اغلب پیش نمیآید که ستارهشناسان آماتور بتوانند با تلسکوپ فضایی هابل همکاری کنند، اما این بار آنها در کنار هابل موفق به ثبت موجی در اطراف قطب جنوب زحل شدهاند که ۱۰ ضلع با اندازههای برابر و زاویههای یکسان دارد. علت شکلگیری این ساختار هنوز مشخص نیست و دانشمندان نمیدانند چرا شکلهای موجود در دو قطب زحل شباهتهایی به یکدیگر دارند، اما کاملا یکسان نیستند.
فضاپیمای وویجر وجود یک ساختار ششضلعی را در قطب شمال زحل آشکار کرد. نمیدانیم این ساختار از چه زمانی در آنجا وجود داشته است، اما بیش از ۴۰ سال بعد همچنان پابرجاست؛ هرچند تغییراتی در رنگ آن مشاهده شده که همزمان با تغییر فصلهای طولانی زحل و قرار گرفتن نیمکره شمالی آن در مقابل زمین قابل تشخیص بوده است.
دانشمندان تحقیقات زیادی برای توضیح شکل ششضلعی زحل انجام دادهاند، اما شاید عجیبترین نکته درباره آن این باشد که در قطب جنوب نمونه مشابهی نداشت؛ یا دستکم تا امروز چنین نمونهای مشاهده نشده بود.
بهار در نیمکره جنوبی زحل
با نزدیکتر شدن نیمکره جنوبی زحل به سمت خورشید در حدود سال ۲۰۲۳، ستارهشناسان آماتور فرصت پیدا کردند بار دیگر منطقه قطب جنوب این سیاره را بررسی کنند؛ منطقهای که حدود یک دهه از دید ما پنهان بود. آنها ساختاری را در عرضهای جغرافیایی حدود ۵۸ تا ۶۳ درجه جنوبی مشاهده کردند که چهار ضلع بیشتر از ساختار ششضلعی قطب شمال داشت.
طبیعتا هابل توانست این ساختار را با وضوح بیشتری مشاهده کند، اما به دلیل برنامه بسیار فشرده این تلسکوپ، فرصت بررسی مداوم زحل را ندارد. ستارهشناسان آماتور با رصد و ثبت تغییرات این ساختار ۱۰ضلعی در فاصله میان مشاهدات هابل، به پر کردن این خلأ کمک کردند.
هابل وجود لایهبندی عمودی در ابرهای زحل را که ساختار ۱۰ضلعی را تشکیل میدهند شناسایی کرد. همچنین مشخص شد برخی از رأسهای این ساختار تیز و برخی دیگر کاملا گرد هستند.
تصاویر فروسرخ اغلب میتوانند اطلاعات بیشتری نسبت به نور مرئی درباره ساختارهایی از این نوع ارائه کنند؛ هرچند ستارهشناسان آماتور چندان امکان استفاده از این روش را ندارند. پروفسور لی فلتچر از دانشگاه لستر با استفاده از قابلیت فروسرخ تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT)، دمای ساختار ۱۰ضلعی را در اوت ۲۰۲۵ اندازهگیری کرد.
تصاویر VLT نشان دادند که سرعت باد با افزایش ارتفاع کاهش پیدا میکند.
فلتچر در بیانیهای که از طریق ایمیل منتشر شد، گفت: «زحل همچنان توانایی غافلگیر کردن ما را دارد. با توجه به فصل فعلی، نیمکره جنوبی زحل پس از بیش از یک دهه تاریکی زمستانی در حال نمایان شدن است. در طول آن زمستان طولانی که ما امکان مشاهده آن را نداشتیم، ظاهرا چیزی بهطور واضح تغییر کرده و اکنون این ساختار خیرهکننده جدید را در اطراف قطب جنوب به ما نشان داده است.»
نویسندگان مقاله مینویسند که تغییرات ساختار ۱۰ضلعی و تفاوت میان رأسهای آن «نشان میدهد که این ساختار احتمالا یک موج ناشی از ناپایداری دینامیکی جریان جتی در لایه بالایی جو است؛ همانطور که پیشتر درباره ساختار ششضلعی نیز مطرح شده بود.»
محور چرخش زحل تنها ۳.۳ درجه بیشتر از محور زمین نسبت به صفحه مداری آن انحراف دارد، بنابراین ما هرگز نمیتوانیم دید کاملا واضحی از قطبهای این سیاره داشته باشیم. با این حال، در طول تابستان هر نیمکره، قطب آن به اندازهای به سمت منظومه شمسی داخلی قرار میگیرد که میتوانیم دستکم نگاهی اولیه به پدیدههایی داشته باشیم که در فصل زمستان تنها یک مأموریت فضایی قادر به مشاهده آنها خواهد بود.
این تصاویر با استفاده از ابزار VISIR تلسکوپ بسیار بزرگ ثبت شدند؛ ابزاری که اکنون بازنشسته شده است. بنابراین دیگر امکان مشاهده نیمکره شمالی زحل در اوج تابستان با استفاده از این ابزار وجود نخواهد داشت. با این حال، فلتچر بر اهمیت دادههای آن تأکید کرد.
او گفت: «VISIR برای ارائه ساختار حرارتی جو در نزدیکی ساختار ۱۰ضلعی جدید ضروری بود. این دماها به ما اجازه میدهند پایداری جو و نحوه تغییر بادها با افزایش ارتفاع را تعیین کنیم؛ دو عامل بسیار مهم برای درک این موضوع که چرا ساختار جدید ۱۰ضلعی در بازه زمانی ۲۰۲۳ تا ۲۰۲۵ پایدار به نظر میرسد.»
فلتچر و همکارانش در نهایت نتیجه گرفتند که جریان جتی که ساختار ۱۰ضلعی را در بر گرفته، با سرعتی تا ۴۰۰ کیلومتر بر ساعت حرکت میکند؛ سرعتی که بسیار بیشتر از قدرتمندترین توفان ثبتشده روی زمین است.
با این حال، درست مانند سامانههای چرخندی که بسیار آهستهتر از بادهای در حال چرخش اطراف مرکز خود حرکت میکنند، کل ساختار ۱۰ضلعی نیز نسبت به چرخش خود سیاره تنها با سرعت حدود ۹ کیلومتر بر ساعت جابهجا میشود.
کاسینی، جای تو خالی
از آنجا که در حال حاضر هیچ فضاپیمایی در مدار زحل قرار ندارد، ممکن است نتوانیم ساختارهای بیشتری را کشف کنیم؛ از جمله گردابه ششضلعی بالای موج ششضلعی که تلاشها برای توضیح پدیده موجود در نیمکره شمالی را پیچیدهتر کرده است.
پروفسور آگوستین سانچز-لاوگا از دانشگاه باسک گفت: «این پژوهش پرسشهای بنیادین زیادی درباره پدیدههای جوی در سیارات غولگازی مطرح میکند. چرا زحل تنها سیارهای است که چنین موجهای چندضلعی را ایجاد میکند؟ آیا این پدیده به نوعی با آرایش چندضلعی ۵ و ۸ ضلعی چرخندهای اطراف قطبهای مشتری ارتباط دارد؟»
او افزود: «مشاهدات بیشتر در سالهای آینده، با بهبود تدریجی امکان مشاهده نیمکره جنوبی زحل، به ما کمک خواهد کرد تا ویژگیهای این ساختار را بهتر شناسایی کنیم و مدلهای پیشرفتهای توسعه دهیم که بتوانند این معمای جوی جذاب را حل کنند.»
تا زمانی که دانشمندان نتوانند به این پرسشها پاسخ دهند، حتی نمیتوانند توضیح دهند که چرا موجهای موجود در دو قطب تعداد اضلاع متفاوتی دارند و در نتیجه نمیتوانند با اطمینان درباره تحولات آینده این ساختارها پیشبینی کنند.
فلتچر گفت: «خود ساختار ششضلعی اکنون از دید ما پنهان شده است، زیرا قطب شمال زحل وارد پاییز و زمستان میشود. چه کسی میداند دفعه بعد که بتوانیم آن را مشاهده کنیم، آیا هنوز وجود خواهد داشت؟ و این ساختار ۱۰ضلعی جدید چه مدت دیگر باقی خواهد ماند؟»
با این حال، روش بهدست آوردن این اطلاعات ممکن است به اندازه خود یافتههای علمی اهمیت داشته باشد.
فلتچر گفت: «آنچه درباره این پژوهش واقعا هیجانانگیز است، مشارکت رصدگران آماتور با تلسکوپهای خانگیشان، به اشتراک گذاشتن تصاویر در اینترنت و جستوجوی ابرهای زحل برای یافتن کشفیات جدید است. این دادههای آنها بود که برای نخستین بار نشان داد اتفاق هیجانانگیزی در حال رخ دادن است.»
