10 دقیقه
کاوشگر Europa Clipper ناسا در نوامبر تصویری غیرمنتظره و ارزشمند از دنبالهدار بینستارهای 3I/ATLAS ارائه کرد و خلأ مشاهدهای را در زمانی پر کرد که از زمین و مریخ دید مناسبی وجود نداشت. با استفاده از طیفسنج فرابنفش به هدایت موسسهٔ پژوهشی Southwest Research Institute (Europa‑UVS)، مأموریت از دیدگاهی نادر در جهت پساجریان، دو دنبالهٔ این دنبالهدار را ثبت کرد و نشانههای اتمی را آشکار ساخت که بینشهایی دربارهٔ ترکیب و فعالیت اخیر این جسم فراهم میکند. این مشاهده فرصتهای جدیدی برای مطالعهٔ ترکیبات شیمیایی دنبالهدارهای بینستارهای و فرایندهای آزادسازی مواد فرّار (outgassing) ایجاد کرد.
طیفسنج فرابنفش (UVS) به رهبری Southwest Research Institute بر روی کاوشگر Europa Clipper ناسا مشاهدات قابلتوجهی از دنبالهدار بینستارهای 3I/ATLAS انجام داد؛ در دورهای که رصد از موقعیتهای زمینی و مریخی دشوار بود و از موقعیتی بین جهتهای پساجریان دو دنباله آن را مشاهده کرد.
چرا Europa Clipper ناگهان شکارچی دنبالهدار شد
Europa Clipper که در سال 2024 پرتاب شد، مأموریت اصلیاش مطالعهٔ قمر یخی مشتری، اروپا، است و قرار است حدود سال 2030 به سامانهٔ مشتری برسد. اما فضاپیماها در مسیر سفر اغلب به پلتفرمهای علمی فرصتطلب تبدیل میشوند؛ در این مورد ابزار Europa‑UVS از پنجرهٔ محدود رصدی استفاده کرد تا شاهد بازدیدکنندهای از فراتر از سامانهٔ ستارهای ما باشد: 3I/ATLAS که تنها سومین جرم بینستارهای تأییدشده است که وارد سامانهٔ خورشیدی شده است.
طی چند روز پس از کشف دنبالهدار، حلهای مسیر حرکت از آزمایشگاه پیشرانهٔ جت ناسا (Jet Propulsion Laboratory) نشان داد که Europa Clipper در نوامبر موقعیت مناسبی برای رصد خواهد داشت. برای رصدگران زمینی نزدیکی دنبالهدار به خورشید تشخیص آن را دشوار کرده بود، و بهترین پنجرهٔ رصدی برای رصدگران مستقر در مریخ قبلاً گذشته بود. Europa Clipper بین آن نقطهٔ دید و خورشید قرار داشت و امکان نگاهی را فراهم کرد که نه زمین و نه مریخ قادر به ارائهٔ آن بودند؛ این پیکربندیِ منحصربهفرد، مشاهدهٔ پساجریان را ممکن ساخت که اطلاعات ترکیبی دیگری را آشکار میکرد.
این رویداد نمونهای از ارزش علمی مأموریتهای چندمنظوره و انعطافپذیری ابزارهای علمی در فضاست، بهویژه زمانی که دنبالهدارها یا اجسام گذرکنندهٔ دیگر فرصتهای کوتاه رصدی فراهم میکنند. مشاهدات فرصتطلب مانند این، آرشیو دادههای بینستارهای را غنیتر میسازند و به توسعهٔ مدلهای شکلگیری منظومههای سیارهای کمک میکنند.
نمایی نادر پساجریان از هر دو دنبالهٔ دنبالهدار
دنبالهدارها معمولاً دو دنبالهٔ متمایز ایجاد میکنند که نور خورشید و باد خورشیدی بر مواد آنها اثر میگذارد: دنبالهٔ غباری که بهطور معمول در امتداد مسیر مداری کِشیده میشود و دنبالهٔ پلاسما (یون) که تقریباً از خورشید دور میشود. از موقعیت Europa Clipper که نزدیکتر به خورشید بود، Europa‑UVS دنبالهدار 3I/ATLAS را عمدتاً از جهت پساجریان مشاهده کرد و عملاً به سمت هسته و کما (coma) آن نگاه کرد.
این هندسه اهمیت زیادی دارد. مشاهدهٔ دنبالهدار از پشت دنبالهها نحوهٔ پروژه شدن توزیع غبار و گاز بر آسمان را تغییر میدهد و ساختارها و نشانههای نشری را نشان میدهد که ممکن است در نماهای روبهخورشید پنهان یا ترکیبشده بهنظر برسند. Europa‑UVS انتشارهای فرابنفشی مرتبط با اتمهای اکسیژن و هیدروژن و همچنین ساختارهای پیوندخورده با غبار را ثبت کرد؛ شواهدی که با دورهٔ اخیر آزادسازی شدید گاز (outgassing) پس از حضیض شعاعی دنبالهدار (perihelion) سازگار است.
دیدهای پساجریان اطلاعات فضایی و هندسی ارزشمندی فراهم میآورند که نمیتوان با تنها یک نقطهٔ دید بهدست آورد. این نوع مشاهدات به تفکیکِ مؤلفههای خنثی و یونیزهشده و نقشهبرداری نسبت توزیع غبار کمک میکند؛ پارامترهایی که برای مدلسازی دینامیک ذرات و شیمی کما ضروریاند.
دنبالهدار بینستارهای 3I/ATLAS در این تصویر ترکیبی که در 6 نوامبر 2025 توسط طیفسنج فرابنفش Europa ثبت شده، از فاصلهای نزدیک به حدود 103 میلیون مایل (164 میلیون کیلومتر) دیده میشود.
چگونه طیفسنجی فرابنفش شیمی دنبالهدار را آشکار میکند
طیفسنجهای فرابنفش مانند Europa‑UVS انتقالهای اتمی و مولکولی مشخص را آشکار میکنند. وقتی آب و یخهای پیچیدهٔ روی دنبالهدار در معرض تابش خورشیدی قرار میگیرند، تجزیه میشوند: H2O تحت فوتودیساوسیشن (photodissociation) به اتمهای هیدروژن و اکسیژن تقسیم میشود که هر کدام در طولموجهای خاصی نور فرابنفش ساطع میکنند. با اندازهگیری این نشرها، دانشمندان نرخ تولید گازها، ترکیب نسبی و فرایندهای فیزیکی حاکم بر کما و دنباله را استنتاج میکنند.
«Europa‑UVS در اندازهگیری انتقالهای بنیادی اتمها و مولکولها بسیار توانمند است،» دکتر Kurt Retherford، محقق اصلی پروژهٔ Europa‑UVS، گفت. «ما میتوانیم گازهایی را که از دنبالهدار خارج میشوند ببینیم و تجزیهٔ مولکولهای آب به اتمهای هیدروژن و اکسیژن را مشاهده کنیم.» این قابلیت بهخصوص در شناسایی نشانههای آب، اکسیژن و هیدروژن و اندازهگیری مقدار نسبی آنها در کما اهمیت دارد.
اندازهگیریهای اتمی کمک میکند تا پژوهشگران برآورد کنند چه مقدار مادهٔ فرّار دنبالهدار در عبور از ناحیهٔ درونی سامانهٔ خورشیدی از دست داده است. هنگامی که این اطلاعات با ردیابی غبار و سنجش ذرات یونیزه ترکیب میشوند، دادهها نشان میدهند که 3I/ATLAS احتمالاً یک دورهٔ خروج گاز قابلتوجه را تجربه کرده که هر دو مؤلفهٔ خنثی و یونیزهشده را تولید و به تغذیهٔ دنبالههای دوگانهاش کمک کرده است.
تحلیل طیفهای فرابنفش میتواند اطلاعاتی دربارهٔ فراوانیهای نسبی گونههای مولکولی دیگر مانند CO، CO2 و گونههای آلی ساده نیز فراهم کند. این دادهها برای مقایسهٔ ترکیب یخها و ارزیابی شباهت یا تفاوت آنها با دنبالهدارهای منظومهٔ ما از کمربند کویپر یا ابر اُورت حیاتیاند.
رصدهای هماهنگ: اتصال دیدها از فضا و زمین
دید پساجریان Europa Clipper مکمل مشاهدات معمولِ روبهخارج-از-خورشید (anti‑sunward) است. مأموریت JUICE از سازمان فضایی اروپا که طیفسنج فرابنفش خود را دارد و تیمهایی از SwRI نیز در آن مشارکت دارند، در بازهٔ زمانی مشابه دادههای روبهخارج-از-خورشید جمعآوری کرد، در حالی که تلسکوپهای زمینی و مستقر در مریخ قبل و بعد از پنجرهٔ Europa Clipper تصویرها و طیفهای تکمیلی ارائه دادند.
«امیدواریم که این دید نو، همراه با مشاهدات داراییهای زمینی و سایر فضاپیماها، به ما کمک کند تا درک جامعتری از هندسهٔ دنبالهها بسازیم،» دکتر Thomas Greathouse، معاون همکار محقق اصلی Europa‑UVS، گفت. هندسهٔ مقایسهای—دیدن یک جسم از زوایای مختلف—به دانشمندان اجازه میدهد که اثرات پروجکشن را از هم باز کنند و بهتر نقشهٔ قرارگیری غبار و پلاسما نسبت به هسته را تعیین نمایند.
هماهنگی میان فضاپیماها و رصدهای زمینی همچنین امکان پوشش زمانی بهتر (temporal coverage) و رهگیری تغییرات سریع در فعالیت دنبالهدار را فراهم میآورد. ترکیب دادههای چندطیفی از فرابنفش تا مرئی و مادونقرمز، تصویر کاملتری از مادهٔ رهاشده، اندازهٔ ذرات، و فرآیندهای یونیزاسیون و تعامل با باد خورشیدی بهدست میدهد.
ابزار UVS به رهبری SwRI نور فرابنفش را جمعآوری میکند تا ترکیب گازهای جوی و مواد سطحی اروپا را سنجش کند. این ابزار نشانههایی از اکسیژن، هیدروژن و ویژگیهای غباری را در دنبالهدار بینستارهای 3I/ATLAS تشخیص داد و مشاهدات پساجریان منحصربهفردی از دنبالههای آن انجام داد. در تصویر، دکتر Tracy Becker (چپ) معاون همکار محقق اصلی و دکتر Kurt Retherford (راست) محقق اصلی Europa‑UVS در هنگام آزمایشات در اتاق پاک دیده میشوند.
دنبالهدارهای بینستارهای چه چیزهایی میتوانند به ما بیاموزند
اجسام بینستارهای فرصت نادری را برای نمونهبرداری از موادی که پیرامون ستارگان دیگر شکل گرفتهاند فراهم میآورند. اندازهگیری اینکه کدام اتمها و مولکولها آزاد میشوند و با چه شدتی این انتشار رخ میدهد، سرنخهایی دربارهٔ محل و شرایط شکلگیری جسم و فرایندهایی که در طول سفر کهکشانی آن رخ دادهاند به ما میدهد. آیا ترکیب یخهای آن شبیه به دنبالهدارهای کمربند کویپر یا ابر اُورت ماست؟ آیا فرایندهای گرمایی یا برخوردها لایههای سطحی را تغییر یا از میان بردهاند؟
این پرسشها برای درک تنوع ترکیبات سیارات و اجرام کوچک در کهکشان کلیدیاند و دادههای فرابنفش و چندطیفی بهویژه در تعیین ردپای آب و گونههای آلی اهمیت دارند. مقایسهٔ 3I/ATLAS با دنبالهدار بینستارهای قبلی مانند 2I/بوريسُف (2I/Borisov) و جسم آُومواموآ (ʻOumuamua) میتواند نشان دهد که آیا الگوها یا تفاوتهای ساختاری و شیمیایی بین بازدیدکنندگان بینستارهای وجود دارد یا خیر.
