الغلاف الجوي للمريخ والطقس على كوكب المشتري وتكوين الكويكبات: كيف يدرس ويب النظام الشمسي 

يأسر تلسكوب جيمس ويب الفضائي العالم بأعمق صورة للفضاء التقطتها وكالة ناسا

تم تقديمها كنتائج أولى للعملجهاز. يمكن لأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء الموجودة في المرصد أن تنظر إلى مليارات السنين في الماضي لتكشف عما حدث بعد بضع مئات الملايين من السنين من الانفجار الكبير وكيف تشكلت المجرات الأولى.

ومع ذلك ، فإن بحث ويب لا يفعل ذلكيقتصر على الأشياء البعيدة فقط: في الأشهر القليلة التي تلت بدء التلسكوب ، كانت هناك صور لمجموعات النجوم والكواكب الخارجية وحتى العديد من الأشياء في أقرب فضاء - نظامنا الشمسي.

يتم جدولة ساعات المرصد الفضائي بالدقيقة ، فلماذا يتم إنفاقها على ما يمكن رؤيته في تلسكوب منزلي عادي.

يرى ما يفتقده الآخرون

الميزة الرئيسية للتلسكوب الفضائيويتميز "جيمس ويب" بأنه يعمل بالضوء في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة والمتوسطة. أولًا، هذا ضروري لدراسة الكون المبكر: بسبب التحول الأحمر، يتحول الضوء المرئي من المجرات البعيدة نحو نطاق الأشعة تحت الحمراء.

على الرغم من أن هذه الميزة ليست مقصودة بشكل مباشرلدراسة النظام الشمسي، ولكن هنا كان مفيدًا أيضًا. ويسجل التلسكوب الفضائي الضوء بأطوال موجية تتراوح من 0.6 إلى 28.5 ميكرون، ويتم الحصول على الصور بدقة طيفية عالية.

فيما يلي بعض الأهداف المحتملة التي يمكن أن يدرسها التلسكوب.

• الكواكب والأقمار الصناعية.العديد من الجزيئات المهمة، بما في ذلك تلك التيبمثابة إشارة مهمة حول وجود الحياة. إنهم يتركون آثارًا في الطيف الذي يدرسه جيمس ويب. على سبيل المثال، يمكنه التحديد الدقيق لمحتوى الماء والماء الثقيل (HDO) وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون والكبريت والميثان في الغلاف الجوي أو على السطح.
• حزام كويبر.يمكن للتلسكوب الفضائي جمع البياناتطيف الأشعة تحت الحمراء القريبة والقياس الضوئي للأشعة تحت الحمراء المتوسطة (البياض) لأي كويكب معروف في حزام كويبر. وتساعد هذه البيانات، إلى جانب الملاحظات الأخرى، في تحديد تركيبها والإجابة على سؤال حول كيفية تكوين النظام الشمسي.
• أجواء.تسمح لك خصائص التلسكوب بالمراقبةالطقس على جميع الكواكب البعيدة عن الأرض من الشمس. طوال المهمة ، لمدة ثلاثة أشهر مرتين في السنة ، سيقوم التلسكوب بجمع معلومات حول ما يحدث في الغلاف الجوي للكواكب والأقمار الصناعية.

استكشاف المريخ

وجود الماء والحياة على الكوكب الأحمر الآن وفي الماضي هي إحدى القوى الدافعة لجميع عمليات استكشاف المريخ. سيساعد Webb في استكمال وتنقيح البحوث التي تجريها المركبات الجوالة ومركبات الإنزال والمحطات المدارية.

من خلال دراسة طيف الضوء المار عبر الغلاف الجويوانعكس سطح الكوكب ، يخطط الباحثون للبحث عن علامات الماضي المائي المضطرب للكوكب الأحمر وما الذي غير استقرار غلافه الجوي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للجيولوجيين استخدام التلسكوب لدراسة تكوين وتطور العواصف الترابية العالمية وأنظمة السحب فوق البراكين الخاملة.

ما حدث للكوكب الأحمر ويمكن للأرضلتكرار تاريخها ، ربما يمكن الإجابة على هذه الأسئلة بمساعدة التلسكوب. تؤكد الصورة الأولى على الأقل قدرة ويب Webb على دراسة المريخ.

