نمای تازه از مریخ: تلسکوپ جیمز وب تصویر سیاره سرخ را در نور فروسرخ ثبت کرد

به‌گزارش اسپیس‌دات‌کام، نخستین تصاویر تلسکوپ فضایی جیمز وب از مریخ روز دوشنبه در کنگره علوم سیاره‌ای اروپا ۲۰۲۲ منتشر شد. تصاویر و اندازه‌گیری‌ها در تاریخ ۵ سپتامبر (۱۴ شهریور) از موقعیت جیمز وب در فاصله تقریباً ۱٫۶ میلیون کیلومتری از مریخ ثبت شدند.

تصاویرِ قرص مشاهده‌پذیر مریخ (سمت رو به تلسکوپ و روشن سیاره)، به‌وسیله دوربین فروسرخ نزدیک جیمز وب (نیرکم) ثبت شده‌اند. عکس‌ها با نمایش نمایی منحصربه‌فرد از همسایه نزدیک زمین، داده‌هایی را ارائه می‌دهند که می‌توانند در کنار مشاهدات انجام‌شده به‌وسیله مریخ‌نوردها نظیر پرسویرنس ناسا و مدارگردهای مریخی، مورد استفاده قرار گیرند.

ازآنجاکه مریخ نسبتاً نزدیک و بسیار روشن است، هدف آسانی برای تلسکوپی نیست که به‌منظور دیدن اجرام بسیار دوردست و کم‌نور طراحی شده است. جولیانو لیوتزی، دانشمند و پژوهشگر ارشد آزمایشگاه سامانه‌های سیاره‌ای ناسا در مرکز پرواز فضایی گادرد، در کنفرانسی مطبوعاتی به مناسبت انتشار تصاویر، دیدن مریخ را به دلیل درخشندگی بسیار زیاد آن را چالش‌برانگیز دانست.

برای آنکه نور فروسرخ درخشان مریخ، ابزارهای جیمز وب را کور نکند، دانشمندان برای رصد این سیاره از نوردهی بسیار کوتاه استفاده کردند. این امر به معنای اندازه‌گیری فقط بخشی از نور رسیده به آشکارسازهای جیمز وب و سپس به‌کارگیری روش‌های ویژه برای تجزیه‌وتحلیل داده‌های جمع‌آوری‌شده بود.

نخستین تصاویر ثبت‌شده از مریخ به‌وسیله ابزار نیرکم جیمز وب.

تلسکوپ فضایی جیمز وب توانست تصاویر و طیف‌های تابشی با وضوح فضایی مورد نیاز اخترشناسان را برای مطالعه پدیده‌های کوتاه‌مدت مانند الگوهای آب‌وهوای مریخ، طوفان‌های گردوغبار و حتی تغییرات ناشی از فصل‌های سیاره ثبت کند. علاوه‌براین، جیمز وب می‌تواند رویدادهایی را که در زمان‌های مختلف درطول شبانه‌روز مریخ رخ می‌دهند (درجریان روز، غروب خورشید و شب) در یک رصد واحد ثبت کند.

نخستین تصاویر ثبت‌شده از مریخ به وسیله جیمز وب، ناحیه‌ای را در نیم‌کره شرقی سیاره در دو طول موج متفاوت نور نشان می‌دهند. تصویر با طول موج کوتاه، تحت سلطه نور بازتابیده خورشید است و جزئیاتی از سطح مریخ را نشان می‌دهد که به ویژگی‌های دیده‌شده در نور مرئی شباهت دارند. این عوارض عبارت‌اند از دهانه برخوردی هویگنس با عرض تقریباً ۴۵۰ کیلومتر و ناحیه آتشفشانی تیره در فلاته سیرت بزرگ.

