معمای طوفان‌های نپتون
سال ۱۹۸۹ بود که فضاپیمای وویجر ۲ از نزدیکی سیاره‌ی نپتون گذر کرد. نپتون آخرین هدف وویجر ۲ پیش از حرکت به سمت مرزهای منظومه‌ی شمسی بود و این فضاپیما توانست اطلاعات ارزشمندی را از این سیاره‌ی دوردست گردآوری کند. وویجر ۲ در تصاویرش دو طوفان عظیم را در جو نپتون آشکار کرد که به «لکه‌ی تیره‌ی بزرگ» و «لکه‌ی تیره ۲» معروف شدند. از آن زمان پژوهش‌ها درباره‌ی طوفان‌های نپتون آغاز شد.
با توجه به فاصله‌ی زیاد نپتون از زمین و محدودیت ابزارها در آن زمان امکان زیر نظر گرفتن این طوفان‌ها وجود نداشت. تا این که در سال ۱۹۹۴ تلسکوپ فضایی هابل تصاویر دقیقی از سیاره‌ی نپتون ثبت کرد. دانشمندان منتظر بودند تا چهره‌ی لکه‌ی تیره‌ی بزرگ و لکه‌ی تیره ۲ را پس از پنج سال مشاهده کنند. با این حال خبری از این طوفان‌ها نبود.
از بین رفتن طوفان‌های نپتون باعث شگفتی دانشمندان شد. چرا که نمونه‌ی مشابه این دو طوفان، یعنی «لکه‌ی سرخ بزرگ» سیاره‌ی مشتری، که طوفانی به وسعت چند برابر سیاره‌ی زمین است، حداقل از سال ۱۸۳۰ تا کنون در سیاره‌ی مشتری وجود دارد. به این ترتیب از همان سال ۱۹۹۴ پژوهش دانشمندان برای درک دلیل ناپدید شدن طوفان‌های نپتون آغاز شد.
تصویر فضاپیمای جونو از لکه‌ی سرخ بزرگ مشتری.
Credit: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Kevin M. Gill
این پروژه‌ی پژوهشی در حال حاضر به شکل جدی و با کمک تلسکوپ فضایی هابل در حال انجام است. این پروژه میراث جو سیاره‌ی بیرونی یا OPAL نام دارد. در سال‌های اخیر دانشمندان این پروژه توانسته‌اند روند شکل‌گیری طوفان‌های نپتون را مشاهده و به اطلاعات ارزشمندی در این باره دست پیدا کنند.
تولد یک طوفان
در سال ۲۰۱۵ گروه OPAL پروژه‌ای سالانه را آغاز کرد. این گروه پژوهشی تصاویر تلسکوپ هابل از نپتون را بررسی و تلاش می‌کرد تا نقاط تیره‌ی کوچک را در این سیاره آشکار کند. این گروه هر سال با بررسی تصاویر هابل لکه‌های تیره‌ی کوچکی که در جو نپتون بودند را زیر نظر می‌گرفت. تا این که در سال ۲۰۱۸ لکه‌ی تیره‌ی جدید و بزرگی در جو نپتون ثبت شد.
تصاویر تلسکوپ فضایی هابل (چپ) و فضاپیمای وویجر از طوفان‌های تیره‌ی سیاره‌ی نپتون که به ترتیب در سال ۲۰۱۸ و ۱۹۸۹ ثبت شده‌اند.
Credits: NASA/ESA/GSFC/JPL
این طوفان اندازه‌ای در حدود «لکه‌ی تیره‌ی بزرگ» داشت و پژوهشگران انتظار مشاهده‌ی طوفانی با این اندازه را نداشتند. نکته‌ی جالب توجه دیگر این بود که شکل‌گیری این طوفان در تصاویر هابل ثبت شده بود. پژوهشگران با تحلیل تصاویر هابل از نپتون که از سال ۲۰۱۵ تا ۲۰۱۷ ثبت شده بودند متوجه چند ابر سفید و کوچک شدند. این ابرها درست در همان منطقه‌ای قرار داشتند که لکه‌ی تیره بعدها در آن شکل گرفت.
این ابرهای مرتفع از کریستال‌های یخ متان تشکیل می‌شوند که ظاهری روشن و سفید به آن‌ها می‌دهد. شکل‌گیری این ابرها چند سال پیش از شکل گرفتن طوفان جدید نشان می‌دهد که احتمالا لکه‌های تیره از بخش‌های عمیق جو نپتون سرچشمه می‌گیرند.
فعالیت این گروه از پژوهشگران را می‌توان چیزی شبیه به هواشناسی دانست. با این تفاوت که این بار نه از فاصله‌ی نزدیک و توسط ماهواره بلکه از فاصله‌ی چند میلیارد کیلومتری و با چشمان تیزبین تلسکوپ فضایی هابل آب و هوای سیاره‌ی نپتون را زیر نظر می‌گیرند.
عمر متوسط طوفان‌های نپتون
نتایج پژوهش‌ها نشان می‌دهد طوفان‌های نپتون بر خلاف سیاره‌ی مشتری عمر زیادی ندارند. چرا که جریان نوارهای باد در جو این دو سیاره متفاوت است. جریان باد در جو نپتون طوفان را جابه‌جا می‌کند و در نهایت طوفان از هم می‌پاشد.
به نظر می‌رسد طوفان‌های بزرگ در جو نپتون هر چهار تا شش سال در جو این سیاره شکل می‌گیرند. هر طوفان نیز ممکن است حداکثر تا شش سال در جو باقی بماند. هر چند که طوفان‌هایی با عمر دو سال رایج‌تر هستند.
تا کنون شش طوفان در جو نپتون مشاهده شده است. فضاپیمای وویجر ۲ برای اولین بار و در سال ۱۹۸۹ موفق به ثبت دو طوفان شد. تلسکوپ هابل نیز از زمان آغاز به کارش در سال ۱۹۹۰ تا کنون چهار طوفان را در نپتون ثبت کرده است.
با وجود پژوهش‌های فراوان هنوز سیاره‌ی نپتون رازهای ناگفته‌ی زیادی دارد و برای جواب دادن به این سوالات نیاز به رصدهای بیشتری است. شناخت بیشتر سیاره‌ی نپتون به درک بهتر سیارات فراخورشیدی نیز کمک زیادی می‌کند.
واقعیت این است که برای شناخت بهتر سیارات فراخورشیدی ابتدا باید سیارات منظومه‌ی شمسی را به خوبی بشناسیم.
عکس کاور: سیاره‌ی نپتون.
Credit: NASA
منبع: NASA
خواهشاً از این جور مقالات علمی زیاد بزارید