نجوم وفضا

  قمر:

جرم آسمانی است که به دور جسم بسیار بزرگی می‌گردد. سیارات منظومه‌ی شمسی قمرهای طبیعی خورشید هستند و ماه‌ها اقمار طبیعی سیارات هستند. قمرهای مصنوعی هم برای تحقیق، رصد و ارتباطات، تولید و به مدار زمین یا یک سیاره و یا یک قمر طبیعی پرتاب می‌شود.


در اینجا به بررسی قمرهای سیارات منظومه‌ی شمسی می‌پردازیم.
در اطراف سیارات خاکی(زمین گون) تنها 3 قمر در گردش است. اما در مقابل در اطراف سیارات مشتری‌گون بیش از 50 قمر می‌چرخند. علاوه بر 50 قمر دارای حلقه نیز هستند. حال چون عطارد و زهره قمر ندارند به سراغ زمین خودمان می‌رویم.

ماه:
اطلاعات اساسی :
خروج از مرکز مدار: 55/0
دورة تناوب گردش به دور زمین:
نجومی 32/27 روز
هلالی 53/29 روز
سرعت مداری : یک کیلومتر بر ثانیه
فاصله از زمین:
حداقل 360000 کیلومتر
حداکثر 400000 کیلومتر
قطر زاویه‌ای: متوسط 31 دقیقه و 2/5 ثانیه
قطر 3460 کیلومتر
جرم: یک هشتاد و یکمِ جرم زمین
چگالی: 61/0 چگالی زمین
سرعت گریز: 38/2 کیلومتر بر ثانیه
دورة تناوب حرکت وضعی به دور محور: 31/27 روز
زاویة میل استوا با صفحه مدار: 5/1 درجه
دما:
حداقل 140ــ درجه‌ سانتیگراد
حدااکثر 150 درجه سانتیگراد
نسبت بازتاب: 07/0





مقدمه :
زمین یک قمر دارد و این قمر در حالی که زمین خود به دور خورشید می‌گردد. بر گرد زمین حرکت می‌کند. اگرچه حجم ماه فقط02/0 حجم زمین و جرم آن یک هشتاد و یکم جرم زمین است. تأثیرش بر زمین، شایستة اعتنای بیشتری است. خیز و افت تناوبی اقیانوسها(جذر و مد) نمونه‌ای از اثرهای ماه بر زمین است.


نزدیکی زیاد ماه به زمین، مطالعة آن را از نخستین روزهای پیدایش نجوم، امکان پذیر ساخته است.فاصله متوسط آن فقط 60 برابر شعاع زمین است.


البته اطلاعاتی به کمک تلسکوپ بدست آمده است، ولی بخش زیادی از آنچه می‌دانیم از مشاهده با چشم برهنه حاصل شده است. در واقع بسیاری از این اطلاعات، دانش همگانی شده است. از جمله این‌که ماه هر ماهه دور کاملی از حالتهای مختلف از ماه نو تا هلال و تربیع و غیره را در می‌نوردد. و نیز اینکه ما تقریبا همان مسیری را می‌پیماید که خورشید طی می‌کند.


همه می‌دانند که ماه هرروز بطور متوسط 51 دقیقه دیرتر از روز قبل طلوع می‌کند و نیز این‌که همواره یک روی ماه بسوی زمین است و روی دیگر آن همیشه پوشیده است.





ماه در مدار خود:
ماه در مدار بیضی شکل، که زمین در یکی از کانون‌های آن است، به دور زمین می‌گردد. نقطه‌ای براین مدار که از همة نقاط دیگر به زمین نزدیکتر است حضیض زمینی نامیده می‌شود. فاصله‌ ماه از زمین در حضیض زمینی آن 360000 کیلومتر است. نقطه‌ای بر این بیضی که از همة نقاط دیگر آن زمین دورتر است اوج زمینی نام دارد و فاصله‌ی آن از زمین 400000 کیلومتر است. صفحة مدار ماه بسیار نزدیک به صفحه‌ی دایره‌البروج، یعنی مسیر ظاهری خورشید بر کره‌ی آسمان است و با آن زاویة 5 درجه می‌سازد. دو نقطه‌ای که در آن مسیر ماه صفحه‌ی دایره‌البروج را قطع می‌کند، نقاط گره یا عقدتین نامیده می‌شود. این نقاط در فضا ثابت نیستند بلکه در جهت حرکت عقربه‌های ساعت در امتداد دایره‌البروج حرکت می‌کنند و هر دور کامل این حرکت نوزده سال طول می‌کشد.


