مقدمه

بطور کلی ستارگان دارای مراحل مختلف جنینی ، کودکی و جوانی و پیری هستند. پس از اکتشاف برابری جرم و انرژی توسط انیشتین ، دانشمندان تشخیص دادند، که کلیه ستارگان باید تغییر و تحول یابند. هر ستاره هنگامی که نور (انرژی) پخش می‌کند، مقداری از ماده خویش را مصرف می‌کند. ستارگان همیشگی نیستند، روزی به دنیا آمده‌اند و روزی هم از دنیا خواهند رفت. ستارگان گویهای بزرگی از گاز بسیار گرم هستند که بواسطه نورشان می‌درخشند.

در سطح دمای آنها هزاران درجه است و در داخل دمایشان بسیار بیشتر است. در این دماها ماده نمی‌تواند به صورتهای جامد یا مایع وجود داشته باشد. گازهایی که ستارگان را تشکیل می‌دهند بسیار غلیظتر از گازهایی هستند که معمولا بر سطح زمین وجود دارند. چگالی فوق العاده زیاد آنها در نتیجه فشارهای عظیمی است که در درون آنها وجود دارد. ستارگان در فضا حرکت می‌کنند، اما حرکت آنها به آسانی مشهود نیست. در یک سال هیچ تغییری را در وضعیت نسبی آنها نمی‌توان ردیابی کرد، حتی در هزار سال نیز حرکت قابل ملاحظه‌ای در آنها مشهود نمی‌افتد. 

 

نقش و الگوی آنها در حال حاضر کم و بیش دقیقا همان است که در هزار سال پیش بود. این ثبات ظاهری در نتیجه فاصله عظیمی است که میان ما و آنها وجود دارد. با این فواصل چندین هزار سال طول خواهد کشید تا تغییر قابل ملاحظه‌ای در نقش ستارگان پدید آید. این ثبات ظاهری مکان ستارگان موجب شده است که نام متداول (ثوابت) به آنها اطلاق شود. اختر فیزیکدانان بر این باورند که در بعضی کهکشانها ، از جمله کهکشان راه شیری ، ستارگان نوزاد بسیاری در حال تولد هستند، افزون بر آن که پژوهشگران اظهار می‌دارند تکامل ، تخریب و محصول نهایی یک ستاره ، به جرم آن بستگی دارد. در واقع سرنوشت نهایی ستاره که تا چه مرحله‌ای از پیشرفت خواهد رسید با جرم ستاره ارتباط مستقیم دارد. 

نحوه تشکیل ستاره

گوی آتشین مورد نظر در نظریه انفجار بزرگ ، حاوی هیدروژن و هلیوم بود، که در اثر انفجار بصورت گازها و گرد و غباری در فضا بصورت پلاسمای فضایی متشکل از ذرات بسیاری از جمله الکترونها ، پروتونها ، نوترونها و نیز مقداری یونهای هلیوم به بیرون تراوش می‌کند. با گذشت زمان و تراکم ماده دربرخی سحابیها شکل می‌گیرند. این مواد متراکم رشد کرده و توده‌های عظیم گازی را بوجود می‌آورند که تحت عنوان پیش ستاره‌ها معروفند و با گذشت زمان به ستاره مبدل می‌شوند. بسیاری از این توده‌ها در اثر نیروی گرانش و گریز از مرکز بزرگ و کوچک می‌شوند، که اگر نیروی گرانش غالب باشد، رمبش و فرو ریزش ستاره مطرح می‌شود و اگر نیروی گریز از مرکز غالب شود، احتمال تلاشی ستاره و شکل گیری اقمار و سیارات می‌رود. 

مقیاس قدری

همه ستارگان به شش طبقه روشنایی که قدر نامیده می‌شود، تقسیم شده‌اند. روشنترین ستارگان دارای قدر اول و کم نورترین ستارگان که توسط چشم غیر مسلح قابل روءیت بودند به عنوان ستارگان قدر ششم و بقیه ستارگان داراب قدرهای بین 16 - 1 هستند. قدر یک ستاره عبارت است از: سنجش لگاریتمی از روشنایی ستارگان ، اگر قدر یک ستاره را با m نمایش دهیم، داریم:
 

که مقدار ثابت Cte همان صفر مقیاس قدری است. 

 

روشنایی ستاره

مقدار انرژی تابیده شده از ستاره به واحد سطح زمین را روشنایی یک ستاره می‌نامند. مقدار ثابت (صفر مقدار قدری) را طوری انتخاب می‌کنند که قدر ستاره α چنگ رومی (Vega) برابر صفر شود. علامت منفی در فرمول نشان می‌دهد که قدر روشنایی ستاره بالا باشد، دارای قدر پایین خواهد بود. 

رنگ ستارگان

هر وسیله‌ای که برای آشکارسازی نور بکار می‌رود دارای حساسیت طیفی است. مثل چشم انسان که اولین وسیله‌ای است برای آشکارسازی نور و حساسیت چشم برای نورهای مختلف یکسان نیست. هر وسیله دیگری هم که برای اندازه گیری نور بکار می‌رود مثل فیلمهای عکاسیبرای نورهای با طول موجهای متفاوت ، دارای حساسیت یکسان نیست. پس روشنایی یک جسم بستگی به نوع وسیله اندازه گیری شده دارد. بر این اساس قدرهای مختلفی داریم، که یکی از آنها قدر دیدگانی و دیگری قدر عکسبرداری می‌باشد. 

طیف ستارگان

هنگام مطالعه طیف ستارگان (یا همان بررسی کیفی ستارگان) مشاهده می‌شود که اختلاف فاحشی بین ستارگان وجود دارد. از آنجایی که وجود هر خط سیاه در طیف ستاره بیانگر وجود یک عنصر شیمیایی ویژه در اتمسفر آن ستاره است، شاید به نظر می‌رسد که علت اختلاف در طیف ستارگان بخاطر اختلاف در مواد شیمیایی سازنده ستارگان باشد. ولی در نهایت چنین نیست، بلکه علت اختلاف طیف ستارگان دمای ستارگان می‌باشد. چون ستارگان دارای دماهای متفاوتی هستند، طیف آنها نیز متفاوت است. 
 

اندازه گیری دمای ستارگان

در مورد ستارگان امکان اندازه گیری دمای جنبشی (دمایی که توسط دماسنج اندازه گیری می‌شود) وجود ندارد. زیرا نمی‌توانیم ترمومتر را در قسمتهای مختلف ستاره قرار داده و این دما را اندازه گیری کنیم. از طرفی لایه‌های مختلف ستاره دارای دماهای مساوی هستند و هر چه از لایه‌های خارجی به طرف لایه‌های داخلی حرکت کنیم دما افزایش می‌یابد. بنابراین تعریف دمای منحصر به فردی که مربوط به هر لایه از ستاره باشد غیر ممکن است. 

اندازه گیری فراوانی عناصر در ستارگان

در حالت کلی مشاهده خطوط طیفی مربوط به یک عنصر در طیف یک ستاره دلیل بر وجود آن عنصر در اتمسفر این ستاره است و برعکس این ممکن نیست. یعنی عدم حضور خطوط طیفی یک عنصر در طیف یک ستاره دلالت بر عدم وجود آن عنصر در اتمسفر ستاره را ندارد، زیرا علاوه بر حضور یک عنصر لازم است، شرایط فیزیکی (دما و فشار) برای تشکیل خطوط طیفی آن عنصر برقرار باشد، تا بتوانیم خطوط طیفی آن عنصر را مشاهده کنیم. با توجه به اینکه شدت خطوط جذبی بستگی به فراوانی آن عنصر دارد، بنابراین می‌توانیم از روی شدت خطوط طیفی ، فراوانی عناصر را در ستارگان تعیین کنیم. 

جرم ستارگان

اطلاعات مربوط به جرم ستارگان از مسائل بسیار مهم به شمار می‌رود. تنها راهی که برای تخمین جرم یک ستاره در دست داریم آن است که حرکت جسم دیگری را که بر گرد آن دوران می‌کند مورد مطالعه قرار دهیم. ولی فاصله عظیمی که ما را از ستارگان جدا می‌کند، مانع آن است که بتوانیم سیارات متعلق به همه آنها را ببینیم و حرکت آنها را مورد مطالعه قرار دهیم. عده زیادی ستاره موجود است که جفت جفت زندگی می‌کنند و آنها را منظومه‌های مزدوج یا دو ستاره‌ای می‌نامند. در چنین حالات بایستی حرکت نسبی هر یک از دو ستاره مزدوج مستقیما مطالعه شود، تا از روی دوره گردش آنها جرم نسبی هر یک بدست آید. در حضور ارتباط میان جرم و نورانیت ستارگان ، نخستین بار بوسیله سرآرتورادینگتون اظهار شد که نورانیت ستاره‌ها تابع معینی از جرم آنها است، و این نورانیت با زیاد شدن جرم به سرعت ترقی می‌کند. 

منابع انرژی ستارگان

برای هر ستاره‌ای سه منبع انرژی را می‌توان نام برد که عبارتند از:
 

انرژی پتانسیل گرانشی

می‌توان فرض کرد که خورشید یا ستارگان در حال تراکم تدریجی هستند و بدین وسیله انرژی پتانسیل گرانشی خود را بصورت انرژی الکترومغناطیسی به محیط اطراف تابش می‌کنند. 

انرژی حرارتی

می‌توان فرض کرد که ستارگان و خورشید اجرام بسیار داغ آفریده شده‌اند و با تابش خود به محیط اطراف در حال سرد شدن هستند. 

انرژی هسته‌ای

می توان فرض کرد که در ستارگان هسته‌های سبکتر همجوشی کرده و انرژی آزاد شده در این همجوشی منبع انرژی ستارگان را تأمین می‌کند، یا می‌توان فرض کرد که در ستارگان هسته‌های سنگینتر از طریق واپاشی به هسته‌های سبکتر تبدیل شده و انرژی آزاد شده از این واپاشیها انرژی ستارگان را تأمین می‌کند. 
 

مرگ ستارگان

سه طریق برای مرگ ستارگان وجود دارد. ستارگانی که جرم آنها کمتر از 1.4 برابر جرم خورشید است. این ستارگان در نهایت به کوتوله‌های سفید تبدیل می‌شوند. ستارگانی که جرم آنها بیشتر از 1.4 برابر جرم خورشید است، در نهایت به ستارگان نوترونی و به سیاه چاله‌ها تبدیل خواهند شد. دیر یا زود سوخت هسته ای ستارگان به پایان رسیده و در این صورت ستاره با تراکم خود انرژی گرانشی غالب آمده و این تراکم (رمبش) تا تبدیل شدن الکترونهای آزاد ستاره به الکترونهای دژنره ادامه پیدا می‌کند، که در این صورت ستاره به یک ستاره کوتوله سفید تبدیل شده است. برخی از ستارگان از طریق انفجارهای ابرنواختری به ستارگان نوترونی تبدیل می‌شوند. ستارگانی که بیشتر از 1.4 و کمتر از سه برابر جرم خورشید دارند، به ستاره نوترونی تبدیل شده و آنهایی بیشتر از سه برابر جرم خورشید دارند، عاقبت به سیاه چاله تبدیل می‌شوند. سیاه چاله آخرین مرحله مرگ ستاره می‌باشد. 

مفاهیم اولیه

شهابواره‌ها اجرامی هستند که در فضای بین سیاره‌ای در حال گردشند و ممکن است با زمین برخورد کنند. هنگامیکه با سرعت 1170 کیلومتر در ساعت وارد بخش بالایی اتمسفر می‌شوند، تبدیل به شهاب می‌شوند و در ارتفاع بین 110 و 70 کلیومتری دنباله‌ای نورانی از خود باقی می گذارند. وقتی این اجرام به زمین می رسند ، شهاب سنگ نامیده می شوند. مطالعه این شهاب سنگها اطلا عات ارزشمندی درباره نحوه تشکیل آنها ، مواد تشکیل دهنده و تاریخ جهان در اختیار دانشمندان قرار می دهد. چون شهابها احتمالا بقایای فعالیتهایی هستند که در ابتدا جهان ما را شکل بخشید. 

ساختمان شهاب سنگها

علوم اختر شناسی ، زیست شیمی و زمین شناسی به مطالعه شهاب سنگها می‌پردازند. مطالعات نشان می‌دهد که شهاب سنگها انواع مختلف دارند:
 

• نوع سنگی که شامل سیلیکاتها می‌باشد.
• نوع فلزی که از آهن و نیکل تشکیل شده است.
• نوع سنگی - فلزی که مخلوطی از سنگ و فلز است.

بیشتر سنگهای فوق کندریتها هستند ، که دارای کندرول می‌باشند و گویچه‌هایی با چند میلیمتر قطر ، که منشأ معدنی آنها معلوم نیست و در بردارنده دانه‌های اولیوین و پیروکسین هستند. کندریتها طبق میزان تغییرات آب و تغییرات دمایشان پیش از رسیدن به زمین تقسیم بندی می‌شوند. کندریتهای کربن دار از نظر زیست اختر شناسان بیشترین اهمیت را دارند. در این کندریتها کربن یافت می‌شود که ترکیب آن سومین مشخصه کندریتهاست.

این نوع کندریتها حدود 5 درصد شهاب سنگها را تشکیل می‌دهند. در قرن نوزدهم مطالعات سنگهای حامل کندریتهای کربن دار نشان داد که دارای هیدروکربنهایی هستند، شبیه هیدروکربنهای کروجنkerogen ، که ماده جامدی است که در منابع نفت نظیر سنگ نفت یافت می‌شود. بین سالهای 1950 و 1970 ، «هارولد اوری» ، برنده جایزه نوبل شیمی ، یک رشته تجزیه‌های شیمیایی و ایزوتوپی انجام داد که وجود ترکیبات بودار را که قطعا منشأ فرازمینی دارند، تأیید کرد. 

نحوه تشکیل شهاب سنگها

اغلب شهاب سنگها از سیارکها ناشی می شوند (که بعضی از آنها ممکن است به قطر صد تا چهار صد کیلومتر رسیده باشند) که بعدا خرد شده و یا در اثر برخورد با اجرام دیگر قسمتی از آنها سائیده شده باشد. مثلا شهاب سنگ واکاموارتا در اثر برخورد سیاره‌ای کوچک که بخشی از آن مذاب بوده و فعالیتهای آتشفشانی داشته است و سیاره کوچک دیگری با هسته فلزی بوجود آمده است. در نهایت خرده پاره‌های هر دو سرد شده و بصورت مخلوطی از مواد معدنی در آمده است که نیم آن سنگی و نیمی فلزی است. این نوع کمیاب «مزوسیدریت» نامیده می‌شود. 

اسید آمینه در شهاب سنگها

«جان کرونین» ، پژوهشگر دانشگاه آریزونا ، با مطالعه شهاب سنگ مارکیسون که در سال 1969 در استرالیا سقوط کرد، به این نتیجه رسید که در ساختمان آن اسیدهای آمینه وجود دارد. در ساختمان شهاب سنگها اشکال گوناگونی از کربن نظیر گرافیت ، سیلیکان کارباید و الماس یافت شد. کرونین 74 نوع اسید آمینه مختلف ، 87 هیدروکربن بودار ، 140 ترکیب چربی دار ، 10 مولکول قطبی و از همه مهمتر 5 پایه نیتروژنی که درDNA وRNA یافت می شود، در شهاب سنگها کشف کرده است.