ملاحظات من تلسكوب جيمس ويب على المريخ. الصورة: NASA / ESA / CSA / STScI و Mars JWST / GTO team

الكواكب الخارجية

يستطيع "جيمس ويب" أن ينظر إلى أي شيءيقع بزاوية تزيد عن 85 درجة من الشمس من نقطة لاغرانج 2 (L2). وهذا يعني أن جميع الكواكب في متناوله، بدءًا من المريخ وحزام الكويكبات والعمالقة الغازية وأجسام حزام كويبر. هناك قيد آخر مرتبط بتصميم التلسكوب يحد من قدرات المراقبة بـ 135 درجة من الشمس.

حدود مجال الرؤية أساسيةنتيجة للتصميم الحراري للمرصد وواقي الشمس ، الذي يحافظ على برودة التلسكوب والأدوات. هذا يعني أنه من المستحيل مراقبة الشمس والأرض والقمر وعطارد والزهرة والمذنبات التي تتحرك على خلفية الشمس.

ومع ذلك، فإن المساحة المتبقية كافية لملاحظات الكواكب الخارجية الواقعة خارج حزام الكويكبات (على الأقل لبعض الوقت). ومن خلال دراستها، يمكن للتلسكوب الفضائي أن يوضح كيف يتغير الطقس الموسمي على أقمار المشتري أو زحل.

باستخدام مطياف الأشعة تحت الحمراءويستطيع "ويب" دراسة الأجواء للعمالقة الغازية على أعماق مختلفة، ورسم خرائط للأعاصير والسحب. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للتلسكوب أن يُظهر بتفاصيل قياسية كيفية تشكل العواصف وتطورها.

أهمية خاصة هو تايتان ، الوحيدعالم في النظام الشمسي به بحار وبحيرات سائلة على سطحه. فهي لا تمتلئ بالماء ، ولكن بالميثان ، وكلما كان من المثير للاهتمام أن نفهم كيف تختلف الفصول ودورات المطر على تيتان عن تلك الموجودة على الأرض.

في وضع الاختبار ، درس الباحثون الغلاف الجويعمالقة الغاز على سبيل المثال كوكب المشتري. أظهرت الصور الأولى العديد من أنظمة الدوامات الموجودة على الكوكب بالإضافة إلى العاصفة الضخمة المسماة بالنقطة الحمراء العظيمة.

صورة لكوكب المشتري. الصورة: NASA، ESA، CSA، Jupiter ERS Team، Judy Schmidt

أيضًا ، ستسمح لك إمكانيات التلسكوب بالارتداءخريطة للجزيئات العضوية على أقراص عمالقة الجليد في النظام الشمسي ، أورانوس ونبتون. إنهم يمثلون الكواكب الأقل استكشافًا. يمكن لـ Webb تعيين درجة حرارة الغلاف الجوي والتركيب الكيميائي ، وكذلك تحديد الاختلافات الأساسية بينهما من عمالقة الغاز كوكب المشتري وزحل.

كأفكار الناس حول الفضاء ونمت ضخامةها، بدأ يُنظر إلى النظام الشمسي على أنه قريب ومدروس جيدًا. في الواقع، هذا ليس صحيحا. حتى في نظامنا الكوكبي هناك العديد من الألغاز، التي لم يتم العثور على إجابات لها بعد. 

دراسة أنظمة الكواكب وأصل الحياةهو أحد الأهداف الرئيسية لتلسكوب جيمس ويب الفضائي. يمنح تركيز ويب على ضوء الأشعة تحت الحمراء علماء الفلك القدرة على دراسة الميزات الموجودة على أسطح الكواكب والأغلفة الجوية التي لا يمكنهم رؤيتها في الضوء المرئي. والنظام الشمسي ليس استثناء.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن التلسكوب له خاصية فريدةالقدرة على الدوران 90 درجة في أقل من ساعة ، مما يعني أنه إذا ظهر هدف جديد فجأة ، مثل مذنب يصطدم بالمشتري ، فسيكون التلسكوب جاهزًا للنظر في كل التفاصيل.

قراءة المزيد:

"اللزوجة الزرقاء" الغامضة في قاع البحر تحير العلماء

مولد مطور لمزارع الرياح بدون مغناطيسات باهظة الثمن

انظر إلى ظاهرة مستحيلة على كوكب المريخ