۳۶ سال پیش، زمانی که فضاپیمای افسانه‌ای وویجر ۲  از کنار نپتون گذشت و نخستین تصاویر از این دنیای دورافتاده و مرموز را به زمین فرستاد، دانشمندان به نشانه‌هایی مشکوک از وجود شفق‌های قطبی برخوردند. آن زمان، فناوری لازم برای ثبت دقیق این پدیده در دست نبود و همه چیز در حد حدس و گمان باقی ماند.

اما حالا، با کمک ابزارهای فوق‌پیشرفته‌ی تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST: James Webb Space Telescope)، این رؤیای علمی سرانجام محقق شد. پژوهشگران توانستند برای نخستین‌بار نورهای شگفت‌انگیز و خیره‌کننده‌ی شفق‌های نپتون را ثبت و تحلیل کنند؛ پدیده‌ای که در تمام این سال‌ها در سایه‌ی ابهام پنهان مانده بود.

همه‌ی غول‌ها حالا شفق دارند

پیش از این، شفق‌های قطبی را روی زمین، مریخ، عطارد، مشتری، زحل و اورانوس دیده بودیم. حتی دنباله‌دارهایی چون ۶۷P/چوریوموف–گراسیمنکو (Comet 67P/Churyumov–Gerasimenko) نیز شفق‌هایی هرچند متفاوت داشته‌اند. اما نپتون، آخرین عضو خانواده‌ی سیاره‌های بزرگ منظومه شمسی، همچنان از لیست رسمی شفق‌داران غایب مانده بود.

این کشف جدید به‌معنای تکمیل یک چرخه‌ی علمی است؛ پدیده‌ی شفق‌ها حالا برای تمام سیاره‌های غول‌پیکر تأیید شده است. آن‌طور که «هنریک مِلین» (Henrik Melin)، سرپرست این پژوهش، با اشتیاق اعلام کرده: «یافتن شفق در نپتون، سرگرم‌کننده‌ترین نتیجه‌ای است که در دوران کاری‌ام داشته‌ام!»

چرا پیدا کردن شفق در نپتون این‌قدر سخت بود؟

برخلاف زمین، که شفق‌های قطبی‌اش با نظمی زیبا در نزدیکی قطب‌ها شکل می‌گیرند، نپتون داستان متفاوتی دارد. میدان مغناطیسی نپتون به‌شدت کج است؛ با زاویه‌ای حدود ۴۷ درجه نسبت به محور چرخش سیاره. این انحراف باعث می‌شود که شفق‌ها در نواحی نامعمولی از جو ظاهر شوند، نه الزاماً در نزدیکی قطب‌های شمال و جنوب.

به‌همین دلیل هم تلاش برای ردیابی نورهای شفقی در نپتون با تلسکوپ‌های زمینی تا امروز ناکام مانده بود. اما ابزار فروسرخ نزدیک (Near-Infrared) تلسکوپ جیمز وب با دقت بی‌نظیرش، این مانع را از میان برداشت.

رمزگشایی با کمک یون تری‌هیدروژن (H₃⁺)

نقش اصلی در این کشف بزرگ را یون تری‌هیدروژن (H₃⁺: Trihydrogen Cation) ایفا کرده است؛ یون بسیار سبکی که در سیاره‌های گازی مانند مشتری، زحل و اورانوس همیشه به‌عنوان یکی از نشانه‌های آشکار شفق‌های قطبی شناخته می‌شود. پژوهشگران با اندازه‌گیری نحوه‌ی توزیع این یون در جو نپتون، موفق شدند محل شکل‌گیری شفق‌ها را تشخیص دهند.

«هیدی همِل» (Heidi Hammel)، از دیگر اعضای پژوهش، توضیح می‌دهد: «ما سال‌ها با بهترین تلسکوپ‌های زمینی به دنبال نشانه‌های این یون در نپتون بودیم، چون می‌دانستیم این یون با شفق‌ها در ارتباط است. حالا بالاخره با ابزار دقیق جیمز وب توانستیم آن را پیدا کنیم.»

سردی بی‌سابقه‌ی نپتون: شگفتی دوم این پژوهش

اما شاید غیرمنتظره‌ترین بخش تحقیق، چیزی باشد که اصلاً در برنامه نبود: نپتون حالا سردتر از هر زمان دیگری است. داده‌های ثبت‌شده نشان می‌دهند که دمای جو بالایی این سیاره نسبت به سال ۱۹۸۹ تقریباً به نصف کاهش یافته است. این افت شدید دما، به‌طور طبیعی باعث کاهش درخشش شفق‌ها شده و یکی از دلایل اصلی دشواری شناسایی آن‌ها بوده است.

«ملین» می‌گوید: «این افت دما یک غافل‌گیری بزرگ بود. ما انتظار نداشتیم که در این مدت جو نپتون تا این حد خنک شود. این یعنی اگرچه نپتون بسیار دور از خورشید است، اما جو فوقانی آن بسیار پویا و پرتحرک است.»

افق تازه‌ای از شناخت نپتون در راه است

پژوهشگران تأکید دارند که این فقط یک «مطالعه‌ی مقدماتی» (Pilot Study) بوده است و هنوز حجم عظیمی از داده‌های ناشناخته درباره‌ی نپتون باقی مانده است. قرار است در سال ۲۰۲۶، یک برنامه‌ی پژوهشی کامل با تلسکوپ جیمز وب آغاز شود که به مدت یک ماه پیوسته نپتون را رصد خواهد کرد.

این پژوهش جدید می‌تواند اطلاعاتی دقیق از میدان مغناطیسی نپتون، رفتارهای عجیب جو آن، و تأثیرات محیط فضایی اطرافش فراهم کند. به گفته‌ی ملین، ما در حال کشف جهانی هستیم که هنوز چیز زیادی از آن نمی‌دانیم؛ سیاره‌ای دور، سرد، پیچیده و در عین حال شگفت‌انگیز.

چرا این کشف مهم است؟

شفق‌ها تنها زیبایی‌های بصری نیستند؛ بلکه کلیدهایی برای درک عمیق‌تر از ساختار مغناطیسی سیاره‌ها و تعامل آن‌ها با بادهای خورشیدی و فضا هستند. با هر کشف تازه درباره‌ی شفق‌های یک سیاره، گامی دیگر به شناخت رفتارهای پنهان جو، میدان مغناطیسی و تاریخچه‌ی دینامیکی آن برداشته می‌شود.

حالا با اضافه شدن نپتون به این فهرست، می‌توانیم الگوهای کامل‌تری از شفق‌ها در منظومه شمسی ترسیم کنیم و با مقایسه‌ی آن‌ها، به درک دقیق‌تری از نحوه‌ی تعامل فضا و سیاره‌ها برسیم.