از بیست نوع اسید آمینه یافت شده ، هشت مورد از آنها در ساخت پروتئین در حیات زمینی دخیل هستند، نظیر گلیسرین ، آلانین ، والین و لوسین. کرونین مواد اولیه این اسید آمینه‌ها را نیز یافته است که موادی چون کربوکسامیدها هستند. به گفته او با اندکی تلاش می‌توان از مولکولهای بین ستاره‌ای اسید آمینه بدست آورد و مواد اولیه بین ستاره‌ای آنهاست که برای ساختن ترکیبات آلی یافت شده در شهاب سنگها لازم می‌باشد. 

مواد بین ستاره‌ای در شهاب سنگها

جدول زیر نشان دهنده مواد اولیه بین ستاره‌ای (ترکیبات یافت شده در شهاب سنگها) و پلیمر های بیولوژیکی که مبنای حیات را تشکیل می‌دهند، است:
 

اندازه شهاب سنگها

بر طبق برآوردهای اخیر ، هر روز 10،000 تن شهاب سنگ به زمین می‌رسد. بیشتر این جرمها فوق العاده ریزند، بطوری که جو زمین به هنگام عبورشان هیچگونه تأثیر خاصی بر آنها نمی‌گذارند. این ذرات احتمالاً دست نخورده به زمین می‌رسند. حداکثر بعد آنها یک صدم سانتیمتر است. با ماهواره‌های مخصوص می‌توان این ذرات را ، به هنگام عبور از فضا ، جمع آوری کرد. این ذرات کوچک و تقریباً غیر قابل ادراک را شهاب سنگهای کوچک یا شهاب سنگهای ریز می‌نامند. 

 

پس از آنها به شهاب سنگهایی بر می‌خوریم که حداکثر بعد آنها یک سانتیمتر است. ذراتی که هنگام عبور از جو زمین ، روشنایی ایجاد می‌کنند، از همین نوع شهاب سنگها هستند. شهاب سنگهای بزرگتر به ندرت وارد جو زمین می‌شوند، اما در صورت ورود به جو زمین ، خطوط نورانی‌تری تولید می‌کنند. همینطور که اثرهای نوری چشمگیرتر می‌شوند، اثرهای صوتی نیز رفته رفته به وقوع می‌پیوندد. شهابسنگهای به وزن 4.5 کیلوگرم یا بیشتر در ضمن عبور از جو ، کاملاً از هم نمی‌پاشند و قطعه‌های کوجک ولی قابل شناخت آنها به سطح زمین می‌رسند.

اثرهای نوری و صوتی این قبیل شهاب سنگها از تولید ترس خفیف همراه با از جا پریدن تا وحشت شدید متفاوتند. گذار شهابسنگهای بزرگ در زیر خط پرواز آنها ممکن است یک آتشگوی فرا درخشان و موجهای ضربه‌ای شدید بوجود آورد. دیده شده است که شهاب سنگهای برنده سریع السیر ، چون تبر شاخه‌های درختان را قطع می‌کنند. شهاب سنگها ، سطحهای سختی چون پشت بامها را بدون ایجاد ترک بوضوح سوراخ کرده‌اند و از لایه‌های یخ استخرها و دریاها و سقفهای فلزی اتومبیل گذشته‌اند. 

مقدمه

تماشاگران آسمان در قدیم فقط پنج ستاره را می شناختند و تنها پس از کشف تصادفی سیاره اورانوس توسط هرشل در سال 1781 میلادی بود که ستاره شناسان جستجوی سیارات دیگر را آغاز کردند. با این حال اولین سیارک کشف تلسکوپی دیگری بود که بطور اتفاقی در اول ژانویه 1801 توسط جوزیه پیاتسی(1826-1746) انجام شد. این سیارک ، که نوع آنها را گاهی سیاره وچک نیز می‌نامند، در همان موقع سرس نامگذاری شد. اندکی بعد سیارکهای بیشتری کشف شدند، ولی معلوم شد که سرس با قطر 995 کیلومتر (592 مایل) بزرگترن آنهاست. در مواقع معینی با آگاهی از مکان دقیق سرس ، این سیارک را می‌توان بدون تلسکوپ بصورت گذرا رؤیت کرد. 

سیارکهای شناخته شده

تا کنون هزاران سیارک شناخته و نامگذاری شده‌اند. اکثر آنها بر روی کمربندی که کمربند یا منطقه سیارکها نامیده می‌شود به دور خورشید در گردش هستند. این کمربند بین مریخ و مشتری قرار دارد. با وجود این برخی از سیارکهای کوچک به قطر یک کیلومتر (یک مایل) و یا در این حدود ، دارای مدارهایی با خروج از مرکز بزرگ هستند. سیارکهای دارای این نوع مدار به داخل مدار مریخ نیز کشانده می‌شوند. برخی از سیارکها حتی به داخل مدارهای زمین ، زهره و عطارد نیز نفوذ می‌کنند. یکی از این سیارکها ایکاروس نام دارد. این نام از یک شخصیت افسانه‌ای یونان گرفته شده است. این فرد به نزدیک خورشید پرواز کرد و در نتیجه بالهای مصنوعی‌اش ذوب گردید. 

بزرگترین سیارک منظومه شمسی

بزرگترین سیارک منظومه شمسی سرس با قطر حدود 960 کیلومتر است. این اولین سیارکی بود که در منظومه شمسیکشف شد . سرس در حال حاضر از قدر 9 در صورت فلکی میزان قرار دارد. برای پیدا کردن آن ستاره قدر چهارم گاما – میزان را در آسمان پیدا کنید. از آن به سمت جنوب حرکت کنید تا به ستاره سه تایی زتا – میزان برسید و به اندازه نصف این فاصله ادامه دهید تا به سیارک سرس برسید.

در ناحیه‌ای از آسمان که سرس قرار دارد ستاره دیگری جلب توجه نمی‌کند و می‌توان آن را با یک نگاه تیز تشخیص داد. با مشاهده آن در روزهای متوالی می‌توانید متوجه حرکت آن در زمینه آسمان شوید. برای اینکه مطمئن شوید می‌توانید از سرس و ستارگان اطراف طراحی کنید و چند روز بعد همین کار را انجام دهید و طراحیهای خود را باهم مقایسه کنید. وستا درخشانترین سیارک منظومه شمسی است. این سیارک چهارمین سیارکی بود که کشف شد. اولبرس در سال 1807 میلادی این سیارک درخشان را کشف کرد. جالب آنکه در حالت مقابله امکان مشاهده وستا با چشم غیر مسلح وجود دارد. قطر آن 530 کیلومتر است. 

سیارکهای برخوردی با زمین

در گذشته سیارکهای کوچکی با زمین برخورد کرده‌اند. حفره شهابسنگی بزرگ در آریزونا در اثر چنین برخوردی ایجاد شده است. تخمین زده می شود که حدود 50000 سیارک در اطراف خورشید در گردشند. بیشتر این سیارکها تکه سنگهای کوچک هستند. بعضی از آنها شکل نامنظمی دارند و حداقل یکی از آنها به نام کتور به صورت یک شی دوقلو است (ستاره دوتایی). اطلاعات بیشتر درباره سیارکها از مأموریتهای فضایی آینده بدست خواهد آمد. 

هایابوسا و ارمغانی از سرزمین سیارکها

در فاصله 3/1 واحد نجومی از زمین سیارکی قرار دارد که اکنون کانون توجه جامعه علمی است. این سیارک ایتوکاوا نام دارد و میزبان فضاپیمای ژاپنی هایابوسا بوده است. به جرأت می‌توان گفت که پروژه هایابوسا یکی از مهمترین برنامه‌های فضایی است که در صورت موفقیت می‌تواند مقداری از مواد سطح سیارک ایتوکوا (25143) را در اختیار دانشمندان قرار دهد. فضاپیمای مزبور در تاریخ 19 اردیبهشت 1382 به فضا پرتاب شد و اکنون در نزدیکی سیارک ایتوکاواست.

