در داده‌هایی که به مدت تقریبی ۲۰ سال از اورانوس جمع‌آوری شده‌اند، دانشمندان نشانه‌هایی از وجود شفق‌های فروسرخ در این سیاره کشف کرده‌اند که می‌توانند به درک بهتر از ماهیت این سیاره کمک کنند. این شفق‌های فروسرخ در مناطق شمالی اورانوس درخشان هستند و این کشف می‌تواند به پاسخ دادن به برخی از پرسش‌های مرتبط با این پدیده و همچنین توضیح دلایلی که باعث می‌شود اورانوس با وجود فاصله زیاد از خورشید، گرم‌تر از حد انتظار باشد، کمک کند.
توماس، اخترفیزیکدان دانشگاه لستر بریتانیا، اظهار داشته است که دمای تمامی غول‌های گازی، به‌ویژه اورانوس، به صدها درجه‌ی سلسیوس بیشتر از پیش‌بینی مدل‌ها می‌رسد. این وضعیت سوالاتی را در مورد دمای ناگهانی این سیاره‌ها به وجود می‌آورد که با انتظارات علمی مغایرت دارد. بر اساس نظریه‌ها، شفق‌های پرانرژی ممکن است عامل اصلی این افزایش دما باشند، زیرا این شفق‌ها گرما را از خود به سمت بخش استوای مغناطیسی اورانوس هدایت می‌کنند.
این شفق‌ها زمانی ایجاد می‌شوند که ذرات پرانرژی در خطوط میدان مغناطیسی سریع حرکت کرده و با ذرات جو در تداخل قرار گیرند. این تداخل باعث یونیزاسیون مواد و ایجاد یک نوع درخشش می‌شود. این پدیده با شفق‌های مختصر و منحصر به فرد زمین متفاوت است و می‌تواند در سیارات مختلف نتایج متفاوتی را ایجاد کند.
در داده‌هایی که از مدت زمان طولانی به‌دست آمده‌اند، شفق‌های فروسرخ سطح سیاره مشتری در نور فرابنفش درخشان هستند و از این نظر به شفق‌های مریخی شباهت دارند. به‌طور متناوب، شفق‌های زهره نیز مانند زمین به رنگ سبز مشهود هستند. اما عطارد، که هیچ جویی ندارد، نور خود را از تابش فلورسنس پرتو ایکس از سطح معدنی خود به‌دست می‌آورد.
اطلاعات درباره‌ی شفق‌های فرابنفش سطح اورانوس از سال ۱۹۸۶ وجود دارد و حتی احتمال دارد مؤلفه‌های پرتوی ایکس نیز روی سطح این سیاره حضور داشته باشند. از آن زمان به بعد، دانشمندان فکر می‌کردند که اورانوس هم باید مانند مشتری و زحل، شفق‌های فروسرخ داشته باشد. با این حال، در حالی که کاوش‌های به‌اوج نرسیده بر روی اورانوس انجام شده‌اند، پژوهشگران به دلیل رصد‌های مستمر از سال ۱۹۹۲، شواهد محکمی برای وجود شفق‌های فروسرخ در این سیاره پیدا نکرده‌اند.
هرچند که کاوش‌هایی بر روی اورانوس محدود بوده‌اند، پژوهشگران به طرح سوالاتی پیرامون نورشفق‌های فروسرخ این سیاره پرداختند بدون اینکه خودشان از این موضوع آگاه باشند. در سال ۲۰۰۶، از ابزار طیف‌سنج فروسرخ نزدیک (NIRSPEC) در رصدخانه‌ی کک برای رصد ۶ ساعته سطح اورانوس استفاده شد. در این رصد، دانشمندان ۲۴۴ تصویر دقیق از اورانوس را ثبت کردند و به جست‌وجوی علائم ذره‌ای خاصی به نام هیدروژن سه اتمی یونیزه (۳+H) پرداختند. قدرت درخشش این ذره با دما تغییر می‌کند و به همین دلیل می‌توان از آن برای اندازه‌گیری دما استفاده کرد.
وقتی پژوهشگران نشانه‌هایی از H+3 را در داده‌های خود مشاهده کردند، متوجه افزایش چگالی این ذره در جوی سیاره شدند، بدون اینکه دمای جو تغییر کند. این یافته نشان‌دهنده‌ی افزایش یونیزاسیون در لایه‌های بالای جو بود، که ستاره‌شناس‌ها از این نوع شفق‌ها در اورانوس انتظار داشتند؛ بنابراین این نتایج نشان دهنده‌ی وجود شفق‌های فروسرخ در جوی اورانوس بودند.
زیرا شفق‌ها وابسته به جو و میدان مغناطیسی اورانوس هستند، این کشف اطلاعات جدیدی را فراهم می‌کند که می‌تواند به درک بهتر از رازهای عجیب‌تر این سیاره کمک کند. به عنوان مثال، میدان مغناطیسی اورانوس یک آشفتگی داغ و نامتقارن دارد.
همچنین، یافته‌های جدید در مورد شفق‌های فروسرخ می‌توانند به درک بهتر از فراوانی دنیاهایی چون نپتون و اورانوس در سطح وسیع‌تری از کهکشان‌ها کمک کنند و بر اساس این اطلاعات، شرایط جوی و مغناطیس‌کره‌ی آن‌ها را ارزیابی کنند.
این پژوهش، نتیجه‌ی جمع‌آوری داده‌های ۳۰ ساله درباره‌ی شفق‌های اورانوس است که سرانجام منجر به آشکار شدن شفق‌های فروسرخ شده و به آغاز یک عصر جدید از تحقیقات در زمینه‌ی شفق‌های این سیاره انجامیده است. نتایج این مطالعه می‌توانند به دانشمندان در مورد شفق‌های غول‌های یخی و درک ما از میدان‌های مغناطیسی سیاره‌های فراخورشیدی و حتی سیاره‌ی خودمان ارتقاء بخشند. این نتایج در مجله‌ی Nature Astronomy منتشر شده‌اند.
نظرات کاربران