اورانوس سیاره سردی نیست

به گزارش ایسنا به  نقل از سای‌نیوز، بر اساس دو مطالعه جدید، اورانوس حدود ۱۵ درصد بیشتر از آن انرژی که از خورشید دریافت می‌کند، انرژی آزاد می‌کند. اورانوس با سایر سیارات منظومه شمسی ما تفاوت دارد. این سیاره به پهلو می‌چرخد، به این معنی که هر قطب مستقیماً به مدت ۴۲ سالِ زمینیِ متوالی با خورشید روبرو می‌شود و منجر به یک تابستان طولانی می‌شود.

این سیاره همچنین در جهت مخالف با تمام سیارات منظومه شمسی، به جز سیاره زهره می‌چرخد. داده‌های حاصل از پرواز «فضاپیمای وویجر ۲»(Voyager ۲) ناسا از کنار اورانوس در سال ۱۹۸۶ نیز نشان داد که این سیاره به طور غیرمعمولی از درون سرد است که دانشمندان را به بازنگری در نظریه‌های اساسی چگونگی شکل‌گیری و تکامل سیاره‌ها در سراسر منظومه شمسی ترغیب کرد.

دکتر «ایمی سایمون»(Amy Simon)، دانشمند سیاره‌شناس در «مرکز پرواز فضایی گادرد»(Goddard) ناسا و یکی از نویسندگان مطالعه اول می‌گوید: از زمان پرواز «وویجر ۲»، همه می‌گفتند اورانوس هیچ گرمای درونی ندارد، اما توضیح اینکه چرا اینطور است، واقعاً دشوار بوده است، به خصوص وقتی با سایر سیارات غول‌پیکر مقایسه شود. این پیش‌بینی‌های مربوط به اورانوس فقط از یک اندازه‌گیری نزدیک از گرمای ساطع‌شده‌ از این سیاره که توسط «وویجر ۲» انجام شد، به دست آمده است.

وی افزود: همه چیز به آن یک نقطه داده بستگی دارد. این بخشی از مشکل است.

دکتر «سایمون» و همکارانش با استفاده از یک رویکرد پیشرفته‌ مدل‌سازی رایانه‌ای و بررسی مجدد داده‌های چند دهه گذشته دریافتند که اورانوس در واقع مقداری گرما تولید می‌کند. گرمای درونی یک سیاره را می‌توان با مقایسه‌ میزان انرژی دریافتی آن از خورشید با آن میزان از انرژی که به صورت نور منعکس‌شده و گرمای ساطع‌شده به فضا آزاد می‌کند، محاسبه کرد.

سایر سیارات غول‌پیکر منظومه شمسی مانند زحل، مشتری و نپتون، بیشتر از میزانی که گرما دریافت می‌کنند، گرما ساطع می‌کنند، به این معنی که گرمای اضافی از داخل می‌آید که بیشتر آن از فرآیندهای پرانرژی که ۴/۵ میلیارد سال پیش سیارات را تشکیل دادند، باقی مانده است. میزان گرمایی که یک سیاره از خود ساطع می‌کند، می‌تواند نشانه‌ای از سن آن باشد. هر چه گرمای کمتری نسبت به گرمای جذب‌شده از خورشید آزاد شود، سیاره پیرتر است.

اورانوس از سایر سیارات متمایز بود، زیرا به نظر می‌رسید به اندازه‌ای گرما می‌دهد که دریافت می‌کند. این نشان می‌دهد هیچ گرمای درونی ندارد. این موضوع دانشمندان را گیج کرد. برخی فرضیه‌سازی کردند که شاید این سیاره بسیار قدیمی‌تر از سایر سیارات باشد و کاملاً خنک شده است. برخی دیگر فرضیه‌سازی کردند که یک برخورد عظیم یا همان برخوردی که ممکن است این سیاره را به پهلو خم کرده باشد، تمام گرمای اورانوس را بیرون رانده است.

این در حالی است که هیچ یک از این فرضیه‌ها دانشمندان را راضی نکرد و آنها را بر آن داشت تا معمای سرمای اورانوس را حل کنند.

پروفسور «پاتریک ایروین»(Patrick Irwin) از دانشگاه آکسفورد و نویسنده ارشد مطالعه اول می‌گوید: ما فکر کردیم که آیا واقعاً ممکن است اورانوس هیچ گرمای درونی نداشته باشد؟ ما محاسبات زیادی انجام دادیم تا ببینیم اورانوس چقدر نور خورشید را منعکس می‌کند و متوجه شدیم که در واقع بازتابنده‌تر از آن چیزی است که قبلا تخمین زده شده بود.

دانشمندان تصمیم گرفتند میزان انرژی کامل اورانوس را تعیین کنند. این امر به معنی این است که دریابند این سیاره چه مقدار انرژی از خورشید دریافت می‌کند و در مقایسه، چه مقدار انرژی به صورت نور خورشید منعکس می‌کند و چه مقدار انرژی به صورت گرما ساطع می‌کند. برای انجام این کار، آنها نیاز داشتند تا کل مقدار نور منعکس‌شده از این سیاره را در تمام زوایا تخمین بزنند.

دکتر «سایمون» می‌گوید: شما باید نوری را ببینید که به طرفین پراکنده می‌شود، نه فقط آن نوری که مستقیماً به سمت شما برمی‌گردد.

برای به دست آوردن دقیق‌ترین تخمین از میزان انرژی اورانوس، دانشمندان یک مدل رایانه‌ای توسعه دادند که همه چیزهایی را که از جو اورانوس از دهه‌ها مشاهدات از تلسکوپ‌های زمینی و فضایی از جمله «تلسکوپ فضایی هابل»(Hubble Space Telescope) و تأسیسات تلسکوپ فروسرخ ناسا در هاوایی شناخته شده بود، گرد هم آورد. این مدل شامل اطلاعاتی در مورد غبارها، ابرها و تغییرات فصلی سیاره بود که همه آنها بر نحوه‌ انعکاس نور خورشید و چگونگی خروج گرما تأثیر می‌گذارند.

نویسندگان دریافتند که اورانوس حدود ۱۵ درصد بیشتر از آن انرژی که از خورشید دریافت می‌کند، انرژی آزاد می‌کند، رقمی که شبیه به تخمین حاصل از مطالعه دوم است. این مطالعات نشان می‌دهد که اورانوس گرمای خود را دارد، اگرچه هنوز بسیار کمتر از همسایه‌اش نپتون است. نپتون بیش از دو برابر آن انرژی که دریافت می‌کند، ساطع می‌کند.

دکتر «سایمون» خاطرنشان کرد: اکنون باید بفهمیم که این مقدار گرمای باقیمانده در اورانوس به چه معناست و همچنین اندازه‌گیری‌های بهتری از آن انجام دهیم.

این دو مطالعه در دو مجله‌ Monthly Notices of the Royal Astronomical Society و Geophysical Research Letters منتشر شده است.