تصاویر شگفت‌انگیز کاوشگر نیوهورایزنز از اتمسفر پلوتون و مشخصات سطح آن

تصاویر شگفت‌انگیز کاوشگر نیوهورایزنز از اتمسفر پلوتون و مشخصات سطح آن

فضاپیمای نیوهورایزنز یا افق‌های نو ناسا کماکان برایمان سودمند است! علاوه بر تصاویر شگفت‌انگیز، اطلاعات بسیار اعجای‌آوری نیز به دستمان رسید. اینک دانشمندان داده‌های علمی جدیدی برای تجزیه و تحلیل دارند. یک تصویر فراموش نشدنی هم به دستمان رسیده است. نور خورشید که در پشت پلوتون قرار دارد و به صورت منطبق در تصویر قرار گرفته بسیار جالب توجه است.

تبادل اطلاعات به دلیل فاصله‌ی طولانی بین کاوشگر و زمین با تاخیر انجام می‌شود. اما کاوشگر همچنین باید مدت زمان برقراری ارتباط را هم با شبکه‌ی فضای دوردست ناسا (DSN) به اشتراک بگذارد. در نتیجه، مدت زمان دارای محدودیت است و همه‌ی داده‌ها را نمی‌توان یکباره دانلود کرد. بعد از اینکه مقداری اطلاعات دریافت شد، برای چند هفته دیگر نمی‌توان اطلاعتی دریافت کرد. بلکه در این مدت مجموعه‌ی دستورات مهندسی لازم برای کاوشگر به فضا مخابره می‌شود.

دانشمندان مدت زیادی است که از وجود اتمسفر برروی سطح بیرونی پلوتون اطمینان دارند. اما هیچ‌گاه تصاویر این اتمسفر را مشاهده نکرده بودند. اولین نشانه‌های وجود اتمسفر در پلوتون در سال ۱۹۸۸ طی پدیده‌ی اختفای ستاره‌ای دیده شد. در این پدیده‌، پلوتون بین زمین و یک ستاره‌ی دور قرار گرفت و در نتیجه مانع رسیدن نور ستاره به زمین شد و دانشمندان با طیف‌های نوری مشاهده شده به نتایج جدید رسیدند. اگر پلوتون دارای اتمسفر باشد، نور ستاره باید به تدریج محو شود.

دانشمندان اولین مشاهدات مستقیم خود را از اتمسفر پلوتون با این کاوشگر به دست آوردند و این خیلی ارزشمند است. پس از رسیدن به نزدیک‌ترین فاصله از سیاره در  ۱۴ جولای، کاوشگر دور زده سپس دستگاه تصویرگر شناسایی دوربرد خود (LORR) را به سمت زمین تنظیم کرده و  سپس اولین سری از اطلاعات را به سمت زمین مخابره کرده است. بعد از این کار، معلوم شد که اتمسفر پلوتون طوری است که نور خورشید در آن نفوذ می‌کند. آلن استرن (Alan Stern) محقق سرپرست کاوشگر نیوهورایزنز در انستیتوی ساوث‌وست در این مورد گفت:

وقتی با چنین تصویری از یک سیاره روی کمربند مواجه شدم از شدت تعجب دهانم باز مانده بود! این اتفاق نشان می‌دهد که پژوهش و کاوش صرفا برای رسیدن به اکتشافات شگفت انگیز نیست. بلکه زیبایی های شگفت انگیزی هم در پی دارد.

با تحلیل این تصویر، ما می‌توانیم نکات مهمی را در مورد اتمسفر سیاره بفهمیم. همچنان با استفاده از اطلاعات اتمسفر در مورد سطح سیاره هم اطلاعات زیادی به دست می آید. می‌توانیم ببینیم که اتمسفر پلوتون دارای دولایه‌ی متمایز بخار است که به طول ۱۳۰ کیلومتر بالای سطح سیاره قرار دارند. این مقدار پنج برابر طولانی‌تر از مقداری است که قبلا تصور می‌شد. این اتفاق شوک بزرگی را به گروه تحقیقاتی داد. پیش از این، آن‌ها حدس می‌زدند که دمای اتمسفر برای تشکیل بخاری بیشتر از سی کیلومتر، زیادی گرم است.

بخار در اثر برخورد پرتوهای فرابنفش خورشید با گازهای هیدروکربن موجود در اتمسفر مانند متان و انفجار آن‌ها به وجود می‌آید. فروپاشی متان منجر به تشکیل هیدروکربن‌های پیچیده‌تر مانند اتیلن و استیلن می‌شود. که هر دوی این هیدروکربن‌ها هم در اتمسفر پلوتون وجود دارد. وقتی که ذرات از میان اتمسفر منجمد پلوتون عبور می‌کنند چگالیده شده و بخار می‌شوند. وقتی ذرات بخار بزرگتر می‌شوند به سطح سیاره می‌افتند.

بعد از سقوط ذرات روی سطح یک ماده‌ی روغنی قهوه‌ای مایل به قرمز تشکیل می‌شود. این ماده‌ی روغنی یک مخلوط پیچیده از مواد شیمیایی که در مجموع تولین نامیده می‌شود، است. دلیل قرمز بودن سطح پلوتون همین مواد هستند. مایکل سامر (Michael Summer) یکی از محققان این پروژه می‌گوید:

بخارهای موجود در این تصویر عامل کلیدی در پیدایش هیدروکربن‌های پیچیده‌ای هستند که موجب سرخی سطح پلوتون می‌شود.

