استخدمت الدراسة المنشورة في مجلة علوم الكواكب ملاحظات في أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء خلف نطاق الضوء المرئي، لاستشعار الحرارة المنبعثة من الغلاف الجوي للكوكب بفعالية.

وقد قام فريق عالمي من الباحثين، متضمنين مجموعة من علماء مدينة لستر ومختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا الفضائية، بجمع كل صور الأشعة فوق الحمراء لكوكب نبتون التي جُمعت، من خلال عدة مراقبات تصل مدتها لأكثر من عقدين من الزمن، متضمنةً التلسكوب الضخم جدًا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي وتلسكوب جيميني الجنوبي في تشيلي، جنبًا إلى جنب مع تلسكوب سوبارو، وتلسكوب كيك، وتلسكوب جيميني نورث، وكلها في هاواي، وأطياف من تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لوكالة ناسا.

ومن خلال تحليل ومعالجة البيانات، أصبح الباحثون قادرين على كشف صورة متكاملة أكثر وضوحًا لاتجاهات درجات الحرارة على كوكب نبتون أكثر من أي وقت مضى.

ولكن ما فاجئ الباحثين هو هذه المجموعة من البيانات التي تُظهر انحدارًا في التوهج الحراري لكوكب نبتون منذ بدء ظهور التصوير الحراري الموثوق به سنة 2003، مُظهرةً أن متوسط درجات الحرارة في الستراتوسفير لنبتون، وهي طبقة من طبقات الغلاف الجوي تأتي فوق طبقة الطقس النشطة، قد انحدرت بمقدار 8 درجات على مقياس كلوسيوس (14 درجة على مقياس فهرنهايت) ما بين عامي 2003 و2018.

قال الدكتور ميشيل رومان، وهو باحث ما بعد مرحلة الدكتوراه في جامعة ليستر، والمؤلف الرئيسي للبحث: ” هذا التغير لم يكن متوقعًا، منذ أن كنا نراقب كوكب نبتون خلال صيفه الجنوبي المبكر، كنا نتنبأ بتغير في درجات الحرارة ليصبح دافئًا، وليس باردًا!”

لدى نبتون ميل محوري، ولذلك هو أيضًا يشهد مواسم فصلية مثل الأرض. ضع في الحسبان أن نبتون يستغرق 165 سنة ليكمل دورة واحدة حول مداره بسبب عِظَم المسافة بينه وبين الشمس، ولهذا فإن فصوله تتغير بشكل بطيء للغاية، تستمر لأكثر من 40 سنة على مقاييس سنين كوكب الأرض.

وقد أشار الدكتور غلين، وهو عالم أبحاث أول في مختبر الدفع النفاث ومؤلف مشارك في هذه الدراسة، بأن: “بياناتنا تغطي أقل من نصف المواسم لكوكب نبتون، لذا لا يتسنى لأحد أن يرى تغيرًا كبيرًا”.

وبالرغم من ذلك، أظهرت البيانات تغيرًا مدهشًا وغريبًا في القطب الجنوبي لنبتون. فقد كشفت مجموعة من الدراسات والملاحظات من خلال تلسكوب جيميني الشمالي عام 2019 وتلسكوب سوبارو عام 2020 ارتفاع درجة حرارة طبقة الستراتوسفير القطبي لنبتون بنحو 11 درجة مئوية (20 درجة فهرنهايت) ما بين عامي 2018 و2020، بعكس اتجاه التبريد المتوسط العالمي السابق. وهذا الارتفاع في درجات حرارة القطب لم يكن ملحوظًا على نبتون سابقًا.

مع العلم بأن سبب هذه التغيرات غير المتوقعة في درجة حرارة الستراتوسفير لم يُعرف إلى حد الآن، وهذه النتائج تمثل تحديًا لمدى استيعاب العلماء لتقلبات الغلاف الجوي لكوكب نبتون.

يتابع الدكتور رومان قائلاً: ” إن تنوع درجات الحرارة قد يكون مرتبطًا بتغيرات موسمية لكيمياء الغلاف الجوي لنبتون، والتي بإمكانها أن تغيّر مدى فاعلية تبريد الغلاف الجوي. وبإمكان التغيرات العشوائية في نمط المناخ أو حتى استجابة نشاط الدورة الشمسية الذي تبلغ مدته أحد عشر عامًا أن يكون له تأثير أيضًا”.

قد اُقترح سابقًا بأن الدورة الشمسية التي تبلغ مدتها أحد عشر عامًا (وهي التي تتميز باختلاف دوري في نشاط الشمس والبقعة الشمسية) تأثيرها على السطوع المرئي لنبتون، وأظهرت دراسة احتمالية، على سبيل التجربة، وجود علاقة بين النظام الشمسي، ودرجة حرارة الستراتوسفير، وعدد السحب اللامعة التي شوهدت على كوكب نبتون.

إن متابعة مراقبة درجات الحرارة وأنماط السحب ضروري لإجراء مزيد من التقييم على أي تطورات محتملة في السنين المقبلة.

ستأتي الإجابات على هذه الأحجية الغامضة من تلسكوب جيمس ويب الفضائي الذي تعد وظيفته مراقبة كلٍ من عمالقة الجليد؛ أورانوس ونبتون في هذه السنوات.

لي فليتشر، وهو أستاذ في علوم الكواكب في جامعة ليستر والمؤلف مساعد في هذه الدراسة، سيقوم بعمليات الرصد بمجموعة من الأدوات الخاصة بتلسكوب جيمس ويب الفضائي، حيث قال: ” ستوفر الحساسية الرائعة لجهاز الأشعة تحت الحمراء الخاص بالتلسكوب الفضائي، ميري، خرائط جديدة غير مسبوقة للطبيعة الكيميائية ولدرجات حرارة الغلاف الجوي لنبتون، وهي تساعد بشكل أفضل على تحديد طبيعة هذه التغيرات الحديثة”.

قام بتمويل هذه الدراسة مجلس الأبحاث الأوروبي ومنحه لجامعة ليستر، والمعروفة باسم جيانت كليم (المنحة العظيمة)

وقد اكتشف هذا المشروع سابقًا تغيرات طويلة المدى في درجات حرارة الغلاف الجوي والسُحُب وكميات الغاز أيضًا في المشتري وزحل، وهي تزود بالخرائط الأولى التي تبين درجات حرارة الستراتوسفير لكوكب أورانوس.

وقد مهدت جيانت كليم (المنحة العظيمة) الطريق لأبحاث جديدة للكواكب الأربع العملاقة من خلال تلسكوب جيمس ويب الفضائي في السنوات القادمة.

المصدر: https://www.sciencedaily.com

ترجمة: راما عمار علي

فيسبوك: 100069328192817

مراجعة وتدقيق: زينب محمد