ابرهای اسرارآمیز تیتان

* اینجا یک همسنجی (مقایسه) میان دو عکس از فضاپیمای کاسینی ناسا را می‌بینیم که از نظر زمانی بسیار نزدیک به هم گرفته شده‌اند و یک راز شگفت‌انگیز را نشان می‌دهند: چرا ابرهای تیتان، ماه سیاره‌ی کیوان در برخی از عکس‌ها دیده می‌شوند و در برخی دیگر نه؟

این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر

در تصویر بالایی که در طیف فروسرخ-نزدیک گرفته شده، آسمان تیتان به نسبت بی‌ابر دیده می‌شود. ولی در تصویر پایینی که در طول موج‌های فروسرخِ بلندتر گرفته شده، پهنه‌ی گسترده‌ای از ابرهای روشن به چشم می‌خورد. اگرچه هر دوی این عکس‌ها در طول موج‌های متفاوت گرفته شده‌اند، ولی چشمداشت پژوهشگران این بود که دستکم نشانه‌ای از ابر در تصویر بالایی هم ببینند [که ندیدند]. از همین رو در تلاش برآمده‌اند تا به آنچه که باعث این تفاوت شده پی ببرند.

با نزدیک شدن به تابستان نیمکره‌ی شمالی تیتان، مدل‌های هواشناسی تشکیل ابرهای بیشتری را در عرض‌های بالایی پیش‌بینی کرده‌اند، مانند همان چیزی که کاسینی در اواخر تابستان نیمکره‌ی جنوبی در سال ۲۰۰۴ دیده بود [کاسینی در آن زمان تازه به کیوان رسیده بود-م]. گروه دانشمندان با طیف‌سنج نقشه‌برداری نور دیدنی و فروسرخ کاسینی (VIMS) و زیرسامانه‌ی تصویربرداری علمی آن (ISS) تیتان را زیر نظر داشته‌اند تا دگرگونی‌هایی که با تغییر فصل در الگوهای آب و هوایی آن رخ می‌دهد را ثبت کنند، به ویژه آغاز پیدایش ابرها در مناطق قطبی شمال، جایی که دریاچه‌ها و دریاهای تیتان در آن متمرکز شده‌اند.

دو گذر پی در پی کاسینی از کنار تیتان (گذرهای T120 و T121) که به ترتیب در ۷ ژوئن و ۲۵ ژوییه‌ی ۲۰۱۶ انجام شد، دیدگاهی از عرض‌های شمالی بالا در دوره‌های زمانی گسترده (بیش از ۲۴ ساعت در هر گذر) به دانشمندان داد. شگفت این که عکس‌های ISS و VIMS در این گذرها تفاوت خیره‌کننده‌ای با یکدیگر داشتند. در عکس‌های ISS (عکس سیاه و سفید بالایی)، ساختارهای سطحی را به سادگی می‌شود شناسایی کرد و تنها چند تکه ابر کوچک و جدا از هم در آن دیده می‌شود. برخلاف آن، عکس‌های VIMS (عکس رنگی پایین) نشانگر وجود پوشش ابری گسترده در هر دو گذر است. 

هر دو دستگاه عکس‌هایشان را در یک دوره‌ی زمانی گرفته‌اند، بنابراین بعید است تفاوت در زاویه‌ی روشنایی یا تغییرات در خود ابرها دلیل این تفاوت آشکار باشند: VIMS ویژگی‌های جَوی پایدار را در سرتاسر دوره‌ی تصویربرداری مشاهده کرده و ISS هم در تمام مدت، ویژگی‌های سطح را با تنها چند ابر کوچک در آسمان دیده.

به نظر می‌رسد دلیل این تفاوت را باید در جو مه‌آلود تیتان جستجو کرد. مشاهده‌ی درون این ابرها در طول موج‌های فروسرخِ بلندتری که VIMS به آنها حسمند است (تا ۵ میکرون) آسان‌تر است تا مشاهده در طول موج‌های کوتاه‌ترِ فروسرخ-نزدیک که توسط ISS برای تصویربرداری از سطح تیتان و لایه‌های پایین جو به کار می‌رود (۰.۹۴ میکرون).

ابرهای فراز-بلند و نازک پَرسا (سیروس) از دید نورشناسی در طول موج‌های بلندتر (VIMS)، مات‌تر از ریزگردهای جوی، ولی در طول موج‌های کوتاه‌تر (ISS) شفاف‌تر از ریزگردها هستند، به همین دلیل در عکس‌های VIMS دیده می‌شوند، و همزمان در عکس‌های ISS ناپیدا هستند- مانند این که بخواهیم یک لایه‌ی نازک ابر را در یک روز گردوخاکی روی زمین ببینیم.

این پدیده از ژوییه‌ی ۲۰۱۶ دیگر دیده نشده، ولی کاسینی که ماموریتش در سال ۲۰۱۷ پایان خواهد یافت، تا آن زمان چند شانس دیگر برای دیدار با تیتان دارد و در آن زمان‌ها دانشمندان می‌توانند آن را تماشا کرده و چگونگی تغییرات جوی‌اش را بررسی کنند.

این دو عکس در جریانِ گذرِ T120 در ۷ ژوئن (VIMS) و ۸ ژوئن (ISS) گرفته شده. فاصله‌ی کاسینی از تیتان در عکس VIMS حدود ۴۵ هزار کیلومتر و در عکس ISS حدود ۶۴۰ هزار کیلومتر بود. عکس VIMS پردازش شده تا ابرها بهتر نمایان شوند؛ در این تصویر که با رنگ‌های نمایشی رنگ‌آمیزی شده، ابرها تقریبا به رنگ سفید دیده می‌شوند، ریزگردهای جوی به رنگ صورتی، و سطح هم به رنگ سبز نمایش داده شده.

--------------------------------------------

به تلگرام یک ستاره در هفت آسمان بپیوندید:

http://telegram.me/onestar_in_sevenskies

واژه نامه:

NASA - Cassini spacecraft - Saturn - moon - Titan - infrared - wavelength - latitude - Imaging Science Subsystem - ISS - Visual and Infrared Mapping Spectrometer - VIMS - T120 - T121 - monochrome - haze - Earth

منبع: nasa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان