تُظهر هذه الصورة كوكب نبتون الذي تم رصده باستخدام أداة MUSE الخاصة بالتلسكوب الكبير جدًا (VLT) التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي. عند كل بكسل من نبتون، يقوم MUSE بتقسيم الضوء الوارد إلى الألوان أو الأطوال الموجية التي يتكون منها. وهذا يعني الحصول على صور بآلاف الأطوال الموجية المختلفة في نفس الوقت، مما يوفر ثروة من المعلومات القيمة لعلماء الفلك. الائتمان: إسو / ب. إيروين وآخرون.
علماء الفلك يستخدمون المرصد الأوروبي الجنوبي تلسكوب كبير جدا (VLT) حددت بقعة داكنة بارزة في نبتون، مع بقعة ضوء مجاورة أصغر. هذه هي الملاحظة الأولى من هذا النوع التي يتم إجراؤها باستخدام تلسكوب أرضي.
وباستخدام التلسكوب الكبير جدًا (VLT) التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي، لاحظ علماء الفلك بقعة مظلمة كبيرة في الغلاف الجوي لنبتون، مع وجود نقطة مضيئة أصغر غير متوقعة بجوارها. وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها رصد بقعة مظلمة على الكوكب باستخدام تلسكوب على الأرض. تظل هذه المعالم العرضية في الخلفية الزرقاء للغلاف الجوي لنبتون لغزًا بالنسبة لعلماء الفلك، وتوفر النتائج الجديدة مزيدًا من الأدلة حول طبيعتها وأصلها.
البقع الكبيرة هي سمات شائعة في أجواء الكواكب العملاقة، وأشهرها كوكب المشتريالبقعة الحمراء الكبرى. تم اكتشاف البقعة المظلمة لأول مرة على كوكب نبتون بواسطة ناسافوييجر 2 في عام 1989، قبل أن تختفي بعد سنوات قليلة. يقول باتريك إيروين، الأستاذ في جامعة أوتاوا: “منذ الاكتشاف الأول للبقعة المظلمة، كنت أتساءل دائمًا عن ماهية هذه الملامح المظلمة العابرة والمراوغة”. جامعة أكسفورد في المملكة المتحدة والباحث الرئيسي للدراسة التي نشرت في 24 أغسطس علم الفلك الطبيعي.
باستعمال إسوباستخدام تلسكوب نبتون الكبير جدًا (VLT)، لاحظ علماء الفلك بقعة مظلمة كبيرة في الغلاف الجوي لنبتون، مع وجود نقطة مضيئة أصغر غير متوقعة بجوارها. وهذا الفيديو القصير يلخص اكتشافهم. الائتمان: إسو
نتائج المراقبة
استخدم إيروين وفريقه بيانات من VLT التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي لاستبعاد احتمال أن تكون البقع الداكنة ناجمة عن “ترقق” في السحب. بدلًا من ذلك، تشير الملاحظات الجديدة إلى أن البقع الداكنة من المحتمل أن تكون نتيجة جزيئات الهواء المظلمة في طبقة أسفل طبقة الضباب المرئية الرئيسية، حيث يمتزج الجليد والضباب في الغلاف الجوي لنبتون.
لم يكن التوصل إلى هذا الاستنتاج بالمهمة السهلة، لأن البقع المظلمة ليست سمات دائمة للغلاف الجوي لنبتون، ولم يتمكن علماء الفلك من دراستها بتفصيل كافٍ. سنحت الفرصة بعد مشروع NASA/ESA تلسكوب هابل الفضائي اكتشف عدة بقع داكنة في الغلاف الجوي لنبتون، بما في ذلك واحدة في نصف الكرة الشمالي للكوكب، تم ملاحظتها لأول مرة في عام 2018. وبدأ إيروين وفريقه على الفور في العمل على دراستها من الأرض، باستخدام أداة مناسبة تمامًا لهذه الملاحظات الصعبة.
استخدام المستكشف الطيفي متعدد الوحدات الخاص بـ VLT (تأمل) ، تمكن الباحثون من تقسيم ضوء الشمس المنعكس من نبتون وبقعته إلى الألوان المكونة له، أو الأطوال الموجية، والحصول على طيف ثلاثي الأبعاد.[1] وهذا يعني أنه يمكنهم دراسة المكان بتفصيل أكثر من ذي قبل. يقول إيروين: “أنا سعيد للغاية لأنني لم أتمكن من اكتشاف بقعة مظلمة من الأرض لأول مرة فحسب، بل تمكنت أيضًا من تسجيل طيف انعكاس لمثل هذه الميزة لأول مرة على الإطلاق”.
