افق‌های نو و عکس‌های شگفت از پلوتون

در ۱۴ جولای ۲۰۱۵ برابر با ۲۳ تیرماه ۱۳۹۴ فضاپیمای «افق‌های نو» New Horizons متعلق به سازمان فضایی ناسا تاریخ ساز شد. این فضاپیما اولین کاوشگری است که به مقصد پلوتون و قمرهایش رسیده است. اکنون همزمان با رسیدن این کاوشگر به مقصد بعدی‌اش در کمربند کویی‌پر یعنی اولتیما تولی (۲۰۱۴MU69) نگاهی دیگر به برخی از شاهکارهای این فضاپیما از سیاره کوتوله پلوتون می‌اندازیم و منتظر می‌مانیم تا تصاویر شگفت آن از سیارک اولتیما تولی از راه برسند.

کوه‌های باشکوه

تنها ۱۵ دقیقه پس از رسیدن فضاپیما به نزدیک‌ترین فاصله تا پلوتون در ۲۳ تیر ۱۳۹۴ ، افق‌های نو به عقب و به سمت خورشید نگاه کرد تا این نمای نزدیک را از غروب خورشید برفراز کوه‌های سترگ یخی و دشت‌های هموار سراسر یخی که تا افق پلوتون گسترده شده است را ثبت کند. محدوده همواری که در سمت راست گسترده شده دشت یخی «اسپوتنیک پلانوم» نام گرفته که در کنار کوه‌های خشن سمت چپ قرار گرفته است. این کوه‌ها تا ۳۵۰۰ ارتفاع دارند.

آسمانی آبی

در این عکس زیبا که توسط «دوربین طیف نگار ترکیبی رالف» در محدوده نور مرئی گرفته شده است، جوّ پلوتون همچون لایه‌ای مه‌آلود و آبی رنگ در اطراف آن مشاهده می‌شود. مشابه این پدیده را قبلا در اطراف تیتان (قمر زحل) دیده‌ایم، که به احتمال زیاد منبع نور آبی هر دو را می‌توان به واکنش‌هایی که به علت رسیدن تابش‌های فرابنفش خورشید به نیتروژن ومتان آغاز می‌شوند، نسبت داد. این برهمکنش‌ها منجر به تولید ذرات ریز و دوده مانندی به نام «تولین» در لایه‌های فوقانی جوّ پلوتون می شوند. همین‌طور که این ذرات پایین آمده تا بر سطح پلوتون ته‌نشین شوند، مقدارشان زیاد و انباشته می‌شوند. البته این ذرات قرمز و قهوه‌ای هستند و منشأ قرمزگونی برخی سطح‌های پلوتون هم همین ذرات هستند.

کوه‌های رایت

دانشمندان این عکس با کیفیت بالا را که نمایی رنگی از رشته کوه‌های «رایت» است در تیرماه ۱۳۹۴ تهیه کرده‌اند. این کوه‌ها یکی از دو ناحیه‌ای است که وجود بالقوه یخ‌فشان‌ها را بر سطح پلوتون دارد. این نام غیر رسمی به افتخار برادران رایت توسط تیم تحقیقاتی افق‌های نو انتخاب شده است. این مجموعه کوه‌ها که بسیار عظیم و بزرگ هستند، وسعتی در حدود ۱۵۰ کیلومتر دارند که تا ارتفاع ۴ کیلومتری کشیده شده‌اند. اگر همان گونه که حدس زده شده، واقعا یخ‌فشان (آتش فشان‌های یخی) باشند، بزرگ‌ترین یخ‌فشان‌هایی هستند که در قسمت بیرونی منظومه شمسی کشف شده‌اند.

تفاوت‌های شدید

این ترکیب از تصاویر پررنگ شده پلوتون (جلو) و کارُن (عقب) در همان روز اول یعنی ۲۴ تیر ۱۳۹۴ هنگامی توسط «افق‌های نو» گرفته شد که از میان منظومه پلوتون در حال عبور بود. در این تصویر تفاوت‌های چشمگیر پلوتون با بزرگ‌ترین قمرش «کارُن» را به وضوح می‌بینیم. در این تصویرِ ترکیبی، اندازه واقعی دو کره را مشاهده می‌کنیم ولی نسبت فاصله‌هاشان واقعی نیست. این تصویرها ترکیبی از عکس‌های در طول موج‌های آبی، قرمز و مادون قرمز هستند که توسط دوربین مرئی طیف‌نگار ترکیبی «رالف»‌گرفته شده‌اند.