دوربین نیرکم تلسکوپ جیمز وب، نوری را که مریخ هنگام ازدست‌دادن گرما در طول موج‌های بلندتر فروسرخ ساطع می‌کند، دریافت کرد. درخشش این نور به دمای مریخ و جو آن مربوط می‌شود و روشن‌ترین و گرم‌ترین ناحیه سیاره در جایی است که خورشید تقریباً بالای سر آن قرار دارد. روشنایی به سمت نواحی قطبی مریخ که درمعرض نور خورشید کمتر هستند و در نیم‌کره شمالی که درحال‌حاضر درمیانه زمستان به‌سر می‌برد، کاهش می‌یابد.

بااین‌حال، مقداری نوری که به جیمز وب می‌رسد، تنها به دمای سیاره ارتباط ندارد. تصاویر جمع‌آوری‌شده به‌وسیله تلسکوپ می‌توانند نکاتی را درباره ترکیب شیمیایی جو و سطح مریخ نیز ارائه دهند.

نخستین طیف‌ فروسرخ نزدیک جیمز وب که در ۵ سپتامبر به‌وسیله طیف‌سنج فروسرخ نزدیک تلسکوپ گرفته شد.

تجزیه‌وتحلیل طیف نور شناسایی‌شده از مریخ با داده‌های جمع‌آوری‌شده به‌وسیله جیمز وب می‌تواند در تعیین ترکیب و سطح سیاره به دانشمندان کمک کند. لیوتزی و تیمش پس از بررسی تصاویر دریافتند که هامونه هلاس با عرض ۱۹۳۰ کیلومتر، حتی در گرم‌ترین زمان روز در آن منطقه، تیره‌تر از محیط اطراف خود به‌نظر می‌آید. تیرگی مشاهده‌شده در این ساختار برخوردیِ به‌خوبی حفظ‌شده، نتیجه عبور نور از جو مریخ و جذب آن به‌وسیله دی‌اکسید کربن است.

تصاویر جدید همچنین توانایی تلسکوپ جیمز وب در مطالعه مریخ با استفاده از تکنیکی به‌نام طیف‌سنجی را روی اندازه‌گیری‌های ثبت‌شده به‌وسیله ابزار طیف‌سنج فروسرخ نزدیک (نیراسپک) نشان می‌دهد. ازآنجاکه عناصر شیمیایی، نور را در طول موج‌های بسیار مشخص جذب و منتشر می‌کنند، دانشمندان سیاره‌شناس می‌توانند از طیف‌سنجی برای مطالعه اثر انگشتی که مواد شیمیایی مختلف در نور عبوری از جو سیاره به جا می‌گذارند، برای تعیین ترکیب آن استفاده کنند.

نتایج اولیه به‌دست‌آمده، ویژگی‌های طیفی کدگذاری‌شده با اطلاعات مربوط به غبار مریخ، ابرهای یخی، ترکیب جو و نوع سنگ‌های موجود در سطح سیاره را نشان می‌دهد. مشاهدات جیمز وب می‌تواند وجود آب، دی‌اکسید کربن، مونوکسید کربن و سایر ترکیبات شیمیایی را تشخیص دهد.

لیوتزی به بحث درباره وجود متان در مریخ اشاره می‌کند. مشاهدات اولیه زمینی و مریخ‌نوردها شواهدی از این گاز را البته به صورت پراکنده ارائه داده‌اند. هرچند مدارگرد ردیاب گاز اگزومارس (TGO) نتوانسته این موضوع را تأیید کند و مشاهدات از زمین به دلیل وجود متان در جو سیاره خودمان پیچیده است، لیوتزی باور دارد که مشاهدات جیمز وب می‌تواند وضعیت را تغییر دهد.

لیوتزی وجود متان را مهم می‌داند؛ زیرا این گاز می‌تواند اطلاعات زیادی درباره فرایندهای زمین‌شناسی مریخ دراختیار دانشمندان سیاره‌شناس قرار دهد؛ ازجمله اینکه آیا به‌تازگی جسمی بزرگ از فضا به سیاره سرخ برخورد کرده است. متان همچنین می‌تواند به فعالیت زیستی در گذشته باستانی مریخ اشاره کند. تیم جیمز وب درحال‌حاضر مشغول تهیه مقاله‌ای به‌منظور ارائه یافته‌هایش برای داوری همتا است.