دمای نپتون به طرز مرموزی در نوسان است!!
تجزیه و تحلیل بی‌سابقه تغییرات دمای نپتون، چیزی نسبتاً عجیب را در دوردست‌ترین سیاره منظومه شمسی نشان داده است.
نپتون دوردست که در فاصله حدود 30 برابر زمین به دور خورشید می‌چرخد، زمان زیادی طول می‌کشد تا به دور ستاره سفر کند: در واقع حدود 165 سال زمینی، یعنی هر فصل در نپتون بیش از 40 سال زمینی طول می‌کشد.
در حال حاضر، نیمکره جنوبی نپتون در میانه یک تابستان چهار دهه‌ای است، اما به دلایلی که دانشمندان نمی‌توانند به طور کامل توضیح دهند، دما دقیقاً زیاد نشده است (حداقل نه به شکل تدریجی که ممکن است تصور کنیم).
مطالعه جدید که 17 سال مشاهدات دمای نپتون را گردآوری کرده، عکس این موضوع را نشان می‌دهد، افت مرموز متوسط جهانی حدود 8 درجه سانتیگراد بین سال‌های 2003 تا 2018 که کاهش قابل توجه تشعشعات اتمسفر از سال 2003 به بعد نشان می‌دهد.
(مایکل رومن / ناسا / JPL / Voyager-ISS / جاستین کوارت)
بالا: تغییرات مشاهده شده در روشنایی حرارتی مادون قرمز نپتون.
مایکل رومن، دانشمند سیاره‌شناسی از دانشگاه لستر در بریتانیا می‌گوید: «این تغییر غیرمنتظره بود.
از آنجایی که نپتون را در اوایل تابستان جنوبی رصد می‌کردیم، انتظار داشتیم دما به آرامی گرم‌تر شود، نه سردتر.»
با توجه فاصله زیاد این سیاره سرد از زمین، جمع‌آوری داده‌های قابل اطمینان دمای جو برای نپتون کار ساده‌ای نیست.
در واقع تنها از اوایل قرن حاضر، با ظهور اندازه‌گیری‌های حساس فروسرخ در تلسکوپ‌های فضایی جدیدتر، می‌توان چنین چیزی را دریافت کرد. یکی از آنها VISIR (تصویرساز و طیف‌سنج VLT مادون قرمز میانی) است که بر روی تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا (VLT) نصب شده است که میتواند دما را بر اساس سطح انتشار نور فروسرخ استنباط کند.
برای مطالعه تابش فروسرخ نپتون، رومن و تیمش تقریباً 100 مشاهده حرارتی از این سیاره را تجزیه و تحلیل کردند که بسیاری از آنها توسط VISIR ثبت شده بودند، اما همچنین شامل داده‌های تلسکوپ فضایی اسپیتزر ناسا و تلسکوپ‌های زمینی متعدد در شیلی و هاوایی بود.
نتایج – که بزرگترین مجموعه تصویربرداری زمینی در حال حاضر موجود از نپتون در طیف مادون قرمز میانی را نشان می‌دهد – مبین آن است که دما در استراتوسفر نپتون در بیشتر دوره مطالعه سرد شده است (علیرغم فصل تابستان)، اگرچه یک انفجار دیرهنگام در انتشار بین سال 2018 است. و سال 2020 نشان می‌دهد که جو پس از آن به سرعت در حدود 11 درجه سانتیگراد در فاصله تنها دو سال گرم می‌شود.
در مورد اینکه چرا دمای اتمسفر نپتون در اواسط فصل به‌طور غیرمنتظره در نوسان است، نمی‌توانیم کاملاً مطمئن باشیم، اما محققان فکر می‌کنند تغییرات در شیمی اتمسفر ممکن است پشت تغییرات مشاهده‌شده باشد.
محققان در مقاله خود توضیح می دهند: «در حالی که متان نور خورشید را جذب می کند و جو را گرم می کند، هیدروکربن های تولید شده فتوشیمیایی – در درجه اول اتان و استیلن – ساطع کننده های مادون قرمز قدرتمندی هستند که برای خنک کردن استراتوسفر خدمت می کنند.
تعادل بین گرمایش و سرمایش تابشی با تغییر مقدار هیدروکربن های فتوشیمیایی تغییر می کند.
تحقیقات قبلی که دمای زحل را بررسی کرده بود نشان داد که تأثیر متقابل مواد شیمیایی در ابرهای جوی میتواند بر دمای آنها تأثیر بگذارد و منجر به اوج دما قبل از حداکثر تابش خورشیدی شود و این امکان وجود دارد که اتفاق مشابهی در اینجا رخ دهد.
محققان می‌نویسند: «با این وجود، با توجه به دوره مداری 165 ساله نپتون، انتظار می‌رود هر گونه تغییر فصلی به تدریج در طول چند دهه رخ دهد.
تغییرات سریع مشاهده شده بین سال‌های 2018 و 2020 به طرز شگفت‌آوری برای واکنش فصلی سریع به نظر می‌رسد. فرآیندهای اضافی در جو نپتون در مقیاس‌های زمانی زیر فصلی و در مقیاس منطقه‌ای و جهانی در حال انجام است.
توضیح دیگر میتواند تغییرات آب و هوا باشد – که ممکن است بر ترکیب ابرهای جوی و شیمی تاثیر بگذارد – از جمله ساختارهای گردابی تاریکی که روی نپتون مشاهده می شود که یکی دیگر از معماهای سیاره است که هنوز در حال یادگیری درباره آن هستیم.
محققان می‌گویند که شار خورشیدی نیز قابل تامل است و خاطرنشان کردند که تغییرات تابشی ناشی از چرخه فعالیت خورشید ممکن است به نوعی باعث ایجاد تغییرات فتوشیمیایی در جو نپتون شود که میتواند دوباره نوسانات دمایی را توضیح دهد که می‌بینیم.
رومن می‌گوید: «من فکر می‌کنم نپتون برای بسیاری از ما بسیار جذاب است، زیرا هنوز اطلاعات کمی درباره آن داریم.
همه اینها به تصویر پیچیده‌تری از جو نپتون و چگونگی تغییر آن با زمان اشاره دارد.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
Temperatures on Neptune Are Mysteriously Fluctuating, And It Doesn’t Make Sense
PETER DOCKRILL 11 APRIL 2022
https://www.sciencealert.com/something-strange-is-happening-to-neptune-as-temperature-unexpectedly-fluctuates