تلسکوپ فضایی هابل با استفاده از شرایط خاص زمان ماه‌گرفتگی کامل موفق شد از آن برای تحقیق روی زمین استفاده کند. این مطالعات به اخترشناسان برای داشتن الگویی در زمینه‌ی شناسایی بهتر سیارات فراخورشیدی زمین‌مانند کمک خواهد کرد.
با بهره‌گیری از ویژگی‌های ماه‌گرفتگی، دانشمندان به کمک تلسکوپ فضایی هابل ناسا و سازمان فضایی اروپا موفق شدند «ازون» را در جو زمین تشخیص دهند. تشخیص ازون با این روش، به‌عنوان الگویی برای کاوش جو سیارات فراخورشیدی زمین‌مانند مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این نخستین بار است که یک ماه‌گرفتگی کامل توسط یک تلسکوپ فضایی رصد می‌شود و از سویی این نوع ماه‌گرفتگی برای نخستین بار در طیف فرابنفش مورد مطالعه قرار می‌گیرد.
برای آمادگی بیشتر در زمینه‌ی جست‌وجوی سیارات فراخورشیدی توسط تلسکوپ‌های بزرگ‌تری که هم‌اکنون در حال ساخت هستند، دانشمندان تصمیم گرفتند آزمایش‌هایی را روی یک سیاره‌ی قابل سکونتِ شناخته‌شده انجام دهند؛ زمین.
قرار گرفتن خورشید و زمین و ماه در یک راستا به هنگام ماه‌گرفتگی مانند زمانی است که سیارات فراخورشیدی زمین‌مانند از مقابل ستاره‌ی خود می‌گذرند. به همین دلیل در این مطالعه‌ی جدید، هابل مستقیم به زمین نگاه نکرد بلکه از ماه به عنوان آینه‌ای استفاده کرد که نور خورشید را که از جو زمین گذشته بازتاب می‌دهد.
طرح ماه‌گرفتگی کلی | Credit: TimeandDate
استفاده از یک تلسکوپ فضایی برای این کار شرایط دقیق‌تری برای مطالعه فراهم می‌کند، زیرا اثر خطای دید ناشی از جو زمین، در آن دخالت ندارد. اما این رصد بدون چالش هم نبود.
پیش از ماه‌گرفتگی سطح ماه بسیار روشن است و چون از نقاط تاریک و روشن گوناگون تشکیل شده، سطح بازتابی خوبی برای مطالعات دقیق نیست. از سویی با توجه به نزدیکی زیاد ماه به زمین و جابه‌جایی زاویه‌ای زیاد آن، هابل ناگزیر بود روی ناحیه‌ی انتخاب شده، ثابت بماند و برای این کار حرکت ماه را نسبت به خود دقیقا ردیابی کند. به دلیل همین چالش‌ها، معمولا از هابل کمتر برای رصد ماه استفاده می‌شود.
در بیانیه‌ی ناسا آمده است: «یافتن ازون بسیار مهم است زیرا یک فرآورده‌ی جانبی فتوشیمایی اکسیژن است که عامل حیات محسوب می‌شود.» این را «آلیسون یانگ‌بلود» (Allison Youngblood) از آزمایشگاه فیزیک جوی و فضایی در کلرادو می‌گوید که مسئول اصلی مشاهدات هابل است.
اندازه‌گیری‌ها در این مشاهدات هابل، طیف قوی ازون را تشخیص داد. این طیف یک پیش‌نیاز اصلی حیات و تکامل احتمالی آن است. اگرچه رد پای ازون پیش از این هم در برخی از مطالعاتی که هنگام ماه‌گرفتگی از زمین انجام گرفته، دیده شده بود، اما مطالعات هابل قوی‌ترین تشخیص تا به امروز است زیرا می‌تواند طیف‌هایی از فرابنفش را ببیند که جو زمین آن‌ها را جذب می‌کند و به ما نمی‌رسد.
طرحی از لایه‌ی ازون | Credit: ۷Continents
ازون با جذب پرتو فرابنفش به محافظت از زندگی در سیاره‌ی زمین نیز کمک می‌کند و به همین دلیل این مطالعه‌ی تازه در طول ماه‌گرفتگی از بیرون جو، برای نخستین بار در طول موج فرابنفش انجام شده است.
در زمین، فتوسنتز گیاهان و درختان در طول میلیاردها سال باعث غلظت اکسیژن و ضخامت کمِ لایه‌ی ازون شده است؛ اما ۶۰۰ میلیون سال پیش جو زمین به اندازه‌ی کافی ازون تولید کرده که از حیات روی آن در برابر پرتوهای فرابنفش خورشید محافظت کند.
به این ترتیب مطالعات تازه می‌تواند به پژوهشگران برای جست‌وجوی نشانه‌های حیات در سیارات فراخورشیدی کمک کند. اخترشناسان با استفاده از مدل‌هایی که از طیف زمین تهیه می‌کنند، می‌توانند سیارات فراخورشیدی را از جنبه‌ی قابل سکونت بودن طبقه‌بندی نمایند و از این دید، پژوهش‌ها در این زمینه اهمیت زیادی دارد.
هابل این رصد را در ۲۰ و ۲۱ ژانویه‌ی ۲۰۱۹ (۳۰ دی و ۱ اسفند ۱۳۹۷) هنگام ماه‌گرفتگی کلی انجام داده و موفق شده بود نور خورشید عبور کرده از جو زمین را در طول موج فرابنفش مشاهده و ثبت کند. چندین تلسکوپ دیگر نیز مشاهدات طیف‌سنجی در طول موج‌های دیگری انجام داده‌اند تا عناصر اصلی حیات مانند اکسیژن، متان، آب و کربن‌مونواکسید بیابند.
کپلر ۴۵۲B | سیارات فراخورشیدی گزینه‌های احتمالی حیات هستند
پژوهشگران امیدوارند با پرتاب تلسکوپ فضایی فروسرخ جیمزوب در سال ۲۰۲۱، جست‌وجوی اتمسفر سیاره برای یافتن متان و اکسیژن، دقیق‌تر انجام شود.
عکس کاور: طرح گرافیکی هابل به هنگام رصد ماه‌گرفتگی | Credit: M. Kornmesser (ESA/Hubble), NASA, and ESA
منابع: Hubble Space Telescope, Space
