الكشف عن سبب اختلاف ظلال اللون الأزرق في “عمالقة الجليد” 

يطلق علماء الفلك عادة على أورانوس ونبتون اسم “عمالقة الجليد”، على الرغم من أن هذا المصطلح يستخدم غالبا في وصف الكواكب خارج النظام الشمسي.
وفيما يتعلق بالكتلة والتركيب ودرجة الحرارة، فإن نبتون وأورانوس ليسا بعيدين عن كونهما “توأما”، ولكن ليس من الصعب التمييز بين الاثنين في الضوء المرئي.
ويبدو نبتون للعين المجردة بظل غامق من اللون الأزرق، بينما يظهر أورانوس شاحبا ولونه أزرق يميل قليلا إلى الأخضر.
وأثار هذا اللون المميز لـ”عمالقة الجليد” اهتمام العلماء منذ زمن طويل، ولكن الآن، ربما تم حل لغز سبب ظهور أورانوس أكثر شحوبا من درجة لون الكوبالت (معدن ذو لون أبيض مزرق) الأعمق لنبتون.
ويقول العلماء إن الإجابة تكمن في حقيقة أن أورانوس به طبقة ضبابية في غلافه الجوي تبلغ ضعف سمك الغلاف الجوي لنبتون تقريبا، ما يمنحه لونا أفتح كثيرا.
وأطلق العلماء بقيادة جامعة أكسفورد على هذه الطبقة اسم Aerosol-2، والتي قالوا إنها ستبدو بيضاء عند الأطوال الموجية المرئية. وتعمل على تفتيح مظهر الكوكب السابع من الشمس، بطريقة مشابهة لكيفية جعل تتبع الورق على صورة الألوان النابضة بالحياة يبدو أكثر حليبيا.
وقال المؤلف الرئيسي للدراسة باتريك إروين، من جامعة أكسفورد: “هذا يفسر سبب لون أورانوس الأزرق الشاحب مقارنة بلون نبتون”.
ويحتوي كل من أورانوس ونبتون على الهيدروجين والهيليوم والميثان في سمائهما، على الرغم من أنه يُعتقد أيضا أن الضباب المتكون من مواد كيميائية أخرى موجود على ارتفاعات مختلفة أيضا.
ويعتقد العلماء أن الطبقة الضبابية تنشأ على الأرجح عندما ينكسر الميثان بواسطة الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس، قبل أن يتحول إلى هيدروكربونات أكبر.ووفقا لمؤلفي الدراسة، فإن هذا الميثان هو الذي يعطي كلا من نبتون وأورانوس مظهرهما الأزرق، لأن الميثان يمتص الضوء الأحمر ويترك اللون الأزرق ينعكس مرة أخرى.
وابتكر العلماء نماذج للأغلفة الجوية لكلا العالمين باستخدام بيانات من تلسكوب هابل الفضائي والمراصد الأرضية، بالإضافة إلى معلومات من المركبة الفضائية “فوياجير 2”.
وكتبوا في دراستهم: “أطياف الأشعة المرئية والأشعة تحت الحمراء القريبة من عمالقة الجليد في النظام الشمسي، أورانوس ونبتون، أبهرت علماء الفلك الكوكبي لسنوات عديدة. ولوحظ أن أجواء عمالقة الجليد لها أجواء متماثلة مع ملامح درجة حرارة التروبوسفير المماثلة”.
وأضافوا: “يظهر كلا الكوكبين باللون الأزرق أو الأخضر المزرق للعين المجردة، على عكس المظهر الأكثر اصفرارا لكوكب المشتري وزحل. ونحن نعلم الآن أن هذا اللون الأزرق يأتي من مزيج من هذه الوفرة العالية من الميثان الغازي، والذي له نطاقات امتصاص قوية في الجزء الأحمر والأشعة تحت الحمراء من الطيف المرئي”.
وأوضح العلماء أن نماذجهم وجدت أن الغلاف الجوي لأورانوس أكثر سمكا بشكل ملحوظ من غلاف نبتون.