESA) و یکی از متخصصان مأموریت ونوس اکسپرس، در این باره میگوید: «این مطالعه عمیقاً درک ما را از مدلسازی آبوهوایی سیارهای به چالش میکشد. به ویژه در موضوع چرخش فوقالعاده زهره، که پدیدهای کلیدی و تعیینکننده در دینامیک جوی این سیاره است، با یافتههای جدیدی روبرو شدهایم که نیازمند بازنگری در مدلهای فعلی هستیم.»
نقش امواج ثابت در شکلدهی به جو زهره
یکی از مهمترین کشفیات این مطالعه، شناسایی الگوهای بزرگ و نامنظم در ابرهای سمت تاریک زهره است. محققان دریافتند که این الگوها تحت تأثیر نوع خاصی از امواج جوی شکل میگیرند که به آنها «امواج ثابت» (Stationary Waves) میگویند. این امواج برخلاف بادها، در یک موقعیت ثابت نسبت به سطح سیاره باقی میمانند و نقش مهمی در انتقال انرژی و مومنتوم در جو دارند.
این کشف برای اولین بار توسط فضاپیمای آکاتسوکی (Akatsuki) متعلق به JAXA در ژانویه سال ۲۰۱۷ تأیید شد. این فضاپیما توانست تصاویری از این امواج عظیم ثبت کند که بیش از ۱۰ هزار کیلومتر امتداد داشتند. این یافته نشان میدهد که دینامیک جو زهره بسیار پیچیدهتر از چیزی است که تاکنون تصور میشد.
ابزارها و روشها: چگونه دانشمندان سمت تاریک را مطالعه کردند؟
مطالعه سمت تاریک یک سیاره که هیچ نوری از خورشید به آن نمیرسد، یک چالش بزرگ فنی است. دانشمندان برای غلبه بر این مشکل از ابزار هوشمندانهای به نام طیفسنج حرارتی مادون قرمز و مرئی تصاویر (VIRTIS) روی فضاپیمای ونوس اکسپرس استفاده کردند.
روش کار به این صورت بود:
- استفاده از اشعه مادون قرمز برای تشخیص حرارت ساطع شده از لایههای ابر در سمت تاریک.
- تحلیل طیف این اشعه برای تعیین دما، تراکم و سرعت حرکت ابرها.
- مقایسه حرکت ابرها با سرعت چرخش کلی اتمسفر سیاره.
نتایج این تحلیل یک کشف غیرمنتظره را به همراه داشت: ابرهای سمت تاریک زهره با سرعت متفاوتی نسبت به اتمسفر کلی سیاره حرکت میکنند و گویی یک سیستم بادی مستقل و بینظم را تشکیل دادهاند. این یافته بعداً توسط مشاهدات فضاپیمای آکاتسوکی نیز تأیید شد و صحت آن را اثبات نمود.
منشأ امواج ثابت: یک راز جدید
در ابتدا، دانشمندان تصور میکردند که امواج ثابت در جو زهره بر فراز کوهستانها و مناطق مرتفع سطح سیاره شکل میگیرند، مشابه امواری که در جو زمین بر فراز رشتهکوهها ایجاد میشوند. اما دادههای جدید این فرضیه را رد کرده است.
مشاهدات نشان میدهد که این امواج در سطوح میانی جو و در ارتفاع حدود ۵۰ کیلومتری از سطح سیاره حضور دارند، اما در ارتفاعهای پایینتر و نزدیکتر به سطح، هیچ نشانهای از آنها یافت نمیشود. این موضوع نشان میدهد که منشأ این امواج احتمالاً در خود جو است و ارتباطی با توپوگرافی سطح سیاره ندارد.
ریکاردو هوسو، پژوهشگر همکار این تحقیق از دانشگاه باسک در اسپانیا، در این زمینه توضیح میدهد: «ما انتظار داشتیم این ابرها را در سطوح پایینتر نیز مشاهده کنیم، چرا که آنها را در ارتفاعهای بالاتر دیده بودیم و فکر میکردیم از سطح سیاره بالا آمده و از آنجا منشأ میگیرند. این یک دستاورد کاملاً غیرمنتظره است و ما نیاز خواهیم داشت مدلهای خود را از سیاره زهره بازتعریف کنیم تا بتوانیم این مفهوم جدید را درک و توضیح دهیم.»
آینده پژوهشهای زهرهای: نقش آکاتسوکی و مأموریتهای آینده
خوشبختانه، فضاپیمای آکاتسوکی همچنان به کار خود در مدار زهره ادامه میدهد و این فرصت را برای دانشمندان فراهم میکند تا به مطالعه مداوم پدیدههای جوی این سیاره بپردازند. دادههای مستمر این فضاپیما میتواند به حل برخی از معمای باقیمانده، مانند منشأ دقیق امواج ثابت و دینامیک پیچیده جو سمت تاریک، کمک کند.
با توجه به پایان مأموریت فضاپیمای کاسینی در مدار زحل در سپتامبر ۲۰۱۷، اهمیت حفظ و افزایش مأموریتهای بینسیارهای بیش از پیش مشخص میشود. در حال حاضر، تنها سه فضاپیمای ساخته دست بشر در مدار سیارات دیگر مشغول به کار هستند که یکی از آنها آکاتسوکی در مدار زهره است.
نتیجهگیری: زهره، آزمایشگاهی برای دینامیک سیارهای
کشف تفاوتهای بنیادین بین جو سمت روز و شب زهره، درک ما را از دینامیک سیارهای متحول کرده است. این یافتهها نشان میدهد که چگونه یک سیاره با وجود قرار گرفتن در شرایط مشابه، میتواند سیستمهای اقلیمی کاملاً متفاوتی را توسعه دهد. مطالعه زهره نه تنها به ما در کشف اسرار این سیاره کمک میکند، بلکه درک بهتری از آبوهوای زمین و سایر سیارات فراخورشیدی نیز در اختیار ما قرار میدهد.
این تحقیقات بر اهمیت ادامه کاوشهای فضایی و تحلیل دادههای موجود تأکید دارد. هر قطعه اطلاعاتی که از این همسایه مرموز به دست میآید، مانند یک پازل به ما کمک میکند تا تصویر بزرگتری از تکامل سیارهها و پتانسیل حیات در دیگر نقاط کهکشان ترسیم کنیم.
نظرات
0دیدگاه خود را ثبت کنید
برای ارسال نظر و مشارکت در گفتگو، لطفا وارد حساب کاربری خود شوید.