مقاله در مورد سیاره

بخشی از مقاله

سیاره

مقدمه
شکل گیری منظومه شمسی حدود 5 میلیارد سال پیش ، از ابری متشکل از گاز و غبار بین ستاره‌ای ، آغاز گردید. جاذبه باعث انقباض ابر شده و کره متراکمی از گاز در مرکز ابر بوجود آورد. جاذبه همچنین باعث دوران هر چه سریعتر ابر شد. هنگام دوران، مواد موجود در ابر، پهن شده و حلقه ای به وجود آمد که نواحی متراکم مرکزی را در بر می گرفت. سرانجام در این ناحیه متراکم

، گرمای لازم برای وقوع واکنشهای هسته‌ای فراهم گشت و بدین ترتیب ، ستاره خورشید بوجود آمد. اعضای کوچکتر منظومه شمسی از مواد موجود در این حلقه بوجود آمدند. این اعضاء عبارتند از سیارات ، سیارکها و ستاره دنباله دار.

میلیونها سال طول کشید تا منظومه

شمسی از ابری متشکل ازگاز و غبار ، پدید آمد.

خانواده منظومه شمسی
تمام اجرام آسمانی که در یک منظومه مداری قرار دارند، تحت تأثیر جاذبه‌ای دو جانبه به دور یک جرم مشترک مرکزی می‌چرخند. در منظومه زمین _ ماه مرکز جرم مشترک در فاصله 4748 کیلومتری (2950مایلی) هسته زمین قرار داشته و از سطح زمین خارج نشده است. در مورد منظومه شمسی ، مرکز جرم مشترک همواره با تغییر موقعیت نسبی سیاره‌ها ، در حال تغییر است. این مرکز در فاصله‌ای حدود 300000 کیلومتر (186000 مایل) خارج از سطح خورشید قرار دارد.

سیارات منظومه شمسی
• سیاره ماه
سیاره قطر
استوا جرم شعاع
مدار سال روز
عطارد
0.382 0.06 0.38 0.241 58.6
زهره 0.949 0.82 0.72 0.615 -243
زمین

1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
مریخ 0.53 0.11 1.52 1.88 1.03
مشتری
11.2 318 5.20 11.86 0.414
زحل 9.41 95 9.54 29.46 0.426
سیاره اورانوس
3.98 14.6 19.22 84.01 0.718
نپتون
3.81 17.2 30.06 164.79 0.671
پلوتون*
0.24 0.0017 39.5 248.5 6.5
سدنا*
- - - - -
• سیاره عطارد

• سیاره زهره
• سیاره زمین
• سیاره مریخ
• سیاره مشتری
• سیاره زحل
• سیاره سیاره اورانوس
• سیاره نپتون
• سیاره پلوتون
• سیاره سدنا
تمام خصوصیات زیر در مقایسه با زمین می‌باشد

شناخت اجمالی سیارات منظومه شمسی
سیاره عطارد(Mercury)

سیاره عطارد که به نام های تیر و مرکوری (پیک بادپای خدایان) نیز خوانده می شود جرمی است کوچکتر از زمین با قطر 4878 کیلومتر که در نزدیکترین فاصله از خورشید به دور آن می گردد. مدار بیضوی آن بعد از مدار سیاره پلوتو دارای بیشترین خروج از مرکز (206/0) است و فاصله متوسط آن از خورشید 9/57 میلیون کیلومتر است. سیاره کوچک عطارد به دلیل جرم کم و فاصله اندکش با خورشید جوّی ندارد لذا سطح روشن آن بسیار داغ (حدود 327 درجه سانتیگراد) و سطح تاریک آن

بسیار سرد (163ـ درجه سانتيگراد) است. این سیاره در هر 88 روز یک بار به دور خورشید گردش می کند و جالب آن که مدت شبانه روز آن 65/58 شبانه روز زمینی است. این بدان معناست که عطارد بسیار آرام به دور خود می گردد. چگالی یا تراکم این سیاره نزدیک به چگالی زمین است (34/5 برابر چگالی آب) و این موضوع دلالت دارد بر اینکه ساختار داخلی آن عمدتاً از فلزات سنگین است و احتمالاً بیشتر آن را فلز آهن تشکیل می دهد. دراین مورد عطارد دارای یک هسته فلزی