25 نوامبر 2005 - ساعت 7:30 دقیقه بامداد به وقت ژاپن فضاپیمای هایابوسا برای مدت کوتاهی با سیارک فوق از نزدیک ملاقات کرد. این فضاپیما توانست با نهایت دقت در محلی که از قبل پیش بینی شده بود (دریای موسس) خود را با سطح سیارک مماس کند، موقعی که هایابوسا به فاصله جند متری از سطح سیارک رسید گوی فلزی تانتالیوم 5 گرمی خود را به سطح سیارک با سرعت 300 متر بر ثانیه شلیک کرد. در کسری از ثانیه (0.2) گلوله با سطح برخورد کرده و به دنبال آن مقدار قابل توجهی گرد و غبار به محیط اطراف پراکنده شد. بخشی از این مواد توسط سیستم جمع آوری تمام خود کار هایابوسا جمع آوری و وارد محفظه اصلی آن گردید.

یوشیرو کاواگوچی یکی از مسئولین عالی رتبه سازمان کاوشهای فضایی ژاپن ( JAXA) اعلام داشت که با وجود مشکلاتی که در حین مأموریت بوجود آمد و علی‌رغم قطع ارتباط فضاپیما ، عملیات نمونه برداری از سیارک به خوبی صورت گرفته است و ذرات برداشته شده از سیارک در نهایت امنیت قرار دارد. اکنون هایابوسا آماده بازگشت به زمین است و تمامی مواد جمع آوری شده به کپسول اصلی آن الحاق پیدا کرده ، به گفته مسئولین JAXA قرار است در ماه دسامبر و یا در ماه ژوئن 2007 این کپسول به زمین برسد و این کپسول نمونه‌ها در منطقه دور افتاده در حوالی جنوب استرالیا با کمک چتر نجات بر سطح زمین فرود آید. 

ستاره های دنباله دار

دنباله‌دار faye را می‌توانید در سال 2006 در آسمان ببینید.

ستارگان دنباله‌دار بر خلاف اسمشان به هیچ وجه ستاره و منبع تولید انرژی نیستند و نامگذاریشان فقط به دلیل شکل ظاهریشان است که مثل ستاره‌ای هستند که دنباله‌ای داشته باشد، به طوری که واژه comet از کلمه یونانی kometes به معنی مو و سر گرفته شده است.

این ستارگان جابجا شونده با وجود چهره تماشاییشان که به سرعت تغییر می‌کند و کاملاً غیرمتناوب و نامنظم به نظر می‌رسد، نشانی از ترس و خرافات بوده اند و مردم ظهور ستارگان دنباله‌دار را علامتی از اتفاقی بزرگ و ناخوشایند می‌دانستند.

دنباله‌دارها از جمله اجرامى هستند که در طول تاریخ چندان محبوب نبوده‌اند. در واقع در فرهنگ بسیارى از ملت‌ها آن را پدیده‌اى شوم و نفرت‌انگیز مى‌دانستند: اعتقادى که هنوز هم طرفدارانى دارد. به نظر بسیارى از منجمان آماتور «دنباله‌دارها خیلى زیبا هستند. آنها فقط مدت کمى میهمان آسمانند با این حال، دیدن آنها بسیار هیجان انگیز است.» اما نظر شکسپیر در مورد آنها چندان شبیه این گفته‌ها نیست: «دنباله‌دار خبر از تغییر ایام و دولت‌ها مى‌دهد.» تا مدت‌ها دنباله‌دارها پیام‌هایى از سوى خدایان به حساب مى‌آمدند. پیام‌هایى که حاوى خشم و غضب آنان بر زمینیان گناهکار بود. به هر روى ظهور دنباله‌دارها در طول تاریخ تاثیرى شگرف بر زندگى آدمیان داشته؛ کودکانى را قربانى کرده و باعث برافتادن حکومت‌ها شده است. کم کم این پیام‌هاى غضبناک آسمانى جاى خود را به عقاید جدیدتر دادند. نظراتى مبنى بر اینکه دنباله‌دارها پدیده هایى مربوط به جو هستند و در داخل اتمسفر زمین ایجاد مى‌شوند. آنها عجیب‌تر از رعد و برق و توفان‌ها به نظر مى‌رسیدند و به همان میزان ـ و بلکه بیشتر- ترسناک و مخاطره‌آمیز بودند.

سال‌ها طول کشید تا سرانجام در قرن هفدهم تلاش‌هاى ادموند هالى نشان داد دنباله‌دارها اجرامى سماوى‌اند. اگرچه آنها با سیارات و ستارگان بسیار متفاوت هستند، اما همچون سیارات در مدارهایى به دور خورشید مى‌گردند. مدارهایى که معمولاً بیضوى، سهموى یا هذلولى هستند. این نوع مدار باعث مى‌شود تا فاصله دنباله‌دار از خورشید در نقطه اوج مدارى‌اش بسیار دور شود.

کشف دنباله‌دارها تاثیر بسیار زیادى بر روى علوم مختلف و به خصوص ستاره‌شناسى گذاشت. محاسبه دقیق مدار دنباله‌دارها بهانه‌اى مناسب براى کشف روش‌هاى نوین ریاضى بود. همچنین به بهانه یافتن دنباله‌دارهاى جدید نقشه‌هاى دقیقى از آسمان تهیه شد. فهرست اجرام غیرستاره‌اى که مشهورترین آنها مسیه نام دارد و متعلق به ستاره‌شناسى فرانسوى است نیز به سبب اشتباه نگرفتن این اجرام با دنباله‌دارهاى تازه پدید آمده است. کشف سیارات جدید نیز از الطاف حاشیه‌اى دنباله‌دارها است. «هرشل» تا مدت‌ها سیاره اورانوس (نخستین سیاره در دوران جدید) را دنباله‌دارى نوظهور فرض مى‌کرد.

به هر جهت، دنباله‌دارها برخلاف تاثیرى که از لحاظ خرافات بر روى زندگى زمینیان گذاشتند، عامل تحولى شگرف در علم نوین بوده‌اند. کشف دنباله‌دار اما کار ساده‌اى نبوده است. در دوران جدید براى یافتن یک دنباله دار، باید رصدگر بسیار ماهرى باشید، تمامى آسمان را به خوبى بشناسید و کمترین تغییرى را نادیده نگیرید. دیدن یک جرم بسیار کم نور و شبح‌گون در میان خیل عظیم ستارگان آسمان کار راحتى نیست. اما داستان کشف دنباله‌دارها به پایان نرسیده است. اگر رصدگر دقیقى باشید، این احتمال وجود دارد که شما هم روزى موفق به کشف یک دنباله‌دار شوید.

دنباله‌دار چیست ؟

معمولاً هر دنباله‌دار از سه بخش تشکیل شده است:

1. هسته : با قطر چند کیلومتر (که به طور مستقیم قابل مشاهده نیست) و کره‌ای از یخ و گازهای منجمد است.
2. گیسو : یک توده کروی از گاز است که هسته دنباله‌دار را احاطه می‌کند و حدود یک میلیون کیلومتر طول دارد. گیسو از بخار آب،‌گاز دی اکسیدکربن، آمونیاک، غبار و گازهای طبیعی دیگر که از هسته جامد متصاعد شده، تشکیل شده است. گیسو و هسته سر یک دنباله‌دار را تشکیل می‌دهند.
3. دنباله : برای یک دنباله‌دار دو نوع دنباله تشخیص داده شده است :

• دنباله گرد و غبار که در انعکاس نور خورشید، زرد کمرنگ دیده می‌شود و همان طیف خورشید را دارد.
•  دنباله پلاسما یا گازی، که به دلیل وجود مونوکسید کربن یونیزه (co+) آبی دیده می‌شود. طول دنباله ممکن است به صدها میلیون کیلومتر برسد.
   

