تغییرات چشمگیر غول‌های منظومه شمسی در تصاویر ده‌ساله تلسکوپ هابل

تلسکوپ فضایی هابل ناسا بیش از ۳۰ سال است تصاویر شگفت‌انگیزی از جهان شناخته‌شده را منتشر می‌کند. این تلسکوپ در ده سال گذشته سیاره‌های بیرونی منظومه شمسی را نیز زیر نظر گرفته و تصاویری ارزشمند از آن‌ها ثبت کرده است.

برنامه میراث جوهای سیاره‌های بیرونی ناسا (OPAL) طی ده سال گذشته به چشم‌اندازهای دقیقی از تغییرات بلندمدت در آسمان چهار غول گازی منظومه شمسی رسیده است: مشتری، زحل، اورانوس و نپتون که هر کدام میزبان مجموعه‌ای منحصر‌به‌فرد از تغییرات جوی هستند. داده‌های OPAL به ستاره‌شناس‌ها امکان دادند که الگوهای آب و هوایی و فصل‌های سیاره‌های بیرونی را برای رسیدن به درک بهتر از تغییرات آن‌ها مشاهده کنند.

تلسکوپ فضایی هابل می‌تواند طول موج‌های فرابنفش تا نور فروسرخ نزدیک را رصد کند و سالانه به صورت منظم تصاویر باکیفیتی از غول‌های گازی را در حین نزدیک شدن آن‌ها به زمین منتشر می‌کند. تیم اوپال هابل در ناسا که اکنون ۱۰ سال از عمرش می‌گذرد، مروری ده ساله از یافته‌های این برنامه را در نشست ماه دسامبر انجمن ژئوفیزیک آمریکا در واشنگتن دی.‌سی ارائه کرد. امی سیمون از مرکز پرواز فضایی گدارد ناسا در بیانیه‌ای می‌گوید:

از آنجا که اوپال حالا ده ساله شده، پایگاه داده‌ی ما از رصدهای سیاره‌ای به شکل فزاینده‌ای در حال رشد است. عمر بالای این برنامه امکان اکتشافات شگفت‌انگیزی را فراهم می‌کند اما همچنین برای ردیابی تغییرات جوی بلندمدت در حین چرخش سیاره‌ها به دور خورشید مفید است. ارزش علمی این داده‌ها در بیش از ۶۰ مقاله‌ی علمی که دربردارنده‌ی آن‌ها بودند، مورد تاکید قرار گرفته است.

مشتری بزرگ‌ترین سیاره منظومه شمسی است. گازهای جوی این سیاره تا هسته‌ یعنی ده‌ها هزار کیلومتر زیر ابرها می‌چرخند. این سیاره علاوه بر بزرگی با لکه‌ی سرخ بزرگ خود نیز شناخته می‌شود. این عارضه گردباد سرخ چرخانی روی چهره مشتری است که بزرگ‌ترین طوفان منظومه شمسی به شمار می‌رود. لکه سرخ بزرگ تقریبا سه برابر زمین است.

چرخش سیاره مشتری به دور خورشید تقریبا ۱۲ سال به طول می‌انجامد از این رو برنامه‌ی OPAL تقریبا یک سال کامل مشتری همراه با فصل‌های آن را زیر نظر داشت. به مرور زمان تغییرات چشمگیری در ابعاد و شکل لکه‌ی سرخ بزرگ و دیگر پدیده‌های جوی در نوارهای چرخان این غول گازی مشاهده شدند.

تغییرات فصلی مشتری اندک هستند، زیرا شیب محوری آن تنها سه درجه است که صرفا پنج درصد تغییر جوی در طول دوره‌ی چرخش آن را به دنبال دارد. از سویی زمین با شیب محوری ۲۳٫۵ درجه فصل‌های متنوعی را ایجاد می‌کند.

مدت چرخش زحل به دور خورشید بیش از دو برابر مشتری است و ۲۹ سال به طول می‌انجامد. این سیاره‌ی حلقه‌دار دارای شیب محوری عمیق‌تر ۲۶٫۷ درجه‌ای است که باعث می‌شود تغییرات فصلی بیشتری را در مقایسه با مشتری تجربه کند. برنامه OPAL در طول رصد ده‌ساله‌اش، تنوع رنگ و عمق ابرهای جو زحل را در حین تغییرات فصلی این سیاره ردیابی کرد.

تلسکوپ هابل همچنین بخش‌های تاریک و اسرارآمیز حلقه‌های زحل را بررسی کرد. این حلقه‌های تیره که برای اولین بار توسط کاوشگر وویجر ناسا در دهه‌ی ۱۹۸۰ کشف شدند، تنها به اندازه‌ی دو یا سه چرخش به دور زحل دوام می‌آورند. به لطف تلسکوپ هابل ستاره‌شناس‌ها امروز می‌دانند که این حلقه‌ها پدیده‌ای فصلی به شمار می‌روند.

سیاره اورانوس تقریبا به صورت کامل به یک سمت کج شده است و به این ترتیب چرخش آن به دور خود روی همان صفحه‌ای رخ می‌دهد که مدار این سیاره به دور خورشید قرار دارد. یک سال اورانوس، ۸۴ سال زمینی به طول می‌انجامد.

پروژه‌ی اوپال در طول ده سال گذشته نیم‌کره‌ی شمالی اورانوس را مشاهده کرده که در تمام مدت فعالیت تلسکوپ هابل به سمت درون منظومه شمسی قرار داشته است. درخشش کلاهک قطبی شمالی اورانوس با نزدیک شدن نیم‌کره‌ به انقلاب تابستانی در سال ۲۰۲۸ رو به افزایش است.

یک لکه طوفان‌مانند عظیم هم‌اندازه با اقیانوس اطلس زمین در سال ۲۰۱۸ در جو نپتون مشاهده شد که هابل آن را تا زمان از ناپدید شدنش به سمت استوای این سیاره زیرنظر داشت.

لکه‌ی دیگری در سال ۲۰۲۱ در حین شکل‌گیری رصد و مجددا در استوا ناپدید شد. دانشمندان با استفاده‌ از داده‌های اوپال توانستند بفهمند که رفتار ابرهای نپتون به نحوی به چرخه‌ی ۱۱ ساله‌ی خورشیدی ربط دارد. فعالیت خورشیدی به‌تازگی مسئول ظاهرشدن نورهای شفقی در عرض‌های جغرافیایی پایین‌ زمین نیز بوده‌ است.