پلوتو و فضاپیمای «افق‌های نو، New Horizons» (بخش دوم و پایانی)

pluto 0-3

نویسنده: آلن استرن

با وجود همه‌ی یافته‌هایی که پیش از این درباره‌ی آن‌ها گفتم، ستاره‌شناسان متعجب بودند که چرا پلوتو با این همه فاصله از نپتون، چنین دور و تنها در گردش است. پلوتو بیشتر شبیه وصله‌ی ناجوری بر منظومه‌ی شمسی به‌نظر می‌رسید.

در میانه‌ی قرن بیستم، «جرارد کایپر، Gerard Kuiper» به دنبال ایده‌ای که لنارد و اجورث داشتند، نظریه‌ای را مطرح کرد مبنی براین‌که شاید پلوتو درخشان‌ترین جرم میان اجرام شبیه به خود است؛ اجرامی که دورتر از مدار نپتون به گردش دور خورشید مشغولند. جست‌وجوهای فراوانی در آن زمان انجام شد اما به‌علت کیفیت پایین آشکارسازهای عکاسی و کار پُرزحمت مقایسه‌ی تصاویر به‌طور دستی، چنین اجرامی یافت نشدند.

تصاویر تلسکوپ فضایی هابل تغییر در رنگ و درخشندگی پلوتو را نشان می‌دهد.

تصاویر تلسکوپ فضایی هابل تغییر در رنگ و درخشندگی پلوتو را نشان می‌دهد.

اما این روند تغییر کرد هنگامی‌که در سال ۱۳۷۱/۱۹۹۲ «دیوید جوییت، David Jewitt» و «جین لو، Jane Luu» از دانشگاه هاوایی جرمی را یافتند که آن را QB 1992 نامیدند. تخمین‌زده شد که این جرم جدید ۱۰ تا ۳۰ بار کوچک‌تر از پلوتو است با این‌حال QB راه یافتن دیگر اجرام فرانپتونی را گشود. سال بعد چهار جرم دیگر و سال بعد از آن ۱۰ جرم مانند آن کشف شد. تا اواخر دهه‌ی ۹۰ میلادی (دهه‌ی ۷۰ شمسی) بیش از ۱۰۰۰ جرم از فرانپتونی‌ها کشف شد. با این کشف‌های جدید معلوم شد که پلوتو قطعاً درخشان‌ترین و بزرگ‌ترین جرم از میان اجرامی است که دورتر از نپتون در پهنایی بین ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ کیلومتر دور خورشید می‌گردند. بنابراین سومین منطقه‌ی منظومه‌ی شمسی کشف شد و نام آن را «کمربند کایپر، Kuiper Belt» گذاشتند.

بعضی از اجرام این کمربند سطحی سرشار از یخ‌آب دارند و روی بعضی دیگر به‌علت دمای بسیار پایینْ مواد فرّار، مانند نیتروژن و متان، وجود دارد. بعضی از آن‌ها مانند پلوتو سرخ رنگ‌اند و قمر دارند بعضی دیگر مانند کارن خاکستری‌اند. درون برخی یخی است و برخی دیگر سنگی هستند. زمانی بود که برای دانشمندان باور این‌که منطقه‌ای مانند کمربند کایپر وجود داشته باشد، عجیب و غیرممکن بود و امروز آن‌ها از تنوع اجرامی که در این منطقه از منظومه‌ی شمسی وجود دارد حیرت‌زده‌اند.

کمربند کایپر نظریه‌هایی را که تا آن زمان درباره‌ی منشأ و شکل‌گیری منظومه‌ی شمسی وجود داشت زیر و رو کرد و آن‌قدر مهم شد که نظر آکادمی ملی علوم را به‌خود جلب کرد. این آکادمی از ناسا خواست تا مأموریت‌ کاوش پلوتو-کارن را در اولویت برنامه‌های خود قرار بدهد.

آغاز پرسش‌های بی‌پاسخ

تا این‌جا یافته‌هایی را بررسی کردیم که به شناخت ما از پلوتو و کمربند کایپر می‌افزود اما از این‌جا به‌بعد یافته‌هایی را بررسی می‌کنیم که پرسش‌های بیشتری را سر راه ما قرار داده است. در سال‌های بعد از سال ۲۰۰۰ (۱۳۷۹ به بعد) رصدگران متوجه شدند که به‌ناگاه فشار جوّ پلوتو دو برابر و مدتی بعد سه‌ برابر شد. هیچ‌کس هنوز هم نمی‌داند که علت این رویداد چیست.

محققان دریافتند که در سطح کارن علاوه بر یخ‌آب، آمونیوم هیدرات (ترکیبات آمونیاک و آب) وجود دارد. همچنین فهمیدند که یخ‌آب در سطح کارن ساختاری بلوری شکل دارد که نشان می‌دهد باید به‌تازگی به‌جا مانده باشد. اما چطور کارن می‌تواند تا این‌حد فعّال باشد؟

در سال ۱۳۸۴/۲۰۰۵ گروه رصدی از دانشگاه جان هاپکینز، که من هم از اعضای آن بودم، به سرپرستی «هال ویوِر، Hal Weaver» زمانی برای کار کردن با تلسکوپ فضایی هابل یافت. ما در جست‌وجوی قمرهای دیگر پلوتو بودیم و در یک بعد ازظهر، نه یکی که دو تا از قمرهایش را یافتیم. نام این قمرها را «نیکس، Nix» و «هیدرا، Hydra» گذاشتیم. در سال‌های ۲۰۱۱ و ۲۰۱۲ (۱۳۹۰ و ۹۱) گروه ما با رهبری «مارک شوآلتر، Mark Showalter» از مؤسسه‌ی «ستی، SETI» دو قمر کوچک‌تر پلوتو را یافت: «استیکس، Styx» و «کربروس، Kerberos». پلوتو اکنون پنج قمر دارد که البته ما انتظار داریم تعداد قمرها بیش از این باشد.

ما می‌دانیم که قمرهای جدید تقریباً هم‌رنگ کارن هستند اما مقدار آلبدوی آن‌ها را تخمین نزده‌ایم چراکه دقیقاً اندازه‌ی این قمرها سنجیده نشده‌اند. و می‌دانیم که حداقل یکی از این قمرهای کوچک‌تر، به‌طور بسیار نامنظم در مدار خود حرکت می‌کند. مدار این قمرها به پلوتو نزدیک است اما مدار هیچ‌کدام دقیقاً با مدار کارن هماهنگ نیست. علت چیست؟

در سال ۱۳۸۹/۲۰۱۰ «باب جانسون، Bob Johnson» از دانشگاه ویرجینیا و «اُ، جی، تاکر، O.J. Tucker» از دانشگاه میشیگان، نشان دادند که کارن به نوعی گازهای جوّ پلوتو را به‌سوی خود می‌کشد تا جوّی هرچند نازک برای خود ایجاد کند. اما علت این روند و چگونگی آن معمایی حل نشده است.

هربار که به منظومه‌ی پلوتو نگاه می‌کنیم بیشتر گیج می‌شویم و معماهای جدیدتری پیش رویمان قرار می‌گیرد.

Astronomy - July 2015

افق‌های نو وارد می‌شود

اما نباید زیاد نگران باشیم چرا که بهترین ابزار اکتشافی ممکن در سال ۱۳۸۵/۲۰۰۶ به سوی پلوتو پرتاب شد و تا چند روز دیگر به این منظومه‌ی رازآلود می‌رسد.

فضاپیمای «افق‌های نو، New Horizons» اکنون در مراحل پایانی سفر خود، بعد از پیمودن بیش از ۵ میلیارد کیلومتر، است. پس از رسیدن به پلوتو، در میانه‌ی ماه ژانویه/دی، عکس‌برداری از فاصله‌ی نزدیک، اندازه‌گیری غبار و ذرات باردار در نزدیکی پلوتو و بررسی دقیق مدار سیاره به دور خورشید را آغاز خواهد کرد. البته رصدها از همین ماه آغاز می‌شوند، و در حین نزدیک شدن به پلوتو، فضاپیما هزاران عکس خواهد گرفت، با ابزارهای مناسب طیف‌سنجی خواهد کرد، از گازهای جوّ پلوتو نمونه‌برداری می‌کند و محیط پلاسمایی پیرامون را با جزئیات و به‌طور دقیق اندازه‌گیری می‌کند.

داده‌هایی که ما از فضاپیما دریافت خواهیم کرد آن‌قدر زیاد خواهد بود که قطعاً تا اواخر سال ۲۰۱۶ (۱۳۹۵) هنوز همه‌ی آن‌ها به دست‌مان نرسیده است. بنابراین ما برنامه‌ی بررسی این منظومه را به سه گروه تقسیم کرده‌ایم. گروه ۱: که مهم‌ترین گروه است شامل نقشه‌های زمین‌شناسی، ترکیبات و اطلاعات درباره‌ی جوّ است. گروه ۲: شامل تحقیق درباره‌ی جوّ کارن، نقشه‌های گرمایی از سطح پلوتو و کارن، جست‌وجو برای یافتن یونوسفر (یون‌کرُه) دور پلوتو و … می‌شود و گروه ۳: تحقیق درباره‌ی میدان‌های مغناطیسی، شکار قمرهای جدید، اندازه‌گیری و بررسی دقیق اندازه‌ی قمرها و مدار آن‌ها در این دسته قرار می‌گیرند.

تصمیم داریم که ابتدا همه‌ی داده‌های مربوط به گروه ۱ به زمین مخابره شوند بعد گروه ۲ و در انتها گروه سه. هرماه سرپرست‌های مربوط به هر گروه با من، که محقق اصلی این پروژه هستم، دیدار خواهند کرد تا به بررسی اطلاعات بپردازیم یا اگر نیاز به تنظیمات جدید برای دریافت اطلاعات خاصی وجود دارد، آن را انجام دهیم. بنابراین می‌توانید مطمئن باشید که هرماه خبری جدید و دستِ اول درباره‌ی پلوتو خواهید شنید. هضم کردن و بررسی همه‌ی این اطلاعات احتمالاً نزدیک به یک دهه طول خواهد کشید و تا آن موقع امیدواریم که افق‌های نو بتواند سری به یک یا دو جرم کوچک‌تر کمربند کایپر بزند.

فراموش نکنید که تا دهه‌ی ۹۰ میلادی ستاره‌شناسان هنوز از وجود کمربند کایپر بی‌خبر بودند اما در سال‌های ابتدایی قرن ۲۱ کاوش‌گری را به‌سوی این کمربند فرستادند. ما اکنون در اوج شکوفایی اکتشافات به‌سر می‌بریم و به‌سرعت در حال پیشرفتیم. پس کمربندهایتان را ببندید چراکه ما حرکتی بسیار پرسرعت از آن‌چه می‌دانستیم به آن‌چه خواهیم دانست، داریم. 

pluto 21

برگرفته از مجله‌ی Astronomy، ماه جولای و آگوست ۲۰۱۵

درباره نویسنده

166مطلب نوشته است .

  • مجید

    خسته نباشید
    عالی‌بود

    • تحریریه‌ی کانوت

      ممنون از شما

تمام حقوق این سایت برای © 2017 كانوت. محفوظ است.
Powered by Persian Wordpress