گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
ردیابی سیگنال رادیویی زهره موضوع خبر جدیدی بوده که پس از بررسی اطلاعات جمع‌آوری شده توسط کاوشگر خورشیدی پارکر (Parker Solar Probe) ناسا، به تازگی منتشر شده است.
در جولای 2020 کاوشگر خورشیدی پارکر (Parker Solar Probe) آژانس فضایی آمریکا از نزدیکی دومین سیاره منظومه شمسی رد شد. در این اتفاق، یک سیگنال رادیویی زهره توسط حسگرهای پارکر جذب شد و انتظار نمی‌رفت که کاوشگر مورد نظر چنین چیزی را ردیابی کند. دانشمندان میگویند که این کشف به نوبه خود عجیب و شگفت‌انگیز بوده و به نظر می‌رسد که اطلاعاتی جالب‌توجه با تحلیل داده‌های مورد نظر به دست خواهد آمد.
طبق اطلاعات موجود، پارکر تنها 800 کیلومتر بالاتر از سطح زهره پرواز کرده بود و وجود سیگنال مورد نظر در چنین فاصله‌ای نشان می‌دهد که کاوشگر خورشیدی ناسا از لایه یونوسفر این سیاره رد شده است. این اتفاق، یعنی اندازه‌گیری مستقیم امواج رادیویی دومین سیاره منظومه ما، آخرین بار سی سال پیش انجام شده بود. یونوسفر یکی از لایه‌های بالایی جو اجرام آسمانی بوده و سیگنال ردیابی شده هم از نوع امواج فرکانس پایین است.
دانشمندان میگویند که ردیابی سیگنال رادیویی زهره به ما کمک می‌کند تا تغییرات به وجود آمده در این سیاره به واسطه وقوع چرخه‌های خورشیدی مختلف را اندازه‌گیری کنیم. گلین کالینسون (Glyn Collinson)، ستاره شناسی از مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا می‌گوید که داده‌های جدید جمع‌آوری شده از زهره فوق‌العاده هیجان‌انگیز هستند. سیاره مورد نظر از گذشته‌های دور برای زمینیان جالب‌توجه بوده است؛ زهره از نظر ابعاد و ترکیبات تشکیل دهنده، شباهت‌های زیادی به زمین دارد، با این حال وجود تفاوت‌های مهمی بین سیاره ما و این جرم آسمانی باعث شده تا یکی از این دو مورد به جهنمی آتشین تبدیل شود.
ردیابی سیگنال رادیویی زهره
زهره سیاره‌ای با جو سمی بوده که دمای سطح آن، به اندازه تصورات زمینیان از جهنم، داغ است؛ همین مسئله باعث شده تا هیچ شکلی از حیات توانایی به وجود آمدن و ادامه زندگی را روی زهره نداشته باشد. با این تفاصیل ستاره شناسان و زیست شناسان فضایی توجه ویژه‌ای به سیاره مورد نظر دارند چرا که پیدا کردن دلیل بروز چنین سرنوشتی برای زهره فوق‌العاده مهم است.
این دانشمندان به شکلی گسترده دنبال سیاره‌هایی شبیه به زمین با قابلیت میزبانی حیات می‌گردند و این مسئله که زهره با وجود شرایط بسیار مناسبش تا این حد نسبت به زمین تفاوت دارد، ستاره شناسان را کنجکاو کرده تا اطلاعات بیشتری در رابطه با دومین سیاره منظومه شمسی جمع‌آوری کنند. از طرف دیگر، جدا از بحث ردیابی سیگنال رادیویی زهره در سال گذشته، ماموریت‌های چندانی برای کاوش این سیاره در نظر گرفته نشده‌اند.
به عنوان مثال فرستادن کاوشگر و ربات‌هایی با قابلیت فرود روی سطح، به مقصد زهره، بی‌فایده بوده چرا که دمای شدید جو جرم آسمانی مورد نظر چالش‌های فراوانی را به وجود می‌آورد. سطح زهره بیش از 450 درجه سلسیوس دما دارد. از طرف دیگر ارسال مدارگرد به این سیاره هم چالش‌های خود را خواهد داشت؛ اتمسفر زهره به شدت غلیظ بوده و وجود مقدار زیادی کربن دی اکسید و ابرهای بارانی حاوی اسید سولفوریک باعث می‌شود تا کاوش اتفاقات سطح زهره برای چنین مدارگردهایی دشوار شود.
کاوشگر خورشیدی پارکر
دلایلی این چنینی زهره را به مقصدی نه چندان جذاب برای ارسال ربات‌های فضایی تبدیل کرده‌اند. با اینکه آژانس فضایی ژاپن به تازگی کاوشگری به نام مدارگرد اکاتسوکی (Akatsuki orbiter) را برای بررسی وضعیت این سیاره به فضا ارسال کرده، سایر اطلاعات جمع‌آوری شده در رابطه با زهره به صورت غیر مستقیم و توسط تجهیزاتی به دست آمده‌اند که با هدفی غیر از کاوش سیاره مورد نظر، به فضا ارسال شده‌اند. تشخیص سیگنال رادیویی زهره توسط کاوشگر خورشیدی پارکر مثالی قابل تأمل در این رابطه به حساب می‌آید.
ناسا مدت‌ها پیش پارکر (تصویر بالا) را برای بررسی دقیق وضعیت خورشید به فضا فرستاد و در جریان ماموریت این کاوشگر، دانشمندان آژانس فضایی آمریکا از نیروی گرانش زهره برای انجام مانورهای فضایی استفاده کرده‌اند. در واقع پارکر با نزدیک شدن به زهره سرعت و مسیر حرکت خود را کنترل می‌کند و در یکی از همین مانورها بود که امواج رادیویی فرکانس پایین یونوسفر سیاره مورد نظر توسط حسگرهای کاوشگر ناسا ردیابی شدند.
کالینسون که در گذشته روی پروژه‌های کاوش سیاره‌ای دیگری هم کار کرده، با بررسی سیگنال رادیویی زهره متوجه شباهتی غیر معمول و غیر قابل توجیه شد؛ این دانشمند در ابتدا نمی‌دانست که چرا امواج مورد نظر برای او آشنا بودند، اما پس از گذشت مدت زمانی کوتاه، کالینسون به یاد آورد که سیگنالی مشابه مدت‌ها پیش توسط کاوشگر گالیله ناسا، در نزدیکی قمرهای مشتری ثبت شده بود.
ثبت سیگنال رادیویی زهره در گذشته و حال
فضاپیمای گالیله در آن زمان از یونوسفر ماه‌های مشتری عبور کرده بود و سیگنال‌هایی شبیه به آنچه در اتمسفر زمین وجود دارد را ثبت کرده بود. به صورت کلی یونوسفر لایه‌ای از جو بوده که به عنوان بخشی از اتمسفر اجرام آسمانی مثل زمین، مریخ و زهره شناخته می‌شود. در این لایه تشعشعات خورشیدی با برخورد به اتم‌های موجود، آن‌ها را یونیزه می‌کنند و در مرحله بعد، با ایجاد پلاسمای باردار، امواج رادیویی فرکانس پایین را به وجود می‌آورند.
به محض مشخص شدن اینکه سیگنال ثبت شده توسط کاوشگر خورشیدی پارکر مربوط به یونوسفر سیاره زهره بوده، دانشمندان از داده‌ها برای محاسبه غلظت این لایه از اتمسفر سیاره مورد نظر استفاده کردند. همان‌طور که اشاره شد، آخرین بار در سال 1992 بود که ستاره شناسان به صورت مستقیم این ویژگی از جو دومین سیاره منظومه شمسی را اندازه گرفتند و مقایسه عدد مربوط به جولای 2020 با آنچه در سه دهه پیش ثبت شده بود، کشف جالبی را برملا کرد.
کالینسون و همکارانش میگویند که با بررسی سیگنال رادیویی زهره می‌توان گفت که غلظت یونوسفر این سیاره یک برابر کمتر از همین مقدار در سه دهه پیش است. تیم دانشمندان احتمال می‌دهند که چنین تغییری باید به چرخه‌های خورشیدی وابسته باشد.
هر یازده سال یک بار، قطب‌های ستاره منظومه ما جای خود را با هم عوض می‌کنند و این پدیده با نام چرخه‌های خورشیدی شناخته می‌شود. جالب است بدانید که تا به امروز دلیل اصلی بروز چنین پدیده‌ای مشخص نشده، با این حال بررسی‌ها نشان می‌دهد که به هنگام قرارگیری میدان گرانشی خورشید در ضعیف‌ترین حالت ممکن، قطب‌های جنوب و شمال جرم آسمانی مورد نظر جابه‌جا می‌شوند.
تاثیرات چرخه‌های خورشیدی
از آنجایی که میدان گرانش خورشید مستقیما فعالیت‌های مختلف این ستاره را کنترل می‌کند، به هنگام تعویض قطب‌ها فعالیت خورشید بسیار کم می‌شود و دانشمندان مرحله مورد نظر را با نام مینیمم خورشیدی هم می‌شناسند. فعالیت‌های مدنظر ستاره شناسان شامل به وجود آمدن لکه‌های خورشیدی، شراره‌های خورشیدی و فوران‌های اجرام تاجی می‌شوند؛ لکه‌های خورشیدی مناطقی موقتی با میدان گرانشی موضعی و فوق‌العاده قوی هستند و فوران‌های دیده شده هم با جدا شدن و به هم پیوستن خطوط میدان‌های مورد نظر به وجود می‌آیند.
