اثر شروتر: نامی گمشده در اخترشناسی

تاریخ نجوم را به همراه نام‌هایی چون کوپرنیک، گالیله، نیوتن و کپلر می‌شناسیم. در این میان، ممکن است نام شخصی چون یوهان شروتر، به گوش ما ناآشنا بیاید؛ اما جالب است بدانیم که در قرن 18 میلادی، از شروتر به‌عنوان یکی از پرآوازه‌ترین منجمین اروپا یاد می‌شد. تا جایی که وی را «هرشلِ آلمان» می‌نامیدند؛ و به‌حق، ویلیام هرشل الهام‌بخش او بود.

برای آشنا شدن با زندگی این منجم و کارهای او، با علم بازار همراه باشید.

سرآغاز

یوهان شروتر Johann Schroter در سال 1745 بهدنیا آمد. تحصیلاتش را در زمینه وکالت ادامه داد و در کنار آن، به سرگرمی موردعلاقه‌اش یعنی نجوم می‌پرداخت؛ و آسمان را با تلسکوپ شکستی 2.25 اینچی خود، رصد می‌کرد.

 

یوهان شروتر

در سال 1781، اندکی پس‌ازآن که هرشل اورانوس را کشف کرد؛ زندگی شروتر دستخوش تغییر بزرگی شد. او به‌عنوان قاضی در لیلیِنتال، شهرستان کوچکی در شمال آلمان منصوب شد. تصور می‌شود که وظایف دادرسی او در آن دهکده بسیار اندک بوده باشد، چراکه بیشتر زمان خود را به مطالعه نجوم اختصاص می‌داد.

شروتر در باغ مرکزی شهر، رصدخانه کوچکی برپا کرد. علاوه بر تلسکوپ شکستی خود، تلسکوپ‌هایی بازتابی بافاصله کانونی 4 و 7 فوتی (122 و 213 سانتی‌متری) قرار داد. این تلسکوپ‌ها را هرشل ساخته بود و مشابه نمونه‌ای بودند که برای کشف اورانوس استفاده‌شده بود.

 

شروتر در رصدخانه شخصی خود، در حال تعظیم به شاهزاده آدولف (دوک کمبریج

آیا زهره جو دارد؟

شروتر را بیشتر به‌واسطه رصد و مطالعه نوین ماه می‌شناسند؛ اما نخستین جرمی که او به‌طور جدی مطالعه کرد، سیاره زهره بود. وی از سال 1779 با تلسکوپ شکستی خود، در جست‌وجوی ویژگی‌های سطح (وجود دره، قله و …) زهره بود؛ اما برای مدتی طولانی، رصدهای او با شکست روبه‌رو می‌شد و نتایج منفی داشت. در یادداشت‌های شخصی شروتر آمده است:

«من هیچ لکه یا نشانه مشخص دیگری بر سطح زهره مشاهده نکردم. تنها نکته قابل اعتنا، کاهش غیرمنتظره نور در مرز روشنایی و تاریکی بود.»

 

اهله زهره

کاهش نور در مرز سایه‌روشن، همان‌گونه که شروتر پیشتر حدس زده بود، حکایت از وجود جو در سیاره زهره داشت. در مارس 1790، زمانی که زهره در مقارنه درونی بود؛ شواهد بیشتری در این زمینه به دست آمد. شروتر با تلسکوپ بازتابی 7 فوتی خود، مشاهده کرد که هلال‌های ظریف زهره، به‌صورت کمان‌های نورانی نازکی هستند که تا نیم‌کره تاریک امتداد یافته‌اند. وی نتیجه گرفت که شاهد کمان شفقی بر روی زهره بوده است. پدیده‌ای که به دلیل پراکندگی نور از جو سیاره رخ‌داده است. پیشتر، در گذر زهره در سال‌های 1761 و 1769، رصدگران متوجه کمان و هاله‌ای از نور در اطراف این سیاره شده و احتمال وجود جو در زهره را مطرح کرده بودند. بدین ترتیب شروتر شواهد کافی برای اثبات حدس خود در دست داشت.

اثر شروتر

اکتشافات شروتر درباره زهره به همین‌جا ختم نشد. در آن زمان، اختلاف‌زمانی که در محاسبه زمان «دورنگی» dichotomy زهره وجود داشت، ذهن اخترشناسان را به خود مشغول کرده بود. حالتی را در نظر بگیرید که زهره در بیشترین کشیدگی شرقی نسبت به خورشید قرار دارد. در این حالت، زهره، زمین و خورشید، مثلی قائم‌الزاویه را می‌سازند. زهره، در رأس قائمه‌‌ی این مثلث قرار خواهد داشت. حال اگر زهره را رصد کنیم، انتظار داریم که مطابق محاسباتمان، نیمی از آن روشن باشد و نیمه دیگر در تاریکی فرورفته باشد. در این حالت می‌گوییم که دورنگی رخ‌داده است. پدیده‌ای که هنگام رصد ماه، بارها به آن برخورده‌ایم.