متراکم و یک گوشته یا جبه ضخیم سنگی (سیلیکاتی) است. سطح سیاره دارای نسبت بازتاب 06/0 است، یعنی فقط 6 در صد نور تابیده به سطح اش را به فضا بازتاب می دهد. تاکنون فقط یک سفینه کاوشگر به نام مارينر 10 از این سیاره دیدن کرده است. این سفینه درسال 1974 میلادی از فاصله 200 هزار کیلومتری سطح عطارد عبور کرد و تصاویر نزدیکی از سطح آن به زمین ارسال

نمود. در این تصاویر سطح عطارد همانند سطح کره ماه دیده می شود که گودالهای شهابسنگی دهانه های آتشفشانی، دشتهای پهناور، کوهها، رشته کوهها و درّه های عظیم و طولانی درآن نمایان است. همچنین درسال 2004 سفینه به نام مسنجر (Messenger) بسوی این سیاره پرتاب گردید. ماموریت فضایی دیگری نیزدر سال 2012-2011 انجام خواهد شد. این سیاره قمر ندارد.
سیاره زهره(Venus)
سیاره زهره که به نامهای ناهید و ونوس (الهه عشق و زیبایی) و خواهر زمین نیز خوانده می شود جرمی است، اندکی کوچکتر از زمین با قطر 12104 کیلومتر که در فاصله متوسط 2/108 میلیون کیلومتری خورشید به دور آن گردش می کند. مدت گردش انتقالی آن 7/224 شبانه روز زمینی به طول می انجامد و گردش وضعی اش را در مدت 243 شبانه روز زمینی انجام می دهد. این موضوع دلالت بر چرخش بسیار آرام و کند سیاره بدور خود دارد. چگالی سیاره زهره 5/24 برابر چگالی آب است که کمی از چگالی زمین و عطارد کمتر است و احتمالاً ساختار درونی آن به ساختار درونی زمین شباهت دارد. یعنی دارای یک هسته مرکزی فلزی، گوشته یا جبّه ضخیم سیلیکاتی و پوسته ای نازک است. این سیاره دارای جوّ بسیار غلیظ و متراکمی است که همیشه سطح آن را از ديد ما

پنهان می دارد. ترکیب جوّ زهره عمدتاً از گاز دی اکسید کربن است که این موضوع می تواند منشاء اثر گلخانه ای شدید در جو سیاره باشد. درواقع این گاز همانند شیشه های یک گلخانه مانع خروج بازتاب های گرمایی از سطح زهره به فضا می شود. بدین وسیله می توان افزایش دمای سطحی سیاره را توجیه کرد. در واقع دمای جوّ زهره حدود 480 درجه سانتیگراد است که از دمای سطحی وجویّ هر سیاره ای در منظومه شمسی بیشتر است در این دما سرب به راحتی ذوب می شود! تاکنون سفاین زیادی به این سیاره گسیل شده اند که می توان سفاین کاوشگر مارینر2

(سال1962)، مارینر5 (سال1967)، مارینر 10(سالهای1975-1973)، ونراها (سالهای1983-1961)، وگا1و2 (سال1985)، گالیله (سال1990)، پایونیر(سالهای1992-1978) ،