دکتر Tracy Becker، معاون همکار محقق اصلی Europa‑UVS، سوالات علمی گستردهتری را مطرح کرد: «درک ترکیب دنبالهدار و سهولت آزادسازی این گازها میتواند تصویری واضحتر از منشأ و تکامل احتمالی آن در مسیر حرکت از سایر نقاط کهکشان به سامانهٔ خورشیدی ما ارائه دهد. چه فرآیندهای شیمیایی در بازی هستند و چگونه میتوانیم منشأ دنبالهدار را در سامانهٔ ستارهای خود بازسازی کنیم؟»
دیدگاه کارشناسی
«مشاهداتی از این دست یادآورِ توانایی مأموریتهای سیارهای چندمنظوره است،» دکتر Amina Patel، اخترفیزیکدانی که روی اجرام کوچک و بازدیدکنندگان بینستارهای مطالعه میکند، بیان کرد. «Europa Clipper برای بررسی سکونتپذیری اروپا طراحی شده بود، اما ابزار UVS آن بهاندازهٔ کافی انعطافپذیر است تا اهداف گذرا را نیز شکار کند. با ترکیب دیدهای پساجریان و روبهخارج-از-خورشید، ما نمای استریوسکوپی از رفتار دنبالهدار بهدست میآوریم—چیزی حیاتی برای تفسیر آزادسازی مواد فرّار و دینامیک ذرات.»
این مجموعهٔ دادهٔ فرصتطلب آرشیوی رو به رشد از مشاهدات اجسام بینستارهای را تقویت میکند و نشان میدهد ابزارهایی که میتوانند در پروفایلهای مختلف مأموریتی عمل کنند، ارزش علمی بالایی دارند. با کشف بازدیدکنندگان بینستارهای بیشتر در آینده، رصدهای هماهنگ بین فضاپیماها و تلسکوپهای زمینی برای رمزگشایی منشأ آنها و بهبود مدلهای تشکیل سامانههای سیارهای اساسی خواهد بود.
بهطور خلاصه، مشاهدات Europa‑UVS از 3I/ATLAS نمونهٔ بارزی از چگونگی استفادهٔ کارآمد از منابع مأموریتی و افزایش دانش سیارهای و نجومی با استفاده از طیفسنجی فرابنفش و همکاریهای بینالمللی است. دادههای بهدستآمده نهتنها به شناخت بهتر این دنبالهدار خاص کمک میکنند، بلکه چارچوبی برای تحلیلهای آیندهٔ دنبالهدارهای بینستارهای فراهم میسازند، از جمله تعیین نرخ آزادسازی آب، فراوانی گونههای آلی، توزیع اندازهٔ ذرات غباری و تعاملات با میدان و باد خورشیدی.
منبع: scitechdaily
نظرات
توربو
جالبه که یک ماموریت سیارهای اینطور انعطافپذیر عمل کرد؛ این دادهها برای مدلسازی دینامیک ذرات خیلی ارزشمندن، فقط کاش جزئیات بیشتر باشه
دانیسک
من تو کار تحلیل ذرات غباری تجربه دارم، دید از پشت کما واقعا تصویرو عوض میکنه، پروجکشن ها باید حسابی پیچیده باشن ولی خیلی جالبه
مهران
آیا واقعا مطمئنن این نشرها همه از آب جدا شده؟ طیف فرابنفش قویه ولی نویز و تداخلها رو چطور کنترل کردن، سوال مهمیه
آستروجت
مشاهدات پسا جریان معنیداره، کنجکاوم نسبت هیدروژن/اکسیژن چی نشون میده. منتظر ترکیب با دادههای JUICE و مشاهدات زمینی هستم
دیتاپالس
واقعا شوکه شدم! کاوشگر Europa Clipper که برای اروپا ساخته شده شد شکارچی دنبالهدار، چه شانسی... دید پسا جریان کلی چیزو روشن میکنه، امیدوارم دادهها زود منتشر بشن
ارسال نظر