 

ماه نیمه و پدیده دورنگی

 

زهره در بیشترین کشیدگی شرقی و غربی

اما در رصد زهره، تاریخ پدید آمدن دورنگی، با محاسبات مطابقت ندارد! شروتر نخستین کسی بود که این اختلاف‌زمانی میان محاسبه و مشاهده در دورنگی زهره را کشف کرد. وی متوجه شد که اگر در تاریخ‌های محاسبه شده زهره را رصد کند، به‌جای آن‌که یک نیمکره روشن و دیگری تاریک باشد، تقعر و یا تحدبی در مرز سایه‌روشن مشاهده خواهد شد. انگار که دورنگی چند روز قبل یا بعد از زمان محاسبه شده، رخ‌داده باشد.

 

پس از مدتی مطالعه، در آگوست 1793، وی اعلام کرد که این تفاوت زمانی، در حدود 8 روز است. بعدها، ویلهلم بیر و یوهان مادلر، دو نقشه‌نگار معروف ماه که از منتقدین سرسخت شروتر بودند؛ این اختلاف زمانی را تأیید کرده و میانگینی در حدود 6 روز برای آن در نظر گرفتند. ازآن‌پس هر اخترشناسی که به‌طور جدی زهره را مورد بررسی قرار داد، وجود «اثر شروتر» را تأیید نمود.

 

پایان معما

اما بازه زمانی اثر شروتر تغییر می‌کرد. برخی اخترشناسان آن را به کوتاهی 2 روز گزارش نموده‌اند، درحالی‌که تعدادی دیگر زمان 2 هفته را ذکر کرده‌اند. اندازه‌گیری زمان دورنگی زهره، تبدیل به یک سرگرمی پرطرفدار میان رصدگران شده بود. چرا که تجهیزاتی به‌جز یک تلسکوپ کوچک، نیاز نداشت. پیش‌بینی می‌شد که این اثر شروتر (مطابق با حدس خود او) با جو سیاره در ارتباط باشد.

تصویری که مارینر 10 از جو غلیظ زهره تهیه کرده است.

پرواز تاریخی مارینر 2 در دسامبر 1962 بر فراز زهره، آشکار کرد که این سیاره، دنیایی بسیار متفاوت با تصور اخترشناسان است. سیاره به‌راستی جوی بسیار چگال داشت؛ اما جوی که قسمت عمده آن را کربن دی‌اکسید تشکیل می‌داد. درنتیجه، اثر گلخانه‌ای شدید جو باعث می‌شد که دمای زهره برای ذوب کردن سرب نیز کافی باشد.

اثر شروتر قطعاً ارتباطی با این جو جهنمی داشت؛ اما تا سه دهه بعد، مدلی قطعی برای بیان این ارتباط ارائه نشد. سرانجام در سال 1996، اخترشناسی به نام آنتونی مالاما موفق شد این اثر را توجیه کند. وی بیان داشت که جو رقیق‌تر بالای ابرهای زهره، نور خورشید را پراکنده می‌سازند. هرچقدر مسیر نور در این لایه طولانی‌تر باشد، پراکندگی بیشتر خواهد بود. پس از دید ناظر زمینی، درخشش این نور پراکنده‌شده در مرز سایه‌روشن و قطبین، افزایش می‌یابد؛ و تحدب و تقعری که اولین بار شروتر به آن اشاره‌کرده بود، مشاهده خواهد شد.

 

یک پیشنهاد رصدی

شروتر سرانجام در آگوست 1816 از دنیا رفت. اثری که اولین بار به وجود آن پی برد امروز دیگر یک معما نیست و نامش را نیز بسیاری به یاد ندارند.

پیشنهاد علم بازار به شما این است: ابزار رصد خود را بردارید و به رصد زهره بپردازید. تاریخ دورنگی زهره را محاسبه کنید و اثر شروتر را به چشم ببینید. با محاسبه اختلاف‌زمانی اثر شروتر، علاوه بر سرگرم شدن، یاد یوهان شروتر را نیز گرامی بدارید.

 

منبع:

 

William Sheehan, Schroter effect: A retrospective, Sky and Telescope, Jan 2017

شیرین شاطرزاده یزدی

شیرین شاطرزاده یزدی، نجوم آماتوری را از دوره راهنمایی آغاز کرد و هم اکنون دانشجوی مقطع کارشناسی‌ارشد رشته فیزیک در گرایش گرانش و کیهان شناسی در دانشگاه شهید بهشتی است. تدریس و ترویج نجوم از فعالیت‌های مورد علاقه اوست.

مطالب مرتبط

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *