رصد “مشتری” در طیف رادیویی

MacTavish · 20/1/20

بیگ بنگ: مشتری بزرگترین سیاره در منظومه‌شمسی ماست و پُرنورترین سیاره در فرکانس‌های رادیویی به شمار می‌رود. اگرچه اخترشناسی رادیویی غالباً بر اجرام سماوی دورتری مثل سحابی‌ها و کهکشان‌ها تمرکز دارد، اما اخترشناسی رادیوییِ سیاره‌ها با “مشتری” آغاز می‌شود.

عکس رادیویی از مشتری که با تلسکوپ آلما تهیه شده است. نوارهای روشن نشان دهندۀ دمای بالا و نوارهای تیره نشان دهندۀ دمای پایین هستند. نوارهای تیره با نواحی مورد نظر در مشتری مطابقت دارند که معمولا در قالب طول موج‌های مرئی بصورت سفید دیده می‌شوند. نوارهای روشن به مثابه کمربندهای قهوه‌ای در سیاره مشتری هستند. این عکس، ماحصل بررسی داده‌ها در طول ۱۰ ساعت بوده است.

به گزارش بیگ بنگ، اگرچه سیاره‌های دیگر در منظومه‌شمسی ما به انتشار نور رادیویی می‌پردازند، اما مشتری درخشان‌ترین سیاره از منظر رادیویی محسوب می‌شود. وقتی ذرات ِ باردار در فضا با میدان مغناطیسی مشتری به برهمکنش می‌پردازند، نور رادیویی را در قالب فرایندی موسوم به تابش سنکروتروننشر می‌دهند. نخستین مشاهدۀ رادیویی سیاره مشتری در سال ۱۹۵۵ توسط برنارد برک و کِنِت فرانکلین به انجام رسید. این دو نفر انتظار مشاهده چنین سیگنالی را نداشتند و در ابتدا تصور کردند که منشاء زمینی دارد. اما مشاهدات بعدی نشان داد که این سیگنال از سیاره مشتری سرچشمه می‌گیرد.

نقشه سطح سیارۀ مشتری در قالب طیف رادیویی به کمک تلسکوپ آلما و با نور مرئی با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل(پایین)
افزون بر تابش سنکروترون، مشتری به دلیل نشر گرمایی خود به انتشار نور رادیویی هم می‌پردازد. نشرهای ضعیف‌تر در برای نخستین‌بار با تلسکوپ بسیار بزرگ(VLA) ترسیم شدند. آنتن‌های این تلسکوپ قابلیت ثبت عکس‌برداری رادیویی باکیفیت بالا را دارند. با تقویتِ این آرایه در سال ۲۰۱۱، حساسیت و قابلیت‌های عکس‌برداری آن به طرز چشمگیری ارتقا پیدا کرد. در سال ۲۰۱۳، آرایه بسیار بزرگ نخستین عکس‌های رادیویی را از اتمسفر مشتری تهیه کرد.

بنابراین، محققان توانستند به درون اتمسفر ضخیم آن راه یافته و جزئیات بیشتری درباره آن بدست بیاورند. مشاهدات در قالب نور مرئی با مانعی به نام لایه‌های ابری مشتری روبرو هستند. اما نور رادیویی به راحتی به این لایه‌های ابری نفوذ می‌کند. مشاهدات این آرایه به ما اجازه می‌دهد تا ۱۰۰ کیلومتریِ زیر ابرهای مرئی را مشاهده کنیم. با این آرایه بود که لکه سرخ بزرگ و چگونگی افزایش و کاهش آمونیاک در لایه‌های ابری مشتری مشاهده و ثبت شود.

بتازگی آرایه میلی‌متری بزرگ آتاکاما موسوم به آلما(ALMA) موفق شده عکس‌های باکیفیتی از نشر گرمایی مشتری تهیه کند. آلما در مقایسه با تلسکوپ بسیار بزرگ، در طول موج‌های کوتاه‌تری عمل می‌کند. چون اتمسفر مشتری، طول موج‌های کوتاه‌تر را سریع‌تر جذب می‌کند، آلما قادر است تا ۵۰ کیلومتریِ زیر لایه‌های ابری مشتری نفوذ کرده و اقدام به تهیۀ عکس‌های باکیفیت کند. قدرت تفکیک بالای آلما این فرصت را به اخترشناسان داده تا یک نقشه سه بعدی از گاز آمونیاک در اتمسفر مشتری تهیه کنند.

نقشۀ آریه تلسکوپی آلما از سیاره مشتری که توزیع گاز آمونیاک را در زیر لایه‌های ابری این غول گازی نشان می‌دهد.
با پیشرفت فناوری رادیویی، اخترشناسی رادیویی مشتری بیش از پیش برای محققان مفید واقع شده است. با تجهیزات رادیویی ساده هم می‌توانید نور رادیویی مشتری را رویت کنید. پروژه‌هایی مثل JOVE دانشجویان، افراد آماتور و همه علاقمندان را ترغیب می‌کند تا انتشارهای رادیویی را از سیارۀ مشتری مشاهده کنند.