عکس مادون قرمز از مریخ که توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب گرفته شده است، ویژگیهای سطحی آن را نشان میدهد و به شیمی آن اشاره میکند.
به گزارش اورانوس از اسپیس، تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) اولین تصاویر خود را از مریخ گرفته است که نور مادون قرمزی را که از سیاره سرخ میآید با حساسیت بالا نشان میدهد.
اولین تصاویر و طیفهای تلسکوپ فضایی جیمز وب از مریخ روز دوشنبه (28 شهریور) در کنگره علمی سیارهای اروپا منتشر شد. تصاویر و اندازهگیریها در 14 شهریور 1401 از موقعیت JWST در حدود 1.6 میلیون کیلومتری مریخ انجام شد.
تصاویر قرص قابل مشاهده مریخ – سمت سیاره که توسط خورشید روشن شده و رو به تلسکوپ است – توسط دوربین مادون قرمز نزدیک وب گرفته شده است و میتواند نمایی منحصر به فرد از همسایه نزدیک زمین را در اختیار دانشمندان سیارهای قرار دهد و دادههایی را ارائه دهد که میتواند همراه با مشاهدات مریخ نوردهایی مانند Perseverance ناسا و سفینه در مدار مریخ مورد استفاده قرار گیرد.
از آنجایی که مریخ نسبتا نزدیک و بسیار روشن است، آسانترین جرم برای ثبت JWST – طراحی شده برای دیدن اجرام بسیار دور و کم نور – نیست.
جولیانو لیوزی، دانشمند و محقق ارشد آزمایشگاه سیستمهای سیارهای ناسا در مرکز پرواز فضایی گدارد، در کنفرانس مطبوعاتی EPSC به مناسبت انتشار این تصاویر گفت: مریخ آنقدر درخشان است که چالش این است که چگونه آن را ببینیم.
برای اینکه نور مادون قرمز درخشان مریخ ابزارهای JWST را کور نکند، دانشمندان از نوردهی بسیار کوتاهی برای رصد سیاره سرخ استفاده کردند. این به معنای اندازهگیری تنها مقداری از نوری بود که به آشکارسازهای JWST میرسید و سپس از روشهای ویژه برای تجزیه و تحلیل دادههای جمعآوریشده استفاده میکرد.
لیوزی ادامه داد: “میتوانیم این وضوح باورنکردنی را ببینیم، حد پراش تلسکوپهای فضایی را در مادون قرمز داریم که فوقالعاده است. میتوانیم کل سیاره را ببینیم.”
رصد شبانهروزی مریخ
JWST توانست تصاویر و طیفهایی را با وضوح فضایی که اخترشناسان برای مطالعه پدیدههای کوتاه مدت مانند الگوهای آب و هوای مریخ، طوفانهای گرد و غبار و حتی تغییرات ناشی از فصول سیاره به آن نیاز دارند، ثبت کند.
علاوه بر این، تلسکوپ وب میتواند رویدادهایی را که در زمانهای مختلف در طول روز مریخ رخ میدهند – در طول روز، هنگام غروب خورشید و در طول شب – در یک رصد ثبت کند.
اولین تصاویر گرفته شده از مریخ توسط JWST، ناحیه ای را در نیمکره شرقی سیاره در دو طول موج متفاوت نور نشان میدهد.
تصویر با طول موج کوتاه تحت تسلط نور منعکس شده خورشید است و جزئیات سطح مریخ را نشان میدهد که شبیه عوارضی است که در نور مرئی دیده میشود. این ویژگیها عبارتند از دهانه هویگنس، دهانه برخوردی با عرض نزدیک به 450 کیلومتر و سنگ آتشفشانی تیره در سیرتیس ماژور پلانوم.
دوربین NIRCam تلسکوپ فضایی وب، نوری را که مریخ در طول موجهای طولانیتر مادون قرمز ساطع میکند، هنگام از دست دادن گرما، دریافت کرد. روشنایی این نور به دمای مریخ و جو آن مربوط میشود و روشنترین و گرمترین منطقه در جایی است که خورشید تقریباً بالای سیاره قرار دارد.
درخشندگی به سمت نواحی قطبی مریخ که کمتر در معرض نور خورشید هستند و در نیمکره شمالی سیاره که در حال حاضر در میانه زمستان مریخی است، کاهش مییابد.
با این حال، مقدار نوری که به JWST میرسد تنها به دمای سیاره مربوط نمیشود. تصاویر جمع آوری شده توسط تلسکوپ همچنین میتواند نکاتی در مورد ترکیب شیمیایی جو و سطح مریخ ارائه دهد.
سرنخهای جوی در حوضه هلا
تجزیه و تحلیل طیف نور شناسایی شده از مریخ با دادههای جمع آوری شده توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب میتواند به ستارهشناسان در تعیین ترکیب جو و سطح آن کمک کند.
پس از تجزیه و تحلیل تصاویر JWST، لیوزی و تیمش دریافتند که حوضه هلاس با عرض 1930 کیلومتر تاریکتر از محیط اطراف خود به نظر میرسد، حتی در گرمترین زمان روز مریخ در آن منطقه.
لیوزی گفت: “یکی از چیزهای شستهرفته این است که می توانید یک لکه تاریک را ببینید که حوضه ای در مریخ است. انتظار چنین چیزی را نداشتیم. چیزی بسیار روشن میدیدیم، اما تاریکتر شد.” این در واقع اثر حرارتی در هلاس نیست.
تاریکی که در این ساختار برخوردی به خوبی حفظ شده مشاهده میشود، نتیجه عبور نور از جو مریخ و جذب دی اکسید کربن است.
محقق گدارد توضیح می دهد: «حوضه هلاس ارتفاع پایینتری دارد و بنابراین فشار هوای بالاتری را تجربه میکند. “این فشار بالاتر به دلیل اثری به نام گسترش فشار منجر به سرکوب انتشار حرارتی در این محدوده طول موج خاص میشود. جدا کردن این اثرات رقابتی در این دادهها بسیار جالب خواهد بود.”
تصاویر جدید همچنین توانایی تلسکوپ فضایی جیمز وب را برای مطالعه مریخ با استفاده از تکنیکی به نام طیفسنجی بر روی اندازهگیریهای گرفته شده با ابزار طیفنگار فروسرخ نزدیک ( NIRSpec ) این تلسکوپ نشان میدهد.
از آنجایی که عناصر شیمیایی نور را در طول موجهای بسیار مشخصی جذب و منتشر میکنند، دانشمندان سیارهشناسی میتوانند از طیفسنجی برای مطالعه «اثر انگشت» که مواد شیمیایی مختلف در نور عبوری از جو سیاره به جای میگذارند برای تعیین ترکیب آن استفاده کنند.
نتایج اولیه بهدستآمده توسط دانشمندان، ویژگیهای طیفی کدگذاری شده با اطلاعات مربوط به غبار مریخ، ابرهای یخی، ترکیب جو و نوع سنگهای موجود در سطح سیاره را نشان میدهد.
رصدها از JWST باید قادر به شناسایی وجود آب، دی اکسید کربن، مونوکسید کربن و سایر ترکیبات شیمیایی باشد.
لیوزی به بحث در مورد حضور متان در مریخ اشاره کرد که مشاهدات اولیه زمینی و مریخ نوردها شواهدی از این ترکیب ارائه میدهند، البته به صورت پراکنده. در حالی که اندازهگیریهای مدارگرد گاز ردیابی اگزومارس (TGO) قادر به تایید این موضوع نبوده و رصدهای زمینی توسط متان موجود در جو سیاره ما کار دشواری است ، لیوزی معتقد است که رصدهای JWST میتواند تفاوتآفرین باشد.
او گفت: «معمای بزرگ این است که مریخنوردهای روی سطح و دادههای رصدی شکافی بین صفر تا 10 کیلومتر ایجاد کردهاند. “اکنون جیمز وب را داریم، میتوانیم ستون کامل جو را تا سطحی که مریخنورد در آن قرار دارد ببینیم. بنابراین راه جدیدی برای حل این معما ارائه کردهایم.”
لیوزی اضافه کرد که متان مهم است زیرا میتواند فرآیندهای زمین شناسی زیادی در مریخ را به دانشمندان سیارهشناسی بگوید، از جمله اینکه آیا اخیراً چیزی بزرگ از فضا به سیاره سرخ برخورد کرده است. متان همچنین میتواند به فعالیت بیولوژیکی در تاریخ باستانی سیاره اشاره کند.
لیوزی گفت: “هدف اصلی ما در حال حاضر همین است.”