ماژلان(سالهای1994-1989) ، مسنجر(سال2004) و آخرین آن سفینه ونوس اکسپرس (سال2005) را نام برد. برخی از سفاین فوق کاوشگرهایی به درون جوّ متراکم زهره ارسال کرده اند و بر سطح آن فرود آمده و در فرصت کوتاهی توانسته اند تصاویر ارزشمند از سطح سیاره و جوّ حاکم بر آن ارسال نمایند. حتی نمونه برداری هایی از خاک آن نیز داشته باشند. اطّلاعات به دست آمده نشان از وجود سطحی داغ و بسيار خشک دارد که جویّ بسيار گرم و متراکم و مه آلود برآن احاطه دارد و بادهای ملايمی نيز سطح آن را در می نوردند. حتی وقوع رعد و برق نيز درآن آشکار شده است. لازم به ذکر است که این سياره هيچ قمری ندارد.
سياره مريخ(Mars)
سياره مريخ که به نام های بهرام و مارس (الهه جنگ) نيز خوانده می شود جرمی است کوچکتر از زمين با قطر متوسط 6776 کيلومترکه در ورای مدار زمين و در فاصله متوسط 227 ميليون کيلومتری خورشيد به دور آن گردش می کند. فاصله آن از کره خاکی ما در بهترين زمان (حالت مقابله مطلوب) به حداقل 56 ميليون کيلومتر می رسد. البته مقابله معمول اين سياره در هر 780 روز يکبار رخ می دهد. سياره سرخ در مدت 687 شبانه روز زمينی (تقريباً دو برابر سال زمينی) يکبار به دور خورشيد و در مدت 623/24 ساعت به دور خود گردش می کند. که البته اين مدّت به شبانه روز زمين بسيار نزديک است. جالب آن که ميل محوری آن نيز 4/23 درجه است که آن هم به ميل

محوری زمين 5/23 درجه نزديک است. به همين دليل مريخ نيز همانند کره خاکی ما دارای فصول چهار گانه است که البته مدّت هر فصل تقريباً دو برابر مدّت زمان فصلهای زمينی است. دمای سطحی مريخ در نواحی استوايی اش و در گرم ترين ساعات شبانه روز به 26 درجه سانتيگراد و در سردترين زمان (پيش از طلوع خورشيد) تا 111ـ درجه سانتیگراد کاهش می يابد. دما در نواحی قطبی آن در سراسر سال به ندرت از 123ـ درجه سانتيگراد گرم تر می شود. مريخ دارای جوّی رقيق با فشاری حدود 01/0 فشار جویّ زمين است که عمدتاً از گاز دی اکسيد کربن تشکيل ش

ده است. فشار اندک جوّ آن موجب می شود تا تغييرات دمايی آن زياد باشد. همچنين در اين فشار مايعات سريعتر تبخير خواهند شد. تصاوير تلسکوپی و مدار گردی مريخ وقوع توفان های کوچک و يا سراسری گرد و غبار را در جوّ آن آشکار ساخته اند. جالب آنکه گاهی اوقات ابرهای نازکی خصوصاً در نواحی قطبی آن تشکيل می شود. به دليل تشابه نزديک محيط مريخ با سياره ما از زمانهای دور اين سياره مورد توجّه بوده است و پيشرفت های فضايی کمک موثری به شناخت هر چه بيشتر اين سياره نموده است و تا کنون بيشترين پژوهش های بين سياره ای را به خود اختصاص داده است به طوريکه سفاين زيادی به اين سياره ارسال شده است و مريخ نشين های متعددی بر سطح آن فرود آورده و تحقيقات مهمی را در محيط آن به عمل آورده اند. کاوشگرهايی مانند مارينر4

(سال1964)، مارینر6و7 (سال1969)، مارس2،3و9 (سال1971)، مارس5و6 (سال1973)، وايکينگ1و2 (سال1975)، فوبوس (سال1988)، مارس ابزرور (سال1992)، مارس96 (سال1996)، مارس پت فايندر و مارس گلوبال سورویر(سال1996)، نوزومی و مدارگرد آب وهوایی مریخ (1998)، دیپ اسپیس2 (سال1999)، فرودگر قطبی مریخ (سال1999)، ادیسه2001مريخ (سال2001)، مارس اکسپرس(سال2003)، رهیابهای اکتشافی سطح مریخ (سال2003)، مدار گرداکتشافی مریخ (سال2005) و درسالهای آتی سفینه های فونیکس و مارس 2007 (سال2007) با هدف شناخت هر چه بيشتر محيط مريخ به اين سياره ارسال شده و می شوند.

سطح سرخ گون مريخ عوارضی مانند گودال های برخوردی شهاب سنگی، آتشفشانهای کوچک وبزرگ، دشتهای پهناور، کوهها و درّه های طولانی را در خود جای داده است. در قطبين مريخ نيز کلاهکهای يخی سفيد ديده می شود که جنس آنها از يخ خشک و يخ آب است و جالب آن که با تغيير فصول در مريخ تغيير اندازه می دهند. سياره مريخ دو قمر کوچک دارد که هر دوی آنها در سال 1877 توسط ستاره شناس آمريکايی آساف هال (Asaph Hall) کشف شدند. بزرگترين قمر مريخ فوبوس (ترس) نام دارد که با شکل نامنظم خود قطری معادل 28 × 23 ×20 کيلومتر دارد و در فاصله متوسط 9270 کيومتری سطح مريخ و در مدت 32/0 روز به دور آن گردش می کند. قمر ديگر با نام ديموس (وحشت) به سيب زمينی شباهت دارد و قطرآن 16 × 12 × 10 کيلومتراست. فاصله آن از مريخ 23400 کیلومتر بوده و در مدت 27/1 روز به دور آن گردش می نمايد. در سطح هر دو قمر گودالهاي برخوردی شهابسنگی به وفور يافت می شود و گمان می رود اين دو قمر سيارک های سرگردانی بودند که در گذشته های دور به دام جاذبه مريخ افتاده اند.

سياره مشتری(Jupiter)
سياره غول پيکر مشتری به نام های برجيس و ژوپيتر (فرمانروای کوه المپ) نيز خوانده می شود، بزرگترين سياره منظومه شمسی است مشتري با قطر 142800 کيلومتر در فاصله ای دور از خورشيد و در آن سوی مدار مريخ و سيارک ها به دور خورشيد گردش می نمايد. فاصله متوسط آن از خورشيد 36/778 ميليون کيلومتر است و در مدت 86/11 سال زمينی گردش انتقالی اش را انجام می دهد. گردش وضعی اش نيز در مدت 928/9 ساعت انجام می گيرد. اين مدت گردش

وضعی در ميان سيارات کوتاهترين زمان محسوب می شود. چرخش سريع اين سياره موجب شده تا ميزان پخ شدگی آن نيز زياد باشد به طوريکه سياره در نواحی استوايی برآمده و در مناطق قطبی فرو رفته به نظر می رسد. چگالی مشتری کمی بيشتر از چگالی آب است (33/1) و اين موضوع نشاندهنده آن است که از نظرساختاری از عناصر سبکی همچون هيدروژن و هليوم به حالت گاز يا مايع تشکيل شده است. در واقع سياره سطح جامدی ندارد و گمان می رود که فقط در مرکز آن يک هسته جامد وجود داشته باشد که اطراف آن را لايه ای از هيدروژن فلزی مايع در بر گرفته و در ورای آن جوّ غليظ و ضخيمی از هيدروژن و هليوم وجود دارد که نمای خارجی مشتری را تشکيل می دهد. سياره درخشان مشتری از ديد ناظری در فضا به صورت کره گازی زرد رنگی که دارای خطوطی موازی به رنگ تيره و روشن و به صورت يک درميان است جلوه گری می کند. درواقع به رگه ها يا نواحی تيره جوّ فوقانی مشتری کمربندهای ابری و به نوارهای روشن ناحيه می گويند.
درجوّ غليظ اين سياره لکّه های بيضوی کوچک و بزرگی که به شکل گرداب هستند ديده می شود. يکی ازاين لکّه ها به قدری بزرگ است که قطر طولی آن سه برابر قطر کره زمين است. اين لکّه که به رنگ سرخ ديده می شود اولين بار توسط ستاره شناس انگليسی رابرت هوک درسال 1664 ميلادی کشف شد. لازم به ذکر است کمربندهای جویّ و لکّه سرخ مشتری از ميان تلسکوپی نسبتاً قوی آماتوری قابل تشخيص و رويت می باشند. سياره مشتری دارای ميدان مغناطيسی قدرتمند و عظيمی است که ساختار پيچيده ای دارد ودنباله آن تا مدار سياره زحل نيز کشيده

شده است! مسلماً درايجاد اين ميدان قدرتمند توده مرکزی مشتری و لايه هيدروژن فلزی اطراف آن و همچنين چرخش سريع سياره نقش موثری دارند. ميدان مغناطيسی سياره حتی بر اقمار مجاورش نيز تاثيرگذار است. مشتری اقمار زيادی دارد که چهار عدد آنها از بقيه به مراتب بزرگترند و اولين بار توسط ستاره شناس مشهور ايتاليايی گاليلئوگالیله کشف شدند. بدين جهت به آنها اقمار گاليله ای مشتری می گويند. اين چهار قمر به ترتيب فاصله از سياره عبارتند از: آيو (IO)، اروپا (Europa)، گانيمد (Ganymede) و کاليستو ( Callisto). جالب اين که هر کدام از اقمار ويژگي

شاخصي دارند. آيو دارای فعاليت شديد آتشفشانی است در واقع فعال ترين قمر در منظومه شمسی محسوب می شود. اروپا دارای سطحی بسيار صاف وهموار است و سطح آن کاملاً از يخ پوشيده شده لذا نسبت بازتاب آن نيز بالاست (64/0 ). گانيمد با قطر 5276 كيلومترنه تنها بزرگترين قمر سياره مشتری است بلکه با قطر 5276 کيلومتر بزرگترين قمر نيز در منظومه شمسی محسوب

می شود. کاليستو نيز دارای سطحی تيره و بسيار قديمی است و احتمالاً كهنسال ترين قمر منظومه شمسي است. لازم به ذکر است که چهار قمر بزرگ مشتری را می توان به راحتی با دوربين های با بزرگنمايی کم مشاهده کرد. تاکنون سفینه های فضایی پایونیر10(سال1973)، پایونیر11(سال1974)، ویجر1و2 (سال1979)، اولیس(سال1992) و مدارگرد و فرودگر جوّ مشتری (از سال1989 تاکنون) ازاین سیاره غول دیدن کرده اند. شمار اقمار کشف شده مشتری بعد از ارسال سفاين فوق به بيش از 63 قمر رسيده است که در نوع خود در منظومه شمسی جالب و بی نظير است .
سياره زحل(Saturn)
سياره زحل که به نام های کيوان و ساترن (الهه زمان و پدر ژوپیتر) نيز خوانده می شود از زيباترين سيارات منظومه شمسی است که در فاصله متوسط 1427 ميليون کيلومتری از خورشيد به دور آن گردش می کند. گردش انتقالی زحل 46/29 سال زمينی به طول می انجامد. مدّت گردش وضع

ی آن در نواحی استوايی 25/10 ساعت است. زحل با قطر استوايی 120660 کيلومتر دومين سياره بزرگ منظومه شمسی است. چگالی آن در مقايسه با ديگر سيارات بسيار کمتر و فقط70/0 چگالی آب است. در واقع اگر به طور فرضی اقيانوس عظيمی از آب وجود داشته باشد، سياره زحل به راحتی بر آب شناور خواهد شد. چگالی اندک آن دلالت دارد براينکه ساختار داخلی آن از عناصر سبک هيدروژن و هليوم می باشد که شباهت زياد آن را با ساختار داخلی سياره مشتری نشان

می دهد. سياره زحل همچون مشتری دارای يک هسته مرکزی کوچک و احتمالاً لايه هيدروژن فلزی است که جوّی ستبر و غليظ آن را احاطه کرده است. جالب آن که کمربندهای ابری وناحيه های روشن در جوّ زحل نيز قابل تشخيص است. البته وضوح آنها کمتر از خطوط جوّی مشتری است.
يکی از ويژگيهای شاخص سياره وجود حلقه هايی زيبا و شگفت انگيز برگرد آن است. در واقع حلقه های زحل از فاصله نزديک شامل بی شمار حلقه و شکاف است که از ذرات ريز خرده سنگ و يخ تشکيل شده اند و از فواصل دور به شکل حلقه جلوه گری می کند. منشاء پيدايش حلقه ها هنوز نامشخص است ولی طبق نظرستاره شناس فرانسوی ادوارد رش(Edvard Roche) حدّی برای حداقل فاصله اقمار تا سياره وجود دارد که اگر قمری از حدّ فوق به سياره نزديکتر شود اثر متقابل جاذبه سياره موجب متلاشی شدن آن شده و قطعات خرده شده آن همانند حلقه هايی به دور سياره قرار می گيرند. تاکنون سفينه های کاوشگر پايونير 11(سال1979)، وويجر1 (سال1980)، وويجر2 (سال1981) و در حال حاضر سفينه کاسينی- هويگنس (ازسال 1997 تا 2008) از اين

سياره ديدن کرده اند. اين سفينه ها با ارسال عکسها و اطّلاعات ارزشمند، بسياری از ناشناخته های اين سياره و اقمار شگفت انگيزش را کشف کرده اند. با بررسی دقيق تصاوير ارسالی اين سفينه ها بيش از 61 قمر برای اين سياره شناسايی شده است. يکی از کشفيات بزرگ سفينه وويجر آشکار سازی جوّ غليظ ونارنجی رنگ در اطراف بزرگترين قمر زحل می باشد. اين قمر تيتان نام دارد که قطری معادل 5150 کيلومترداشته که نيروی جاذبه آن برای نگه داشتن برخی گازها کافی است. مشخص شده که در جوّ مه آلود اين قمر گازهای نيتروژن، هليوم و متان يافت می شود.

حتی ممکن است درياچه هايی نيز از نيتروژن و متان بر سطح تيتان وجود داشته باشد. سفينه کاسينی ـ هويگنس با ماموريت شناخت هر چه بيشتر اين منظومه سياره ای کوچک به فضا پرتاب شد و در سال 2004 ميلادی با جدا شدن کاوشگر هويگنس از مدار گرد کاسينی و سقوط در جوّ تيتان به دانشمندان در شناخت هر چه بيشتر اين قمر شگفت انگيز ياری رساند. البته ماموريت مدار گرد کاسينی تا سال 2008 ميلادی ادامه دارد.
سياره اورانوس(Uranus)
سياره اورانوس (خدای آسمان اوّل و فرمانروای جهان) اولين سياره کشف شده با ابزار رصدی است که درسال 1781 ميلادی توسط ستاره شناس آماتور انگليسی ويليام هرشل (William Herschel) و با تلسکوپی که خود ساخته بود کشف گرديد. البته او در ابتدا تصور می کرد که آن يک دنباله داراست! سياره اورانوس با قطر استوايی 51120 کيلومتر يکی ديگر از سيارات غول گازی است که در فاصله دور 6/2869 ميليون کيلومتری خورشيد به دور آن گردش می کند. مدّت گردش انتقالی آن 013/ 84 سال زمينی به طول می انجامد و مدّت گردش وضعی اش 24/17 ساعت می باشد. چگالی اين سياره نيز همانند سيارات گازی ديگر کم و حدود 3/1 برابر چگالی آب

است.چگالی کم گويای آن است که ساختار داخلی اورانوس نيز همانند سيارات مشتری و زحل ولی در مقياس کوچکتر است. اورانوس نيز عمدتاً از گاز هيدروژن و هليوم و مقاديری نيز متان تشکيل يافته است. در واقع متان موجود در جوّ آن رنگ آبی مايل به سبز اين سياره را باعث شده است. ويژگی خاص اين سياره ميل محوری استثنايی آن است. در واقع محور آن به اندازه 8/97 درجه کج شده است و به نظر می رسد که قطبين آن تقريباً در راستای صفحه مداری اش قرار گرفته اند و صفحه استوايی آن عمود بر صفحه مداری آن می باشد. لذا به اورانوس سياره به پهلو خوابيده نيز می گويند.