چنین بنظر می‌رسد که ماه مسیر خود را بسیار سریعتر از خورشید می‌پیماید: یک سال تمام طول می‌کشد تا خورشید دور کامل را طی کند ولی ماه یک ماهه چنین می‌کند. در نیمی از این مدت ماه بالای دایره‌البروج است و در نیم دیگر زیر آن.


این حرکت ظاهراً تندتر موجب می‌شود که ماه هرروز کمی، در حدود 51 دقیقه دیرتر از روز قبل طلوع کند.





جزر و مد( کشند)
سطح اقیانوسها، در تمام نقاط به فواصل زمانی کم و بیش منظم بالا می‌آید و پائین می‌رود. بطور متوسط فاصله زمانی بین دو مد متوالی 12 ساعت و 5/25 دقیقه است. درست نصف زمانی طول می‌کشد تا ماه ظاهراً یک دور کامل را به دور زمین بپیماید یعنی نصف 24 ساعت و 51 دقیقه. این امر یک تصادف نیست. علت اصلی جزر‌و مد اقیانوسها‌‌‌‌، نیروی گرانش ماه است. خورشید نیز در این پدیده سهمی دارد.


جزر و مد همراه با حرکات ظاهری ماه‌، از افق شرقی ناظر به سمت افق غربی او پیش می‌روند. صرفنظر از تاخیرهایی که معلول اصطکاک و آثار ثانوی دیگر هستند ( و ممکن است به شش ساعت هم برسند) جزر و مد در هر نقطه‌ی زمین ، زمانی روی می‌دهد که ماه در نصف‌النهار مکان (یا در نیمدایرة متقابل آن) باشد.


اثر خورشید در جزر و مد نسبت به اثر ماه از درجه‌ی دوم اهمیت برخوردار است. زیرا فاصله‌ی آن بسی بیشتر است. نسبت نیروی مولد جزر و مد خورشید فقط در حدود 7% نیروی ماه است.


وقتی که نیروهای مولد جزر و مد ماه و خورشید هماهنگ با یکدیگر عمل کنند، مثلاً به هنگام ماه‌نو که هردو در یک طرف زمین هستند‌، جزر و مدهای حاصل در حداکثر خود هستند. این جزر و مدها‌، جزر و مدهای بهاری یا مهکشند نامیده می‌شوند. حد دیگر هنگامی است که خورشیدو ماه با هم زاویة 90 درجه بسازند. دراین هنگام جزر و مد در حداقل و به جزر و مدهای خفیف یا کهکشند موسوم است.


نزدیکی ماه نیز تاثیری در ارتفاع جزر و مد دارد. هنگامی که ماه در حضیض زمینی قرار دارد نیروی مولد جزر و مد آن به اندازة 20% بیش از حد عادی است.





قمرهای مریخ:
مریخ دو قمر کوچک دارد که نام‌های خود فوبوس(ترس) و دیموس(وحشت) را از یاران اسطوره‌ای مارس(مریخ) خدای جنگ گرفته‌اند.


فوبوس، قمر بزرگتر، قطری در حدود 16 کیلومتر دارد در حالیکه قطر دیموس فقط 11 کیلومتر است. هردو در صفحه‌ی استوائی مریخ در جهت متعارف خلاف حرکت عقربه‌های ساعت به دور آن می‌گردند.


فوبوس 9250 کیلومتر از مرکز سیاره و فقط 5900 کیلومتر از سطح آن فاصله دارد. دورة تناوب حرکت انتقالی آن به دور سیاره 7 ساعت و 39 دقیقه است و این کمتر از مدت دوران خود مریخ به دور محورش است. فوبوس در مغرب طلوع و 5/4 ساعت بعد در مشرق غروب می‌کند.