پلوتون هر ۲۴۸ سال یک دور کامل دور خورشید می‌چرخد. چون دانشمندان دیدگاه کلی خود را در مورد اتمسفر پلوتون به دست آورده بودند، فرض را بر این گذاشتند که در حضیض خورشیدی بعدی وقتی که سیاره کاملا دور از خورشید باشد دما هم بیشتر افت خواهد کرد. این امر باعث می‌شود که اتمسفر غنی از نیتروژن پلوتون منجمد شده و از بین برود.

با این حال، این موضوع فعلا مورد بحث نیست. شواهدی که نشان می‌داد اتمسفر دوبرابر شده، دانشمندان را بسیار متعجب کرد. داده‌های مخابره شده از نیوهورایزنز نشان می‌دهد که ممکن است شاهد تغییرات چشم‌گیری در اتمسفر پلوتون باشیم. اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهد که فشار سطح اتمسفر از مقدار تصور شده خیلی کمتر است.

گروه نیوهورایزنز از دو دیش رادیویی استفاده کردند. هر دو بشقاب در ارتباط با DSN بودند. این دو بشقاب برای ارسال امواج به پلوتون اعمال شده‌اند، مادامی که کاوشگر در پشت سیاره قرار گیرد. وقتی که امواج رادیویی از میان اتمسفر سیاره عبور کردند دچار واپیچی و اعوجاج شدند. با اندازه‌گیری مقدار این واپیچش، فشار اتمسفر به دست آمد. دانشمندان اعلام کردند که فشار اتمسفر پلوتون حدود یک صدم فشار اتمسفر سطح زمین است. این مقدار نشان می‌داد که فشار اتمسفر پلوتون نسبت به دفعه‌ی قبل نصف شده‌ است! ایوان لینسکات (Ivan Linscott) از دانشگاه استمفورد یکی از محققان گروه می‌گوید:

برای اولین بار ما می‌توانیم یک حقیقت اساسی را مطرح کنیم. اینکه اندازه گیری فشار اتمسفر پلوتون دیدگاه بسیار ژرفی در مورد سطح سیاره به ما می‌دهد. این اندازه‌گیری‌های مهم حاکی از این است که در پلوتون دوره‌های طولانی مدت تغییر اقلیم وجود دارد.

علاوه بر اطلاعات شگفت‌انگیز اتمسفری، نیوهورایزنز تصاویر نزدیکی ازاسپوتنیک پلانوم (Sputnik Planum) گرفته است. این محل منطقه‌ای است در سمت غربی ناحیه‌ی قلب‌شکلی روی پلوتون که با نام غیر رسمی (Tombaugh Regio) شناخته می‌شود. در این نما، ما شواهدی از وجود جریان‌های یخ نیتروژنی در میان کربن مونوکسید و یخ‌های متان می‌بینیم. بیل مک‌کینون (Bill McKinnon) از دانشگاه واشینگتون گفت:

در دمای ۲۳۴- درجه سانتی‌گراد پلوتون این تکه‌های نیتروژن همانند کوه‌های یخ شناور خواهد شد.

در جنوبی‌ترین نقاط منطقه‌ی قلب‌شکل، در کنار منطقه‌ی استوایی به نظر می‌رسد که ناحیه‌ی قدیمی و به سختی درست‌شده‌ی موسوم به ناحیه‌ی کاتولهو (Cthulhu Region) بیشتر تحت تاثیر این تکه‌های نیتروژنی قرار گرفته است.

یکی از اصلی‌ترین اکتشافات در پلوتون یک رشته‌کوه بود که با کوه‌های راکی شباهت داشت. سمت غربی آن رشته کوه موسوم به کوه‌ نورگی(Norgay Montes) است. رشته‌کوه دیگری هم وجود دارد که با کوه‌های آپالاچی آمریکا شباهت دارند. یک رشته کوه جدید هم به ارتفاع ۱.۶ کیلومتر به تازگی کشف شده که به طور غیر رسمی کوه هیلاری (Hilary Montes) نام گرفته است. آلان استرن می‌گوید:

برای سال‌ها ما به پلوتون با عنوان اورست کاوش‌های سیاره‌ای اشاره می‌کردیم. شایسته است که نام دو کوه‌نوردی را که به این قله برای اولین بار صعود کردند را بر روی اورست جدید بگذاریم.

ادموند هیلاری و تنزینگ نورگی در ۱۹۵۳ به قله‌ی اورست صعود کردند. مدتی قبل، تصاویری از دو قمر پلوتون به نام‌های نیکس (Nix) و هایدرا (Hydra) دریافت کردیم. کمی بعدتر تصاویر رنگی آن‌هارا دریافت کردیم. این دو قمر احتمالا هم اندازه هستند. اما شباهت‌ها محدود به همان اندازه‌ی ظاهری می‌شود! نیکس یک جسم مستطیل‌وار  است که یک طرفش قرمز و در کمال تعجب طرف دیگرش خاکستری است. دانشمندان حدس می‌زنند که شاید آنجا یک آتشفشان باشد. اما هنوز به قطعیت نرسیده‌اند. مادامی که داده‌های مربوط به مواد تشکیل دهنده به زمین مخابره نشود نمی‌توان به قطع نظر داد.

شکل‌های جدید نشان می‌دهد که هایدرا شبیه ایالت میشیگان است و حداقل دو آتشفشان روی خود دارد. چون یک سمت هایدرا نسبت به سمت دیگر رنگش فرق دارد، احتمالا ترکیباتشان هم فرق خواهد داشت. هایدرا حدود ۵۵ کیلومتر طول و ۴۰ کیلومتر عرض دارد. نیکس هم حدود ۴۲ کیلومتر طول و ۳۶ کیلومتر عرض دارد.