دانشمندان برای نخستین بار کل سیاره اورانوس را در طیف فروسرخ تصویربرداری کرده‌اند تا با تهیه دقیق‌ترین نقشه، درک بهتری از شفق‌های قطبی مرموز این سیاره داشته باشند. تیم پژوهشی به‌سرپرستی دانشگاه لستر (University of Leicester) انگلستان از داده‌های رصدخانه IRTF ناسا در ایالت هاوایی آمریکا برای بررسی غول یخی عجیب منظومه شمسی استفاده کردند.
شفق‌های قطبی در سیاره اورانوس نیز درست مانند این پدیده‌ها روی زمین بر اثر برهم‌کنش باد خورشیدی (جریان ذرات باردار با منشا خورشید) و میدان مغناطیسی سیاره ایجاد می‌شوند، اما چون اورانوس تفاوت‌های زیادی با سیاره ما دارد این شفق‌ها هم نسبت به نورهای شمالگان و جنوبگان زمین بسیار متفاوت عمل می‌کنند.
برای نمونه، محور گردش اورانوس به‌دور خودش تقریبا عمود بر خورشید است و سیاره از پهلو به دور خورشید می‌چرخد که باعث می‌شود قطب‌های آن برای حدود یک چهارم سال به‌طور مستقیم رو به این ستاره قرار داشته باشند.
فرصتی مناسب برای رصد سیاره اورانوس
برخلاف زمین، مشتری یا زحل، قطب‌های مغناطیسی اورانوس با قطب‌های جغرافیایی آن هم‌راستا نیستند بلکه ۶۰ درجه انحراف دارند. بنابراین شفق‌های قطبی سیاره اورانوس باعث روشن شدن آسمان در بالای قطب‌های جغرافیایی نمی‌شوند و در مکان‌های متفاوت و عجیبی قرار می‌گیرند.
اِما توماس (Emma Thomas)، محقق دانشگاه لستر، درباره موقعیت شفق‌های اورانوس می‌گوید: «شفق قطبی شمالی در حقیقت از نیمکره شمالی به‌سمت خط استوا امتداد می‌یابد و حتی تا نیمکره جنوبی پیش می‌رود. اگر بخواهید از شفق‌های این سیاره نقشه‌برداری کنید، نمی‌توانید فقط به بالای آن بنگرید، بلکه باید تمام سطح آن را درنظر بگیرید.»
دانشمندان برای تصویربرداری از کل اورانوس، مشاهده‌های خود را به سه بازه زمانی ۸ ساعته در طول ۳ روز تقسیم کردند. آن‌ها می‌بایست زمان‌بندی هر پنجره رصدی را باتوجه‌به دوره چرخشی ۱۷ ساعته اورانوس تعیین می‌نمودند. بدین ترتیب پس از ترکیب داده‌ها دقیق‌ترین نقشه از سطح سیاره در طیف فروسرخ تهیه شد.
توماس می‌افزاید: «ما با استفاده از این نقشه می‌خواهیم بفهمیم که بخش‌های روشن‌تر در کدام مناطق اورانوس قرار دارند. خود اورانوس یک درخشش زمینه‌ای در نور روز دارد. هر درخششی بالاتر از این سطح یا ناشی از فرآیند‌های گرمایی داخلی و یا ناشی از شفق‌های قطبی آن است. بنابراین با اندازه‌گیری چگالی ذرات بر فراز اورانوس می‌توانیم منشا آن‌ها را تشخیص دهیم.»
پیش‌ازاین سطح اورانوس تنها در طیف فرابنفش تصویربرداری شده بود. ماموریت وویجر-۲ (Voyager-2) ناسا در سال ۱۹۸۶ برای مدت کوتاهی از کنار این سیاره گذشت و نخستین مجموعه عکس‌های نزدیک از سطح و محیط اطراف آن را به‌ثبت رساند. در سال ۲۰۱۱ هم تلسکوپ فضایی هابل برای اولین بار شفق‌های درخشانی را رصد کرد که بر فراز سیاره می‌درخشند و هر یک مساحتی بزرگ‌تر از کره زمین را دربر می‌گیرند.
با وجود فعالیت پژوهشی اخیر اما دانشمندان هنوز اطلاعات کمی درباره این نمایش‌های درخشان اورانوس و عامل ایجاد آن‌ها دارند. توماس اظهار می‌کند: «هنوز مگنتوسفر (مغناطیس‌سپهر) اورانوس و چگونگی برهم‌کنش آن با باد خورشیدی را به‌طور کامل درک نکرده‌ایم.» مغناطیس‌سپهر ناحیه‌ای در اطراف یک سیاره است که تحت اثر میدان مغناطیسی آن قرار دارد.
او ادامه می‌دهد: «با نقشه‌برداری از این شفق‌ها می‌توانیم درک بهتری از فعل‌وانفعال باد خورشیدی با مغناطیس‌سپهر داشته باشیم و از این طریق ایده بهتری درباره جهت‌گیری خطوط مغناطیسی به‌دست آوریم.»
کشف پرتوهای ایکس عجیب در سیاره اورانوس
طبق مطالعه‌ای که در سال ۲۰۱۷ انجام شد، دانشمندان می‌دانند که میدان مغناطیسی روی اورانوس رفتار عجیبی از خود نشان می‌دهد و خطوط مغناطیسی اغلب در یک روز قطع و وصل می‌شوند. درک چگونگی تغییر شفق‌ها در طول یک روز می‌تواند بینش جدیدی درباره سازوکار ایجاد این میدان مغناطیسی نامنظم ارائه کند.
شفق‌های اورانوس نه‌تنها در طول روز، بلکه با تغییر فصل‌ها هم بسته به اینکه کدام طرف سیاره به‌سمت خورشید است و کدام سمت در تاریکی قرار دارد، تغییر می‌کنند، اما چون هر سال اورانوس ۸۴ سال زمینی طول می‌کشد، دانسته‌های دانشمندان از تغییرات فصلی به‌آهستگی پیش می‌رود. به‌گفته توماس اکنون فقط اطلاعات یک فصل اورانوس موجود است و همه آنچه در طول دهه‌های سال آینده جمع‌آوری می‌شود، برای درک کامل شیوه عملکرد شفق‌های قطبی سیاره بسیار اهمیت دارد.
در همین رابطه بخوانید: