زحل: تفاوت بین نسخه‌ها

از ویکی نجوم
پرش به: ناوبری، جستجو
جز (جایگزینی متن - 'کتاب درآمدی بر نجوم و کیهان‌شناسی/ ایان موریسون/ مترجم: غلامرضا شاه‌علی' به 'کتاب درآمدی بر نجوم و کیهان‌شناسی/ نوشته ایان مو�)
جز (جایگزینی متن - 'میتوان' به 'می‌توان')
 
(۱۵ نسخه‌ٔ میانی ویرایش شده توسط ۲ کاربر نشان داده نشده)
سطر ۱: سطر ۱:
[[رده: علوم سیاره‌ای]]
+
{{تکمیلی}}
[[رده: منظومه شمسی]]
 
[[رده: سیاره]]
 
  
[[پرونده:Saturn_(planet)_large.jpg|تصویر به دست آمده از عکس‌های ارسالی [[وویجر]] ۲ از زحل |thumbnail|left]]
+
<br/><br/>
 
 
زحل یا کیوان، پس از [[مشتری]]، دومین [[سیاره]] ی بزرگ [[منظومه شمسی]] و ششمین [[سیاره]] دور از [[خورشید]] است. زحل یک گلوله گازی غول‌پیکر است که با وجود حجم زیادش تنها ۹۵ برابر [[زمین]] جرم دارد. چگالی این [[سیاره]] حدود یک‌هشتم [[زمین]] و کمتر از آب است. یک روز کامل در زحل برابر ۱۰ ساعت و ۳۹ دقیقه در [[زمین]] و یک سال آن برابر ۲۹٫۵ برابر سال [[زمین]] است. از آنجایی که مدار استوایی زحل تقریباً همانند زمین در ۲۷ درجه است، تغییرات زاویه [[سیاره]] نسبت به [[خورشید]] شبیه به [[زمین]] می‌باشد و در این [[سیاره]] نیز همان چهار فصل مشاهده می‌شود. جرم [[سیاره]] زحل همانند [[مشتری]] از گاز است که بیشتر آن را هیدروژن تشکیل می‌دهد. میزان اندکی هلیوم و متان در رده‌های بعدی گازهای تشکیل‌دهندهٔ [[سیاره]] قرار دارند.
 
 
 
در آسمان شب [[زمین]]، زحل به دلیل اندازه بزرگ، دارای جوی درخشان است. زیبایی آسمان زحل به خاطر نوارهای روشن حلقه‌های اطراف آن و نیز به خاطر قمرهای زیادش است.
 
 
 
به علت [[سرعت]] حرکت زحل به دور خود در قطب‌های آن نوعی حالت پخی مشاهده می‌شود که [[سیاره]] را از شکل کرهٔ کامل دور می‌کند. زحل از جنبه‌های زیادی شبیه [[مشتری]] است، جز اینکه در اطراف آن چندین حلقه شگفت انگیز وجود دارد.
 
[[File:Saturn from Cassini Orbiter (2007-01-19).jpg|thumb|حلقه های زحل ، تصویر به دست آمده از فضا پیمای کاسینی]]
 
  
 +
== مشخصات ==
  
 +
{| border="1" align="left" cellspacing="0" cellpadding="2" style="width: 260px;"
 +
|-
 +
| colspan="2" style="text-align: center; background-color: rgb(255, 255, 153);" | <span style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;"><span style="font-size:medium;"><font class="Apple-style-span">'''زحل'''</font></span></span>
 +
|-
 +
| colspan="2" style="text-align: center; background-color: rgb(0, 0, 0); " | [[File:Saturn-cassini-March-27-2004.jpg|center|300x240px|null|alt=null]]<span style="color:#ffffff;"><font class="Apple-style-span" face="arial, helvetica, sans-serif" size="2"><span class="Apple-style-span" style="font-size: 10px;">عکسی که مشاهده میکنید توسط فضاپیما کاسینی و در رنگ طبیعی </span></font></span><font class="Apple-style-span" face="arial, helvetica, sans-serif" size="2"><span class="Apple-style-span" style="font-size: 10px;">[[زحل|زحل]]</span></font><span style="color:#ffffff;"><font class="Apple-style-span" face="arial, helvetica, sans-serif" size="2"><span class="Apple-style-span" style="font-size: 10px;"> گرفته شده است.</span></font></span>
 +
|-
 +
| colspan="2" style="background-color: rgb(255, 255, 153); text-align: center;" | <font class="Apple-style-span" face="arial, helvetica, sans-serif" size="4"><span class="Apple-style-span" style="font-size: 14px;">'''ویژگی های مداری '''</span></font>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">[[%D8%A7%D9%88%D8%AC|اوج]]</span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">km 1,513,325,783</span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">[[%D8%AD%D8%B6%DB%8C%D8%B6|حضیض]]</span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">1,353,572,956 km</span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">نیم قطر بزرگ</span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">1,433,449,370 km</span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">خروج از مدار</span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">0.055723219</span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">[[%D8%AF%D9%88%D8%B1%D9%87%20%D8%AA%D9%86%D8%A7%D9%88%D8%A8|دوره تناوب]] [[%D9%85%D8%AF%D8%A7%D8%B1|مداری]]</span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">10 759.22 روز </span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">سرعت مداری متوسط</span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">9.69 کیلومتر بر ثانیه</span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">[[%D8%A2%D9%86%D9%88%D9%85%D8%A7%D9%84%DB%8C%20%D9%85%D8%AA%D9%88%D8%B3%D8%B7|آنومالی متوسط]]</span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">320.346 750°</span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">زاویه انحراف (نسبت به[[%D8%AF%D8%A7%DB%8C%D8%B1%D8%A9%20%D8%A7%D9%84%D8%A8%D8%B1%D9%88%D8%AC|دایرة البروج]])</span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">2.485 240°</span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">تعداد قمر </span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">62 </span>
 +
|-
 +
| colspan="2" style="text-align: center; background-color: rgb(255, 255, 153);" | '''<span style="font-size:larger;"><span style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">ویژگی های ساختاری </span></span>'''<br/>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">شعاع استوایی</span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">9.4492 برابر شعاع استوایی زمین</span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">شعاع قطبی </span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">8.5521 برابر شعاع قطبی زمین</span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">[[%D9%85%D8%B3%D8%A7%D8%AD%D8%AA|مساحت]] سطحی </span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">83.703 برابر مساحت سطحی زمین</span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">[[%D8%AD%D8%AC%D9%85|حجم]]</span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">763.59 برابر حجم زمین</span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">[[%DA%86%DA%AF%D8%A7%D9%84%DB%8C|چگالی]] متوسط</span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">0.687g/cm<sup style="line-height: 1em;">3</sup> </span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">[[%D8%A2%D9%84%D8%A8%D8%AF%D9%88|آلبدو]](نسبت بازتاب)</span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">0.342(بوند)</span>
 +
|-
 +
| colspan="2" style="text-align: center; background-color: rgb(255, 255, 153);" | '''<span style="font-size:larger;"><span style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">گاز های پیرامون سیاره</span></span>'''<br/>
 +
|-
 +
| style="background-color: rgb(255, 255, 153);" | <span style="font-size:larger;"><span style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">'''نام عنصر '''</span></span><br/>
 +
| style="background-color: rgb(255, 255, 153);" | <span style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;"><span style="font-size:larger;">'''درصد '''</span></span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">هیدروژن</span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">96%~</span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">هلیوم </span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">3%~</span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">متان</span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">0.4%~</span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">آمونیاک</span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">0.01%~</span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">هیدروژن دوترید</span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">0.01%~</span>
 +
|-
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">اتان</span>
 +
| style="text-align: center;" | <span style="font-size:smaller;">0.0007%</span>
 +
|}
  
== مشخصات ==
 
 
نیم‏محور بزرگ: ۱٬۴۲۶٬۶۶۶٬۴۲۲ کیلومتر (۹٫۵۳۶۶۷۵۹۴ AU)
 
نیم‏محور بزرگ: ۱٬۴۲۶٬۶۶۶٬۴۲۲ کیلومتر (۹٫۵۳۶۶۷۵۹۴ AU)
  
 
خروج از مرکز: ۰٫۰۵۳۸۶۱۷۹
 
خروج از مرکز: ۰٫۰۵۳۸۶۱۷۹
  
[[آنومالی]] متوسط: ۳۲۰٫۳۴۶۷۵۰°
+
آنومالی متوسط: ۳۲۰٫۳۴۶۷۵۰°
  
 
زاویه انحراف: ۲٫۴۸۵۲۴۰°
 
زاویه انحراف: ۲٫۴۸۵۲۴۰°
  
طول [[گره صعودی]]: ۱۱۳٫۶۴۲۸۱۱°
+
طول [[%DA%AF%D8%B1%D9%87%20%D8%B5%D8%B9%D9%88%D8%AF%DB%8C|گره صعودی]]: ۱۱۳٫۶۴۲۸۱۱°
  
[[اوج]]: ۱٬۵۰۳٬۵۰۹٬۲۲۹ کیلومتر (۱۰٫۰۵ AU)
+
[[%D8%A7%D9%88%D8%AC|اوج]]: ۱٬۵۰۳٬۵۰۹٬۲۲۹ کیلومتر (۱۰٫۰۵ AU)
  
[[حضیض]]: ۱٬۳۴۹٬۸۲۳٬۶۱۵ کیلومتر (۹٫۰۲۳ AU)
+
[[%D8%AD%D8%B6%DB%8C%D8%B6|حضیض]]: ۱٬۳۴۹٬۸۲۳٬۶۱۵ کیلومتر (۹٫۰۲۳ AU)
  
 
تناوب مداری: ۱۰٬۷۵۵٫۷ روز زمین (۲۹٫۴۴۷۴۹۸ سال زمین)
 
تناوب مداری: ۱۰٬۷۵۵٫۷ روز زمین (۲۹٫۴۴۷۴۹۸ سال زمین)
سطر ۶۹: سطر ۱۳۸:
 
قطر زاویه‌ای(بدون درنظرگرفتن حلقه‌ها): ۱۴٫۵"–۲۰٫۱"
 
قطر زاویه‌ای(بدون درنظرگرفتن حلقه‌ها): ۱۴٫۵"–۲۰٫۱"
  
==تاریخچه رصد زحل==
+
<br/>
[[گالیله]] اولین کسی بود که با تلسکوپ خود در سال 1610 زحل را رصد کرد و کمی هم بهت­زده شد. او سیاره را اینگونه توصیف نمود: «گوش دارد و از سه جسم کنار هم با زاویه­ای ثابت، که وسطی حدود سه برابر دوتای دیگر است، تشکیل شده است.» او وقتی بیشتر حیرت­زده شد که دو سال بعد ملاحظه نمود دو جسم خارجی محو شده­اند. او با تعجب از خود پرسید: «آیا زحل بچه­هایش را بلعیده است؟» و زمانی که در سال 1613 دوباره ظاهر شدند بیشتر سردرگم شد. در سال 1655، کریستین [[هویگنس]] (Christiaan Huygens) با تلسکوپی بسیار بهتر به رصد زحل پرداخت و اظهار داشت که زحل با یک سیستم حلقوی احاطه شده است. او نوشت: «زحل با یک حلقۀ نازک و مسطح، بدون تماس در هیچ نقطه­ای، احاطه شده است، و نسبت به دایرﺓالبروج مایل است.»
 
  
کلید سردرگمی گالیله در توضیح هویگنس نهفته است؛ سیستم حلقوی، به­دلیل کجی محور زحل، نسبت به [[دایرةالبروج]] مایل است. تصور کنید که قطب شمال زحل در نقطه­ای از مدارش به سمت خورشید کج شده باشد. ما، روی زمین نزدیک به خورشید، بیشتر نیم­کرۀ شمالی و حلقه­ها را در بازترین حالت خود خواهیم دید. درست کمتر از 15 سال بعد زحل در نقطۀ مقابل مدار خود قرار دارد، در حالیکه حالا قطب جنوب آن به سمت [[خورشید]] کج شده است. بدین ­ترتیب نیم­کرۀ جنوبی را بهتر می­بینیم و حلقه­ها نیز کاملاً گسترده هستند. در بین راه، وسط این دو حد، حلقه­ها را در حالی که لبۀ آنها به سمت ما است می­بینیم و درست همانگونه که گالیله مشاهده کرد، به نظر می­رسد که حلقه­ها ناپدید شده­اند. بنابراین زمین، در هر دور گردش زحل، دوبار در صفحۀ حلقه­های آن قرار می­گیرد؛ تقریباً هر 15 سال یک­بار.[1]
+
== زحل ==
  
== چرخش و مدار ==
+
ماموریتهای عبور از کنار زحل که با پایونیر2،ویجر1 و ویجر 2 انجام گرفت،اطلاعات سرشاری در اختیار ما گذاشت که تحلیل آنها مستلزم سالها وقت است. در اینجا ، به اجمال نگاهی خواهیم داشت به برخی اکتشافات محسور کننده ای که این کاوشگر ها عمل آورده اند .ابتدا بهتر است آنچه را پیش از ارسال کاوشگر ها به فضا میدانسته ایم ،بررسی کنیم .این دانسته ها واقعیت هایی اند که هنوز هم برای رصد هایی که شما به عمل میاورید مناسب است. زحل به علت حلقه ی آشکاری که دارد زیباترین سیارات است.گردش زحل در مدار خود تقریبا سی سال طول میکشد: یعنی،حرکت ظاهری زحل از میان برج های دایره البروج بسیار کند است. با کمک تلسکوپ های آماتوری سال های بسیاری طول میکشد تا کجی محور چرخش زحل (تقریبا 27درجه) معلوم شود؛ زیرا طی یک دوره تقریبا 14ساله ما سمت بالای حلقه های آن را می بینیم، سپس در حدود یک سال به نظر می رسد که این حلقه ها "لبه –نما" شده اند وبعد از آن منظره ای از زیر حلقه ها می بینیم. در سال 1966 وبار دیگر در سال 1980 حلقه ها به صورت لبه-نما دیده شدند، که با تلسکوپ های معمولی دیده نمی شدند ، زیرا بسیار نازکند (ضخامت آن ها حدود 50 متر است).اما این حلقه ها ساختار عمودی دارند که در آن بعضی ذرات موجود در بعضی نواحی از سطح متوسط بالا می آیند و در نواحی دیگر زیر سطح متوسط می روند؛ به طوری که عمق آن ها به 1Km می رسد.
زحل با طول ۹٫۵۳۹AU و دوره تناوب گردش نجومی ۲۹٫۵ سال، در مداری که با دایرة البروج زاویه ۴۹٫۲ درجه می‌سازد، می‌گردد.
 
  
از روی [[زمین]] قطر زاویه‌ای زحل در نقطه مقابله حدود ۲۰ ثانیه قوسی است. مانند [[مشتری]]، زحل دارای جو 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 ۱۰ ساعت و ۱۴ دقیقه و در عرضهای جفرافیایی بالا ۱۰ ساعت و ۳۸ دقیقه محاسبه شده است. در اینجا هم مجدداً چرخش جزئی مشابه [[مشتری]] داریم. استوای زحل به اندازه ۲۶ درجه و ۴۵ دقیقه با صفحه مداری آن زاویه می‌سازد، بطوری که قطبهای [[سیاره]] در فاصله‌های زمانی حدود ۱۵ سال یک بار سمت [[زمین]] متمایل می‌شوند. چرخش باعث پخی زیاد (۹۶٪) زحل می‌گردد، بطوریکه شعاعهای قطبی و استوایی به نسبت ۱۰/۹ هستند.
+
حلقه های زحل از دید ناظر زمینی چگونه به نظر می رسند؟ حلقه بیرونی خاکستری،حلقه میانی درخشان و حلقه درونی{به نام حلقه(crepe)} تاریک است. حتی با یک تلسکوپ کوچک "شکاف" میان حلقه های خاکستری و درخشان را می‌توانید ببینید. این شکاف که بخش کاسینی (cassimi) نامیده می شود ، ناحیه ای است که می پنداشتند در آن ذراتی وجود ندارد.
  
== ویژگی‌های فیزیکی ==
+
محاسباتی که برای تعیین چگالی متوسط این سیاره به عمل آمده ، نشان می دهد که زحل در کل منظومه شمسی دارای " کمترین" چگالی است(0.7g/cm<sup>3</sup> ). جسمی با این چگالی روی سطح آب شناور می ماند .این چگالی کم حاکی از آن است که این سیاره عمدتا از مواد گازی و مایع ترکیب یافته و ساختار ابری نواری آن مؤید این نکته است. وجود نوار های افقی همراه با پهن شدگی در این سیاره گازی بستگی کامل به مدت چرخش بسیار سریع آن دارد، که اندکی بیش از 10 ساعت است. قطر زحل از یک قطب تا قطب دیگر 12000Km کمتر از قطر استوایی آن است.
زحل کمی از [[مشتری]] کوچک‌تر است و جرم آن کمتر از جرم [[مشتری]] و در حدود ۹۵ برابر جرم [[زمین]] است. زحل کمترین چگالی میانگین را نسبت به سایر سیارات منظومه شمسی دارد. درون زحل احتمالاً ترکیب [[مشتری]] را دارد. تخمین های نظری مقادیر حدود ۷۴٪ هیدروژن، ۲۴٪ هلیوم، ٪۲ عناصر سنگین‌تر را پیشنهاد می‌کند. این ترکیب تقریباً مشابه ترکیبات [[خورشید]] است. احتمالا زحل دارای یک هسته سنگین کوچک به قطر ۲۰ هزار کیلومتر و جرمی معادل ۲۰Mφ باشد.
 
  
== جو ==
+
در سال 1972 با ارسال پرتو های راداری دورترین فاصله ی حلقه ها زحل ثبت شد . بازده سیگنالهای رادیویی 60 درصد بود ،که نشان می داد ذرات به وجود آورنده حلقه ها فقط دانه های برف مانندی نیستند ،بلکه اجرامی پوشیده از یخ اند با ابعادی چشمگیر ، که ابعاد آن ها از مرتبه چندسانتی متر تا چند متر است. زمانی معلوم شده بود که حلقه ها، آن طور که در یک تلسکوپ به نظر می رسند، یک قرص جامد نیستند،بلکه ذرات بیشماری اند که زمان گردش مداری آنها بنا بر فاصله شان از این سیاره، فرق می کند. این زمان برای ذرات موجود در حلقه کرپ به طور متوسط در حدود 4 ساعت است در حالی که برای ذرات موجود در حلقه خاکستری بیرونی در حدود 14 ساعت طول می کشد تا یک مدار را به طور کامل طی کنند.این زمان ها نه تنها با قوانین کپلر پیش بینی شده بود ،بلکه با جابجایی دوپلر در خطوط طیفی آن ها نیز تایید شده است. این بدان معنی نیست که ذرات مدارهای ثابتی دارند .امروزه،به نظر ما،تک تک ذرات حلقه بر اثر نیروهای گرانشی و الکترومغناطیسی اطراف آن ها با هم برخورد میکنند و آشفته می شوند؛ در این صورت حلقه های زحل همواره در حال تغییرند.
ساختار جو زحل با کمربندهایی که به موازات استوا امتداد دارند، همانند [[مشتری]] است؛ هرچند آشفتگی‌های این کمربندها بسیار کمتر از مشتری است (تاکنون از روی زمین فقط ۱۰ لکه مشاهده شده‌اند). ترکیب جو زحل نیز شباهت زیادی 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.
 
  
== شش ضلعی قطب شمال ==
+
اخترشناسان معتقدند که غیر ممکن است جرمی به اندازه جرم ماه، در نزدیکی زحل، یعنی محدوده حلقه ها وجود داشته باشد. زیرا هر طرف این جسم که به سیاره نزدیک تر باشد نسبت به طرف دیگر آن که از سیاره دورتر است، نیروی گرانشی بسیار قوی تری وارد می آید. ما در فصل 4 آثار کشندی را که ماه بر سطح زمین ایجاد می‌کند ،بررسی کردیم .نیرو های کشندی یا سبب از هم گسیختن جرم می شوند یا از تشکیل ان ، در نخستین وهله ، جلوگیری میکنند. فاصله ای را که در آن جرم بزرگی نمی‌تواند وجود داشته باشد، حد روشه(roche limit) می نامند.لبه خارجی حلقه خاکستری احتمالا مطابق با این حد است، از این رو تنها اجرام کوچک در داخل این فاصله ممکن است وجود داشته باشند.<ref name="multiple4">کتاب نجوم دینامیکی / نوشته رابرت تی دیکسون / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی </ref>
تصاویر فروسرخ جدید فضاپیمای کسینی از زحل یکی از عجیب‌ترین عوارض سطح این [[سیاره]] را نمایان کرد. ساختار ابر مانند یک شش ضلعی که به دور نقطهٔ قطب شمال زحل در گردش است می‌باشد. این ساختار بیست سال پیش درگذر فضاپیمای ویجر از کنار زحل کشف شده است.
 
  
[[پرونده:Saturn_hexagonal_north_pole_feature.jpg|400px]]
+
== قمر های زحل ==
  
== قمرهای طبیعی ==
+
در اوایل این قرن مشخص شده بود که 9 قمر به دور زحل میگردند. تنها یکی از آن ها از لحاظ اندازه در مرتبه ی اقمار گالیله ای مشتری قرار میگیرد. این قمر که تایتان(Titan) نامیده می شود،دومین قمر بزرگ منظومه شمسی به شمار می آید و جرم آن به قدر کافی زیاد است که می‌تواند جو داشته باشد . دورترین قمر زحل فیبی (phoebe) است. این قمر در مدار رجعی بسیار موربی در فاصله ی تقریبا 13 میلیون کیلومتری از زحل سیر می‌کند. گمان ما این است که فیبی یکی از اقمار اصلی زحل نبوده، بلکه بعدا به دام آن افتاده است. ضریب بازتاب کم آن(5 درصد) خبر از سطحی جز یخ ، احتمالا نوعی سیارک سنگی می دهد.
لیست تمامی قمر ها را به همراه توضیحات در لینک زیر ببینید:
 
  
http://fa.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%A7%D9%87%E2%80%8C%D9%87%D8%A7%DB%8C_%D8%B2%D8%AD%D9%84
+
وقتی پایونیر 11(1979)، ویجر 1(1980) و ویجر 2(1981) در گستره نزدیک به بررسی دقیق زحل پرداختند .هر کاوشگر شگفتیهایی خاص خود را ارائه کرد. میدان مغناطیسی زحل از لحاظ انرژی کلی اش، بعد از مشتری در مقام دوم قرار دارد. اما در سطح این سیاره مقادیر میدان مغناطسی تنها در همان حدود شدت میدان روی سطح زمین است.قطبیت آن نیز مخالف زمین ماست، یعنی قطب شمال میدان مغناطیسی آن به اصطلاح ما در نیمکره جنوبی است .همچنین محور میدان مغناطیسی زحل ،برخلاف زمین و مشتری،تقریبا به طور کامل بر محور چرخش آن منطبق است.بعضی از نظریه های مربوط به چگونگی ایجاد میدان مغناطیسی در یک سیاره به این گمان رسیده است که اختلاف میان این دو محور امری اساسی است. نمونه ای که زحل ارائه می دهد ، ظاهرا در جهت انکار این نظریه است.مدل درونی زحل که با این عبور از نزدیک معلوم شده، شامل هسته ای صخره ای است که چندان بزرگتر از زمین نیست.زحل مانند مشتری در حدود سه برابر انرژی گرمایی که از خورشید دریافت می کند، بیرون می تاباند که احتمالا ناشی از انقباض مدام این سیاره باشد.
  
== حلقه‌های سیاره‌ای ==
+
ویجر2 توانست ساختار نواری جو فوقانی زحل را بهتر از هر کاوشگر دیگر پیش از آن ببیند ، زیرا غباری که غالبا این سیاره را می پوشاند به طور غیر منتظره ای محو شده بود .جریان های فورانی مشاهده شد که تا حدود 1600Km/hr با سرعت چرخش کلی این سیاره تفاوت داشت .این باد ها ، در مقایسه با جو مشتری، نزدیکتر به هم تا نواحی قطبی ادامه می یافت. پوشش ابری زحل برخلاف مشتری تفاوتهای رنگی زیادی نشان نمی دهد. مشاهدات سمت تاریک این سیاره شفقهای قطبی درخشانی را در نواحی قطبی آشکار کرده است.
حلقه‌ها یا کمربندهای زحل در فاصله ۱۱۲۰۰ کیلومتری آن جای گرفته‌اند. حلقه‌های زحل از تکه‌های یخ و همچنین تکه‌های سنگ و غبار تشکیل شده‌اند برخی به اندازه یک غبار ریز و برخی به اندازه یک خانه. حلقه‌های زحل پهن هستند ولی بسیار تخت و نازک. پهنای آن‌ها ۲۸۰ هزار کیلومتر است اما کلفتی آنها تنها یک کیلومتر است. بنابراین هنگامیکه از پهلو به زحل بنگریم حلقه‌ها تیغه باریکی می‌شوند و دیده نمی‌شوند. [[مشتری]] و [[نپتون]] و [[اورانوس]] هم حلقه دارند اما حلقه زحل از همه بهتر دیده می‌شود. به باور دانشمندان دلیل درخشانتر بودن حلقه‌های زحل تازه تر بودن و جوانتر بودن آن هاست. آن‌ها می‌انگارند که این حلقه‌ها در پی نزدیک شدن یک ماهک (قمر) به زحل و فروپاشی آن ماهک در اثر گرانش زحل پدید آمده اند. حلقه‌های زحل به ترتیبی که کشف شده‌اند با حروف الفبا نامگذاری شده اند. ای، بی، سی، دی، ای، اف و جی در میان حلقه‌ها سه شکاف وجود دارد به نام‌های انکه، کیلر و مکسول و یک بازه بزرگ به نام شکاف کاسینی.
 
  
نخستین کسی که به حلقه رازآمیز پیرامون زحل علاقمند شد و آن را کشف کرد گالیله بود. او در سال ۱۶۱۰ به این موضوع پی برد و در آغاز بر این باور بود که این حلقه از جنس جامد می‌باشد. اما امروزه ثابت شده است که این حلقه از قطعات سنگ و آب یخ زده تشکیل شده است که برخی از آنها در اندازه‌های یک خودروی معمولی می‌باشند. مجموع گرانش (جاذبه) زحل و گرانش ماهکهای آن حالتی را پدید می‌آورند که این قطعات همواره بصورت حلقه‌های نازک به دور این سیاره به نظر ثابت ایستاده اند.
+
شاید غیر مترقبه ترین مشاهدات بر حلقه های زحل متمرکز شده باشند .جزئیات این حلقه ها با عبور از هر حلقه به حلقه دیگر بهتر معلوم می‌شود ، به طوری که تعداد زیر بخشهای این حلقه ها از هزار هم تجاوز می‌کند .سه حلقه قابل رویت از زمین ،یعنی حلقه های درخشان، خاکستری و کرپ به صورت کلی آن ها تایید و به ترتیب با نماد های A,B,C وFکاملا تایید شد و فقط این حلقه ها تعداد بسیاری حلقه ای فرعی را نشان می دهند. همچنین ثابت شد که کاسینی خالی نیست ،بلکه با حلقه های کوچک متعددی از ماده پر شده است. در واقع وقتی پایونیر2 از سمت مخالف خورشید ناظر حلقه ها بود ، بخش کاسینی درخشان و B که معمولا درخشنده ترین حلقه هاست ، تاریک به نظر می رسید.واقعیت کاملا پیش بینی نشده این بود که حلقه F در تصویر حاصل از ویجر 1 به صورت رشته های گیس باف نمایان شد .همچنین به نظر می رسید درآنجا پره هایی (spokes) است که به سوی خارج (تا بالای راس) حلقه ی B امتداد یافته است. امروزه نظر اخترشناسان این است که غبار نازکی از سطح این حلقه بر اثر میدان مغناطیسی زحل بالا می رود و به خارج آن راه می یابد. یک "پره" معین به مدت یک ساعت باقی می ماند. برای شکل گیس باف حلقه F توضیحی داده نشده و دوربینهای ویجر 2 چنین شکلی را ثبت نکرده اند.
  
[[پرونده:Saturn-rings.jpg|400px]]
+
از سال 1979 به بعد چند قمر جدید از زحل کشف شد. در لبه بیرونی حلقهA که شاید لبه ی ان حلقه را به طور واضح مشخص می‌کند، قمری است که با نماد1980S28 معرفی شده است. در دو طرف حلقه F دو قمر 1980S27 و 1980S26 یافت می شود که آن ها را اقمار نگاهبان نامیده اند. در ورای حلقه احتمالی G دو قمر می گردند که مدار مشترکی را اشغال کرده اند. این قمرهای هم- مدار با نماد های 1980S3 و 1980S1 معرفی شوند و یکی از آن ها ممکن است دهمین قمر مشکوک زحل باشد که در سال 1996( به نام یانوس )گزارش شده است. چگونه دو قمر می‌توانند بدون تصادم در یک مدار حرکت کنند؟ وقتی قمر سریعتر درونی به قمر کند تر بیرونی نزدیک می شود. دوقمر بر اثر جاذبه گرانشی ، انر‍‍ژی و اندازه ی حرکت زاویه ای مبادله می کنند. قمر درونی با کسب اندازه ی حرکت زاویه ای به مداری بالاتر می رود، اما در نتیجه این عمل حرکت آن کندتر می شود. قمر بیرونی با از دست دادن اندازه حرکت زاویه ای به مدار پایین تر می رود اما در این ضمن سرعتش افزایش می یابد .به عبارت دقیقتر ، این دو قمر از یک مدار عبور نمی کنند، بلکه نقششان را عوض می کنند. می‌توان گفت در این مدارهای جدید 1S می شود S3 وبرعکس.
  
== کاوش ==
+
دومین مجموعه اقمار هم-مدار مرکب از یک قمر قبلا شناخته شده به نام دیون (Dione) و جفت نویافته آن ، دیون B ، است که با نماد 1980S6 معرفی می شود. دوقمر دیگر با نمادهای 1980S25 و 1980S13 در یک آرایش سه مداری با تتیس (Tethys) پیوند خورده اند، یکی در موضع 60 درجه پیش از تتیس و دیگری در موضع 60 درجه پس از تتیس،آن را دنبال می کنند .این مواضع شبیه مواضع سیارکهای تروجان (Trojan) نسبت به سیاره مشتری آرایشهای پایدارند .چهار قمر دیگر در تصاویر حاصل از ویجر به طور غیر قطعی مشخص شده اند ، ولی ما به معرفی 17 قمر معرفی شده بسنده میکنیم.
فضاپیمای پایونیر ۱۱ برای نخستین بار در سال ۱۹۷۹ از این سیاره دیدن کرد و پس از آن در سالهای بعد وویجر ۱ و سپس وویجر ۲. از جمله مواردی که فضاپیمای وویجر ۲ در ماموریت خود توانست به آن دست پیدا کند اثبات وجود باد، میدان‌های مغناطیسی، شفق صبحگاهی و همچنین تندر و آذرخش در این سیاره زیبا می‌باشد. سرعت بادهایی که در قسمت استوایی این سیاره می‌وزد به ۵۰۰ کیلومتر بر ثانیه نیز می‌رسد.
 
  
== میدان مغناطیسی ==
+
اخترشناسان مخصوصا مجذوب بزرگترین قمر زحل ،یعنی تایتان بوده اند ، زیرا هم به قدر کافی پر جرم و هم سرد است که می‌تواند جو خود را حفظ کند .اما ترکیب درصدی جو این قمر بیشتر جلب توجه می کند، چون احتمالا شامل عناصری است مانند هیدروژن، اکسی‍ژن ،کربن و نیتروژن که موجودات زنده مربوط می شود. این عناصر را ویجر با عبور از نزدیکی این قمر یافته است ، اما دانشمندان وقتی شگفت زده شدند که پی بردند جز تشکیل دهنده ی عمده ی این جو نیتروژن است و متان فقط به مقدار ناچیزی در آن وجود دارد. مولکولهایی مانند متان (CH<sub>4</sub>) استیلن(C<sub>2</sub>H<sub>2</sub>)، سیانوژن (C<sub>2</sub>N<sub>2</sub>)، اتان (C<sub>2</sub>H<sub>6</sub>) وپروپان (C<sub>3</sub>H<sub>8</sub>) همگی در جو تایتان یافت می شوند. این مولکولها می‌توانند در سنتز کردن امینواسیدها که اجزای مولکولهای آلی پیچیده تری اند ، نقش مهمی داشته باشند. جو تایتان متراکمتر از جو زمین و دمای سطح آن 180- درجه است. بعضی ناظران به این فکر رسیده اند که می باید مولکولهای آلی پیش زیستی روی سطح تایتان "باریده" باشد و شاید هم نشانه هایی از حیات در آنجا آشکار باشد .اما همین مولکولهای پیچیده ابرهای نارنجی رنگی به عمق 250Km به وجود می آورند که همواره با لایه ای از مه و غبار با عمق بیشتر ، سطح تایتان را پنهان می کنند و مانع تایید آثار احتمالی حیات در آن می شوند.
میدان مغناطیسی دارای یک گشتاور کلی برابر ۳۵/۱ گشتاور مشتری است. اما این مقدار به حد کافی قوی است که یک میدان مغناطیسی سپهر 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. مغناط کرهٔ زحل ذرات بسیار کمتری از ذرات مغناط کرهٔ 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 مغناطیس‌سپهر داخلی را از ذرات باردار خالی می‌کنند، است. در خارج لبه حلقه‌ها چگالی ذرات باردار به سرعت افزایش می‌یابد و در حدود ۵Rs تا ۱۰Rs 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 تقریباً ۲Rs ایجاد می‌کند که تا حدود ۱۵Rs ادامه می‌یابد.در ورای این مقدار، مغناطیس‌سپهر شکل خود را از دست می‌دهد. اندازه آن با دمای خورشید تغییر می‌یابد.
+
قمرهای بزرگتر زحل به صورت کراتی مشخص می شوند که عمدتا از یخ و 20 تا25 درصد سنگ ترکیب یافته اند(چگالی آنها بین 1.1 و 1.9 است). بسیاری از آنها شواهدی از برخوردهای اجرام کوچک بسیار زیاد و نوعی فعالیت درونی را نشان می دهند. نه تنها کل سطح می ماس(Mimas) دهانه دار است، بلکه داغ یک دهانه بزرگ در آن یافت می شود که در نوع خود با هر دهانه بزرگ دیگری در منظومه شمسی برابری می کند.قطر این دهانه km138،عمق آن km10 وقله مرکزی آن در ردیف کوه های بزرگ روی زمین است .عمر این دهانه را چند میلیارد سال می دانند. برعکس می ماس، انسلادوس(Enceladus) شواهدی از فعالیتهای تازه را نشان می دهد که سطح بسیار گوناگونی پدیدآورده است. به نظر می رسد که بخشهای صافتر آن مناطق دهانه دار اولیه ای بوده اند که مجددا تسطیح شده اند .الگوهای به شکل جریان یک مایع و سطح چین وچروک دار آن حاکی از یک حالت مستمر فعالیت زمین شناختی است؛ حالتی بسیار نزدیک به گوشته ای از مایع در زیر پوسته ای نازک ، با یک منبع ناشناخته گرمایی.
 +
 
 +
دیون، با قطر 1100Km، چهارمین قمر بزرگ زحل است.عوارض بارز سطحی دیون شامل دهانه های پهن بزرگ و یک دره بزرگ گسل شده است.این امر غریبی نیست که روی یک قمر معین به سوی ستاره مادر باشد، اما در مورد دیون سمتی از آن که پیوسته در مدارش می ماند ، درخشانتر و پر دهانه تر از سمت پشتی آن است .چگالی این قمر 1.4g/cm<sup>3</sup> است. از این چگالی نسبتا زیاد برمی‌آید که این قمر نسبت به قمر هایی که چگالی کمتری دارند ار ماده سنگی بیشتری ترکیب یافته است. پوسته ی این قمر احتمالا از یخ تشکیل شده است.
 +
 
 +
مدتها تصور می شد که بخش کاسینی ، یعنی فاصله ظاهرا تهی میان حلقه های Aو B بر اثر گرانش یک یا چند قمر زحل ایجاد شده است.اخترشناسان استدلال می کنند که اگر مدت گردش ذره معینی در مدارهای حلقه های زحل دقیقا نصف مدت گردش قمر معینی در مدارش باشد، آن ذره دستخوش بیشترین کشش گرانشی زحل در همانجا در مدارش می شود ؛از این رو اثر تجمعی این وضع موجب می شود که ذره مکان خود خارج شود و یک جای خالی در حلقه ها باقی گذارد.این پدیده را اصل تشدید می نامند. ذرات نزدیک به درون بخش کاسینی در نصف زمان لازم برای گردش قمر می ماس،در مدار خود می گردند.رابطه مشابهی را می‌توان برای ذراتی که مدت گردش آنها 1.3، 1.4 یا 1.5 مدت گردش یک قمر معین است، به دست آورد.ولی ما فقط به اعتبار هفده قمر و چند رابطه کسری ساده نمی‌توانیم وجود فواصل میان حلقه های نازکی را که تعدادآنها به بیشتر از هزار می رسد،توضیح دهیم. دانشمندان با گمان نوعی توضیح دیگر، در جستجوی قمر کوچکی بر آمده اند که در هریک از فواصل قرار گرفته باشد و ذرات را جاروب کند، اما هرگز چنین قمری یافت نشد. شاید این حلقه های فرعی اشغال شده، امواج چگال گذرایی باشند که با زمان تغییر می کنند. امروزه ما حلقه های زحل را با دید جدیدی می بینیم ، از جمله آن که احتمالا عمر ساختار فعلی آن ها بیش از چند میلیون سال نباشد.<ref name="multiple4">کتاب نجوم دینامیکی / نوشته رابرت تی دیکسون / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی </ref>
 +
 
 +
== تاریخچه رصد زحل ==
 +
 
 +
[[%DA%AF%D8%A7%D9%84%DB%8C%D9%84%D9%87|گالیله]] اولین کسی بود که با تلسکوپ خود در سال 1610 زحل را رصد کرد و کمی هم بهت­زده شد. او سیاره را اینگونه توصیف نمود: «گوش دارد و از سه جسم کنار هم با زاویه­ای ثابت، که وسطی حدود سه برابر دوتای دیگر است، تشکیل شده است.» او وقتی بیشتر حیرت­زده شد که دو سال بعد ملاحظه نمود دو جسم خارجی محو شده­اند. او با تعجب از خود پرسید: «آیا زحل بچه­هایش را بلعیده است؟» و زمانی که در سال 1613 دوباره ظاهر شدند بیشتر سردرگم شد. در سال 1655، کریستین هویگنس (Christiaan Huygens) با تلسکوپی بسیار بهتر به رصد زحل پرداخت و اظهار داشت که زحل با یک سیستم حلقوی احاطه شده است. او نوشت: «زحل با یک حلقۀ نازک و مسطح، بدون تماس در هیچ نقطه­ای، احاطه شده است، و نسبت به دایرﺓالبروج مایل است.»
 +
 
 +
کلید سردرگمی گالیله در توضیح هویگنس نهفته است؛ سیستم حلقوی، به­دلیل کجی محور زحل، نسبت به دایره البروج مایل است. تصور کنید که قطب شمال زحل در نقطه­ای از مدارش به سمت خورشید کج شده باشد. ما، روی زمین نزدیک به خورشید، بیشتر نیم­کرۀ شمالی و حلقه­ها را در بازترین حالت خود خواهیم دید. درست کمتر از 15 سال بعد زحل در نقطۀ مقابل مدار خود قرار دارد، در حالیکه حالا قطب جنوب آن به سمت [[%D8%AE%D9%88%D8%B1%D8%B4%DB%8C%D8%AF|خورشید]] کج شده است. بدین ­ترتیب نیم­کرۀ جنوبی را بهتر می­بینیم و حلقه­ها نیز کاملاً گسترده هستند. در بین راه، وسط این دو حد، حلقه­ها را در حالی که لبۀ آنها به سمت ما است می­بینیم و درست همانگونه که گالیله مشاهده کرد، به نظر می­رسد که حلقه­ها ناپدید شده­اند. بنابراین زمین، در هر دور گردش زحل، دوبار در صفحۀ حلقه­های آن قرار می­گیرد؛ تقریباً هر 15 سال یک­بار.<ref name="multiple2">کتاب درآمدی بر نجوم و کیهان‌شناسی/ ایان موریسون/ مترجم: غلامرضا شاه‌علی [http://www.gshahali.ir/]</ref>
  
 
== منابع ==
 
== منابع ==
1. کتاب کتاب درآمدی بر نجوم و کیهان‌شناسی/ نوشته ایان موریسون/ ترجمه غلامرضا شاه‌علی [http://astronomy2012.blogfa.com]
 
  
ویکیپدیا [http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%B2%D8%AD%D9%84] [http://fa.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%A7%D9%87%E2%80%8C%D9%87%D8%A7%DB%8C_%D8%B2%D8%AD%D9%84]
+
<references /><br/><br/><br/><br/>
 +
 
 +
[[Category:علوم سیاره‌ای|علوم_سیاره‌ای]]<br/>[[Category:منظومه شمسی|منظومه_شمسی]]<br/>[[Category:سیاره]]

نسخهٔ کنونی تا ‏۱۶ مارس ۲۰۱۴، ساعت ۱۷:۴۳

این نوشتار خرد توسط مؤلف آن تکمیل می‌شود . لطفا شکیبا باشید . 




مشخصات[ویرایش]

زحل
عکسی که مشاهده میکنید توسط فضاپیما کاسینی و در رنگ طبیعی زحل گرفته شده است.
ویژگی های مداری
اوج km 1,513,325,783
حضیض 1,353,572,956 km
نیم قطر بزرگ 1,433,449,370 km
خروج از مدار 0.055723219
دوره تناوب مداری 10 759.22 روز
سرعت مداری متوسط 9.69 کیلومتر بر ثانیه
آنومالی متوسط 320.346 750°
زاویه انحراف (نسبت بهدایرة البروج) 2.485 240°
تعداد قمر 62
ویژگی های ساختاری
شعاع استوایی 9.4492 برابر شعاع استوایی زمین
شعاع قطبی 8.5521 برابر شعاع قطبی زمین
مساحت سطحی 83.703 برابر مساحت سطحی زمین
حجم 763.59 برابر حجم زمین
چگالی متوسط 0.687g/cm3
آلبدو(نسبت بازتاب) 0.342(بوند)
گاز های پیرامون سیاره
نام عنصر
درصد
هیدروژن 96%~
هلیوم 3%~
متان 0.4%~
آمونیاک 0.01%~
هیدروژن دوترید 0.01%~
اتان 0.0007%

نیم‏محور بزرگ: ۱٬۴۲۶٬۶۶۶٬۴۲۲ کیلومتر (۹٫۵۳۶۶۷۵۹۴ AU)

خروج از مرکز: ۰٫۰۵۳۸۶۱۷۹

آنومالی متوسط: ۳۲۰٫۳۴۶۷۵۰°

زاویه انحراف: ۲٫۴۸۵۲۴۰°

طول گره صعودی: ۱۱۳٫۶۴۲۸۱۱°

اوج: ۱٬۵۰۳٬۵۰۹٬۲۲۹ کیلومتر (۱۰٫۰۵ AU)

حضیض: ۱٬۳۴۹٬۸۲۳٬۶۱۵ کیلومتر (۹٫۰۲۳ AU)

تناوب مداری: ۱۰٬۷۵۵٫۷ روز زمین (۲۹٫۴۴۷۴۹۸ سال زمین)

قمرها: ۶۲ قمر تایید شده

متوسط شعاع: ۶ ± ۵۸۲۳۲ کیلومتر (۹٫۱۴ برابر زمین)

شعاع استوایی: ۴ ± ۶۰۲۶۸ کیلومتر (۹٫۴۵۵ برابر زمین)

شعاع قطبی: ۱۰ ± ۵۴۳۶۴ کیلومتر (۸٫۵۵۲ برابر زمین)

پخی قطبین: ۰٫۰۰۰۱۸ ± ۰.۰۹۷۹۶

مساحت سطح: ۴۲٬۶۱۲٬۱۳۳٬۲۸۵ کیلومتر مربع (۸۳٫۵۴۳ برابر زمین)

حجم: ۸۲۷٬۱۲۹٬۹۱۵٬۱۵۰٬۸۹۷ کیلومتر مکعب (۷۶۳٫۵۹۴ برابر زمین)

جرم: ۱۰۲۶ × ۵٫۶۸۳۱۹ کیلوگرم (۹۵٫۱۶۱ برابر زمین)

متوسط چگالی: ۰٫۶۸۷ g/cm3

گرانش سطحی: ۱۰٫۴۴ متر بر مجذور ثانیه (۱٫۰۶۵ برابر g)

سرعت فرار: ۱۲۹٬۹۲۴ km/h

چرخش: ۱۰٫۵۷ ساعت (۱۰ ساعت و ۳۴ دقیقه)

سرعت چرخش در استوا: ۹٫۸۷ کیلومتر بر ثانیه (۳۵٬۵۰۰ km/h)

انحراف محوری: ۲۶٫۷۳°

بعد قطب شمال: ۲س ۴۲د ۲۱ث (۴۰٫۵۸۹°)

میل قطب شمال: ۸۳٫۵۳۸°

دمای سطح در فشار ۱ جو 0.1 bar: حداقل ۱۳۴ K | حداکثر ۸۴ K

قدر ظاهری: +۱٫۴۷ تا −۰٫۲۴

قطر زاویه‌ای(بدون درنظرگرفتن حلقه‌ها): ۱۴٫۵"–۲۰٫۱"


زحل[ویرایش]

ماموریتهای عبور از کنار زحل که با پایونیر2،ویجر1 و ویجر 2 انجام گرفت،اطلاعات سرشاری در اختیار ما گذاشت که تحلیل آنها مستلزم سالها وقت است. در اینجا ، به اجمال نگاهی خواهیم داشت به برخی اکتشافات محسور کننده ای که این کاوشگر ها عمل آورده اند .ابتدا بهتر است آنچه را پیش از ارسال کاوشگر ها به فضا میدانسته ایم ،بررسی کنیم .این دانسته ها واقعیت هایی اند که هنوز هم برای رصد هایی که شما به عمل میاورید مناسب است. زحل به علت حلقه ی آشکاری که دارد زیباترین سیارات است.گردش زحل در مدار خود تقریبا سی سال طول میکشد: یعنی،حرکت ظاهری زحل از میان برج های دایره البروج بسیار کند است. با کمک تلسکوپ های آماتوری سال های بسیاری طول میکشد تا کجی محور چرخش زحل (تقریبا 27درجه) معلوم شود؛ زیرا طی یک دوره تقریبا 14ساله ما سمت بالای حلقه های آن را می بینیم، سپس در حدود یک سال به نظر می رسد که این حلقه ها "لبه –نما" شده اند وبعد از آن منظره ای از زیر حلقه ها می بینیم. در سال 1966 وبار دیگر در سال 1980 حلقه ها به صورت لبه-نما دیده شدند، که با تلسکوپ های معمولی دیده نمی شدند ، زیرا بسیار نازکند (ضخامت آن ها حدود 50 متر است).اما این حلقه ها ساختار عمودی دارند که در آن بعضی ذرات موجود در بعضی نواحی از سطح متوسط بالا می آیند و در نواحی دیگر زیر سطح متوسط می روند؛ به طوری که عمق آن ها به 1Km می رسد.

حلقه های زحل از دید ناظر زمینی چگونه به نظر می رسند؟ حلقه بیرونی خاکستری،حلقه میانی درخشان و حلقه درونی{به نام حلقه(crepe)} تاریک است. حتی با یک تلسکوپ کوچک "شکاف" میان حلقه های خاکستری و درخشان را می‌توانید ببینید. این شکاف که بخش کاسینی (cassimi) نامیده می شود ، ناحیه ای است که می پنداشتند در آن ذراتی وجود ندارد.

محاسباتی که برای تعیین چگالی متوسط این سیاره به عمل آمده ، نشان می دهد که زحل در کل منظومه شمسی دارای " کمترین" چگالی است(0.7g/cm3 ). جسمی با این چگالی روی سطح آب شناور می ماند .این چگالی کم حاکی از آن است که این سیاره عمدتا از مواد گازی و مایع ترکیب یافته و ساختار ابری نواری آن مؤید این نکته است. وجود نوار های افقی همراه با پهن شدگی در این سیاره گازی بستگی کامل به مدت چرخش بسیار سریع آن دارد، که اندکی بیش از 10 ساعت است. قطر زحل از یک قطب تا قطب دیگر 12000Km کمتر از قطر استوایی آن است.

در سال 1972 با ارسال پرتو های راداری دورترین فاصله ی حلقه ها زحل ثبت شد . بازده سیگنالهای رادیویی 60 درصد بود ،که نشان می داد ذرات به وجود آورنده حلقه ها فقط دانه های برف مانندی نیستند ،بلکه اجرامی پوشیده از یخ اند با ابعادی چشمگیر ، که ابعاد آن ها از مرتبه چندسانتی متر تا چند متر است. زمانی معلوم شده بود که حلقه ها، آن طور که در یک تلسکوپ به نظر می رسند، یک قرص جامد نیستند،بلکه ذرات بیشماری اند که زمان گردش مداری آنها بنا بر فاصله شان از این سیاره، فرق می کند. این زمان برای ذرات موجود در حلقه کرپ به طور متوسط در حدود 4 ساعت است در حالی که برای ذرات موجود در حلقه خاکستری بیرونی در حدود 14 ساعت طول می کشد تا یک مدار را به طور کامل طی کنند.این زمان ها نه تنها با قوانین کپلر پیش بینی شده بود ،بلکه با جابجایی دوپلر در خطوط طیفی آن ها نیز تایید شده است. این بدان معنی نیست که ذرات مدارهای ثابتی دارند .امروزه،به نظر ما،تک تک ذرات حلقه بر اثر نیروهای گرانشی و الکترومغناطیسی اطراف آن ها با هم برخورد میکنند و آشفته می شوند؛ در این صورت حلقه های زحل همواره در حال تغییرند.

اخترشناسان معتقدند که غیر ممکن است جرمی به اندازه جرم ماه، در نزدیکی زحل، یعنی محدوده حلقه ها وجود داشته باشد. زیرا هر طرف این جسم که به سیاره نزدیک تر باشد نسبت به طرف دیگر آن که از سیاره دورتر است، نیروی گرانشی بسیار قوی تری وارد می آید. ما در فصل 4 آثار کشندی را که ماه بر سطح زمین ایجاد می‌کند ،بررسی کردیم .نیرو های کشندی یا سبب از هم گسیختن جرم می شوند یا از تشکیل ان ، در نخستین وهله ، جلوگیری میکنند. فاصله ای را که در آن جرم بزرگی نمی‌تواند وجود داشته باشد، حد روشه(roche limit) می نامند.لبه خارجی حلقه خاکستری احتمالا مطابق با این حد است، از این رو تنها اجرام کوچک در داخل این فاصله ممکن است وجود داشته باشند.<ref name="multiple4">کتاب نجوم دینامیکی / نوشته رابرت تی دیکسون / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی </ref>

قمر های زحل[ویرایش]

در اوایل این قرن مشخص شده بود که 9 قمر به دور زحل میگردند. تنها یکی از آن ها از لحاظ اندازه در مرتبه ی اقمار گالیله ای مشتری قرار میگیرد. این قمر که تایتان(Titan) نامیده می شود،دومین قمر بزرگ منظومه شمسی به شمار می آید و جرم آن به قدر کافی زیاد است که می‌تواند جو داشته باشد . دورترین قمر زحل فیبی (phoebe) است. این قمر در مدار رجعی بسیار موربی در فاصله ی تقریبا 13 میلیون کیلومتری از زحل سیر می‌کند. گمان ما این است که فیبی یکی از اقمار اصلی زحل نبوده، بلکه بعدا به دام آن افتاده است. ضریب بازتاب کم آن(5 درصد) خبر از سطحی جز یخ ، احتمالا نوعی سیارک سنگی می دهد.

وقتی پایونیر 11(1979)، ویجر 1(1980) و ویجر 2(1981) در گستره نزدیک به بررسی دقیق زحل پرداختند .هر کاوشگر شگفتیهایی خاص خود را ارائه کرد. میدان مغناطیسی زحل از لحاظ انرژی کلی اش، بعد از مشتری در مقام دوم قرار دارد. اما در سطح این سیاره مقادیر میدان مغناطسی تنها در همان حدود شدت میدان روی سطح زمین است.قطبیت آن نیز مخالف زمین ماست، یعنی قطب شمال میدان مغناطیسی آن به اصطلاح ما در نیمکره جنوبی است .همچنین محور میدان مغناطیسی زحل ،برخلاف زمین و مشتری،تقریبا به طور کامل بر محور چرخش آن منطبق است.بعضی از نظریه های مربوط به چگونگی ایجاد میدان مغناطیسی در یک سیاره به این گمان رسیده است که اختلاف میان این دو محور امری اساسی است. نمونه ای که زحل ارائه می دهد ، ظاهرا در جهت انکار این نظریه است.مدل درونی زحل که با این عبور از نزدیک معلوم شده، شامل هسته ای صخره ای است که چندان بزرگتر از زمین نیست.زحل مانند مشتری در حدود سه برابر انرژی گرمایی که از خورشید دریافت می کند، بیرون می تاباند که احتمالا ناشی از انقباض مدام این سیاره باشد.

ویجر2 توانست ساختار نواری جو فوقانی زحل را بهتر از هر کاوشگر دیگر پیش از آن ببیند ، زیرا غباری که غالبا این سیاره را می پوشاند به طور غیر منتظره ای محو شده بود .جریان های فورانی مشاهده شد که تا حدود 1600Km/hr با سرعت چرخش کلی این سیاره تفاوت داشت .این باد ها ، در مقایسه با جو مشتری، نزدیکتر به هم تا نواحی قطبی ادامه می یافت. پوشش ابری زحل برخلاف مشتری تفاوتهای رنگی زیادی نشان نمی دهد. مشاهدات سمت تاریک این سیاره شفقهای قطبی درخشانی را در نواحی قطبی آشکار کرده است.

شاید غیر مترقبه ترین مشاهدات بر حلقه های زحل متمرکز شده باشند .جزئیات این حلقه ها با عبور از هر حلقه به حلقه دیگر بهتر معلوم می‌شود ، به طوری که تعداد زیر بخشهای این حلقه ها از هزار هم تجاوز می‌کند .سه حلقه قابل رویت از زمین ،یعنی حلقه های درخشان، خاکستری و کرپ به صورت کلی آن ها تایید و به ترتیب با نماد های A,B,C وFکاملا تایید شد و فقط این حلقه ها تعداد بسیاری حلقه ای فرعی را نشان می دهند. همچنین ثابت شد که کاسینی خالی نیست ،بلکه با حلقه های کوچک متعددی از ماده پر شده است. در واقع وقتی پایونیر2 از سمت مخالف خورشید ناظر حلقه ها بود ، بخش کاسینی درخشان و B که معمولا درخشنده ترین حلقه هاست ، تاریک به نظر می رسید.واقعیت کاملا پیش بینی نشده این بود که حلقه F در تصویر حاصل از ویجر 1 به صورت رشته های گیس باف نمایان شد .همچنین به نظر می رسید درآنجا پره هایی (spokes) است که به سوی خارج (تا بالای راس) حلقه ی B امتداد یافته است. امروزه نظر اخترشناسان این است که غبار نازکی از سطح این حلقه بر اثر میدان مغناطیسی زحل بالا می رود و به خارج آن راه می یابد. یک "پره" معین به مدت یک ساعت باقی می ماند. برای شکل گیس باف حلقه F توضیحی داده نشده و دوربینهای ویجر 2 چنین شکلی را ثبت نکرده اند.

از سال 1979 به بعد چند قمر جدید از زحل کشف شد. در لبه بیرونی حلقهA که شاید لبه ی ان حلقه را به طور واضح مشخص می‌کند، قمری است که با نماد1980S28 معرفی شده است. در دو طرف حلقه F دو قمر 1980S27 و 1980S26 یافت می شود که آن ها را اقمار نگاهبان نامیده اند. در ورای حلقه احتمالی G دو قمر می گردند که مدار مشترکی را اشغال کرده اند. این قمرهای هم- مدار با نماد های 1980S3 و 1980S1 معرفی شوند و یکی از آن ها ممکن است دهمین قمر مشکوک زحل باشد که در سال 1996( به نام یانوس )گزارش شده است. چگونه دو قمر می‌توانند بدون تصادم در یک مدار حرکت کنند؟ وقتی قمر سریعتر درونی به قمر کند تر بیرونی نزدیک می شود. دوقمر بر اثر جاذبه گرانشی ، انر‍‍ژی و اندازه ی حرکت زاویه ای مبادله می کنند. قمر درونی با کسب اندازه ی حرکت زاویه ای به مداری بالاتر می رود، اما در نتیجه این عمل حرکت آن کندتر می شود. قمر بیرونی با از دست دادن اندازه حرکت زاویه ای به مدار پایین تر می رود اما در این ضمن سرعتش افزایش می یابد .به عبارت دقیقتر ، این دو قمر از یک مدار عبور نمی کنند، بلکه نقششان را عوض می کنند. می‌توان گفت در این مدارهای جدید 1S می شود S3 وبرعکس.

دومین مجموعه اقمار هم-مدار مرکب از یک قمر قبلا شناخته شده به نام دیون (Dione) و جفت نویافته آن ، دیون B ، است که با نماد 1980S6 معرفی می شود. دوقمر دیگر با نمادهای 1980S25 و 1980S13 در یک آرایش سه مداری با تتیس (Tethys) پیوند خورده اند، یکی در موضع 60 درجه پیش از تتیس و دیگری در موضع 60 درجه پس از تتیس،آن را دنبال می کنند .این مواضع شبیه مواضع سیارکهای تروجان (Trojan) نسبت به سیاره مشتری آرایشهای پایدارند .چهار قمر دیگر در تصاویر حاصل از ویجر به طور غیر قطعی مشخص شده اند ، ولی ما به معرفی 17 قمر معرفی شده بسنده میکنیم.

اخترشناسان مخصوصا مجذوب بزرگترین قمر زحل ،یعنی تایتان بوده اند ، زیرا هم به قدر کافی پر جرم و هم سرد است که می‌تواند جو خود را حفظ کند .اما ترکیب درصدی جو این قمر بیشتر جلب توجه می کند، چون احتمالا شامل عناصری است مانند هیدروژن، اکسی‍ژن ،کربن و نیتروژن که موجودات زنده مربوط می شود. این عناصر را ویجر با عبور از نزدیکی این قمر یافته است ، اما دانشمندان وقتی شگفت زده شدند که پی بردند جز تشکیل دهنده ی عمده ی این جو نیتروژن است و متان فقط به مقدار ناچیزی در آن وجود دارد. مولکولهایی مانند متان (CH4) استیلن(C2H2)، سیانوژن (C2N2)، اتان (C2H6) وپروپان (C3H8) همگی در جو تایتان یافت می شوند. این مولکولها می‌توانند در سنتز کردن امینواسیدها که اجزای مولکولهای آلی پیچیده تری اند ، نقش مهمی داشته باشند. جو تایتان متراکمتر از جو زمین و دمای سطح آن 180- درجه است. بعضی ناظران به این فکر رسیده اند که می باید مولکولهای آلی پیش زیستی روی سطح تایتان "باریده" باشد و شاید هم نشانه هایی از حیات در آنجا آشکار باشد .اما همین مولکولهای پیچیده ابرهای نارنجی رنگی به عمق 250Km به وجود می آورند که همواره با لایه ای از مه و غبار با عمق بیشتر ، سطح تایتان را پنهان می کنند و مانع تایید آثار احتمالی حیات در آن می شوند.

قمرهای بزرگتر زحل به صورت کراتی مشخص می شوند که عمدتا از یخ و 20 تا25 درصد سنگ ترکیب یافته اند(چگالی آنها بین 1.1 و 1.9 است). بسیاری از آنها شواهدی از برخوردهای اجرام کوچک بسیار زیاد و نوعی فعالیت درونی را نشان می دهند. نه تنها کل سطح می ماس(Mimas) دهانه دار است، بلکه داغ یک دهانه بزرگ در آن یافت می شود که در نوع خود با هر دهانه بزرگ دیگری در منظومه شمسی برابری می کند.قطر این دهانه km138،عمق آن km10 وقله مرکزی آن در ردیف کوه های بزرگ روی زمین است .عمر این دهانه را چند میلیارد سال می دانند. برعکس می ماس، انسلادوس(Enceladus) شواهدی از فعالیتهای تازه را نشان می دهد که سطح بسیار گوناگونی پدیدآورده است. به نظر می رسد که بخشهای صافتر آن مناطق دهانه دار اولیه ای بوده اند که مجددا تسطیح شده اند .الگوهای به شکل جریان یک مایع و سطح چین وچروک دار آن حاکی از یک حالت مستمر فعالیت زمین شناختی است؛ حالتی بسیار نزدیک به گوشته ای از مایع در زیر پوسته ای نازک ، با یک منبع ناشناخته گرمایی.

دیون، با قطر 1100Km، چهارمین قمر بزرگ زحل است.عوارض بارز سطحی دیون شامل دهانه های پهن بزرگ و یک دره بزرگ گسل شده است.این امر غریبی نیست که روی یک قمر معین به سوی ستاره مادر باشد، اما در مورد دیون سمتی از آن که پیوسته در مدارش می ماند ، درخشانتر و پر دهانه تر از سمت پشتی آن است .چگالی این قمر 1.4g/cm3 است. از این چگالی نسبتا زیاد برمی‌آید که این قمر نسبت به قمر هایی که چگالی کمتری دارند ار ماده سنگی بیشتری ترکیب یافته است. پوسته ی این قمر احتمالا از یخ تشکیل شده است.

مدتها تصور می شد که بخش کاسینی ، یعنی فاصله ظاهرا تهی میان حلقه های Aو B بر اثر گرانش یک یا چند قمر زحل ایجاد شده است.اخترشناسان استدلال می کنند که اگر مدت گردش ذره معینی در مدارهای حلقه های زحل دقیقا نصف مدت گردش قمر معینی در مدارش باشد، آن ذره دستخوش بیشترین کشش گرانشی زحل در همانجا در مدارش می شود ؛از این رو اثر تجمعی این وضع موجب می شود که ذره مکان خود خارج شود و یک جای خالی در حلقه ها باقی گذارد.این پدیده را اصل تشدید می نامند. ذرات نزدیک به درون بخش کاسینی در نصف زمان لازم برای گردش قمر می ماس،در مدار خود می گردند.رابطه مشابهی را می‌توان برای ذراتی که مدت گردش آنها 1.3، 1.4 یا 1.5 مدت گردش یک قمر معین است، به دست آورد.ولی ما فقط به اعتبار هفده قمر و چند رابطه کسری ساده نمی‌توانیم وجود فواصل میان حلقه های نازکی را که تعدادآنها به بیشتر از هزار می رسد،توضیح دهیم. دانشمندان با گمان نوعی توضیح دیگر، در جستجوی قمر کوچکی بر آمده اند که در هریک از فواصل قرار گرفته باشد و ذرات را جاروب کند، اما هرگز چنین قمری یافت نشد. شاید این حلقه های فرعی اشغال شده، امواج چگال گذرایی باشند که با زمان تغییر می کنند. امروزه ما حلقه های زحل را با دید جدیدی می بینیم ، از جمله آن که احتمالا عمر ساختار فعلی آن ها بیش از چند میلیون سال نباشد.<ref name="multiple4">کتاب نجوم دینامیکی / نوشته رابرت تی دیکسون / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی </ref>

تاریخچه رصد زحل[ویرایش]

گالیله اولین کسی بود که با تلسکوپ خود در سال 1610 زحل را رصد کرد و کمی هم بهت­زده شد. او سیاره را اینگونه توصیف نمود: «گوش دارد و از سه جسم کنار هم با زاویه­ای ثابت، که وسطی حدود سه برابر دوتای دیگر است، تشکیل شده است.» او وقتی بیشتر حیرت­زده شد که دو سال بعد ملاحظه نمود دو جسم خارجی محو شده­اند. او با تعجب از خود پرسید: «آیا زحل بچه­هایش را بلعیده است؟» و زمانی که در سال 1613 دوباره ظاهر شدند بیشتر سردرگم شد. در سال 1655، کریستین هویگنس (Christiaan Huygens) با تلسکوپی بسیار بهتر به رصد زحل پرداخت و اظهار داشت که زحل با یک سیستم حلقوی احاطه شده است. او نوشت: «زحل با یک حلقۀ نازک و مسطح، بدون تماس در هیچ نقطه­ای، احاطه شده است، و نسبت به دایرﺓالبروج مایل است.»

کلید سردرگمی گالیله در توضیح هویگنس نهفته است؛ سیستم حلقوی، به­دلیل کجی محور زحل، نسبت به دایره البروج مایل است. تصور کنید که قطب شمال زحل در نقطه­ای از مدارش به سمت خورشید کج شده باشد. ما، روی زمین نزدیک به خورشید، بیشتر نیم­کرۀ شمالی و حلقه­ها را در بازترین حالت خود خواهیم دید. درست کمتر از 15 سال بعد زحل در نقطۀ مقابل مدار خود قرار دارد، در حالیکه حالا قطب جنوب آن به سمت خورشید کج شده است. بدین ­ترتیب نیم­کرۀ جنوبی را بهتر می­بینیم و حلقه­ها نیز کاملاً گسترده هستند. در بین راه، وسط این دو حد، حلقه­ها را در حالی که لبۀ آنها به سمت ما است می­بینیم و درست همانگونه که گالیله مشاهده کرد، به نظر می­رسد که حلقه­ها ناپدید شده­اند. بنابراین زمین، در هر دور گردش زحل، دوبار در صفحۀ حلقه­های آن قرار می­گیرد؛ تقریباً هر 15 سال یک­بار.<ref name="multiple2">کتاب درآمدی بر نجوم و کیهان‌شناسی/ ایان موریسون/ مترجم: غلامرضا شاه‌علی [۱]</ref>

منابع[ویرایش]

<references />