تلسکوپ فضایی هابل ناسا یک ویژگی شگفت انگیز جدید را در جو زحل مشاهده کرد: یک موج عظیم 10 وجهی در حال تکامل که به دور قطب جنوب سیاره می چرخد.
این اولین باری است که دانشمندان یک الگوی جت بزرگ و منظم را در نیمکره جنوبی زحل مشاهده می کنند. این ساختار شباهت هایی به شش ضلعی معروف زحل در قطب شمال آن دارد، اما تفاوت های مهم نشان می دهد که محققان ممکن است در حال مشاهده یک پدیده جوی متفاوت باشند.
نتایج در مجله منتشر شده است پیشرفت علمی.
یک مدل جدید در زحل ظاهر می شود
محققان تکامل این ویژگی را با استفاده از چندین سال مشاهدات هابل بازسازی کردند که به سال 2023 برمی‌گردد. تصاویر قبلی حاوی نشانه‌های ضعیفی از ساختار قبل از تبدیل شدن به الگوی بسیار واضح‌تر بود که اخیراً دیده شده است.
این مشاهدات از برنامه میراث اتمسفر سیاره بیرونی هابل (OPAL) است که برای بیش از یک دهه سالانه تصاویری از سیارات بیرونی گرفته است.
ایمی سایمون، یکی از نویسندگان مطالعه و محقق اصلی OPAL در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در گرین‌بلت، مریلند، می‌گوید: ما هرگز چنین چیزی را در نیمکره جنوبی زحل ندیده‌ایم. “شش ضلعی شمالی بیش از 40 سال است که هر بار که به آن نگاه کرده ایم، وجود داشته است. این ویژگی متفاوت است – به نظر می رسد که در حال تشدید شدن است و به ما فرصت نادری برای تماشای توسعه یک الگوی جوی غول پیکر می دهد.”
تغییر فصول زحل نقش مهمی در این کشف داشت. همانطور که سیاره چرخه فصلی خود را طی می کند، قطب جنوب آن به تدریج دوباره از زمین قابل مشاهده می شود. ستاره شناسانی که تصاویر رصدخانه های زمینی را مطالعه می کردند اولین کسانی بودند که این ساختار غیرعادی را تشخیص دادند.
ستاره شناسان آماتور به کشف ده ضلعی کمک می کنند
نویسنده اصلی این مطالعه آگوستین سانچز-لاوگا، محقق دانشگاه کشور باسک در اسپانیا است. این دانشگاه آزمایشگاه رصدخانه مجازی سیاره ای را اداره می کند، وب سایتی که تصاویر زمینی از سیارات منظومه شمسی را که توسط رصدگران در سراسر جهان ارسال می شود، جمع آوری می کند.
در تصاویری از سال 2024، سانچز-لاوگا و اخترشناسان آماتور، تروور بری و ژان پل اوگر، رگه ای مواج و کم نور را در نزدیکی قطب جنوبی زحل مشاهده کردند. مشاهدات زمینی جمع‌آوری‌شده در سال 2025 شواهد قوی‌تری ارائه کرد که نشان می‌دهد این ویژگی به یک ده ضلعی تبدیل شده است.
سپس محققان برای مشاهده جزئیات بیشتر به هابل مراجعه کردند. از آنجایی که تلسکوپ از فضا رصد می کند، می تواند تصاویر واضح تری از چرخش کامل زحل بدون تاری ناشی از جو زمین بگیرد.
سانچز-لاوگا گفت: با توجه به تقارن زحل در سیستم جت شمالی-جنوبی آن، ما در تصاویر هابل در سال 1990 به دنبال همتای شش ضلعی شمالی زحل در قطب جنوب هستیم. تصاویر فضاپیمای کاسینی ناسا که بین سال‌های 2004 تا 2017 به دور زحل می‌چرخد، هیچ نشانه‌ای از شکل‌گیری طولانی‌مدت را نشان نمی‌دهد. داده‌های هابل وجود این ویژگی را تا سال 2023 تایید کرد.
ساختار جوی عمیق
موج تازه شناسایی شده در یکی از جریان های جت قدرتمند زحل قرار دارد. مشاهدات همچنین نشان می‌دهد که از چندین لایه جو امتداد می‌یابد، به این معنی که این فقط الگویی نیست که در بالای ابرها دیده می‌شود. در عوض، به نظر می رسد که یک ساختار جوی عمودی گسترش یافته است.
مکان ظاهری آن بسته به طول موج استفاده شده توسط هابل کمی تغییر می کند. طول موج های مختلف به اخترشناسان اجازه می دهد تا ارتفاعات مختلفی را در جو زحل مشاهده کنند و تغییرات کوچکی را در جایی که ده ضلعی ظاهر می شود ایجاد می کند.
سایمون گفت: «جذاب‌کننده‌ترین بخش برای من این است که به نظر می‌رسد اخیراً شکل گرفته است. سوال این است که چرا در حال حاضر ناگهان شکل گرفت در حالی که قبلاً چنین چیزی را ندیده ایم؟
دانشمندان هنوز نمی دانند چه عاملی باعث ایجاد این ده ضلعی شده است و آیا پایدار خواهد ماند یا خیر. محققان می گویند مشاهدات بیشتری از تلسکوپ فضایی هابل و تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا به همراه مدل سازی کامپیوتری برای تعیین چگونگی شکل گیری این سازه، مدت زمانی که ممکن است زنده مانده و تا چه حد به شش ضلعی شمالی زحل شباهت دارد، مورد نیاز است.
دهه ها مشاهدات هابل تغییری را نشان می دهد
تاریخچه عملیاتی طولانی هابل به ستاره شناسان توانایی غیرعادی برای ردیابی تغییرات سیارات و سایر اجرام نجومی در طول سالیان متمادی را داده است.
برنامه OPAL به ویژه ارزشمند است زیرا بیش از عکس های فوری ایزوله ارائه می دهد. مشاهدات مکرر به دانشمندان اجازه می دهد تا تغییرات فصلی را مشاهده کنند، طوفان های موقت را ردیابی کنند و الگوهای جوی را که به تدریج ایجاد می شوند شناسایی کنند.
مایک وانگ، یکی از نویسندگان این مطالعه در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، گفت: «زمانی که برنامه OPAL را شروع کردیم، انتظار شگفتی‌های قانع‌کننده‌ای داشتیم، اما دقیقاً نمی‌دانستیم چه چیزی را باید انتظار داشته باشیم. “بسیاری از اکتشافاتی که از OPAL می بینیم تنها بر اساس یک مشاهده نیست، بلکه بر اساس سال ها و سال ها داده است. مشاهدات منظم در طول زمان امکان اکتشافات جدید بسیاری را فراهم می کند.”
محققان به نظارت بر زحل ادامه خواهند داد تا ببینند آیا ده ضلعی جنوبی به یک ویژگی پایدار و طولانی مدت مانند شش ضلعی شمالی تبدیل می شود یا اینکه آیا به تغییر ادامه می دهد.
مشاهدات آینده ممکن است به توضیح اینکه موج چه قدرتی دارد و چه چیزی می تواند در مورد رفتار جو سیارات غول پیکر در منظومه شمسی به دانشمندان بیاموزد کمک کند. این یافته‌ها حتی می‌توانند بینشی گسترده‌تر از دینامیک جوی که روی زمین نیز رخ می‌دهد، ارائه دهد.