به محض جابه‌جا شدن قطب‌های خورشید، فعالیت‌های این ستاره مجددا رشد می‌کنند و تا رسیدن به مرحله‌ای به نام ماکزیمم خورشیدی ادامه می‌یابند. همان‌طور که حدس می‌زنید پس از ماکزیمم مورد نظر مجددا نوبت رسیدن به مینیمم می‌رسد و به این ترتیب، با جابه‌جایی مجدد قطب‌ها یک چرخه خورشیدی تکمیل می‌شود.
آنالیز سیگنال رادیویی زهره که توسط فضاپیمای پارکر ثبت شده در کنار اندازه‌گیری‌های انجام شده از یونوسفر این سیاره با استفاده از تجهیزات روی زمین، به ما می‌گوید که چرخه‌های خورشیدی روی غلظت این لایه از جو زهره تاثیر دارند. در واقع محققان پیش از این حدس می‌زدند که به هنگام وقوع ماکزیمم خورشیدی یونوسفر دومین سیاره منظومه شمسی به غلیظ‌ترین حالت خود می‌رسد، اما بدون داشتن داده‌هایی حاصل از اندازه‌گیری‌های مستقیم، نمی‌شد چنین ادعایی را اثبات کرد.
با این حال، جالب است بدانید که در سال 1992 اندازه‌گیری‌های مستقیم نزدیک به زمان وقوع ماکزیمم خورشیدی بودند و در جولای 2020 هم حسگرهای کاوشگر خورشیدی پارکر، سیگنال رادیویی زهره را در زمان وقوع یک مینیمم خورشیدی ثبت کرد. نکته شگفت‌انگیز این بوده که هر دو داده سال‌های 1992 و 2020 با پیش‌بینی‌ها و اندازه‌گیری‌های دانشمندان روی زمین همخوانی داشت.
ماموریت‌های آینده به مقصد زهره
رابین رامستد (Robin Ramstad)، ستاره شناسی از دانشگاه کلورادو آمریکا می‌گوید که تایید پیش‌بینی‌ها با بررسی داده‌هایی که در ماموریت‌های مختلف و با فاصله‌های زمانی جمع‌آوری شده‌اند، به ما اطمینان می‌دهد که پدیده رقیق شدن یونوسفر زهره کاملا واقعی است.
همان‌طور که دلیل اصلی وقوع چرخه‌های خورشیدی مشخص نیست، باید گفت که علت دقیق رقیق شدن لایه یونیزه جو زهره با عبور از مینیمم‌ها و ماکزیمم‌های خورشیدی هم هنوز معلوم نشده است. با این حال دانشمندان دو نظریه را برای توجیه مشاهدات ارائه کرده‌اند.
طبق نظریه اول، در زمان مینیمم‌های خورشیدی لایه بالایی یونوسفر به سمت ارتفاعات پایین‌تر فشرده می‌شود و به این ترتیب، اتم‌های یونیزه شده امکان رفتن از قسمت روز زهره به قسمت شب آن را نخواهند داشت؛ بنابراین غلظت یونوسفر سیاره در مناطقی که در شب هستند کمتر می‌شود. در نظریه دوم، گفته شده که به هنگام تعویض قطب‌های خورشید و کاهش فعالیت این ستاره، اتم‌های یونیزه شده یونوسفر با سرعت و مقدار بیشتری به داخل فضای اطراف نشت می‌کنند و به همین دلیل، آنچه مشاهده شده رخ می‌دهد.
هیچ کدام از این دو نظریه با در نظر گرفتن اطلاعات مربوط به ثبت سیگنال رادیویی زهره در جولای سال گذشته قابل اثبات نخواهند بود؛ دانشمندان میگویند که انجام مشاهدات و ماموریت‌های دقیق‌تر و گسترده‌تر در آینده می‌تواند در مشخص شدن مکانیسم دقیق تغییر غلظت یونوسفر زهره به ما کمک کند. در نهایت، ستاره شناسان امیدوارند که از این طریق بتوان فهمید که چرا زمین و زهره با وجود شباهت‌های زیاد به یکدیگر، چنین سرنوشت‌های متفاوتی داشته‌اند. شاید وقت آن رسیده که ماموریت دیگری به مقصد زهره کلید بخورد؟
مقاله تیم کالینسون در ژورنال “Geophysical Research Letters” منتشر شده است.