ستارهشناسان در سال ۲۰۱۰ موفق به مشاهده پدیدهای عجیب در جو سیاره زهره شدند که تا پیش از آن دیده نشده بود. این حلقههای عظیم و هممرکز که بخش بزرگی از سمت روشن سیاره را احاطه کرده بودند، تنها در نور پلاریزه قابل مشاهده بودند و گویی زهره در حال زنگ زدن بود.
این کشف که در طی یک رصد ۳۶ دقیقهای در شرایط جوی بسیار مساعد صورت گرفت، ابتدا با تردیدهایی روبرو شد. محققان سالها تلاش کردند تا این مشاهده را رد کنند، اما سیگنال مشاهده شده در تمام آزمایشها پابرجا ماند.
حالا، یافتههای این تیم در مقالهای منتشر شده و امید است که جامعه علمی با بررسی بیشتر، به این راز پی ببرد. “اینکه مشاهدات بالقوه منحصر به فردی داشته باشیم که قابل تأیید نیستند، بسیار ناامیدکننده است،” گورااو ماهپاترا، فیزیکدان جوی از دانشگاه دلفت هلند و نویسنده اصلی مقاله، به اسپیسنوت گفت. “در نهایت به این نتیجه رسیدیم که رویکرد علمی درست، انتظار کشیدن برای اثبات تفسیر دادهها نیست، بلکه باید آنچه را که مشاهده کردهایم، با ذکر محدودیتها منتشر کنیم و جامعه علمی را به آزمودن آن تشویق نماییم.”
این مشاهدات با استفاده از دستگاهی تجربی به نام “اکستریم پولاریمتر” (اکستریم پولاریمتر) انجام شد. برخلاف دوربینهای معمولی، ExPo نور پلاریزه خطی را ثبت کرده و نور معمولی و غیرپلاریزه را سرکوب میکرد. از آنجایی که نور هنگام پراکنده شدن از گاز و غبار، پلاریزه خطی میشود، این دستگاه قادر به آشکار کردن ویژگیهای ظریف جوی بود که در غیر این صورت پنهان میماندند.
در ابتدا، تصور بر این بود که این حلقهها ناشی از نقص در دستگاه باشد، به خصوص که به نظر میرسید هممرکز با روشنترین نقطه سیاره هستند. اما پس از بررسیهای بیشتر، مشخص شد که این پدیده یک اثر ابزاری نیست.
زمانی که ماهپاترا در سال ۲۰۱۷ برای دوره دکتری خود شروع به کار کرد، فرضیهای در مورد ماهیت این حلقهها مطرح شده بود و کاوشگر ژاپنی آکاتسوکی نیز موجی قطب به قطب در جو زهره مشاهده کرده بود که نشان میداد این سیاره قادر به ایجاد امواج جوی در مقیاس سیارهای است.
ماهپاترا با استفاده از شبیهسازیهای کامپیوتری، این فرضیه را آزمایش کرد و دریافت که تغییرات جزئی در چگالی جو بالایی زهره، ناشی از امواج گرانشی جوی، میتواند منجر به ایجاد سیگنال مشاهده شده شود. در واقع، تغییرات چگالی ۵ تا ۱۰ درصدی میتوانست حلقههای پلاریزاسیون مشابهی را ایجاد کند.
اگر این حلقهها تأیید شوند، پنجرهای جدید به سوی درک جو زهره خواهند گشود. ماهپاترا معتقد است که این پدیده میتواند شواهدی مبنی بر فعالیت موجی در مقیاس بزرگ در جو بالایی زهره باشد. این امواج انرژی را در سراسر سیاره منتقل میکنند و ممکن است در توضیح پدیده “ابرچرخش” (superrotation) جو زهره نقش داشته باشند؛ جایی که ابرها بسیار سریعتر از چرخش خود سیاره به دور آن میگردند.
امواج جوی پدیدهای غیرمعمول نیستند و مانند امواج روی آب، میتوانند در جو سیارات منتشر شوند. در زمین، این امواج گاهی در ابرها قابل مشاهدهاند، اما در زهره، میتوانند هزاران کیلومتر را طی کرده و انرژی و تکانه را بین لایههای مختلف جو منتقل کنند.
دانشمندان حدس میزنند که این امواج در حفظ ابرچرخش عجیب زهره نقش مهمی دارند، که در آن بادهایی با سرعت طوفان در عرض تنها چهار روز زمینی کل سیاره را در بر میگیرند، در حالی که خود زهره برای یک دور چرخش کامل به ۲۴۳ روز زمینی نیاز دارد.
این حلقهها خود امواج نیستند، بلکه امضای پلاریزاسیونی هستند که توسط تغییرات کوچک در چگالی ایجاد میشوند.
ماهپاترا میگوید: “مشاهدات ما شواهدی برای فیزیک جوی کاملاً ناشناخته نیست، بلکه روشی جدید برای مشاهده دینامیک جوی است که شواهدی از آن را از طریق اندازهگیریهای فضاپیماها داریم.” او همچنین افزود که درک بهتر زهره به درک بهتر زمین نیز کمک میکند، زیرا فرآیندهای فیزیکی زیربنایی یکسان هستند.
هنوز مشخص نیست که چه چیزی باعث ایجاد این امواج میشود. مدلسازیها نشان میدهند که این امواج پس از ظهر محلی ظاهر میشوند و ممکن است با نحوه پاسخ جو زهره به گرمایش خورشیدی مرتبط باشند.
دستگاه ExPo دیگر وجود ندارد، اما نشان داد که چنین رصدی با فناوری فعلی امکانپذیر است. گام بعدی، نشانه رفتن نسل جدید پولاریمترها به سوی زهره است. ماهپاترا ابراز امیدواری کرد که مقاله آنها، دیگران را به مشاهده زهره و جستجو برای این حلقهها ترغیب کند.
این تحقیق در مجله علوم سیارهای قابل مطالعه است.