تُظهر هذه الصورة رصد نبتون باستخدام أداة MUSE الخاصة بالتلسكوب الكبير جدًا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي. عند كل بكسل من نبتون، يقوم MUSE بتقسيم الضوء الوارد إلى الألوان أو الأطوال الموجية التي يتكون منها. وهذا يعني الحصول على صور بآلاف الأطوال الموجية المختلفة في نفس الوقت، مما يوفر ثروة من المعلومات القيمة لعلماء الفلك. تجمع هذه الصورة كل الألوان التي تم التقاطها بواسطة MUSE في منظر “طبيعي” لنبتون، حيث تظهر نقطة داكنة في الجزء العلوي الأيمن. الائتمان: إسو / ب. إيروين وآخرون.
أهمية تحليل الطيف
نظرًا لأن الأطوال الموجية المختلفة تسبر أعماقًا مختلفة في الغلاف الجوي لنبتون، فإن وجود طيف سمح لعلماء الفلك بتحديد مدى ارتفاع البقعة المظلمة في الغلاف الجوي للكوكب بشكل أفضل. كما قدم الطيف أيضًا معلومات حول التركيب الكيميائي لطبقات مختلفة من الغلاف الجوي، مما أعطى الفريق أدلة حول سبب ظهور البقعة مظلمة.
كما قدمت الملاحظات نتيجة مفاجئة. وقال مايكل وونغ، المؤلف المشارك في الدراسة والباحث في مركز أبحاث الفضاء في جامعة كاليفورنيا: “خلال هذه العملية، اكتشفنا نوعا نادرا من السحب الساطعة والعميقة التي لم يتم التعرف عليها من قبل، حتى من الفضاء”. جامعة كاليفورنيا، بيركلي، الولايات المتحدة. وظهر هذا النوع النادر من السحابة كرقعة مشرقة بجوار البقعة المظلمة الرئيسية والأكبر حجما، حيث أظهرت بيانات VLT أن “السحابة العميقة الساطعة” الجديدة كانت على نفس مستوى البقعة المظلمة الرئيسية في الغلاف الجوي. وهذا يعني أنها نوع جديد تمامًا من الميزات مقارنةً بالسحب الصغيرة “المصاحبة” لجليد الميثان على ارتفاعات عالية والتي تم ملاحظتها سابقًا.
تُظهر هذه الرسوم المتحركة كوكب نبتون الذي تم رصده باستخدام أداة MUSE الخاصة بالتلسكوب الكبير جدًا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي. عند كل بكسل من نبتون، يقوم MUSE بتقسيم الضوء الوارد إلى الألوان أو الأطوال الموجية التي يتكون منها. وهذا يعني الحصول على صور بآلاف الأطوال الموجية المختلفة في نفس الوقت، مما يوفر ثروة من المعلومات القيمة لعلماء الفلك. في هذه الرسوم المتحركة، نمر عبر كل هذه الأطوال الموجية المختلفة، ونكشف عن ميزات داكنة وخفيفة مختلفة. واستنادًا إلى الأطوال الموجية التي تبرز فيها هذه المعالم، يستطيع علماء الفلك تحديد السبب ومدى عمقها في الغلاف الجوي لنبتون. الائتمان: إسو / ب. إيروين وآخرون./L. كلكادا
الآثار المترتبة على الملاحظات المستقبلية
وبمساعدة تلسكوب VLT التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي، أصبح من الممكن الآن لعلماء الفلك دراسة ميزات مثل هذه النقاط من الأرض. “هذه زيادة مذهلة في قدرة البشرية على مراقبة الكون. في البداية، لم نتمكن من اكتشاف هذه البقع إلا عن طريق إرسال مركبة فضائية إليها، مثل فوييجر. ثم اكتسبنا إمكانية تمييزها عن بعد باستخدام هابل. في نهاية المطاف، تطورت التكنولوجيا للسماح بذلك من الأرض،” يختتم وونغ، قبل أن يضيف مازحا، “قد يؤدي ذلك إلى إبعادي عن العمل كمراقب هابل! »
تُظهر هذه الرسوم المتحركة كوكب نبتون الذي تم رصده باستخدام أداة MUSE الخاصة بالتلسكوب الكبير جدًا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي. عند كل بكسل من نبتون، يقوم MUSE بتقسيم الضوء الوارد إلى الألوان أو الأطوال الموجية التي يتكون منها. وهذا يعني الحصول على صور بآلاف الأطوال الموجية المختلفة في نفس الوقت، مما يوفر ثروة من المعلومات القيمة لعلماء الفلك.