چهره‌های شگفت‌زده

واکنش اعضای تیم علمی افق‌های نو به هنگام دیدن واضح‌ترین تصاویر از پلوتون در روز نزدیک شدن فضاپیما به پلوتون در ۲۳ تیر ۱۳۹۴ . این تیم در آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز واقع در مریلند، مستقر هستند.

دشت‌ها و دهانه‌ها

این تصویر با وضوح بالا از فضاپیمای ناسا، جزئیات زیادی از دشت‌های ناهموار و خشن پلوتون را آشکار می‌کند که شامل دهانه‌های بسیاری است با لایه‌های مختلف در دیواره‌های داخلیِ آنها. در نگاه زمین‌شناسی، وجود لایه‌ها معمولا به معنی تغییرات مهم در ترکیبات آن قسمت یا رویدادهای مختلفی است که بر آن سرزمین گذشته است. اما در حال حاضر تیم تحقیقاتی افق‌های نو نمی‌دانند که آیا این لایه‌بندی‌ها منطقه‌ای و جزئی هستند یا در حال دیدن لایه‌هایی وسیع و سراسری هستند؟ بحث‌هایی در خصوص منشأ آن خطوط تاریکِ تقریبا عمودی که در سمت چپ و پایین تصوی است وجود دارد؛ ولی احتمالا منشأ زمین‌شناختی دارند.

دهانه‌های زیادی که در این عکس دیده می‌شوند در منطقه‌ای به نام «حوضه بِرنی» قرار دارند. برنی نام غیر رسمی است که از اسم دانش آموزی گرفته شده که در سال ۱۹۳۰م نام پلوتون را برای سیاره تازه کشف شده پیشنهاد کرد.

سرزمین‌های متنوع

عکس‌های بسیار دقیقی از سطح پلوتون توسط «افق‌های نو»، درست لحظاتی قبل از نزدیکیِ کامل به آن گرفته شده‌اند. این عکس بسیار دقیق که جزئیاتی در حد مقیاس ۲۷۰ متر را به ما نشان می‌دهد، منطقه‌ای به وسعت ۱۲۰ کیلومتر را دربر می‌گیرد که دشتی با سطح بافت‌مانندش دو کوه یخی منفردی را فراگرفته است.

تنوع سطحی

این نما از منطقه‌ای به وسعت ۳۵۰ کیلومتر نشان دهنده تنوع باور نکردنی عوارض سطحی بر روی این سیاره کوتوله است؛ چه از لحاظ بازتاب‌پذیری سطوح و چه از نظر ساختارهای زمین شناختی آن‌ها. این عکس شامل سرزمین‌هایی تیره، به شدت باستانی و همراه با دهانه‌ها؛ و از طرفی سرزمین‌هایی روشن با سطحی صاف و جوان است. تعداد زیادی کوه و بخش‌هایی تیره و برآمدگی‌های هم خط که منشأ آن‌ها قابل بحث است را مشاهده می‌کنیم.

کوچک‌ترین عارضه قابل مشاهده در این عکس ۸۰۰ متر قطر دارد. این عکس توسط فضاپیمای «افق‌های نو» از فاصله ۸۰٫۰۰۰ کیلومتری گرفته شده است.

پلوتون روانگردان

دانشمندانِ افق‌های نو این تصویرِ رنگی اغراق شده را ایجاد کرده‌اند تا تفاوت‌های ظریف رنگی بین مناطق مختلف و متمایز این سیاره کوتوله را برجسته‌تر نشان دهند. داده‌های تصویر آن توسط دوربین «رالف» در ۲۳ تیرماه از فاصله ۳۵٫۰۰۰ کیلومتری ثبت شده است.

حوضه اسپوتنیک

دانشمندانِ مأموریت «افق‌های نو» عکس‌هایی را از دشت‌های اسپوتنیک که نیمه غربی «قلب پلوتون» است، پردازش کرده‌اند تا الگوهای پیچیده‌ای که تاکنون مشابه آن مشاهده نشده است را بر روی بافت‌های سطحی دشت‌های وسیع یخبندان آن آشکار کنند. عکس سمت چپ که پررنگ هم شده است، نمای نزدیکی است از قسمتی از صفحاتِ سلولی در وسط اسپوتنیک، و عکس سمت راست یک «نقشه پراکندگی» از همان منطقه است که از ترکیب دو عکس تهیه شده که فضاپیما از زاویه‌های کاملا متفاوت از این ناحیه هنگام پروازش برفراز اسپوتنیک گرفته است.

نقشه پراکندگی نشان می‌دهند که مراکز آن قسمت‌های سلولی تمایل به صاف و مسطح شدن دارند، در حالیکه لبه‌های آن‌ها ناهموار و حفره‌دار هستند. مرزهای بین این سلول‌های یخی حتی از مرکز آن‌ها درخشان‌ترند و این به معنی نرم و صاف‌تر بودن این مرزهاست. پژوهشگران «افق‌های نو» احتمال زیاد می‌دهند که این الگوها بر اثر جریان همرفتی از یخ‌های نیتروژنی است که یخ‌های گرمتر در مرکز این سلول‌ها به بالا می‌آیند و به سمت بیرون حرکت می‌کنند تا در لبه‌های آن فرو روند.

کره‌ی سنگفرش شده

این دورنمای ترکیبی از پلوتون نشان می‌دهد که اگر در فاصله ۱۸۰۰ کیلومتری برفراز ناحیه استوایی آن بودید چنین چشم‌اندازی را از منطقه تیره و پر از دهانه «کاتولو رِجیو» به سمت ناحیه روشن، نرم و وسیع و پوشیده از یخ حوضه اسپوتنیک می‌دید. پهنای این منطقه حدود ۱۸۰۰ کیلومتر است و هنگامی که فضاپیما از فاصله ۸۰٫۰۰۰ کیلومتری پلوتون حرکت می‌کرده، گرفته شده است.

هلال خیره کننده

این تصویر زیبا ۱۵ دقیقه پس از رسیدن فضاپیما به مقصدش گرفته شده است. این دورنمای وسیع از پلوتون نشان می‌دهد که جوّ آن لایه‌های عمیقی را در همه طرف کره گسترش داده است، تا نیمرخ تاریکی از سرزمین‌های ناهموار آن در طرف شب (سمت چپ) آشکار کند. همچنین سایه پلوتون بر روی بخش‌های جوّ آن افتاده که می‌توان آن را در بالاترین قسمت‌های قرص آن مشاهده کرد. در سمتی که نور خورشید تابیده و روشن است (سمت راست) سرزمین هموار حوضه اسپوتنیک را می‌بینیم که به سمت غرب (در این عکس بالا) تا کوه‌های مرتفع ۳۵۰۰ متری گسترش یافته است. نورهای پس زمینه بیش از ۱۲ لایه مه‌آلود را در جوّ رقیق پلوتون روشن کرده است.

نزدیک‌ترین فاصله تاکنون

میهمانان و اعضای تیم «افق‌های نو» در حال شمارش معکوس برای رسیدن فضاپیما به نزدیک‌ترین فاصله‌اش تا پلوتون هستند. ۲۴ تیر ۱۳۹۴ در آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز در مریلند.

ایستگاه بعدی

کاوشگری‌های «افق‌های نو» فقط به پرواز تاریخی پلوتون محدود و متوقف نمی‌شود. بلکه به سوی اجسام یخی دوردست منظومه شمسی در کمربند کویی‌پر حرکت خودش را ادامه می‌دهد تا آن‌ها را بررسی کند.

ایستگاه بعدی آن یکی از اجسام کمربند کویی‌پر است که نام علمی آن  ۲۰۱۴MU69  است که به «اولتیما تولی» معروف شده است. این ملاقات در اول ژانویه ۲۰۱۹م  (۱۱ دی ۱۳۹۷) اتفاق می‌افتد. (که طبق برنامه‌ریزی انجام شده با موفقیت همراه بود و باید منتظر بمانیم تا در هفته‌ها و ماه‌های آینده در سال ۲۰۱۹ عکس‌ها و مقالات علمی آن‌ها منتشر شوند.)

منبع: space.com

تهیه و تنظیم: محمد همایونی