در انیمیشن زیر می‌توانید ببنید که وقتی که دنباله‌دار به خورشید نزدیک می‌شود یخ‌های آن شروع به تصعید شدن می‌کنند و همین باعث می‌شود که دمی بلند در اطراف دنباله‌دار تشکیل شود.

مدار دنباله‌دارها

مدار بیشتر دنباله‌دارها بیضی بسیار کشیده (با خروج از مرکز بیشتر از ۰/۹) است. مدار بعضی دیگر سهموی و یا هذلولی است که دنباله‌دارهای غیرمتناوب محسوب می‌شوند. گاهی از اوقات ممکن است مدار دنباله‌دار به دلیل گرانش سیارات بزرگی مثل مشتری تغییر کند. مثلاً گرانش شدید موجب تکه تکه شدن دنباله‌دار شود. (مثل دنباله دار شومیکرـ لوی ۹) در سال ۱۵۳۸ میلادی یک پزشک به نام Jerome Frascator متوجه شد که دنباله‌ی دنباله‌دارها در خلاف جهت خورشید قرار دارد. در قرن هفدهم کپلر علت آن را فشار باد خورشیدی مطرح کرد.

دنباله‌دار فقط وقتی که به خورشید نزدیک است روشن می‌شود (به حالت بخار در می‌آید) و در دورترین نقطه مدار تاریک است (کاملاً غیرقابل رؤیت). بادهای خورشیدی دنباله را به سمت دورتر از خورشید می‌رانند.

بعضی دنباله‌دارها یا به خورشید برخورد می‌کنند و یا چنان نزدیک می‌شوند که منفجر می‌شوند این دنباله‌دارها خورشید خراش (Sungrazers) نامیده می‌شوند.

در انیمیشن زیر می‌توانید مدار یک دنباله‌دار را ببنید.

منشأ دنباله‌دارها کجاست ؟

اما دنباله‌دارهای کوتاه دوره، تقریباً در صفحه‌ی منظومه‌ی شمسی حرکت می‌کنند. پس منبع آنها نمی‌تواند ابر اورت باشد. اخترشناسان منبع آنها را قرصی مسطح در ورای مدار نپتون (۳۵ تا۴۰ واحد نجومی) می‌دانند که ممکن است تا فاصله ۱۰۰ واحد نجومی گسترده شده باشد. جمعیت این کمربند چند صد میلیون تخمین زده می‌شود. حدود ده سال پیش (۱۹۹۲ میلادی) دو اخترشناس سیاره‌ای از دانشگاه هاروارد موفق به کشف ۲۰ عضو از اجرام این کمربند (کمربند کویی پر) شدند.

چرا دنباله دارها مهم هستند؟

براى آماتورها هم دنباله‌دارها سرشار از اطلاعات ارزشمند است. آنها امیدوارند قبل از ظهور و نورانى شدن یک دنباله‌دار ویژگى‌هاى آن را پیش‌بینى کنند. اینکه چه شکلى دارد، درخشندگى آن چه اندازه است، آیا دنباله دارد و این دنباله تا چه اندازه امتداد مى‌یابد. دنباله‌دارهایى که در نهایت به درون خورشید مى‌افتند نیز مهم هستند؛ خورشیدخراش‌ها مى‌توانند اطلاعات ارزشمندى در مورد جو خورشید در اختیارمان قرار دهند. مطالعه واکنش خورشید در این برخوردها نیز بسیار جذاب است.

دنباله‌دار هالی :

دنباله‌دار شومیکرلوی 9 (SHOEMAKER-LEVY9) :

شومیکرلوی 9 (SL-9) یک دنباله‌دار با دوره تناوب کوتاه است که توسط زوج کارولین شومیکر و دیوید لوی کشف شد. وقتی دنباله‌دار به مشتری بسیار نزدیک شد نیروهای جاذبه‌ای مشتری بخشی از آن را از آن جدا کردند و قطعات جدا شده آن در طی 6 روز در ماه جولای 1994 به مشتری اصابت کردند که اشتعال بزرگ اتمسفر مشتری از زمین دیده می‌شد.

مقدمه

نهمین سیاره منظومه شمسی ، پلوتون (سیاره تنها) در سال 1930میلادی توسط کلاید تامباو از طریق عکسبرداریهای متوالی کشف شد. مقایسه عکسهای یک ناحیه ثابت از آسمان در شبهای مختلف نشان می‌داد که این اجرام آسمانی طی یک فاصله زمانی معین ، نسبت به ستارگان زمینه تغییر مکان می‌دهد. از همین رو وجود آن به عنوان یک سیاره جدید ، تأیید شد. 

 

New Horizons

آیا پلوتون سیاره است؟

رسما بله. وقتی پلوتون در سال 1930 میلادی کشف شد، اتحادیه بین المللی اخترشناسی ، آن را به عنوان "سیاره" شناسایی کرد. به رغم مباحثات اخیر ، این جرم آسمانی هنوز رسما در طبقه بندی جدیدی جای نگرفته است. معیارهای اساسی شناسایی یک سیاره را می‌توان به این شرح خلاصه کرد: هر جرم آسمانی که (مستقیما) گرد ستاره‌ای حرکت کند، ستاره یا شبه ستاره نباشد و آنقدر بزرگ باشد که گرانش خود آن ، موجب شود که شکل کروی داشته باشد، سیاره است. پلوتون هر سه شرط را برآورده می‌کند. اما برخی از دانشمندان معتقدند که پلوتون ممکن است یکی از بزرگترین سیارات کوتوله کمربند کوئیپر باشد. دلایل و مدارت قابل توجهی نیز در تأیید و تقویت این نظریه وجود دارد. 

منشأ پلوتون چیست و از کدام بخش از کیهان آمده است؟

نخست تصور می‌شد که پلوتون یکی از اقمار نپتون بوده است. اما وجود شباهتهایی میان ترکیبات و مدارهای پلوتون و یکی از اقمار نپتون ، موسوم به ترایتون ، دلالت بر این دارد که ممکن است هر دو آنها قبلا در مدارهای مستقلی گرد خورشید حرکت می‌کرده‌اند و بعدا سیاره نپتون ، تراتیون را به دام انداخته است. اما با اینکه مدار پلوتون ، مدار سیاره همسایه‌اش را قطع می‌کند، هرگز آنقدر به آن نزدیک نمی‌شود که تحت تأثیر نیروی گرانشی نپتون قرار گیرد و به دام بیفتد.

عده‌ای از اخترشناسان با توجه به شباهتهای موجود میان پلوتون و ترتیون با دیگر اجرام کمربند کوئیپر نتیجه می‌گیرند که هم قمر تراتیون و هم سیاره پلوتون حدود 4.5 میلیارد سال پیش ، از این کمربند به بیرون پرتاب شده‌اند. عده دیگر با توجه به مدار عجیب و مرکز گریز آن می‌گویند ممکن است پلوتون ابتدائا قمر یکی از سیارات منظومه شمسی (حتی زمین) بوده است که بعدا از آن گریخته است. 

