منظومه شمسی[مقاله]

مرا یاری نمایید...........

نقل قول:

---

---

اولیش هم خودم تحقیق میکنم............
-----------------------------------------------------------------------------

زمین ، سومین سیاره نزدیک به خورشید و بزرگترین سیاره در میان سیارات درونی است. ساختار درونی زمین مثل سایر سیارات درونی از یک هسته داخلی و یک هسته خارجی به همراه لایه‌های مذاب و نیمه مذاب و سنگی جامد تشکیل یافته است.هسته داخلی فلزی و جامد بوده و توسط هسته خارجی که فلزی و مذاب است، احاطه شده است...........

زمین در آغاز شکل گیری

در اوایل پیدایش منظومه شمسی ، ذرات ریز غبار موجود در قرص خورشید که عمدتا از گاز و غبار تشکیل شده بود، پس از برخورد به هم چسبیده و اجسام بزرگ و بزرگتری را بوجود آوردند. بدین ترتیب چهار سیاره درونی از این ذرات شکل گرفتند.
4.5 میلیارد پیش ، زمین دارای سطحی داغ ، قرمز و نیمه مذاب بود. پس از گذشت میلیونها سال ، سطح زمین شروع به سرد شدن نمود و پوسته جامدی ، به دور زمین بوجود آمد. گازهای داغ و مواد مذاب از لایه‌های زیرین و از طریق دهانه‌های آتشفشانی بیرون زده و جو ضخیم زمین را بوجود آوردند. در همین مدت شهاب سنگهای زیادی به سطح زمین خوردند و هزاران گودال شهاب سنگی را در سطح زمین بوجود آورد. و مقدار زیادی غبار به جو زمین اضافه کردند.پس از یک میلیارد سال ، زمین به اندازه کافی سرد شده بود تا بخار آب موجود در جو متراکم شده و قطرات آب را بوجود آورد. این قطرات آب میلیونها سال به شکل باران شدید به سطح زمین افتاده ، باعث پاک شدن جو زمین و بوجود آمدن اقیانوس شدند. کره زمین به تدریج به شکل کنونی درآمده است.
کره مغناطیسی کره مغناطیسی

با چرخش زمین به دور خودش ، چرخه‌هایی در هسته خارجی آن که از آهن مذاب تشکیل شده بوجود آمده ، جریانهای الکتریکی تولید می‌کنند. این جریانها باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی در فضای اطراف زمین شده و پوششی محافظ در اطراف آن ایجاد می‌کنند کمربند تشعشعی زمین[/URL]). این میدان که کره مغناطیسی نامیده می‌شود، زمین را در برابر جریانهای سریع ذرات باردار بادهای خورشیدی محافظت می‌کند
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

بعضی از این ذرات در دو نقطه میدان مغناطیسی به نام کمربندهای «وان آلن به دام می‌افتد. کره مغناطیسی بیشتر بادهای خورشیدی را از زمین دور می‌کند، اما جریانهای ذرات باد خورشیدی آنقدر قوی هستند که قسمت جلویی کره مغناطیسی را مسطح نموده و باعث کشیدگی عقب آن می‌شوند.بعضی از این ذرات در دو نقطه میدان مغناطیسی به نام کمربندهای «وان آلن»[ به دام می‌افتد. کره مغناطیسی بیشتر بادهای خورشیدی را از زمین دور می‌کند، اما جریانهای ذرات باد خورشیدی آنقدر قوی هستند که قسمت جلویی کره مغناطیسی را مسطح نموده و باعث کشیدگی عقب آن می‌شوند.
آینده زمینآینده زمین

از آنجا که حیات در زمین) وابسته به خورشید است، آینده کره زمین نیز به آینده خورشید وابسته خواهد بود. حدود 5 میلیارد سال دیگر ذخایر انرژی خورشید تمام شده و خورشید به یک غول سرخ تبدیل می‌شود و افزایش حجم می‌دهد. گرمای شدید حاصل از افزایش حجم باعث آب شدن یخ مناطق قطبی و بالا آمدن آب اقیانوس می‌شود. سپس جو زمین شروع به تبخیر می‌کند و گیاهان خشک آتش می‌گیرند. در چنین شرایطی امکان حیات در زمین کلا از بین می‌رود.

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

سياره ما تولدي سوزان داشت. زمين حدود 5/4 ميليارد سال پيش شکل گرفت. در آن هنگام سنگ هاي تشکيل دهنده زمين به قدري محکم به هم کوبيده مي شدند که ذوب و با هم يکي شدند.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

حدود 3/4 ميليارد سال پيش وقتي که زمين ديگر پيوسته زير ضربه هاي سنگ هاي عظيم فضاي بيروني قرار نداشت، ماگماي سرد و شکل گيري پوسته قاره يي آغاز شد. بخار آب اتمسفر باريدن گرفت و روي سطح زمين جوان، اقيانوس هايي را به وجود آورد. پس از اين احتمالاً چندان طول نکشيد تا حيات پديد آيد.

به نظر مي رسد آن سرشت داغ روزهاي نخستين سياره مان، خود را در درخت حيات نمايان ساخته است؛ کهن ترين شاخه هاي درخت حيات ترموفيل ها غگرمادوست هاف هستند، ميکروب هايي که در دماهاي بالاتر از 50 درجه سلسيوس (122 درجه فارنهايت) يا گرم تر از آن هم دوام مي آورند. امروزه اين اشکال حيات تک سلولي را مي توان در منفذهاي آتشفشاني زير دريا يا در آبفشان هاي در حال بخار (مشابه آنهايي که در پارک ملي يلواستون هستند) يافت.

اما درباره دماي زمين در سرآغاز شکل گيري حيات همچنان ترديدهايي باقي مانده است، از جمله اينکه آيا ترموفيل ها واقعاً نماينده نخستين زيستمنداني هستند که روي سياره ما نمايان شده است.

دانشمندان براي چشم دوختن به گذشته، به کهن ترين سنگ ها مي نگرند. سنگ ها مي توانند به ما بگويند چه نوع گازهايي اتمسفر را تشکيل دادند و از ارتباطات متقابل شيميايي که در محيط رخ مي داد، خبر دهند. متاسفانه اکثر سنگ هاي سياره ما براي هميشه دگرگون شده اند و تاريخ شان پاک شده است. صفحات تکتونيکي که پوسته سياره را مي سازند، به هم کوفته مي شوند تا کوه ها را بسازند و زير يکديگر فرو مي روند تا بار ديگر ذوب شوند. با اين حال برخي سنگ ها به خاطر وضعيت جغرافيايي شان، اين بخت را دارند که از اين برنامه بازچرخ و تدفين سنگ کنار بمانند.

گرينلند کهن ترين سنگ هاي رسوبي را دارد که تاريخ شان تا 8/3 ميليارد سال پيش هم برمي گردد. به تازگي سنگ هايي در کانادا يافت شده اند که تاريخ شان به 75/3 ميليارد سال پيش برمي گردد، درحالي که استراليا و آفريقاي جنوبي سنگ هاي 5/3 ميليارد ساله دارند. (گنيس هاي آتشفشاني 4 ميليارد ساله در شمال غربي کانادا قديمي ترين سنگ ها هستند، اما سنگ هايي که در زير يک آتشفشان شکل گرفته اند نمي توانند چيز چنداني درباره محيط سطحي به ما بگويند. سنگ هاي رسوبي از انباشته شدن تدريجي لايه هاي خاک ساخته مي شوند و علاوه بر آن فسيل هايي که درون اين لايه ها به دام مي افتند، از اين که محيط چه شکلي بوده است تصوير بهتري ارائه مي دهند.)

دانشمندان مشغول بررسي اين سنگ ها هستند تا بهتر بفهمند سرد شدن زمين کي و چگونه آغاز شده است. با اين وجود، اقليم يک پديده پيچيده است و عوامل بسياري مي توانند بر آن اثر بگذارند. دانشمنداني که به جنبه هاي مختلف پيشينه سنگ مي نگرند، اغلب درباره گذشته دچار اختلاف نظر مي شوند. خورشيد حدود 4 ميليارد سال پيش يک ستاره کم فروغ و جوان بود و بنابر اين زمين پرتوهاي کمتري از خورشيد دريافت مي کرد. با اين حال دماي يک سياره به چيزهايي بيش از ستاره يي که به دورش مي گردد، بستگي دارد. دماي سطحي زهره، سياره همسايه ما، به بيش از 400 درجه سلسيوس (800 درجه فارنهايت) مي رسد. گرچه زهره از زمين به خورشيد نزديک تر است، اما دليل اصلي اقليم داغ آن به اتمسفر ضخيم و گلخانه يي زهره برمي گردد که گرما را به دام مي اندازد.

قسمت اول ...

مدل هاي نظري نشان مي دهند که اتمسفر ابتدايي زمين از گازهاي گلخانه يي مثل دي اکسيدکربن، متان و بخار آب و علاوه برآنها از هيدروژن و نيتروژن تشکيل شده بود. اين اتمسفر متراکم مي توانست زمين را سوزان و داغ نگه دارد. پس از اين نقطه، ديگر دانش ما درباره تغييرات اقليمي پيش آمده به اندازه خود اتمسفر مبهم و مه آلود است. برخي دانشمندان مثل «نورم اسليپ» از دانشگاه استنفورد فکر مي کنند که زمين ابتدايي به خاطر تاثير حرکت هاي تکتونيکي به سرعت سرد شد. مواد معدني کربناتي (که در نتيجه سطوح بالاي دي اکسيدکربن در آب و اتمسفر شکل گرفتند) مدفون شدند و مقدار عظيمي از کربن را از چرخه حذف کردند و سبب تشکيل اتمسفري با دي اکسيدکربن کمتر شدند. مقادير کمتر اين گاز گلخانه يي مي توانست باعث سرد شدن سريع شود تا زماني که دماها به ميانگين دماي متعادل 30 درجه سلسيوس (86 درجه فارنهايت) برسند. در واقع «اسليپ» فکر مي کند مقدار ابتدايي دي اکسيدکربن به قدري کم بود که زمين کهن در زمان هاي مختلف به يک گوي برفي تبديل شده است، به عبارت ديگر زمين به قدري سرد شد که سياره ما تقريباً به طور کامل با پوسته يي از يخ پوشانده شده است.

ديگر دانشمندان مثل «ديويد شوارتزمن» از دانشگاه هاروارد عقيده دارند که زمين ابتدايي داغ باقي مانده است. «شوارتزمن» فکر مي کند حرکات تکتونيکي تمام کربن را مدفون نساخته است.

در عوض او مي گويد که دي اکسيدکربن براي مدتي طولاني يک عامل اقليمي مهم باقي ماند و زمين را تا 5/1 ميليارد سال پيش برشته نگه داشته است، با دمايي که به طور متوسط بين 50 تا 70 درجه سلسيوس (122 تا 158 فارنهايت) قرار داشت.

«شوارتزمن» در اين باره مي گويد؛ «تا 8/2 ميليارد سال پيش فشار دي اکسيدکربن حداقل يک «بار» (bar) بود که ده هزار برابر مقدار کنوني است.» حول وحوش آن زمان ساينوباکتري ها و ديگر اشکال حيات ميکروبي تکثير شدند و مکش مقادير عظيم کربن را شروع کردند. پس از آن متان، که توسط بخشي از اين حيات ميکروبي در حال رشد توليد شده بود، به گاز غالب تبديل شد. فراواني متان نسبت به دي اکسيدکربن يک دهم يا کمتر بود و بعد به گفته «شوارتزمن»؛ «اما همان طور که امروز از گرمايش جهاني مي دانيم متان، کمش هم خيلي زياد است. متان همچنان تا 3/2 ميليارد سال پيش زمين را گرم نگه داشت، اما پس از آن بود که گاز پسماند توليدشده توسط ساينوباکتري ها تاثير بزرگ خود را کم کم شروع کرد. اين گاز پسماند، اکسيژن بود و به کندي طي ميليون ها سال ساخته شد. اکسيژن به متان واکنش داد و با افت مقدار متان، افت دما هم آغاز شد.»وي در ادامه مي گويد؛ «دوره هاي کوتاهي از سرما در خلال روند سراسري گرما رخ داد. يک دوره يخبندان حدود 9/2 ميليارد سال و يکي ديگر در 3/2 ميليارد سال پيش.»«شوارتزمن» هر دو اين يخبندان ها را به افزايش اکسيژن در اتمسفر نسبت مي دهد. پس از نخستين يخبندان، دما دوباره به حالت اول بازگشت تا دوباره افت هاي کوتاه مدت اما شديدي را در سال هاي بعد تجربه کند. روند اقليمي گرماي سراسري در نهايت زماني به پايان رسيد که اکسيژن آزاد، يافتن عناصري براي واکنش را متوقف ساخت و سطوح اکسيژن اتمسفر تازه به پايداري مي رسيد.«جيم کاستينگ» از دانشگاه ايالتي «پن» ديدگاه متفاوتي دارد. غيراز سناريوي «شوارتزمن» درباره دوره داغ طولاني و در پي آن سرماي نسبتاً تازه يا افت ناگهاني و زودرس دما در سناريوي «اسليپ»، «کاستينگ» فکر مي کند که سرد شدن زمين تدريجي تر بوده است. او مي گويد زمين سوزان ابتدايي حدود 4 ميليارد سال پيش سرد شدن را شروع کرد و به لطف دفن کربن در تکتونيک ها، به قدر کافي سرد شده که در 9/2 ميليارد سال پيش يخچال ها توسعه يابند.

دانشمندان درباره نشانه هاي مختلف پيشينه سنگي در دماهاي گذشته بحث مي کنند. آنها درباره نسبت ايزوتوپ هاي اکسيژن در زمان زمين شناختي، سرعت دفن تکتونيک ها، دگرگوني سيليس غاکسيد سيليسيمف، اثر زيست شناختي بر سرعت فرسايش و ديگر فرآيندهاي مختلف و پيچيده و غالباً مربوط به هم به بحث مي پردازند که چيزي بسيار ساده مانند سنگ را به رونوشتي مخدوش از راز تاريخي تبديل مي کند. براي اخترزيست شناسان پرسش نهايي درباره اقليم ابتدايي زمين اين است؛ براي پيدايش حيات چه دمايي لازم بود؟ شايد هم اين باشد؛ آيا حيات مي توانست در بسياري از وضعيت هاي دمايي مختلف رخ دهد؟ بسياري از دانشمندان، از جمله «شوارتزمن»، تصور مي کنند حيات روي زمين در منافذ هيدروترمال غگرما-آبيف فوق العاده داغ در کف اقيانوس ها شکل گرفت. در حالي که طبيعت ريشه دار ترموفيل ها غگرمادوست هاف در درخت حيات پشتوانه يي به اين نظر مي دهد، اما برخي دانشمندان اشاره مي کنند که ساختار آسيب پذير حيات( مثل پروتئين ها و مولکول هاي DNA) اغلب در دماهاي بالا از هم فرومي پاشد. در ضمن «اسليپ» تصور مي کند حيات احتمالاً تحت شرايط سرما پديد آمده است، جايي که چرخه هاي يخ زدگي- آب شدگي عدم تعادل پرانرژي لازم را ايجاد مي کند. با اين حال به باور «کاستينگ» حيات به احتمال زياد در دماهاي متوسط شکل گرفت؛ پس از آنکه زمين چندين تïن ماده آلي پيچيده را از برخوردهاي دنباله دار و شهاب دريافت داشت.شايد پاسخ پرسش درباره دماهاي ابتدايي زمين (و حيات) در خود حيات يافت شوند.

در گزارشي که به تازگي در نشريه نيچر منتشر شد، دانشمندان پروتئين هاي باکتري هاي کهن را براي سنجش اتمسفر زمين طي اعصار گذشته، بازسازي کردند. آنها با مقايسه حساسيت گرمايي پروتئين هاي بازسازي شده دريافتند که زيستمندان در 5/3 ميليارد سال پيش در محيطي داغ در 75 درجه سلسيوس (165 درجه فارنهايت) مي زيسته است و اين محيط تا 500 ميليون سال پيش به تدريج تا 40 درجه سلسيوس (100 درجه فارنهايت) سرد شده است.«اريک گاوچر» رئيس تحقيق علمي در تکامل مولکولي کاربردي در گانس ويل فلوريدا و دانشمند ارشد اين پژوهش مي گويد؛ «با بررسي پروتئين هايي که توسط اين ژن هاي آغازي رمزگذاري شده اند، مي توانيم اطلاعاتي درباره شرايط محيطي زمين ابتدايي کسب کنيم. ژن ها براي سازش با شرايط محيطي که ارگانيسم در آن زندگي مي کند، تکامل مي يابند. احياي اين ژن ها (که مدت ها پيش منقرض شده اند) به ما فرصت تحليل و تشريح محيط زندگي کهن را مي دهد که در زنجيره ژن ثبت شده است. ژن ها اصولاً رفتاري مشابه فسيل هاي پويا دارند.»

منبع: parssky

ستاره دنباله دار یک جرم یخی است که غبار و گاز درون خود را بیرون می پاشد. بیشتر دنباله دارهایی که ما از زمین شاهد آنها هستیم در مدار بیضی شکل بزرگی به دور خورشید در گردشند. هر دنباله دار از یک هسته جامد، که توسط ابری به نام گیسو احاطه شده است، تشکیل می شود. دنباله دارها دارای یک یا دو دم نیز هستند. اغلب دنباله دارها آنقدر کوچک یا کم نورند که از زمین، بدون تلسکوپ دیده نمی شوند. با اینحال برخی از آنها تا هفته ها در آسمان با چشم غیر مسلح دیده می شوند. ما دنباله دارها را به دلیل گاز و غبار موجود در گیسو و همینطور بازتاب نور در قسمت دم آنها می بینیم. همچنین گازهای دنباله دارها انرژی را که از خورشید جذب کرده اند، پخش می کنند و این باعث درخشش آنها می گردد.
ستاره شناسان دنباله دارها را بر حسب زمانیکه برای یکبار گردش به دور خورشید در مدار خود صرف می کنند، طبقه بندی می نمایند. دنباله دارهای دوره کوتاه کمتر از ۲۰۰ سال زمان برای گردش در مدارشان نیاز دارند و دنباله دارهای دوره بلند بیش از ۲۰۰ سال زمان برای یکبار گردش خود به دور خورشید صرف می کنند.
ستاره شناسان در مورد دنباله دارها بر این باورند که آنها باقیمانده مجموعه ای از گاز، یخ، سنگ و غبارند که حدود ۶/۴ بیلیون سال پیش در منطقه بیرون سیارات شکل گرفتند. بعضی از دانشمندان معتقدند که تعدادی دنباله دار، آب و مولکولهای کربنی لازم برای تشکیل حیات در زمین را به این سیاره آورده اند.
قسمتهای مختلف یک دنباله دار
هسته دنباله دارها یک توپ از یخ و ذرات غبار سنگی است که شبیه به یک گلوله برفی کثیف می باشد. یخ هسته دنباله دار عمدتا از آب منجمد تشکیل شده است اما ممکن است مواد منجمد دیگری نظیر آمونیا، دی اکسید کربن، مونوکسید کربن و متان نیز در آن وجود داشته باشد. دانشمندان تصور می کنند که هسته برخی از دنباله دارها ترد و شکننده است، چراکه آنها شماری دنباله دار پیدا کرده اند که بدون هیچ دلیل واضحی خرد شده اند.
با نزدیک شدن دنباله دار به قسمتهای داخلی منظومه شمسی، گرمای خورشید منجر به تبخیر قسمتی از یخ موجود در سطح هسته دنباله دار شده و ذرات غبار و گاز با فشار از دنباله دار به فضا خارج می گردند و به این شکل قسمت گیسو را شکل می دهند. پرتوهای خورشید، ذرات غبار را از قسمت گیسو به بیرون هل می دهند. این ذرات سبب تشکیل دم غباری دنباله دار می شود. به طور همزمان، بادهای خورشیدی – که جریانی با سرعت بسیار زیاد از ذرات باردار الکتریکی می باشد – بخشی از گازهای دنباله دار را به یون (ذرات بار دار) تبدیل می کند. این یونها نیز به بیرون از گیسو جریان پیدا کرده و دم یونی را شکل می دهند. از آنجائیکه دمهای دنباله دارها توسط پرتوها و بادهای خورشیدی جارو زده می شوند، همیشه در جهت مخالف خورشید قرار می گیرند.
اینگونه تصور می شود که قطر هسته بیشتر دنباله دارها حدود ۱۶ کیلومتر یا کمتر است. قطر برخی از گیسوها می تواند به ۶/۱ میلیون کیلومتر برسد. برخی از دمها نیز در مسافتی معادل ۱۶۰ میلیون کیلومتر گسترده می شوند.
زندگی یک دنباله دار
دانشمندان فکر می کنند، دنباله دارهای دوره کوتاه از کمربند کویپر که در آنسوی مدار سیاره پلوتو قرار دارد، می آیند. کشش گرانشی سیارات خارجی منظومه شمسی می تواند بر این اجرام تاثیر گذاشته و آنها را به درون منظومه شمسی بکشاند. دنباله دارهای دوره بلند از ابر اورت می آیند. مجموعه ای از اجرام در فاصله ای هزار برابر فاصله پلوتو از خورشید که مانند کره ای منظومه شمسی را در بر گرفته است. فعل و انفعالات گرانشی ستارگان در حال گذر، باعث می شود که این اجرام یخی به درون منظومه شمسی راه یابند.
هر بار که یک دنباله دار وارد منظومه شمسی می شود، قسمتی از یخ و غبار خود را از دست می دهد. گاهی قسمتی از دنباله آنها پس از ورود به جو زمین به شکل شهاب سنگ درآمده و در اتمسفر زمین می سوزد. در نهایت بعضی از دنباله دارها همه یخ خود را از دست می دهند. آنها از هم می پاشند و تبدیل به ابری از غبار می شوند و یا به صورت اجرام غیر فعالی نظیر سنگهای آسمانی در می آیند.
مدارهای بلند بیضی شکل دنباله دارها می توانند از مدارهای تقریبا دایره ای سیارات عبور کنند. در نتیجه، گاهی دنباله دارها با سیارات و اقمار آنها برخورد میکنند. بسیاری از چاله های برخوردی در منظومه شمسی به دلیل برخورد همین دنباله دارها ایجاد شده اند.
مطالعه دنباله دارها
بسیاری از نکاتی که دانشمندان امروزه درباره دنباله دارها می دانند، از مطالعه گسترده دنباله دار هالی (Halley) که در سال ۱۹۸۶ از نزدیکی زمین گذر کرد، به دست آمده است. پنج فضاپیما در نزدیکی هالی قرار گرفتند و اطلاعاتی را در مورد شکل ظاهر و ترکیبات شیمیایی آن جمع آوری کردند. چندین کاوشگر نیز به قدری به آن نزدیک شدند که بتوانند هسته آن که به طور معمول با گیسو پوشانده شده بود را مورد بررسی قرار دهند. از اطلاعات به دست آمده مشخص شد که هسته هالی سیب زمینی شکل و حدود ۱۵ کیلومتر طول دارد. این هسته به طور مساوی متشکل از یخ و غبار بود. حدود ۸۰ درصد از بخش یخی آن آب منجمد و ۱۵ درصد از آن مونوکسید کربن منجمد بود. ۵ درصد باقیمانده نیز شامل دی اکسید کربن منجمد، متان و آمونیا می شد. دانشمندان معتقدند که دیگر دنباله دارها از نظر شیمیایی شبیه به هالی می باشند.
دانشمندان به طور غیر منتظره ای متوجه شدند که رنگ هسته دنباله دار هالی، سیاه و کاملا تیره است. آنها فهمیدند که هسته یخی این دنباله دار و یا شاید اغلب دنباله دارها، با پوسته سیاهی از غبار و سنگ پوشیده شده است. این دنباله دارها تنها زمانی گازهای درون خود را با فشار خارج می کنند که سوراخهای موجود در این پوسته سیاه به سمت خورشید قرار گیرد.
دنباله دار دیگری که توسط دوربینهای فضاپیما مشاهده شده، دنباله دار برلی (Borrelly) است. فضاپیمای “اعماق فضای ۱″ در سال ۲۰۰۱، هسته برلی را که تقریبا نصف هسته هالی است مشاهده کرد. هسته این دنباله دار نیز به شکل سیب زمینی است و دارای پوسته ای سیاه می باشد. مانند هالی، این دنباله دار نیز تنها زمانی گازهای درون خود را بیرون می ریزد که سوراخهای پوسته آن رو به خورشید قرار گرفته باشند.
در سال ۱۹۹۴، ستاره شناسان دنباله داری به نام شومیکر-لوی ۹ (Shoemaker-Levy ۹) که تکه تکه شده بود و با سیاره مشتری برخورد نمود را مشاهده کردند. یکی از فعالترین دنباله دارهای ۴۰۰ سال اخیر، هال – باپ (Hale-Bopp) نام دارد که در سال ۱۹۹۷، از فاصله ۱۹۷ میلیون کیلومتری زمین گذر کرد. البته این برای یک دنباله دار فاصله کمی نیست اما به دلیل هسته غیر عادی و بسیار درخشان، این دنباله دار با چشم غیر مسلح نیز قابل رصد بود. تخمین زده شده است که قطر هسته آن بین ۴۰ تا ۵۰ کیلومتر بوده است.
در سال ۲۰۰۴، فضاپیمای آمریکایی غبار ستاره (Stardust) به نزدیک هسته دنباله دار وایلد۲ (Wild ۲) رفت و اطلاعاتی را از گیسوی این دنباله دار جمع آوری نمود. همچنین در همان سال، آژانس فضایی اروپا فضاپیمای رزتا (Rosetta) را که قرار است در سال ۲۰۱۴ به مدار دنباله دار چاریومف- گراسیمنکو (Churyumov-Gerasimenko) برسد، ارسال کرد. رزتا یک کاوشگر کوچک با خود حمل می کند که برای فرود در هسته این دنباله دار طراحی شده است.
منبع :
Yeomans, Donald K. “Comet.” World Book Online Reference Center. ۲۰۰۵. World Book, Inc

یکی از بارزترین و شناخته شده ترین ویژگی های سیاره مشتری وجود مجموعه ای از طوفان های عظیم و نیرومند در اتمسفر این سیاره است، از لکه قرمز بزرگ [معروف به چشم گاو] گرفته تا طوفان های کوچک تری که توسط دو کاوشگر به نام های ویجر و گالیله دیده شده اند.

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]




یکی از بارزترین و شناخته شده ترین ویژگی های سیاره مشتری وجود مجموعه ای از طوفان های عظیم و نیرومند در اتمسفر این سیاره است، از لکه قرمز بزرگ [معروف به چشم گاو] گرفته تا طوفان های کوچک تری که توسط دو کاوشگر به نام های ویجر و گالیله دیده شده اند. به هر حال، دانشمندی معتقد است در حالی که مشتری تغییرات قابل ملاحظه آب و هوایی را پشت سر می گذارد بسیاری از این طوفان ها طی سال های آتی از میان خواهند رفت. در یکی از صفحات شماره۲۲ آوریل مجله نیچر (Nature) فیلیپ مارکوس ( P.Marcus)، استاد دپارتمان مهندسی مکانیک دانشگاه برکلی کالیفرنیا از تصویرسازی دینامیک سیالات استفاده کرد تا نشان بدهد که چگونه سقوط (رمبیدن) بسیاری از این طوفان ها منجر به دگرگونی های چشمگیری در دمای سرتاسر اتمسفر (مشتری) می شود و البته این چرخه طی مدت زمان ۷۰ سال به پایان می رسد.
مارکوس معتقد است که این چرخه ۷۰ ساله از اواخر دهه ۱۹۳۰ م. با شکل گیری بیضی های سفید آغاز شده است. در آن زمان سه گردباد بزرگ و متشکل از ذرات غبار تشکیل شدند که همگی در یک عرض جغرافیایی و ضمناً در جنوب لکه قرمز بزرگ قرار داشتند. این سه بیضی سفید برای مدت چند دهه پا برجا بودند تا اینکه در اواخر دهه ۹۰یکی از آنها ناپدید شد، دومی در سال ۲۰۰۰ از میان رفت و اکنون تنها یکی از سه بیضی اصلی برجای مانده است. ناپدید شدن دو بیضی سفید از سه بیضی اصلی گواه آن است که جو سیاره مشتری در حال ورود به مرحله ای جدید از چرخه است، در عین حال گردبادهای ضعیف در یکدیگر ادغام و یا به طور کلی فرومی پاشند.
از میان رفتن گردبادها که به جابه جایی گرما در جو کمک می کنند مرحله ای دیگر از تغییرات فراگیر آب و هوایی را در چند سال آینده ایجاد خواهد کرد. مارکوس می گوید: «اگر یک مجموعه کامل از گردبادها را از میان ببرید به طور کلی تمام اختلاط های گرمایی در آن عرض جغرافیایی متوقف می شود. این امر سدی را ایجاد می کند که مانع از جابه جایی گرما از استوا به قطب ها می شود.» در نتیجه در یک دهه آینده دمای استوا تا ۱۰ درجه افزایش می یابد، در حالی که قطب ها به همین میزان سردتر می شوند. این تغییر دما بالطبع، خود باعث تشکیل دسته تازه ای از طوفان ها می شود. مارکوس پیش بینی می کند که «این تحول دمایی فراگیر موجب می شود تا جریان های شدید ناپایدار شده و به موجب آن طوفان های جدیدی پدیدار شوند.» یک بخش ویژه از مشتری که قاعدتاً باید از این دگرگونی ها ایمن بماند لکه سرخ بزرگ است، منطقه ای پرفشار که برای قرن ها بر روی مشتری پا برجا بوده است.
مارکوس می گوید که نزدیکی لکه به استوای مشتری و همین طور توانایی آن در «بلع» گردبادهای خفیف مجاور خود، آن را از تغییراتی که در جاهای دیگر، در جو مشتری روی می دهد محافظت می کند. مارکوس کسی است که بیش از دو دهه جو مشتری را بررسی کرده است. وی در مورد علوم سیارات مسیر متفاوتی را نسبت به هم دانشکده ای های خود در پیش گرفته است و فردی است که به طور معمول مدل هایی دقیق از اتمسفر (مشتری) ایجاد می کند تا روند تحول آن را مورد بررسی قرار دهد. وی می گوید: «اساس و شالوده پیش بینی ها و فرضیات من، به جای اینکه مبتنی بر استفاده از حجم انبوهی از داده ها و یا مدل های پیچیده جوی باشد برپایه قوانین نسبتاً ساده دینامیک دورانی استوار است.» یکی از فرضیات وی بیانگر برابری تقریبی تعداد گردبادها و چرخه های جو مشتری است.
تصاویر دریافتی از جو مشتری نمایانگر این مطلب است که سیاره (مشتری) به شدت تحت تاثیر طوفان ها قرار دارد. این طوفان ها بسیار واضح تر و بارزتر از طوفان های عادی هستند، طوفان هایی که معمولاً الگویی ساده از ابرهای رشته ای هستند که کاملاً مشهود نبوده و به راحتی ممکن است از دید پنهان بمانند.
در نگاه اول ممکن است به سادگی فکر کنیم که سیاره (مشتری) در احاطه چرخه ها است و این امر به دلیل حضور ابرهای گردنده آنهاست.
مارکوس بر این عقیده است که به دلیل حضور عوامل گسترده جانبی اعم از طبیعی و یا ساخته دست بشر، سیستم مشابهی برای توضیح و تفسیر آب و هوای زمین مناسب نیست. وی می گوید: «هنوز وجود آزمایشگاه های مختلف آب و هوایی اهمیت دارد. بررسی جهان های دیگر به ما کمک می کند تا دنیای خویش را بهتر بشناسیم. حتی اگر آنها به طور مستقیم قابل قیاس با عالم ما نباشند.»










جف فوست

روش های جدید برای درک ساختار لایه های زمین


[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

تحولات بزرگ به وجود آمده در شناخت پدیده هایی که در لایه های تقریباً سطحی زمین رخ می دهند و اصطلاحاً تکتونیک صفحه یی نام دارند، شایان توجه بوده است. این تحولات که معمولاً از آن به عنوان انقلابی در عرصه زمین شناسی یاد می شود، نقش چشمگیری در شکوفایی این عرصه از علوم طبیعی طی دهه های اخیر داشته است. اما این مورد ظاهراً با مورد دیگری که از قضا ربط چندانی نیز به یکدیگر ندارند، شباهت هایی دارد.
فردی کاملاً عادی را در نظر بگیرید که در طول عمر خود بارها روبه روی ساعت معروف Big Ben در لندن پایتخت انگلیس ایستاده و از نزدیک با نحوه چرخش ظاهری عقربه های آن آشنا شده است. آیا چنین فردی اصولاً می تواند ادعا کند که تنها با نگاه دقیق به حرکت عقربه ها و صفحه های بسیار بزرگ این ساعت توانسته است به پیچیدگی ها و رموز عملکرد واقعی آن (که پشت پرده نهان است) پی ببرد؟ البته که خیر. وضعیت دانش امروزی بشر پیرامون تحولاتی که در لایه های عمیق تر زمین رخ می دهند نیز این گونه است.
اگر قرار باشد که با پی بردن به بخشی از حقایق مربوط به لایه های سطحی (که معمولاً به لایه های چینش یافته تا عمق صدکیلومتری زمین اطلاق می شود) مدعی شناخت دقیق ویژگی های همه لایه ها شویم یقیناً اشتباه کرده ایم. آن ۶۳۰۰ کیلومتر باقی مانده از جنس سنگ و آهن که زیر صفحه های تکتونیکی خوابیده است، جلوه تکامل یافته یی از نحوه عملکرد یک موتور حرارتی غول پیکر (کره زمین) را به نمایش می گذارد. «صفحه های تکتونیکی» که در نزدیکی های سطح زمین واقع شده اند، نقش همان عقربه های متحرکی را ایفا می کنند که عملاً صورت ظاهری کارکرد پیچیده یک ساعت فوق العاده بزرگ را نشان می دهند؛ عقربه هایی که از فواصل و زاویه های مختلف قابل رویت است، اما زبان گویایی در مورد پیچیدگی های ناپیدای عملکرد خود ندارند.
زمین شناسان معاصر توانسته اند با بهره گیری از اطلاعات جمع آوری شده توسط همقطاران خود در عرصه «تکتونیک صفحه یی» به تصویر بسیار ساده یی از آرایش لایه های عمقی زمین دسترسی پیدا کنند. زمین از دیدگاه آنان همانند یک «پیاز» است. متخصصان با عبور دادن امواج ارتعاشی در اعماق زمین، به این نتیجه رسیدند که زیر پوسته شکننده صفحه ها، لایه یی به ضخامت ۲۸۰۰ کیلومتر از سنگ قرار دارد که زیر آن نیز لایه دیگری به ضخامت ۳۴۷۰ کیلومتر از آهن مذاب (و در مرکز، آهن جامد) قرار گرفته است. لایه سطحی تر زمین جبه (Mantle) خود به دو لایه جزیی تر که مرز آن را عمق ۶۷۰ کیلومتری زمین مشخص می سازد، تقسیم می شود. لایه دیگری نیز به ضخامت ۲۰۰ کیلومتر زیر جبه به عنوان یک لایه فرعی قرار می گیرد. پس از بروز تحولات عظیم در عرصه شناخت لایه های سطحی تر زمین یا همان تکتونیک های صفحه یی، عملاً «مدل پیاز» طرفداران بیشتری را در مجامع علمی و دانشگاهی به خود جلب کرد.
تصویر غالب پیرامون فعالیت های درونی زمین، این سیاره را به سه لایه کلی تقسیم کرد؛ عمق ۶۷۰ کیلومتری به عنوان مرز دو لایه بالایی (همان طوری که در بالا نیز به آن اشاره شد) و مرکز (Core) به عنوان لایه سوم. بدین ترتیب، سیاره زمین را همانند ماشین بخاری با سه بخش متفاوت در نظر می گیرند. ساختار زمین تا عمق ۶۷۰ کیلومتری همانند دیگ بسیار کم عمقی است که آب در آن به آهستگی می جوشد. طی این فرآیند، گرما و سنگ از طریق برآمدگی های پدیدار شده در وسط اقیانوس به لایه های سطحی زمین راه می یابد که در نتیجه آن پوسته جدیدی(Crust) ساخته شده و کمی از حرارت اعماق زمین کاسته می شود. در مقابل، تکه های سرد صفحه های قدیمی از طریق گودال های موجود در کف دریاها به درون زمین راه می یابد. یک لایه نازک از سنگ داغ ممکن است درست از بالای مرز ۶۷۰ کیلومتری بالا بیاید تا یک نقطه داغ آتشفشانی، همانند هاوایی را بسازد. اما هیچ سنگ داغی از درون مرز ۶۷۰ کیلومتری بالا نیامده و هیچ سنگ سردی به درون آن فرو نرفته است.
احتمال ضعیف تری نیز مطرح است که جبه زمین همانند یک دیگ عمیق کار می کند که لایه های نازک سنگ دائماً از مرز هسته با پوسته جبه به بالا جابه جا می شوند. چهل سال جست وجو پیرامون حقایق فعالیت های درونی زمین با استفاده از پیشرفته ترین ابزارهای ثبت ارتعاش های درونی، باعث تقویت نظریه «موتور حرارتی زمین» شده است. با این حال، شدت مباحثات علمی پیرامون این نظریه هیچ گاه فروکش نکرده است. ثبت ارتعاش های درونی زمین با استفاده از ابزارهای پیشرفته امروزی آشکارا نشان می دهد که مرز ۶۷۰ کیلومتری زمین یک «سد نفوذناپذیر» نیست. تخته سنگ های بزرگ به درون این مرز رسوخ می کنند، هرچند به دشواری. مدافعان نظریه «تقسیم زمین به لایه های مجزا» نیز مرز رسوخ ناپذیر مورد ادعای خود را به عمق هزار کیلومتری یا حتی بیشتر از آن انتقال داده اند و به درستی خودشان را با اکتشاف های نوین تطبیق داده اند. گاهی نیز این احتمال مطرح می شود که شاید مرز انعطاف پذیر نیمه رسوخ پذیری وجود داشته باشد که فقط سنگ ها یا تیغه های بسیار قوی قادرند به درون آن نفوذ کنند.
اکنون فناوری تصویربرداری ارتعاش های لرزه یی به وجود دو توده بزرگ سنگ در لایه های پوسته یی تر در زیر قاره آفریقا و اقیانوس آرام نیز اشاره می کند. پژوهشگران با این عقیده مخالفند که دمای این توده های پیستونی شکل از میانگین دمای پوسته بیشتر و جرم حجمی آن نیز زیادتر باشد، ضمن اینکه آنها با فرض انتقال ناخواسته آنها به لایه های سطحی تر فقط به واسطه فشار جریان های پیرامونی نیز مخالفند. لایه های نازک سنگ که تا حدی ذوب شده اند سطوح پایینی جبه را پوشانده اند، اما هنوز معلوم نیست که آیا تیغه های بسیار باریک نیز در این سطوح یافت می شوند یا خیر. متخصصان زمین شیمی که بررسی خواص درونی عناصر و ایزوتوپ های موجود در سنگ های مشتق از جبه را در دستور کار خود دارند، نشانه های وجود پنج مخزن با عمر طولانی را یافته اند که باید میلیاردها سال در برابر اختلاط سنگ ها در جبه مقاومت کرده باشند. اما آنها نشانه یی در دست ندارند که این مخازن ممکن است در کجای جبه پنهان شده باشند.
چطور می توانیم از رازهای «ماشین سیاره یی زمین» که به طور فزاینده یی نیز پیچیده تر می شوند، پرده برداریم و مشخص سازیم که چه عاملی باعث شده است تا این سیاره با وجود همه تحولات ریز و درشت درونی خود، تا این اندازه قابل سکونت باشد؟ ظاهراً راهی جز تداوم پژوهش های قبلی و توسل جستن به عنصر شکیبایی وجود ندارد. روی هم رفته، تکتونیک های صفحه یی از بیش از نیم قرن پیش به دقت بررسی شده اند، اما باید پذیرفت که پژوهشگران اولیه به دلیل دسترسی به فناوری های ابتدایی تر مجبور بودند فقط لایه های سطحی تر دریاها و اقیانوس ها را کنکاش کنند. بهبود توانایی های بشر امروزی در سنجش ارتعاش های درونی زمین به موازات عرضه لرزه سنج های بسیار پیشرفته تر به بازار، باعث شده است تا امیدواری ها نسبت به تداوم اکتشاف های پیشین در عرصه تکتونیک صفحه یی تا حد زیادی افزایش پیدا کند. داده های حاصل از این قبیل ابزارهای پیشرفته هم اکنون باعث بروز توانمندی های چشمگیری در تشخیص دما از آثار ترکیبی نزد کارشناسان شده است.
افزایش توانمندی های فناوری پژوهشگران به ترسیم تصویر حتی پیچیده تری از ساختار جبه انجامیده است. فیزیکدان های فعال در حوزه مواد معدنی در برخی از معتبرترین آزمایشگاه های دنیا، هم اینک در حال رمزگشایی خواص بیشتری از سنگ های موجود در اعماق مختلف جبه هستند تا به کمک اکتشاف های جدید بتوانند تفسیر دقیق تری را از داده های حاصل از فعالیت های لرزه نگاری ارائه دهند. البته هنوز جزییات فراوانی از ترکیب ساختاری جبه ناشناخته باقی مانده و همین امر به مانعی بر سر راه پژوهشگران تبدیل شده است. کارشناسان، محققان و مدل سازان فعال در حوزه زمین شناسی قصد دارند در آینده با دقت بسیار بیشتری کل این ماشین (حرارتی) را شبیه سازی کنند. در صورت تحقق چنین فرضی یقیناً اطلاعات بیشتری در مورد ارتعاش های درونی زمین، فیزیک مواد معدنی و دیگر ویژگی های مربوط به مشاهده های ژئوفیزیکی از قبیل تنوع جاذبه یی حاصل خواهد شد. شاید ۴۰ سال دیگر برای تحقق چنین پیشرفتی لازم باشد. پس، امیدوارانه منتظر می مانیم.










www.sciencemag.org

چه كسي توپي با قطر 2306 كيلومتر كه يك پنجم قطر زمين هم نمي‌شود و جرم فقط دو هزارم جرم زمين را يك سياره مي‌داند؟ پلوتون حتي از هفت ماه منظومه‌ي شمسي و بدتر از همه از ماه زمين هم ريز تر است. منظومه‌ي شمسي اين‌قدر گستاخانه با اعضاي ريزش برخورد نكرده‌است كه با پلوتون. مدار پلوتون با مدار همه‌ي سيارات فرق مي‌كند. اگر بتوانيم همه‌ي سياره‌ها را روي يك ميز مرتب بچينيم، پلوتون انگار به فنري وصل شده است كه باعث مي‌شود بالاتر يا پايين‌تر از سطح ميز جا بگيرد. مدار پلوتون در صفحه‌ي منظومه‌ي شمسي نيست. يوهان كپلر در قرن شانزدهم گفت كه مدار سيارات بيضي است، اما حقيقت اين است كه مدار هيچ سياره‌اي به اندازه‌ي پلوتون بيضي نيست. كپلر در خواب هم نمي‌ديد كه روزي سياره‌اي كشف شود كه مدارش به قدري بيضي باشد كه عنوان دورترين سياره‌ي منظومه‌ي شمسي را هر از چندگاهي با نپتون عوض كند. پلوتون وقتي به نزديك‌ترين فاصله اش از خورشيد مي‌رسد از سياره‌ي نپتون هم به خورشيد نزديك‌تر مي‌شود. بخشي از مدار پلوتون درون مدار نپتون است. مدار پلوتون بيشتر شبيه مدار دنباله‌دارهاست تا سياره‌ها. يعني از 18 بهمن 1357 (7 فوريه 1979) تا 22 بهمن 1377 (11 فوريه 1999) پلوتون درون مدار نپتون بود و نپتون دورترين سياره از خورشيد تلقي مي‌شد. عنواني كه به نظر مي‌رسد ديگر هرگز از دست ندهد.

سياره X

استان كشف پلوتون اسطوره‌ي اخترشناسي نوين است. وقتي يوهان گاله نپتون را در 1846 ديد مكانيك نيوتوني حاكم مطلق جهان بود. چه كسي مي‌توانست محاسبات فيزيكي كه محل نپتون را در آسمان پيش‌بيني كرده‌بودند انكار كند. داستان از اين قرار بود كه مدار اورانوس نامنظم بود و مطابق نظريه‌هاي فيزيكي رفتار نمي‌كرد. دو رياضي‌دان از روي داده‌هاي رصدي اورانوس حدس زدند كه سياره‌اي در وراي آن عامل اصلي اين اختلال‌هاست. آن‌دو به درستي محل سياره‌ي جديد را تخمين زدند و گاله فقط آن را ديد. اما به نظر مي‌رسيد مدار نپتون هم نامنظمي‌هايي دارد. اخترشناسان كه مزه‌ي كشف نپتون را چشيده بودند باز هم گمان بردند كه سياره‌اي آن‌سوي نپتون همه‌ي اين نامنظمي‌ها را پديد آورده است. ويليام پيكرينگ و پرسيوال لاول چندين محل را در آسمان تخمين زدند كه اگر سياره‌ي X در آن محل‌ها بود مي‌توانست چنين نامنظمي‌هايي در مدار نپتون پديد آورد. جستجو براي اين سياره از سال 1905 در رصدخانه‌ي لاول آغاز شد. كار جستجو حتي سال‌ها پس از مرگ لاول در 1916 نيز ادامه يافت.
كلايد تامباو (Clyde Tombaugh) منجم جواني بود كه تلسكوپي دست‌ساز ساخته بود. او طرح‌هايي را كه از پشت چشمي اين تلسكوپ از مشتري و زحل كشيده بود براي رصدخانه‌ي لاول فرستاد. اين باعث شد كه تامباو در 1929 در رصدخانه استخدام شود. در رصدخانه‌ي لاول از هر بخش آسمان به فواصل زماني معين (مثلا يك هفته) دوبار عكاسي مي‌شد. با مقايسه‌ي اين دو عكس اگر چيزي در زمينه‌ي ستاره‌هاي ثابت حركت مي‌كرد پيدا مي‌شد. براي مقايسه هر دو عكس را داخل دستگاهي به نام مقايسه گر چشمك‌زن (Blink Comparator) مي‌گذاشتند. تامباو شب‌ها را به عكاسي مي‌گذراند و روزها را به مقايسه‌ي عكس‌هاي تهيه شده. و سرانجام پس از 25 سال تلاش در رصدخانه‌ي لاول، تامباو جوان پلوتون را در 29 بهمن 1308 (18 فوريه‌ي 1930) در عكس‌هايي كه ماه پيش گرفته شده بود يافت.
سياره‌اي كه تامباو كشف كرده بود مدتي بي‌نام بود. نام پلوتون را دختري 11 ساله به نام ونتيا فير (Venetia Phair) كه آن زمان دانش‌آموز يك مدرسه‌ي ابتدايي در انگلستان بود پيشنهاد كرد. پلوتون (Pluto) خداي دنياي زيرين است. صبح يكي از روزهاي اواخر زمستان 1930 پدر ونتيا در صفحه‌ي 14 روزنامه‌ي Times خبر كشف سياره‌ي تازه را خواند و براي دخترش تعريف كرد كه هنوز نامي براي اين سياره انتخاب نشده است. ونتيا هم كه به اسطوره شناسي و نجوم علاقه‌مند بود نام پلوتون را پيشنهاد كرد. پلوتون به قدري نام موفقي بود كه همان سال شخصيت پلوتو (سگ معروف والت ديزنياز روي سياره جديد نام‌گذاري شد. .
عجيب نيست كه نشان پلوتون براي پاسداشت لاول تركيبي از حروف P و L است. اما…، اما اين پلوتون نمي‌توانست سياره‌ي X لاول باشد، با اين‌كه پلوتون تقريبا در يكي از محل‌هايي كشف شد كه لاول پيش‌بيني كرده بود. از همان ابتدا بعد از اين‌كه معلوم شد قرص پلوتون از پشت چشمي ديده نمي‌شود همه مي‌دانستند كه پلوتون كوچك‌تر و كم‌جرم‌تر از آن است كه چنين تغييراتي بر مدار نپتون وارد كند. تازه به نظر مي‌رسد اين نپتون است كه مدار پلوتون را بسيار آشفته كرده است، پلوتون هرگز نمي‌تواند تأثير چشمگيري بر نپتون بگذارد.
پس سياره‌ي X كجاست؟ پس از كشف پلوتون تامباو جستجويش را ادامه داد. او چندين سيارك، ستاره‌ي متغير و حتي يك دنباله‌دار يافت. اما خبري از سياره‌ي ديگري نشد. پايونير 10 و 11 و ويجرهاي 1 و 2 كه به ملاقات اورانوس و نپتون رفتند مشكل مدار آنها را براي هميشه حل كردند. وقتي فضاپيماها از كنار سياره‌ها مي‌گذشتند مقداري شتاب مي‌گرفتند. اين شتاب مستقيما به جرم سياره مربوط مي‌شود. با اندازه‌گيري اين شتاب دانشمندان دريافتند كه جرم اورانوس و نپتون را 1 درصد كمتر از جرم واقعي آنها محاسبه كرده بودند. با جايگذاري اعداد جديد مشكل نامنظمي‌هاي مدار هر دو سياره براي هميشه حل شد. پس هيچ سياره‌اي X اي وجود ندارد.

اجرام كوئي‌پر

با اين همه پلوتون بيش از هفتاد سال بدون مشكل بزرگي يك سياره بود. ولي همه چيز در پاييز 1380 (2002) تغيير كرد؛ زماني كه اخترشناسان كوآوار را يافتند. از 1992 كه اولين جرم در كمربند كوئي‌پر كشف شد تا كنون بيش از 800 جرم در اين ناحيه از منظومه‌ي شمسي شناخته شده است. كمربند كوئي‌پر منطقه‌اي است دورتر از مدار نپتون كه پيش‌بيني مي‌شود شامل هزاران جرم كوچكي باشد كه از ابتداي پيدايش منظومه‌ي شمسي به همراه خود سياره‌ي نپتون به آن محل رانده شده‌اند. هيچكدام از اين 800 جسم در حد و اندازه‌هاي پلوتون و حتي قمرش، كارن، نبودند. ولي كوآوار جسمي با قطر 1260 كيلومتر بود. بي‌شك كوآوار به گروهي از اجرام منظومه‌ي شمسي تعلق داشت كه پيش از اين نام‌گذاري شده بود: اجرام كمربند كويي‌پر (KBO). مشكل اين‌جا بود كه پلوتون هم مي‌بايست جزء اين گروه قرار مي‌گرفت. اگر تنها تفاوت پلوتون با ديگر اجرامي كويي‌پر اندازه‌اش بود، كوآوار فقط چند كيلومتر از پلوتون كوچك‌تر بود. سال پيش مسئله براي پلوتون وقتي حياتي‌تر شد كه جرم كوئي‌پر 2003 VB12 (معروف به سدنا، Sedna) پا به خانواده‌ي منظومه‌ي شمسي گذاشت. سدنا از پلوتون بزرگ‌تر بود. مدار سدنا بي‌اندازه كشيده‌تر از مدار پلوتون است طوري كه در نزديك‌ترين فاصله از خورشيد به 76 واحد نجومي (AU، هر واحد نجومي فاصله‌ي متوسط زمين از خورشيد و تقريبا معادل 150 ميليون كيلومتر است) و در دورترين نقطه‌ي مدارش به فاصله‌ي 526 واحد نجومي از خورشيد مي‌رسد. به هرحال همين كشف باعث شد تا اخترشناسان به فكر تعيين ماهيت يك سياره بيافتند.

ماهيت يك سياره

اين اولين باري نبود كه اخترشناسان به دنبال تعريفي براي يك سياره بودند. وقتي ويليام هرشل در 1781 به دنبال ستاره‌هاي دوتايي مي‌گشت جرمي را در صورت فلكي ثور ديد كه ابتدا تصور مي‌كرد يك دنباله‌دار است. اما مدار اين جرم تازه كشف شده بيشتر شبيه مدار سياره‌ها، دايره‌اي، بود. به زودي همه قبول كردند كه جرم تازه سياره‌ي هفتم منظومه‌ي شمسي است و نامش را اورانوس نهادند. اورانوس يك قانون كهنه را زنده كرد: قانون بده (Bode) كه اندازه و فاصله‌ي سيارات از خورشيد را بر حسب يك رابطه‌ي رياضي بيان مي‌كند. اخترشناسان تا پيش از كشف اورانوس قانون بده را بي‌معني مي‌پنداشتند(اين قانون امروزه ‌هم بي معني تلقي مي‌شود و صرفا از نظر تاريخي اهميت دارد) ولي اورانوس درست در محلي كشف شد كه قانون بده پيش‌بيني مي‌كرد سياره‌اي آنجا باشد. اما در قانون بده يك مشكل وجود داشت، اين قانون پيش‌بيني مي‌كرد كه مي‌بايست سياره‌اي بين مريخ و مشتري وجود داشته باشد، ولي تا آن زمان چنين جرمي كشف نشده بود. پس كاوش‌هاي بعدي براي كشف اين سياره ادامه يافت، تا اين‌كه در 1801 درست در همان فاصله‌ي بين مريخ و مشتري سرس (Ceres) كشف شد. بلافاصله اين جرم را يك سياره دانستند. اما يك سال بعد در همان منطقه پالاس كشف شد. چند سال بعد جونو پيدا شد كه مداري مشابه مدار دو جرم قبلي داشت. با ادامه‌ي اين كشف‌ها ويليام هرشل پيشنهاد كرد كه اين اجرام جديد در دسته‌اي جدا از سيارات طبقه بندي شوند. به هرحال حتي سال‌ها پس از مرگ هرشل اين طبقه بندي را همه قبول نداشتند. امروزه هزاران سيارك كشف شده است كه سرس از همه‌يشان بزرگ‌تر است. ديگر سيارك‌ها صخره‌هاي سرگرداني هستند كه بين مدار مريخ و مشتري دور خورشيد در گردشند.
بار بعد كه موضوع تعريف علمي سياره مطرح شد به طرح وجود كوتوله‌هاي قهوه‌اي باز مي‌گردد. كوتوله‌هاي قهوه‌اي ستاره‌هاي نارسي هستند كه نه آن‌قدر پرجرم‌اند كه يك ستاره باشند، نه آن‌قدر كم جرم كه يك سياره تلقي شوند. موضوع ديگر سيارات فراخورشيدي بودند. ده‌ها جرم سياره مانند كشف شده‌اند كه به دور ستاره‌هاي ديگر مي‌گردند. از نظر اتحاديه‌ي بين‌المللي نجوم يك سياره‌ي فراخورشيدي جسمي است كه:
اجرامي با جرمي كمتر از كمينه‌ي جرم لازم براي آغاز واكنش‌هاي گرما-هسته‌اي (13 برابر جرم مشتري براي جرمي با تركيب شيميايي مشابه) كه دور يك ستاره يا بازمانده‌ي يك ستاره مي‌گردد. اهميتي ندارد كه اين جرم چگونه شكل گرفته است. كمينه‌ي جرم يا اندازه‌ي لازم براي يك سياره‌ي فراخورشيدي تا يك سياره تلقي شود همان‌هايي است كه براي منظومه‌ي شمسي تعريف مي‌شود.
اين تعريف مشكلي از ما نمي‌كاهد، بايد كمينه‌ها را در منظومه‌ي شمسي خودمان تعريف كنيم. با كشف پلوتون، كوآوار، سدنا و ديگر اجرام كمربند كويي‌پر بار ديگر بحث تعريف ماهيت يك سياره به زبان‌ها افتاد.اتحاديه‌ي بين‌المللي نجوم مجبور بود كه پس از سال‌ها سكوت تعريف جامعي از يك سياره ارائه دهد. تا همين هفته‌ي پيش (اواخر مرداد 85) تعريف رسمي‌اي از يك سياره وجود نداشت.
پيش از اين مايك براون از MIT يك سياره را چنين تعريف كرده بود: «سياره به هر جسمي در منظومه‌ي شمسي مي‌گويند كه جرمش از مجموع جرم‌هاي ديگر اجرامي كه در مدار مشابه به مدار آن دور خورشيد مي‌گردند بيشتر است». طبق اين تعريف پلوتون سياره نبود. در پاييز 1385 گروه 19 نفره‌ي اتحاديه‌ي بين‌المللي نجوم (IAU) كه به مطالعه درباره‌ي تعريف يك سياره مي‌پرداخت سه گزينه مقابل خود داشت:
سياره هر جسمي است كه به دور خورشيد مي‌گردد و قطرش بيش از 2000 كيلومتر است
سياره هر جسمي است كه به دور خورشيد مي‌گردد و شكلش به دليل گرانشش ثابت است
سياره هر جسمي است كه به دور خورشيد مي‌گردد و جرم اصلي در منطقه‌اش محسوب مي‌شود.
سرانجام مسئله‌ي تعريف سياره به همايش تابستان 1385 (2006) IAU در پراگ جمهوري چك رسيد.

هر جسم گردي يك سياره نيست

پيش‌نويسي كه به جلسه‌ي IAU رسيد بيان مي‌كرد كه يك سياره جسمي است كه به دور خورشيد مي‌گردد و آن قدر جرم دارد كه بر اثر نيروي گرانش خودش شكلي كروي داشته باشد. بر اساس اين تعريف كميته‌ي تعيين ماهيت سيارات پيشنهاد كرده‌بود كه سرس، پلوتون و قمرش كارن و سدنا در فهرست سيارات منظومه‌ي شمسي قرار بگيرند. به اين ترتيب تعداد سيارات به 12 عدد مي‌رسيد. مشكل همين‌جا تمام مي‌شد اگر منظومه‌ي شمسي هيچ جسم ديگري نداشت. ولي پيش‌بيني مي‌شود كه بيش از 200 جرم در كمربند كويي‌پر وجود دارد كه همگي گرد اند. فكرش را بكنيد چه كسي مي‌توانست نام تمامي سيارات منظومه‌ي شمسي را از حفظ باشد.
در نهايت اين نظر مورد موافقت همه‌ي اعضا قرار نگرفت و در جلسه‌ي IAU 474 نفر از اخترشناسان درباره‌ي ماهيت يك سياره و آن‌چه كه يك سياره را از صخره يا اجرام ريز منظومه‌ي شمسي متمايز مي‌كند رأي دادند و تصميم گرفتند به جاي اين‌كه ده‌ها جرم ديگر را به فهرست سيارات منظومه‌ي شمسي وارد كنند، فقط پلوتون بيچاره را از مقامش عزل كنند. نتيجه‌ي رأي گيري اين شد كه تمام اجرام منظومه‌ي شمسي به سه دسته تقسيم شدند:
سيارات: يك سياره جسمي آسماني است كه 1. در مداري به دور خورشيد بگردد 2. به قدر كافي جرم داشته باشد تا به تعادل هيدرواستاتيكي برسد (يعني شكلي گرد داشته باشد) 3. منطقه‌ي اطراف مدارش را پاك كرده باشد.
سيارات كوتوله: يك سياره‌ي كوتوله جسمي آسماني است كه 1. در مداري به دور خورشيد بگردد 2. به قدر كافي جرم داشته باشد تا به تعادل هيدرواستاتيكي برسد (يعني شكلي گرد داشته باشد) 3. منطقه‌ي اطراف مدارش را پاك نكرده باشد 4. يك قمر نباشد.
اجرام كوچك منظومه‌ي شمسي: هر جسم ديگري كه در دسته‌بندي‌هاي گفته شده جاي نگيرد يك جرم كوچك منظومه‌ي شمسي محسوب مي‌گردد.
بنابراين هشت سياره‌ي منظومه‌ي شمسي: عطارد، زهره، زمين، مريخ، مشتري، زحل، اورانوس و نپتون هستند.
پلوتون يك سياره‌ي كوتوله است. و از اين پس به اجرام فرانپتوني (اجرامي كه در مدارهايي اطراف يا دورتر از نپتون به دور خورشيد مي‌گردند، چه سياره‌ي كوتوله باشند مثل سدنا يا چه جرم كوچك
منظومه‌ي شمسي) اجرامي پلوتوني گفته مي‌شود

ترديدها

اين تعريف جديد براي برخي اخترشناسان چندان خوش‌آيند نيست. مدير پروژه‌ي افق‌هاي نوي ناسا در ميان اين افراد است. آنها عقيده دارند كه معني «پاك كردن منطقه‌ي اطراف مدار» كه ويژگي سوم يك سياره است چندان واضح نيست. فرضيه‌ي شكل‌گيري سيارات بيان مي‌كند، نيروي گرانش يك سياره يا يك پيش‌سياره (سياره‌اي در حالت شكل‌گيري) با گذشت منطقه‌ي اطراف مدارش را جاروب مي‌كند. با صدها بار گردش سياره به دور ستاره‌ي اصلي سياره ديگر تمامي اجرام منطقه‌ي اطراف مدارش را يا جذب مي‌كند يا به آنها آن‌قدر شتاب مي‌دهد كه از آن ناحيه مي‌گريزند.
طبق تعريف سياره وقتي منطقه‌ي اطراف مدارش را جاروب كرده است كه هر جرم ديگري در آن منطقه يا قمر سياره باشد يا تحت كنترل نيروي گرانش آن سياره قرار داشته باشد. براي مثال سيارك‌هاي گروه تروجان همگي در مدار مشتري به گرد خورشيد مي‌گردند ولي همه‌ي آنها تحت كنترل جاذبه‌ي مشتري اند. اجرام پلوتوني (طبق تعريف جديد IAU همان اجرام فرانپتوني) تحت تأثير گرانش نپتون هستند، بنابراين نپتون يك سياره است و ماه زمين (كه هم گرد است و هم دور خورشيد مي‌گردد) قمر يك سياره ديگر (زمين) است، پس يك سياره نيست.
درباره‌ي گردي يك سياره هم ترديدهايي وجود دارد. تصميم‌گيري درباره‌ي اين‌كه چه اجسامي گرد اند يا چه اجسامي بر اثر نيروي گرانش خودشان شكل گرد پيدا كرده‌اند كار ساده‌اي نيست. به نظر نمي‌رسد ويژگي‌هاي فيزيكي ساده‌اي مثل جرم، اندازه يا چگالي كمكي به دسته‌بندي اجرام گرد بكنند. چون براي مثال سيارك پالاس با چگالي 2.9 گرم بر سانتيمتر مكعب شكلي نامنظم دارد ولي قمر انسلادوس با چگالي 1.61 گرم بر سانتيمتر مكعب نه تنها گرد است، بلكه كروي است.
با اين همه مصوبه‌هاي اتحاديه‌ي بين‌المللي نجوم منبع اصلي كتاب‌ها و مقالات علمي است. اگر احساس مي‌كنيد چيزي در دنيا تغيير كرده و سر جايش نيست، بله درست فكر مي‌كنيد. از دوم شهريور 1385 پلوتون پس از 76 سال ديگر عضو منظومه‌ي شمسي نيست. از اين پس منظومه‌ي شمسي هشت سياره دارد.
منبع: سايت مجله نجوم

تايتن، قمر سياره كيوان (زحل) احتمالا يك اقيانوس عميق و پنهان دارد. نتايج يك تحقيق كه در مجله ساينس چاپ شده است اين گونه مي‌گويد.
به گزارش بي‌بي‌سي تصاوير راداري كه در پروژه تحقيقاتي كاسيني-هايگنز به زمين مخابره شده، اين گمان را كه يك اقيانوس بزرگ عميق زير لايه‌هاي نازك يخ سطح تايتان قرار دارد تقويت كرده است. اين مسئله در صورتي كه اثبات شود نقطه عطفي در تاريخ مشاهدات فضايي به دنبال خواهد داشت چون به اين معنا خواهد بود كه در تايتان اين دو عنصر كليدي حيات وجود دارند: آب و مولكول‌هاي ارگانيك.
در حال حاضر اين احتمال داده مي‌شود كه سه جرم كهكشاني ديگر به نام‌هاي اروپا، كاليستو و گانيميد داراي اقيانوس‌‌هاي عميق باشند.
پروژه كاسيني-هايگنز پروژه‌اي تحقيقاتي مشترك ميان ناسا، آژانس فضايي اروپا و آژانس فضايي ايتاليا است.
هنگامي كه ماهواره كاسيني اولين بار در سال 2004 به مشاهده سطح بزرگ‌ترين قمر كيوان پرداخت، گمان مي‌رفت كه سطح آن پوشيده از اقيانوسي از هيدروكربن‌ها است. اما هنگامي كه رادار كاسيني مستقيما به سمت تايتان نشانه رفت و كاوشگر هايگنز با استفاده از چتر بر سطح آن فرود آمد، تصوير ديگر از سطح تايتان در اختيار محققان قرار گرفت.
پس از آْن و با توجه به اين كه در سطح تايتن فعاليت‌هاي زميين‌شناختي مشاهده شد و حتي در آن درياچه‌هاي بزرگي كشف شد دانشمندان به اين نتيجه رسيدند كه تفاوت‌هاي فصلي در اين قمر تنها در صورتي قابل توجيه است كه اقيانوس مايعي زير پوسته آن وجود داشته باشد.
اين مشاهدات اين احتمال قوي را مطرح كردند كه در تايتن دو عنصر كليدي حيات يعني آْب و مولكول‌هاي ارگانيك وجود دارند؛ در حالي كه حتي برخي دانشمندان عنصر سومي را هم مطرح مي‌كنند: منبع انرژي.
تايتن دومين قمر بزرگ منظومه شمسي است. برزگ‌ترين قمر در منظومه شمسي گانيميد، قمر مشتري است.
مشاهدات قبلي، دانشمندان را به اين نتيجه رسانده بود كه حالت تايتن شبيه به حالتي است كه زمين در سال‌هاي نخستين پيدايشش‌ داشته است با اين تفاوت عمده كه سطح تايتن يخ‌زده و غيرقابل مقاسه با سال‌هاي جواني كره زمين به شمار مي‌رود.
منبع:فضا- همشهري آنلاين

اگر بپرسید چرا سیاره‌ها گرد هستند، در پاسخ باید گفت آنها اصلا گرد نیستند!
اما اگرفرض کنیم اینگونه باشد، علت آن را می‌توان اینگونه توضیح داد:
نیروی جاذبه به صورت یکنواخت در همه جهات فضا اعمال می‌شود. هر چه جرم تشکیل‌دهنده یک سیاره بیشتر باشد، کشش گرانشی بیشتری به سوی مرکز آن اعمال می‌شود.
ایجاد یک کره پیامد طبیعی چنین وضعیتی است؛ انحرافات از شکل کروی کامل (از رشته‌کوه‌ها گرفته تا بدن خود شما که روی زمین ایستاده است) باید نیروهای غیرجاذبه‌ای را فراهم آورد تا در مقابل کشش گرانشی به سمت پایین دوام آورند.
اما قضیه به این سادگیها هم نیست. قوانین نیوتن در باره حرکت بیان می‌کند که هر جسم متحرک گرایش دارد به حرکت خود ادامه دهد، و ماده تشکیل‌دهنده سیاره در خط استوای آن ممکن است با حدی از سرعت بچرخد که باعث بیرون‌زدگی سیاره در این محل شود.(کره زمین نیز اینگونه است).
بنابراین در مجموع سیاره‌ها کره‌های کاملی نیستند. "گرد بودن" آنها بستگی به جرم، اندازه و سرعت چرخش آنها بستگی دارد.
دانشمندان می‌توانند جرم یک سیاره را در صورتی که آن سیاره یک قمر داشته باشد، با کاربرد قوانین نیوتن بر مدار این قمر به دست آورند. در معادله ساده‌ای که به دست می‌آید جرم سیاره با سرعت چرخش قمر مربوط می‌شود.
منبع:دانش- همشهری آنلاین

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]




عکسی را که مشاهده می کنید توسط فضاپیمای Cassini ناسا (NASA) در اول دسامبر 2000 از قسمتی از سیاره مشتری (Jupiter) که در آن بخش دایره ای شکل قرمز رنگی که به چشم مشتری معروف است، مشخص می باشد گرفته شده است. این عکس رنگی از فاصله 28.6 میلیون کیلومتری این سیاره تهیه شده است و دارای دقتی معادل 170 کیلومتر مربع برای هر پیکسل می باشد که در آن نزدیکترین قمر ژوپیتر بنام Io نیز قابل مشاهده می باشد.
لبه های نقطه قرمز بیضی شکل در این سیاره از ابر و مه بسیار شدید آمونیاک پوشیده شده است که در شکل بخوبی قابل مشاهده می باشد و همانطور که می بینید این نقطه در سطح سیاره همانند یک مارپیچ می ماند که از بیرون به سمت داخل پیچ می خورد.
گالیله (Galileo)، فضاپیمای قبلی که تحقیقاتی راجع به چشم مشتری انجام داده بود به این نتیجه رسیده بود که گازهای موجود در قسمت های بیرونی چشم مشتری با سرعت زیاد و بطور دائمی در جهت عقربه های ساعت حرکت می کنند، حال آنکه قسمت های درونی این ناحیه با سرعت کمتر و در خلاف جهت عقربه های ساعت حرکت می کنند.
با نزدیکتر شدن فضاپیمای Cassini به مشتری یافته های قبلی تایید و مشخص شد که هرچه به سمت داخل چشم بیشتر حرکت کنیم مارپیچ ها تیز تر هم می شود. Cassini پس ارسال این عکس، در تاریخ سی ام دسامبر 2000 به نزدیکترین فاصله خود تا مشتری، یعنی 10 میلیون کیلومتری رسید.
نکته مهمی که Cassini مشخص کرد آن بود که چشم مشتری نسبت به زمانی که فضاپیماهای گالیله یا Voyager از آن تصویر برداری کرده بودند تغییرات محسوسی نموده است. در آن زمان اطراف چشم مشتری نواحی ای موجود بود که در آنها دیگر ابر های آمونیاک وجود نداشت و این نواحی طبیعتا" تیره دیده می شد. اما تصویر برداری های جدیدتر Cassini نشان داد که این نواحی بتدریج در حال پر شدن با ابرهای آمونیاک هستند و این روندی کلی است. به همین دلیل سیاره مشتری نسبت به دو دهه قبل پر نور تر و روشنتر دیده می شود.
منبع:

کد:

---

http://www.senmerv.com

---