يجمع الإطار الأول من هذه الرسوم المتحركة كل الألوان الملتقطة بواسطة MUSE في منظر “طبيعي” لنبتون، حيث تظهر نقطة داكنة في الجزء العلوي الأيمن. ثم نرى صورًا بأطوال موجية محددة: 551 نانومتر (أزرق)، 831 نانومتر (أخضر)، 848 نانومتر (أحمر)؛ لاحظ أن الألوان إرشادية فقط، لأغراض العرض.
تكون البقعة المظلمة أكثر وضوحًا عند الأطوال الموجية الأقصر (الأكثر زرقة). بجوار هذه البقعة المظلمة، التقط MUSE أيضًا صورة صغيرة ومشرقة، يمكن رؤيتها هنا فقط في الصورة الوسطى ذات 831 نانومتر وتقع في أعماق الغلاف الجوي. ولم يتم التعرف على هذا النوع من السحابة العميقة والمشرقة على هذا الكوكب من قبل. تُظهر الصور أيضًا عدة نقاط مضيئة أخرى أقل عمقًا باتجاه الحافة اليسرى السفلية لنبتون، والتي تم رصدها عند الأطوال الموجية الطويلة.
لم يكن تصوير بقعة نبتون المظلمة من الأرض ممكنًا إلا بفضل نظام البصريات التكيفي الخاص بـ VLT، والذي يصحح التشويش الناتج عن الاضطرابات الجوية ويسمح لـ MUSE بالحصول على صور واضحة تمامًا. ولتسليط الضوء بشكل أفضل على السمات المظلمة والمشرقة للكوكب، قام علماء الفلك بمعالجة بيانات MUSE بعناية، وحققوا ما ترونه هنا.
الائتمان: إسو / ب. إيروين وآخرون.
ملاحظات
- MUSE هو مخطط طيفي ثلاثي الأبعاد يسمح لعلماء الفلك بمراقبة جسم فلكي كامل، مثل نبتون، في وقت واحد. عند كل بكسل، يقيس الجهاز شدة الضوء وفقًا للونه أو طول موجته. تشكل البيانات الناتجة مصفوفة ثلاثية الأبعاد، حيث يحتوي كل بكسل في الصورة على طيف كامل من الضوء. في المجمل، يقيس MUSE أكثر من 3500 لون. تم تصميم الأداة للاستفادة من البصريات التكيفية، التي تصحح الاضطرابات في الغلاف الجوي للأرض، مما يؤدي إلى الحصول على صور أكثر وضوحًا مما قد يكون ممكنًا. وبدون هذا المزيج من الميزات، لم تكن دراسة البقعة المظلمة لنبتون من الأرض ممكنة.
المرجع: “التحديد الطيفي للون والبنية الرأسية للبقع الداكنة في الغلاف الجوي لنبتون” بقلم باتريك جي جي إيروين، جاك دوبنسون، أرجونا جيمس، مايكل إتش وونغ، لي إن فليتشر، مايكل تي رومان، نيكولاس أ. تينبي، دانيال توليدو، جلين س. أورتن، سانتياغو بيريز هويوس، أوغستين سانشيز-لافيغا، لورانس سروموفسكي، إيمي أ. سيمون، راؤول موراليس-جوبيراس، إيمكي دي باتر وستاتيا إل كوك، 24 أغسطس 2023، علم الفلك الطبيعي.
دوى: 10.1038/s41550-023-02047-0
يتكون الفريق من باتريك جي جي إيروين (جامعة أكسفورد، المملكة المتحدة [Oxford])، جاك دوبنسون (أكسفورد)، أرجونا جيمس (أكسفورد)، مايكل إتش. وونغ (جامعة كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية) [Berkeley])، لي إن فليتشر (جامعة ليستر، المملكة المتحدة [Leicester])، مايكل تي رومان (ليستر سيتي)، نيكولاس أ. تينبي (جامعة بريستولالمملكة المتحدة)، دانييل توليدو (المعهد الوطني لتكنولوجيا الطيران والفضاء، إسبانيا)، جلين س. أورتن (مختبر الدفع النفاث، الولايات المتحدة)، سانتياغو بيريز هويوس (جامعة إقليم الباسك، إسبانيا [UPV/EHU])، أوجستين سانشيز لافيجا (UPV/EHU)، لورانس سيروموفسكي (جامعة ويسكونسن، الولايات المتحدة الأمريكية)، إيمي سيمون (قسم استكشاف النظام الشمسي، مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا، الولايات المتحدة الأمريكية)، راؤول موراليس-جوبيرياس (معهد نيو مكسيكو للتكنولوجيا، الولايات المتحدة الأمريكية ) وإيمكي دي باتر (بيركلي) وستاتيا إل كوك (جامعة كولومبياالولايات المتحدة).