مشخصات فیزیکی

طول هر شبانه روز پلوتون (زمانی که سیاره ، یک بار گرد محور خود می‌چرخد) معادل 153 ساعت زمینی است. روزهای این سیاره بسیار تاریک است. قمر آن ،شارون ، در سال 1987 بطور تصادفی در رصدخانه مونت پالومار کشف شد. شارون در مدار همزمانی توسط پلوتون به دام افتاده است و همواره در نقطه‌ای ثابت گرد آن می‌گردد. مدار پلوتون به دور خورشید، میل تندی دارد و فاصله متوسط آن از خورشید 5.915 میلیارد کیلومتر است که خورشید از آنجا فقط بصورت ستاره‌ای درخشان دیده می‌شود. پلوتون از سنگ و یخ تشکیل شده و اندازه‌اش کوچکتر از ماه زمین است. هنگام نزدیک شدن به خورشید جوی رقیق در اطراف آن تشکیل می‌شود که با دور شدن سیاره از خورشید یخ می‌بندد. مدار پلوتون بسیار طولانی بوده و بیشتر از سیارات دیگر نسبت به دایرة البروج انحراف دارد.

این سیاره هر 248.5 سال یک بار به دور خورشید می‌چرخد که در مدت 20 سال از این زمان فاصله‌اش نسبت به خورشید کمتر از فاصله نپتون از خورشید است. این مشخصات غیر عادی باعث شده تا بعضی ستاره شناسان ، پلوتون را نوعی سیارک بزرگ تصور کنند. پلوتون دورترین سیاره از خورشید بوده ، کمترین دما را در بین سیارات دارد. مدار بیضوی این سیاره که 248.5 سال زمینی طول می‌کشد، طولانی‌ترین مدار در منظومه شمسی است. پلوتون کوچکترین سیاره منظومه شمسی است و کمترین نیروی جاذبه را دارد.

به گفته یکی از اخترشناسان ، پلوتون تنهاترین و منزوی‌ترین سیاره منظومه شمسی است. اخترشناس دیگری پس از اینکه نخستین عکسهای تلسکوپ هابل را از نهمین سیاره منظومه شمسی مشاهده و بررسی کرد، گفت: "این سیاره‌ای شگفت است. اگر می‌توانستیم با فضاپیمایی به آنجا سفر کنیم، حقایق شگفت آور بیشتری را در مورد آن کشف می‌کردیم."

همانطور که دانشمندان سیاره نپتون را با توجه به آشفتگی و انحرافی که در مدار سیاره اورانوس گذاشته بود، کشف کردند، این بار نیز انحرافی در حرکات محاسبه شده نپتون ، دانشمندان را بدان وا داشت تا به جستجوی سیاره ای دیگر در دور دست بپردازند. از پیشگامان این کاوش می توان به پرسیوال لاول از فلگستاف آریزونا ، پیکرینگ و کلاید تامباو که دانشجوی دستیار رصد خانه فلگستاف بود اشاره کرد. مهمترین دلیل عدم موفقیت لاول و پیکرینگ در کشف سیاره نهم ، جستجوی سیاره‌ای گازی شکل و بزرگ بود. این جستجو بیش از بیست سال به طول انجامید و در نهایت کلاید تامباو با بررسیهای شبانه روزی بر روی هزاران عکس موجود ، موفق به کشف سیاره نهم شد. 

لحظه‌ای پس از کشف سیاره

تامباو پس از کشف سیاره نهم به طرف اتاق رئیس رفت، پیش از ورود کمی خود را مرتب کرد، در زد و وارد شد، سپس گفت قربان من سیاره نهم را پیدا کردم ... . اعلام کشف سیاره جدید در 13 مارس 1930 همزمان بود با روز تولد پرفسور لاول و سالگرد کشف اورانوس توسط ویلیام هرشل. نشانه این سیاره (PL (P,L حرف اول پرسیوال لاول است. برای سیاره جدید اسمهای مختلفی پیشنهاد شد که سرانجام به پیشنهاد دختری 11 ساله از انگلیس نام پلوتن (پلو تو)Pluto برایش انتخاب شد. از آن تاریخ به مدت 73سال (تا قبل از کشف سیاره 2003 ub 313) پلوتو به عنوان آخرین عضو از خاندان منظومه شمسی به حساب می‌آمد. عضوی که آرام و بی صدا به همراه سه قمر ش شارون ، p1 2005s و p2 2005s در کمر بند کویپر به دور خورشید در گردش است. هر چه قدر که ما از نور و گرمای هستی بخش خورشید بهره می‌گیریم، پلو تو از این نعمت محروم است. نور خورشید برای رسیدن به این سیاره باید فاصله‌ای حدود 6000000000 کیلومتری را طی کند. پس بدون شک خورشید از پلوتو همچون ستاره‌ای کوچک کم فروغ دیده می‌شود.
 

 

از ویژگیهای پلوتو می‌توان به میل 17 درجه‌ای آن نسبت به دایرة البروج اشاره کرد، با در نظر گرفتن این موضوع که پلوتو در حضیض خورشیدی مدار نپتون را قطع می‌کند و سیاره هشتم به حساب می‌آید، این میل 17 درجه‌ای باعث عدم برخورد این دو سیاره (در فاصله400 میلیون کیلومتری) به یکدیگر می‌شود. البته رکورد میل یا انحراف نسبت به دایرة البروج در منظومه شمسی متعلق به سیاره 2003 ub 313 با انحراف 45 درجه‌ای است، که مانند یک نیمساز دایرة البروج را قطع می‌کند. (همین امر یکی از مهمترین دلایلی بود که کشف سیاره دهم را بیش از 70 سال به تعویق انداخت.)

عده‌ای از دانشمندان این نظریه را مطرح کردند که پلوتو و تریتون زمانی هر دو قمرهای نپتون بودند و حرکت مستقیم داشتند، رویارویی نزدیک این دو باعث دفع پلوتو (تبدیل شدن آن به سیاره‌ای مستقل) و معکوس شدن جهت حرکت تریتون شده است. این سیاره از نوع سنگی- یخی بوده و فاصله چنان زیاد دارد کهتلسکوپ فضایی هابل آن را به سختی می‌بیند. پلوتون که در حاشیه خارجی منظومه شمسی قرار دارد چنان از خورشید دور است که سطح آن را باید سرد و بی روح خواند. اتمسفر رقیق آن از جنس نیتروژن و متان است که احتمالاً در فصل زمستان یخ می‌بندد و به صورت برف آبی کم رنگ می‎بارد. پلوتون با دمای 240- از هر جای دیگری برای زندگی ما آدمیان نامناسب‎تر است. پلوتو هر 153 ساعت یک بار به دور خودش می‌چرخد، پس روز آن تقریبا 6 برابر روز ماست. دوره تناوبی انتقالی آن به دور خورشید (نجومی 4/248 سال) و (هلالی 367 روز) است. در این صورت هر یک سال آن برابر 248 سال ما است!

پلوتو سیاره‌ای است که در ژرفای فضا آرمیده است، سیاره‌ای که اغلب در فهرست رصدی با تجربه‌ترین منجمان هم به چشم نمی‌خورد. آری پلوتو به خاطر فاصله زیادش بسیار کم فروغ جلوه می‌کند. این سیاره با قطری حدود 2274 کیلومتر مقام کوچکترین سیاره منظومه شمسی را به خود اختصاص داده است، به طوری که حتی از 7 قمر گانیمد ، کالیستو ، تیتان ، یو ، تریتون و ماه نیز کوچکتر است. همین موضوع باعث شده که حتی بزرگترین تلسکوپها هم نتوانند جزئیات سطحی آن را به صورت واضح آشکار کنند، و با وجود پیشرفت فناوریهای کنونی پلوتو هنوز هم ناشناخته باقی مانده است.
 

