تایید وجود شفق فروسرخ در اورانوس

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما ، شفق فرابنفش اورانوس ، اولین بار در سال ۱۹۸۶ توسط کاوشگر «وویجر ۲» (Voyager ۲) ناسا مشاهده شد که آن سال از کنار سیاره عبور کرد و حالا پس از آن حدود  ۴۰ سال طول کشیده است تا همتای فروسرخ آن شناسایی شود.

روی زمین، نور شفق از برخورد با اتم‌های اکسیژن و نیتروژن می‌آید و رنگ‌های قرمز، سبز و آبی را پدید می‌آورد. گاز‌های غالب جو در اورانوس، هیدروژن و هلیوم هستند که در دمای بسیار پایین‌تری نسبت به زمین قرار دارند. این باعث می‌شود که درخشش شفق اورانوس عمدتا در طول موج‌های فرابنفش و فروسرخ باشد.

با استفاده از داده‌های «طیف‌سنج فروسرخ نزدیک» (NIRSPEC) متعلق به «تلسکوپ کک» (Keck Observatory) که در سال ۲۰۰۶ به دست آمدند، گروهی از ستاره‌شناسان به سرپرستی «اما توماس» (Emma Thomas) دانشجوی فارغ‌التحصیل «دانشگاه لستر» (University of Leicester) انگلیس، انتشار مولکول +H ۳ را شناسایی کردند. این مولکول یک کاتیون تری‌هیدروژن است که سه پروتون و تنها دو الکترون را در بر دارد؛ به این معنی که دارای بار مثبت است.

انتشارات اورانوس نتیجه یونیزه شدن هیدروژن مولکولی و تشکیل شدن کاتیون‌های +H ۳ در پی برخورد با ذرات باردار بود که تابش یک درخشش شفق فروسرخ را روی قطب مغناطیسی شمالی به همراه داشت. گروه توماس در اصل نور‌های شمالی اورانوس را دیدند.

مشاهدات تلسکوپ کک از انتشار +H ۳ ، نشان‌دهنده فعالیت شفق قطبی در اورانوس است

توماس گفت: دمای همه سیارات غول‌پیکر گازی از جمله اورانوس، صد‌ها درجه بالاتر از چیزی است که مدل‌های رایانه‌ای در صورت گرم شدن توسط خورشید پیش‌بینی می‌کنند و ما را در برابر این پرسش بزرگ قرار می‌دهند که این سیارات چگونه بسیار داغ‌تر از حد انتظار هستند. یک نظریه نشان می‌دهد علت این امر شفق پرانرژی است که گرما را تولید می‌کند و از شفق به سمت استوای مغناطیسی می‌راند.

معمای دیگری که شفق‌های قطبی می‌توانند به حل کردن آن کمک کنند، این است که چرا محور‌های چرخشی میدان‌های مغناطیسی اورانوس و نپتون به میزان زیادی ناهمسو هستند. این ناهمسویی در اورانوس ۵۹ درجه است.

از آنجا که شفق‌های قطبی به ردیابی ساختار میدان مغناطیسی یک سیاره می‌پردازند که با لایه‌های بالایی (یونوسفر و ترموسفر) جو جفت شده است، مطالعه بیشتر ، می‌تواند سرنخ‌های پنهانی را در مورد منشأ این ناهماهنگی آشکار کند.

این پژوهش در مجله «Nature Astronomy» چاپ شده است .