عينان على العملاق الحلقي
أطلقت NASA أكثر منظر مركب مفصل لزحل تم جمعه على الإطلاق، ويتم إنتاجه بدمج الملاحظات من اثنين من أقوى تلسكوبات الفضاء في الإنسانية — تلسكوب James Webb الفضائي وتلسكوب Hubble الفضائي. من خلال تصوير زحل بأطوال موجية مكملة للضوء بفاصل 14 أسبوعًا، أنتج المرصدان معًا صورة للكوكب تمتد من طبقات الغيوم العميقة إلى أعلى نقطة في غلافه الجوي، مكشفة ميزات هيكلية لا يمكن لأي تلسكوب واحد أن يلتقطها وحده.
تمت ملاحظة Hubble بالضوء المرئي في 22 أغسطس 2024. تمت ملاحظة Webb بالأشعة تحت الحمراء في 29 نوفمبر 2024، وقد التقطت صورة مختلفة تمامًا للكوكب نفسه — صورة تتوهج فيها الحلقات بلون أبيض جليدي، والأقطاب تأخذ لونًا رمادي-أخضر مميزًا، والميزات الغلافية غير المرئية بأطوال موجية بصرية تصبح بارزة. يسمح الجمع بين مجموعات البيانات للعلماء بفعالية بقطع غلاف زحل الجوي على ارتفاعات متعددة في نفس الوقت، وهو ما يصفه باحثو NASA بأنه تقشير طبقات البصل.
موجة الشريط والسداسي
من بين الميزات التي أصبحت مرئية في الصور المركبة موجة الشريط في زحل، وهي تيار نفاث طويل الأمد يتعرج عبر خطوط العرض الوسطى الشمالية للكوكب. يتم تشكيل المسار المتعرج للموجة من خلال الاضطرابات الغلافية في تدفق الغازات الستراتوسفيرية التي ستكون غير مرئية بدون حساسية محددة الارتفاع التي توفرها الملاحظات بالأشعة تحت الحمراء. تمت ملاحظة موجة الشريط لأول مرة بواسطة مهام Voyager في أوائل الثمانينيات ولكن لم تتميز قط بهذا المستوى من التفاصيل.
مرئية أيضًا في كلتا الصورتين أجزاء من السداسي القطبي الشمالي الشهير في زحل — نمط تيار نفاث ضخم سداسي الأضلاع استمر حول القطب الشمالي لزحل لعقود وربما أطول. حواف السداسي غير واضحة بشكل ضعيف في التكوين الجديد، والمقارنة بين الآراء بالأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي تضيف معلومات جديدة حول كيفية ارتباط الهيكل السداسي بطبقات الغلاف على ارتفاعات مختلفة. وثقت Voyager 1 السداسي لأول مرة في عام 1981؛ الحملات اللاحقة بما فيها المسح المداري لمدة 13 سنة من Cassini الذي انتهى في 2017 تم وصفها بتفاصيل متزايدة، وتوسع مجموعة Webb و Hubble هذا السجل أكثر.
عاصفة متبقية تم التقاطها بالأشعة تحت الحمراء
من بين الميزات الأكثر إثارة للانتباه في صورة Webb بالأشعة تحت الحمراء بقعة غلافية صغيرة لكن متميزة — بقايا العاصفة الربيعية العظيمة التي اندلعت عبر نصف الكرة الشمالي من زحل بين 2010 و 2012. كانت تلك العاصفة واحدة من أكبر الأحداث الغلافية التي تمت ملاحظتها على أي كوكب في النظام الشمسي خلال عصر الفضاء، مما أنتج اضطرابًا أحاط بنصف الكرة الشمالي بأكمله من زحل. اثنا عشر سنة لاحقًا، بصمتها لا تزال قابلة للكشف في الأشعة تحت الحمراء الحرارية، وهو دليل على عمق واستمرارية أنظمة الطقس في زحل.
الحلقات بالأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي
تتصرف حلقات زحل بشكل مختلف عبر الطيف الكهرومغناطيسي، والصورة المركبة تجعل هذا التناقض حيًا. في منظر Hubble بالضوء المرئي، تظهر الحلقات كهيكل مشرط مألوف من ظلال ذهبية وتان. في أشعة Webb تحت الحمراء، تتوهج الحلقات نفسها بلون أبيض جليدي أبيض ساطع، وهي نتيجة الانعكاسية العالية لجليد الماء — التركيب الأساسي لجزيئات الحلقة — عند أطوال موجية قريبة من الأشعة تحت الحمراء.
تظهر ستة أقمار من زحل في الصور: Janus و Dione و Enceladus و Mimas و Epimetheus و Titan. Enceladus، المعروف بأنه يضم محيطًا تحت السطح ويخرج بخار الماء من خلال الينابيع الحارة عند قطبه الجنوبي، مرئي كنقطة مضيئة صغيرة بالقرب من الحلقات في الإطار واسع المجال.
القيمة العلمية لعلم الفلك متعدد الأطوال الموجية
تجسد ملاحظات زحل الجديدة الاستراتيجية العلمية للتشغيل المتزامن لعدة مراصد مكملة. تم تصميم Webb و Hubble بمهام أساسية مختلفة وقدرات أطوال موجية مختلفة، ولكن تشغيلهما المتزامن يسمح للفلكيين بدمج آرائهما بطرق تكشف عن هيكل الكوكب بعمق بلا سابقة. حساسية الأشعة تحت الحمراء في Webb تحقق في طبقات الغلاف الجوي التي تكون معتمة للضوء المرئي؛ دقة الضوء المرئي الحادة في Hubble تلتقط بنية السحابة والميزات السطحية بوضوح لا يستطيع حتى Webb مطابقتها عند تلك الأطوال الموجية.
يبني المرصد المشترك على الموروث البيانات من كوكب Cassini المداري، الذي قضى 13 سنة في المدار حول زحل قبل دخوله الغلافي المتعمد في سبتمبر 2017. قدم Cassini أكثر توصيف موقع في الموقع تفصيلًا لغلاف زحل والحلقات والأقمار تم جمعه على الإطلاق، وتوسع ملاحظات Webb-Hubble هذا الفهم من خلال تمكين المراقبة المنهجية لطقس الكوكب وتطور الغلاف الجوي من القرب المداري للأرض. مع كلا التلسكوبين في سنواتهما التشغيلية الأولى، يتوقع الفلكيون إعادة النظر في زحل بشكل دوري، مما يبني سجل السلاسل الزمنية لديناميات الغلاف الجوي التي سترشد نماذج طقس الكواكب العملاقة لعقود.
يعتمد هذا المقال على التقارير من science.nasa.gov. اقرأ المقال الأصلي.