بر همیمن اساس ناسا تصمیم گرفت تا با اجرای مأموریت افقهای نو New Horizons پرده از اسرار این سیاره دور دست بردارد. این فضاپیما سر انجام پس از تأخیری دو روزه در تاریخ 19 ژانویه 2006 (29 دی 84) به فضا پرتاب شد تا مأموریت 10 ساله خود را آغاز کند. فضاپیما افقهای جدید یا New Horizons در ادامه سفر خود به طرف سیاره مشتری خواهد رفت تا با بهره گرفتن از نیروی جاذبه‌ی این سیاره بر سرعت خود بی افزاید. این فضاپیما در این صورت بسیار زودتر به سیاره پلوتون خواهد رسید این در حالی است که اگر فضاپیما با تأخیر بیشتری پرتاب می‌شد نمی‌توانست از جاذبه‌ی سیاره مشتری برای بالا بردن سرعت خود استفاده کند. علاوه بر این فضاپیمای افقهای نو اطلاعات بسیار مهمی را درباره‌ی کمربند کویپر و اجرام موجود در آن در اختیار ما خواهد گذاشت. 

مقدمه

اورانوس هفتمین سیاره نزدیک به خورشید و سومین غول از چهار غول گازی است. جبه‌ای از گاز و یخ هسته سنگی این سیاره را پوشانده است. جو اطراف جبه غالباً از متان ساخته شده ، که این گاز باعث وجود رنگهای آبی و سبز که از مشخصات بارز این سیاره هستند، می‌شود. اورانوس در کناره‌های خارجی و سرد منظومه شمسی قرار داشته ، دمای ابرهای فوقانی آن به 210 درجه سانتیگراد زیر صفر (346- درجه فارنهایت) می‌رسد. علی رغم داشتن 15 قمر و یک منظومه حلقوی ، سطح اورانوس مشخصه خاصی ندارد. تنها مشخصاتی که تا کنون مشاهده شده‌اند چند ابر متانی هستند که در سال 1986 بوسیلهکاوشگر فضایی ویجر2 کشف شدند. 

 

رصد اورانوس

تحت شرایط بسیار عالی ، اورانوس را می‌توان با چشم غیر مسلح دید. هنگام مشاهده با تلسکوپ ، اورانوس بصورت حلقه کوچکی به رنگهای سبز و آبی دیده می‌شود. 15 قمر اورانوس تا کنون کشف شده‌اند که به موازات استوای سیاره و در جهت چرخش سایره ، به دور آن می‌چرخند. در اثر انحراف محور چرخش اورانوس ، صفحه استوای سیاره تقریباً عمود بر صفحه دایرة البروج است.

به همین سبب ، گاهی اوقات مانند سالهای 1945 و 1987، اگر از زمین به اورانوس بنگریم فقط قطب آن دیده شده ، مدار قمرهای سیاره تقریباً بصورت صفحه‌ای کامل به نظر می‌رسد. بعضی اوقات نیز ، مانند سالهای 1966 و 2008 ، کناره مدار قمرهای اورانوس دیده شده ، چنین به نظر می‌رسد که قمرها در مسیری مستقیم عقب و جلو می‌روند. 

خواص فیزیکی اورانوس

محور چرخش اورانوس حدود 98 درجه نسبت به صفحه مدار سیاره به دور خورشید انحراف دارد. بنابراین اورانوس بر خلاف سایر سیاره‌ها ، روی محوری تقریباً افقی می‌چرخد. انحراف محور اورانوس تأثیر زیادی بر قطبهای سیاره می‌گذارد و باعث می‌شود که هر قطب از دوره تناوب مداری که 84 سال زمینی طول می‌کشد، 42 سال را در روشنایی و 42 سال دیگر را در تاریکی بگذراند. به هر حال ، اورانوس به قدری از خورشید دور است که تفاوت دما در قطبها در طول تابستان و زمستان فقط 2 درجه سانتیگراد (3.6 درجه فارنهایت) است.

اورانوس سومین سیاره بزرگ منظومه شمسی بوده ، بزرگی آن 4 برابر زمین است. دوره تناوب مداری این سیاره 84 سال زمینی است و بعد از نپتون و پلوتون ، طولانی‌ترین مدار را دارد. 

حلقه‌های اورانوس

تصادم عظیم احتمال دارد که در گذشته ، جسم آسمانی بزرگی به یک طرف اورانوس برخورد کرده و باعث انحراف محور چرخش آن شده است.

بخاطر تیرگی زیاد مواد سازنده حلقه‌های اورانوس ، مشاهده آنها بسیار مشکل است. در سال 1977، این حلقه‌ها در مسیر نور یک ستاره قرار گرفته و بدین ترتیب کشف شدند. کاوشگر فضاییویجر2 در سال 1986 یازده حلقه باریک این سیاره را از نزدیک مورد بررسی قرار داد. مواد تشکیل دهنده این حلقه‌ها سنگهایی به اندازه یک متر (یک یارد) هستند. پهنای حلقه "اپسیلون" از 20 تا 100 کیلومتر (12 تا 60 مایل) متغیر است. 

قمرهای اورانوس

15 قمر تا کنون برای اورانوس شناخته شده‌اند که مواد تشکیل دهنده تمام آنها مخلوطی از سنگ و یخ است. در سطح چهار قمر بزرگ اورانوس (ابرن ، تیتانیا ، آمبریل ، آریل) گودالهای شهابسنگیوجود دارند. سطح میراندا ، پنجمین قمر بزرگ اورانسو ، مشخصات مختلفی دارد، از جمله دشتهایی پوشیده از گودالهای شهابسنگی قدیمی ، تپه‌های بزرگ و دره‌های عمیقی که سطح این قمر را شکافته‌اند. به نظر ستاره شناسان ، دلیل ویژگیهای متفاوت سطح میراندا این است که این قمر احتمالاً بر اثر یک تصادم عظیم متلاشی شده و سپس دوباره جمع شده است. 

 

مقدمه

زحل از جنبه‌های زیادی شبیه مشتری است، جز اینکه در اطراف آن چندین حلقه شگفت انگیز وجود دارد. جرم زحل ، صد بار بیش از جرم زمین است. و لی تقریبا تمام ماده آن به شکل گاز است و صخره‌ای نیست. لایه‌های ابری جو آن مانند ابرهای مشتری واضح نیستند. اما وجودشان حتمی است. ده قمر در اطراف زحل وجود دارد. قطر یکی از آنها که تیتان نامیده می‌شود، حدود 6000 کیلو متر است. از این رو بزرگترین قمر در منظومه شمسی به حساب می‌آید. تیتان خود دارای جوی است که از متان و آمونیاک تشکیل یافته است.

 

فاصله متوسط از خورشید 1/43 میلیارد کیلومتر قطر استوا 120536 کیلومتر مدت حرکت وضعی 10/23 ساعت مدت حرکت انتقالی 29/46 سال زمینی سرعت مداری 9/64 کیلومتر در ثانیه دمای ابر فوقانی 180- درجه سانتیگراد جرم (زمین=1) 95/18 چگالی متوسط (آب=1) 0/69 جاذبه(زمین=1) 0/93 تعداد قمر 21

پدر مشتری

در ورای مشتری آخرین سیاره از هفت سیاره‌ای که برای پیشینیان ما شناخته شده بود، زحل قرار دارد، که به عنوان پدر مشتری نامگذاری شده است. زحل دومین سیاره بزرگ مشتری گون منظومه شمسیاست و توسط یک رشته از حلقه‌های بسیار زیبا که به دور آن حلقه زده‌اند، احاطه شده است. در آسمان شب زمین ، زحل به دلیل اندازه بزرگ و آلبدو بالای (50%) دارای جوی درخشان است. زیبایی آسمان زحل به خاطر نوارهای روشن حلقه‌های اطراف آن و نیز به خاطر قمرهای زیادش می‌باشد. 

حرکت زحل

زحل با نیم قطر اطول 9.539AV و دوره تناوب گردش نجومی 29.458 سال ، در مداری با خروج از مرکز557% که با دایرِة البروج زاویه 49.2 درجه می‌سازد، می‌گردد. از روی زمین قطر زاویه‌ای زحل در نقطه مقابله حدود 20 دقیقه است. مانند مشتری ، زحل دارای جو غلیط پر از ابری است که به صورت جزئی می‌چرخد. از مشاهدات انتقالات دوپلری در عرض سیاره و با زمان بندی دقیق علامتهای جوی ، دوره تناوب چرخش نجومی آن ، در نزدیک استوایش 10 ساعت و 14 دقیقه و در عرضهای جفرافیایی بالا 10 ساعت و 38 دقیقه محاسبه شده است. در اینجا هم مجددا چرخش جزئی مشابه مشتری داریم. استوای زحل به اندازه 26 درجه و 45 دقیقه با صفحه مداری آن زاویه می‌سازد، بطوری که قطبهای سیاره در فاصله‌های زمانی حدود 15 سال یک بار سمت زمین متمایل می‌شوند. چرخش باعث پخی زیاد (96%) زحل می‌گردد، بطوریکه شعاعهای قطبی و استوایی به نسبت 10/9 می‌باشند. 

مشخصات فیزیکی زحل

زحل شباهت قابل توجهی با مشتری دارد، ولی کمی کوچکتر است و جرم آن کمتر از جرم مشتری (95M). زحل کمترین چگالی حجمی را نسبت به سایر سیارات دارد. ساختار جو زحل با کمربندهایی که به موازات استوا امتداد دارند، مشابه است. آشفتگیهای کمربندهای زحل خیلی کمتر (تاکنون از روی زمین فقط 10 لکه مشاهده شده‌اند) از مشتری است. جو زحل احتمالا ترکیب خیلی مشابه‌ای با جو مشتری دارد. تاکنون متان (CH₄) ، آمونیاک (NH₃) ، اتان (C₂H₆) ، فسفین (PH₃) ، استیلن (C₂H₂) ، متیل استیل(C₃H₄) ، پروپان (C₃H₈) و هیدروژن مولکولی (H₂) آشکار شده است.

ابرهای زحل خیلی کمرنگ تر از ابرهای مشتری به نظر می‌رسند.ابرهای مشتری اغلب به رنگ زرد کم رنگ و نارنجی هستند، به این دلیل که دما در زحل کمتر از مشتری است، ابرهای زحل در لایه پایین تر جوش قرار می‌گیرند. درون زحل احتمالا ترکیب مشتری را دارد. تخمینهای نظری مقادیر حدود 74% هیدروژن ، 24% هلیوم ، %2 عناصر سنگین تر را پیشنهاد می‌کند. این ترکیب تقریبا مشابه ترکیبات خورشید است. زحل ممکن است یک هسته سنگین کوچک به قطر 20 هزار کیلومتر و جرمی معادل 20M_φ را داشته باشد. 

 

درخشانترین حلقه‌ها درخشندگی حلقه‌های آ، ب، ج بقدری است که می‌توان آنها را از زمین مشاهده کرد.

حلقه‌های زحل

حلقه‌های زحل با مدار زحل هم صفحه نیستند، بلکه زاویه‌ای با هم می‌سازند. یکی از اثرات این پدیده در نظر ما تغییر گشادگی حلقه‌ها است. طی گردش 29 ساله زحل دور خورشید ، دوباره می‌توانیم حلقه‌ها را در گشادترین حالت ببینیم. غیر از این دو حالت ، حلقه‌ها از لبه دیده می‌شوند و جز با تلسکوپ پر قدرت ، قابل مشاهده نیستند. از این طریق معلوم شد که ضخامت حلقه‌ها فقط پنج کیلومتر است. حلقه‌های زحل از میلیاردها ذره ریز تشیکل یافته‌اند که اندازه بیشترشان چند سانتیمتر است. همه آنها ، مانند ماهواره‌های کوچک ، به دور زحل گردش می‌کنند. 

گسیختگی کاسینی

شکاف پر شده قبل از کشف کاسینی ، ستاره شناسان حلقه‌های زحل را بصورت حلقه‌ای پیوسته تصور می‌کردند.

در سال 1675 میلادی (1504 شمسی) جووانی دومینیکو کاسینی ، اخترشناس ایتالیایی ، کشف کرد کهحلقه زحل از دو حلقه تشکیل یافته است و میان آن دو جدایی وجود دارد. این جدایی گیستختگی کاسینی نامیده می‌شود و در اثر کشش گرانشی قمر غول پیکر تیتان بوجود آمده است. مطالعات بعدی نشان داده‌اند که در اطراف زحل ، بر روی هم چهار حلقه وجود دارد. داخلی ترین آنها بسیار کم نور و تقریبا با بالای ابرها در تماس است. قطر حلقه نورانی بیرونی به 140000 کیلومتر می‌رسد. 

قمرهای زحل

20 قمر تاکنون برای زحل شناسایی شده‌اند، که 13 قمر از زمین و هفت قمر دیگر بوسیله کاوشگرهای فضایی کشف شده‌اند. قمرهای کوچک زحل به شکل سیب زمینی بوده و شکلهای نامنظمی دارند. احتمال می‌رود که قمرهای کوچکتر دیگری نیز کشف شوند. سطح بسیاری از قمرها پوشیده از گودالهای شهابسنگی است. در سطح میماس ، یکی از قمرهای کوچک زحل ، گودالی بزرگ به نام هرشل وجود دارد که 130 کیلومتر (81 مایل) وسعت داشته و یک سوم این قمر را پوشانده است. 

 

زحل دارای بیشترین قمر در بین سیارات منظومه شمسی است. دانشمند هلندی ، کریستین هوینگس (95 – 1629)، در سال 1655 اولین قمر زحل را کشف کرد. تیتان از لحاظ بزرگی دومین قمر و یکی از سه قمری است که در منظومه شمسی دارای جو هستند. تصور می‌شود که قسمت اعظم آن ازسنگ و بقیه از یخ تشکیل شده باشد. جوی که دائما سطح تیتان را پوشانده است، حاوی نیتروژن و سایر مواد شیمیایی است. اختر شناسان به تازگی قمر جدیدی از سیاره زحل را شناسایی کرده‌اند که بسیار کوچک است (حدودآ 2 کیلومتر). در این صورت تعداد قمرهای زحل به 21 قمر تغییر می‌کند. 

میدان مغناطیسی زحل

میدان مغناطیسی دارای یک گشتاور کلی برابر 35/1 گشتاور مشتری است. اما این مقدار به حد کافی قوی است که یک میدان مغناطیسیسپهر مشتری گون با کمربندهای تابشی مشابه زمین ایجاد کند.گشتاور دو قطبی مغناطیسی با میل یک درجه نسبت به محور چرخش زحل قرار می‌گیرد که این مقدار با انحراف مشخص محورهای مغناطیسی مشتری و زمین تفاوت آشکار دارد. مغناطیس سپهر زحل ذرات بسیار کمتری از ذرات مغناطیس سپهر مشتری را در خود جای می‌دهد. 

 

دو دلیل عمده این تفاوت شامل کمبود یک منبع محلی ذرات بار دار که در مورد مشتری توسط فورانهای آیو تولید می‌شوند و حلقه‌های قابل رویت زحل که بطور موثری ذرات باردار را جذب کرده و مغناطیس سپهر داخلی را از ذرات باردار خالی می‌کنند، است. در خارج لبه حلقه‌ها چگالی ذرات باردار به سرعت افزایش می‌یابد و در حدود 5R_s تا 10R_s به یک قله می‌رسد. در اینجا ، ذرات باردار بطور محکم به میدان مغناطیسی در حال دوران سریع جفت می‌شوند. این برهمکنش ، لایه‌ای از پلاسما به ضخامت تقریبا 2R_s ایجاد می‌کند که تا حدود 15R_s ادامه می‌یابد.در ورای این مقدار ، مغناطیس سپهر شکل خود را از دست می‌دهد. اندازه آن با دمای خورشید تغییر می‌یابد.