تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) بار دیگر توانایی منحصربهفرد خود را نشان داد. این رصدخانه پیشرفته که معمولاً نگاهش به اعماق کیهان دوخته میشود تا روند شکلگیری و تحول کهکشانها و ستارگان اولیه را بررسی کند، اینبار توجه خود را به منظومه شمسی معطوف کرده است. در یک برنامه رصدی ویژه، جیمز وب به سوی سیاره اورانوس نشانه رفت تا احتمال وجود قمرهای ناشناخته را بررسی کند. نتیجه شگفتانگیز بود: کشف یک قمر جدید و کوچک.
در نگاه نخست، پیدا شدن یک قمر ده کیلومتری شاید موضوع مهمی به نظر نرسد، اما در حقیقت هر قطعه کوچک از این پازل کیهانی برای تکمیل تصویر کلی اهمیت دارد. درک دقیقتر از ساختار و تاریخچه اورانوس بدون شناخت همین قمرهای کوچک ناقص خواهد ماند. اخترشناسان این قمر تازه را S/2025 U1 نامیدهاند؛ جرمی کوچک اما پرمعنا در داستان تکامل سامانه اورانوس.
این قمر تازه در تصاویر دوربین فروسرخ نزدیک (NIRCam) در فوریه ۲۰۲۵ شناسایی شد. مدار آن در فاصلهای حدود ۵۶ هزار کیلومتر از مرکز اورانوس قرار دارد و هر ۹.۶ ساعت یکبار به گرد سیاره میچرخد. مدار تقریباً دایرهای شکل آن نشان میدهد که احتمالاً در همان موقعیت فعلی شکل گرفته و از بیرون به دام گرانش اورانوس نیفتاده است؛ زیرا قمرهای بهدامافتاده معمولاً مدارهایی بیضوی و نامنظم دارند.
مریم المطمّد، از پژوهشگران ارشد مؤسسه پژوهشهای جنوبغربی (SwRI) در کلرادو، توضیح میدهد:
«این قمر حدود ۳۵ هزار مایل (۵۶ هزار کیلومتر) از مرکز اورانوس فاصله دارد و در صفحه استوایی سیاره بین مدارهای اوفلیا و بیانکا قرار گرفته است. مدار تقریباً دایرهای آن نشان میدهد که احتمالاً درست در همانجا شکل گرفته است.»
او ادامه میدهد:
«این جرم در مجموعهای از ۱۰ تصویر نوردهی طولانی، هر یک به مدت ۴۰ دقیقه، توسط NIRCam آشکار شد. قمر کوچکی است، اما کشف آن اهمیت فراوان دارد، زیرا حتی فضاپیمای وویجر ۲ نیز با وجود عبور نزدیک خود از اورانوس حدود ۴۰ سال پیش، موفق به دیدن آن نشده بود.»
چرا این کشف اهمیت دارد؟
اورانوس یکی از عجیبترین سیارات منظومه شمسی است. محور چرخش آن تقریباً ۹۸ درجه کج شده و عملاً به پهلو خوابیده است. بنابراین، جیمز وب به جای دیدن نمای جانبی، سیاره، حلقهها و قمرهایش را از نمای بالا مشاهده میکند.
در سال ۱۹۸۶، فضاپیمای وویجر ۲ تا فاصله ۸۱٬۵۰۰ کیلومتری اورانوس پیش رفت، اما قمر جدید را ندید. آن زمان تنها پنج قمر شناخته شده بود و وویجر در همان سفر قمری تازه به نام «پاک» (Puck) را کشف کرد که نامش از یکی از شخصیتهای نمایشنامه رویای شب نیمه تابستان شکسپیر گرفته شده بود. بعدها بررسی دقیقتر تصاویر وویجر وجود ۱۱ قمر جدید دیگر را نیز آشکار کرد.
قمر تازه کشفشده یعنی S/2025 U1 تنها حدود ۱۰ کیلومتر قطر دارد. این اندازه بر اساس میزان بازتابندگی یا «آلبدو» محاسبه شده است. اگر این قمر همان آلبدوی قمرهای دیگر اورانوس را داشته باشد، اندازهگیری درست خواهد بود. همین کوچک بودن باعث شده که تا امروز از چشم ابزارهای قبلی پنهان بماند.
این قمر کوچک پیچیدگی بیشتری به یکی از شگفتانگیزترین محیطهای منظومه شمسی اضافه میکند. حتی احتمال میرود که وجود آن نشانهای از ساختارهای پنهانتر و ناشناختهتری باشد که هنوز دیده نشدهاند.
رابطه قمرها و حلقهها
قمرهای اطراف سیارات غولپیکر، از جمله اورانوس و زحل، نقشی حیاتی در شکلدهی به حلقههای سیاره دارند. گاهی این قمرها مانند «چوپان» عمل میکنند و حلقهها را در مسیر منظم نگه میدارند. در مواردی دیگر، اگر قمری بیش از حد به سیاره نزدیک شود و از «حد روش» (Roche Limit) عبور کند، نیروی گرانش سیاره آن را متلاشی کرده و مواد آن به حلقه تبدیل میشوند.
در اطراف زحل، شواهدی وجود دارد که همین مواد دوباره گرد هم میآیند و قمرهای جدیدی میسازند. این چرخه چندین بار تکرار شده است. بهعنوان نمونه، تخمین زده میشود که حدود ۱۵۰ قمرچه کوچک در حلقههای زحل وجود داشته باشند.
به نظر میرسد در اورانوس نیز فرایندی مشابه، اما سریعتر، رخ دهد. قمرهای اورانوس به هم نزدیکتر از قمرهای زحلاند و همین موضوع احتمال برخورد آنها و تولید بقایای تازه را افزایش میدهد. این بقایا میتوانند به شکلگیری حلقهها یا قمرهای جدید بیانجامند.
متیو تیسیارنو، پژوهشگر مؤسسه SETI در کالیفرنیا، میگوید:
«هیچ سیارهای به اندازه اورانوس قمرهای درونی کوچک ندارد. تعاملات پیچیده این قمرها با حلقهها به گذشتهای آشفته اشاره دارد که مرز بین سیستم حلقهای و سیستم قمری را محو میکند. قمر تازه حتی کوچکتر و کمنورتر از کوچکترین قمرهای درونی شناختهشده است و این نشان میدهد که احتمالاً پیچیدگیهای بیشتری برای کشف وجود دارد.»
انتظار برای قمرهای بیشتر
این کشف چندان غیرمنتظره نبود. پژوهشهای قبلی نشان داده بود که باید قمرهای ناشناخته بیشتری در اطراف اورانوس وجود داشته باشد. تنها وجود آنها میتواند توضیح دهد چرا لبههای بسیاری از حلقههای اورانوس چنین شکل دقیق و مشخصی دارند.
یک مقاله در سال ۲۰۲۰ اعلام کرد:
«از میان ۲۰ لبه تیز حلقهها، ۱۷ مورد هنوز توضیحی ندارند. بنابراین انتظار میرود چندین قمر دیگر وجود داشته باشند.»
این مقاله پیشبینی کرده بود که این قمرها قطری بین ۵ تا ۱۰ کیلومتر دارند. اکنون کشف S/2025 U1 با اندازهای در همین محدوده، این فرضیه را تقویت میکند.
البته همان مقاله گمان کرده بود که فضاپیمای «کاسینی» (در مدار زحل) باید این قمرها را میدید، اما اشتباه بود؛ تنها قدرت و حساسیت بینظیر جیمز وب امکان شناسایی چنین اجرام کمرنگ و دورافتادهای را فراهم کرده است.
آینده مشاهدات جیمز وب
آیا تلسکوپ جیمز وب قمرهای کوچک دیگری در منظومه شمسی خواهد یافت؟ برنامههای رصدی آن بیشتر متمرکز بر چهار هدف اصلی علمی است: بررسی نخستین نورهای کیهان، مطالعه شکلگیری کهکشانها، فهم تحول ستارگان و منظومهها، و کاوش در سیارات فراخورشیدی. با این حال، بخشی از زمان رصدی آن در قالب «برنامههای رصدگر عمومی» (GO) به دانشمندان سراسر جهان اختصاص داده میشود.
المطمّد توضیح میدهد:
«از طریق چنین برنامههایی، وب چشم تازهای بر منظومه شمسی بیرونی گشوده است. ابزار NIRCam با وضوح بالا و حساسیت فروسرخش، برای یافتن اجرام کمرنگ و دوردست که در توان رصدخانههای پیشین نبود، بینظیر است.»
او در پایان تأکید میکند:
«این کشف نشان میدهد که چگونه اخترشناسی مدرن همچنان بر پایه میراث مأموریتهایی مانند وویجر ۲ بنا میشود. وویجر در ۲۴ ژانویه ۱۹۸۶ از کنار اورانوس گذشت و نخستین نگاه نزدیک بشریت به این جهان مرموز را رقم زد. اکنون، نزدیک به چهار دهه بعد، تلسکوپ جیمز وب مرزهای شناخت ما را باز هم جلوتر میبرد.»