دیموس 250000 کیلومتر از مرکز مریخ فاصله دارد. دوره تناوب حرکت انتقالی آن به دور سیاره 30 ساعت و 18دقیقه فقط اندکی با دوره تناوب حرکت وضعی خود سیاره (24 ساعت و 37دقیقه ) تفاوت دارد. دیموس از مشرق طلوع می‌کند، اندکی از سیاره در حال دوران عقب می‌افتد و پیش از آنکه در مغرب غروب کند‌، دو دور کامل اهله را سپری می‌کند.





سیارکها:
سیاره‌ای مفقود است. بر اساس نظریه باید بین مریخ و مشتری سیاره‌ای در مدار باشد. تاکنون سیاره‌ای در آنجا یافت نشده است. اما در عوض تعداد بسیار زیادی اجرام خرد وجود دارد که به نامهای سیارات خرد، سیارات صغار و سیارک‌ها موسومند. بعضی از این اجرام قطری به بزرگی 800 کیلومتر دارند و برخی دیگر کمتر از 5/1 کیلومتر.


سرس نخستین سیارکی بود که در سلا 1801 کشف شد. سه‌تای بعدی (پالاس ، جونو و وستا) در سال‌های 1802،1804 و 1807 کشف شدند. عدة سیارکهای شناخته شده بالغ بر دهها هزار می‌شود که بسیاری از آن‌ها شکلهای نامتعارفی دارند حاکی از آن ممکن است اجزا و قطعات سیاره‌ای باشند که بر اثر نیروی کشندی سیارة مشتری از هم پاشیده باشد.


قمرهای مشتری:16 قمر برگرد مشتری حرکت می‌کنند. چهارتای اول که به قمرهای گالیله‌ای موسومند در 1610 بوسیله گالیله کشف شدند. این قمرها با نام‌های یو، اروپا،گانیمید و کالیستو مشخص می‌شوند. قمر پنجم آمالته‌آ یا JV در سال 1893 بوسیله‌ی منجم برجسته‌ی آمریکایی ادوارد امرسن بارنارد(1923ــ 1857) کشف شد.قمر چهاردهم(JXIV) در اکتبر 1975 بوسیله‌ی چارلز.ت.کوال کشف گردید. قمرهای JI تا JXIII بطور طبیعی به سه دسته تقسیم می‌شوند:
(1)اقمار داخلی، (ب) اقمار میانی، (پ) اقمار برونی، رده‌بندی JXIV ، که در کدامیک در این دسته‌ها جای می‌گیرد‌، تا پایان سال 1975 مشخص نشده بود.

(ا) اقمار درونی. این گروه قمرها JI تا JV یعنی چهار قمر گالیله‌ای و قمری را که پروفسور بارنارد کشف کرد. شامل می‌شود.


قمرهای گالیله‌ای مدارهایی تقریباً مستدیر دارند و در فواصلی بنی 420000 کیلومتر و 1880000 کیلومتر از مشتری با دوره‌های تناوبی بین یک و سه چهارم روز تا شانزده و دوسوم روز حرکت می‌کنند. دورة تناوب حرکت وضعی و انتقالی آن‌ها برابر است. بنابراین ناظری که بر مشتری قرار دارد همواره یک روی این چهار قمر را می‌بیند. هر چهار قمر به اندازه‌ی کافی بزرگ هستند که در تلسکوپ قرصهای قابل مشاهده‌ای را پدید آورند و اگر تلالو چیرة سیارة‌ اصلی نبود با چشم برهنه می‌شد آن‌ها را دید. در پاره‌ای مواقع هر جهار آن‌ها در طرف غرب سیاره‌اند. در مواقع دیگر فقط سه‌تا، دوتا‌، یکی یا هیچکدامشان‌‌‌، و بقیه در طرف شرقی سیاره جای دارند. بسیار اتفاق می‌افتد که یکی از قمرها در خسوف باشد(از پشت سیاره بگذرد) یا در عبور(از برابر سیاره بگذرد) تغییرات موضع این چهار را می‌توان با چند ساعت رصد تلسکوپی ملاحظه کرد. دنبال کردن عبور این اقمار دشوار است. اما سایه‌هایی که بر سطح مشتری می‌اندازند بسیار شاخص است و در شرایط رویت خوب آنها را حتی با تلسکوپ نسبتاً کوچکی می‌توان دنبال کرد.


قمر پنجم از چهار قمر گالیله‌ای به مشتری نزدیکتر است. فاصله‌ی آن از مرکز سیاره فقط 180 هزار کیلومتر‌، و از سطح آن فقط در حدود 110 هزار کیلومتر است. دورة تناوب حرکت انتقالی آن حول سیاره‌ی اصلی کمتر از 12 ساعت است. بنابراین سرعت مداری آن 27 کیلومتر بر ثانیه یا تقریباً 96 هزار کیلومتر در ساعت است.


(ب) قمرهای میانی. قمرهای JVI,JVII,JX,JXII به این گروه تعلق دارند. آن‌ها جملگی کوچکند‌، و قطرهایشان کمتر از 160 کیلومتر است و به فاصله‌ی متوسط 11 میلیون کیلومتر از مشتری قرار دارند. دوره‌ی تناوب حرکت انتقالی آن‌ها در حدود 270 روز برآورد شده است.


(پ) قمرهای بیرونی. این گروه متشکل است از JVIII,JXI,JXII و JIX (که در اینجا به ترتیب افزایش فاصله از سیاره نوشته شده‌اند.) . این قمرها را مشخصات زیر متمایز می‌سازد:
1. فاصله‌ی زیاد از سیاره‌ی اصلی که نزدیک به 24 میلیون کیلومتر برآورد می‌شود.


2. دوره‌های تناوب طولانی، که برای هر چهار قمر از دو سال بیشتر است.
3. وجود حرکت معکوس(رجعی) برای هر چهار قمر‌، یعنی در جهتی خلاف همه‌ی سیارات و بیشتر قمرهای دیگر. چون از بالای قطب شمال سیاره نظر شود دیده می‌شود که این چهار قمر مدارهای خود را در جهت عقربه‌های ساعت می‌پیمایند.





حلقه‌های زحل
چهار حلقه برگرد زحل می‌گردند که با حروف D,C,B,A, ، مشخص می‌شوند.
نور و روشنی حلقه‌ها بوجه قابل ملاحظه‌ای با هم تفاوت دارند. حلقه‌ی میانی (حلقه‌یB ) از همه پرنورتر است و حلقه‌ی بیرونی (حلقه‌یA) پس از آن جای دارد. کم نورترین حلقه‌،حلقه‌ی داخلی (حلقه‌ی D) است. حلقه‌ی C را حلقه‌ی چین خورده [ C(repe) ring ] و حلقه‌ی B را "حلقه‌ی پرنور" [B(right) ring]می‌نامند.

شکاف میان حلقه‌هایA و B را به افتخار کاشف آن شکاف کاسینی نامیده‌اند.


حلقه‌ها به خاطر نازکیشان سخت شایان توجهند : مقطع آنها مستطیل بسیار باریکی است. مثلاً مقطع حلقه بیرونی مستطیلی خواهد بود به طول 16000 کیلومتر و عرض آن 8 تا 10 کیلومتر.حلقه‌ها درست در صفحه‌ی استوای سیاره قرار دارند و استوای سیاره زاویه‌ی میلی برابر با 27 درجه با صفحه‌ی دایره‌البروج می‌سازد. از آن‌رو که محور زحل امتداد ثابتی در فضا دارد(یعنی محور همیشه به سمت نقطه‌ی ثابتی بر کره‌ی آسمان است.)





قمر‌های زحل
20 قمر دارد که نزدیکترین آن‌ها‌ ، میماس ، در فاصله‌ی 188000 کیلومتری از مرکز سیاره است. فوب دورترین قمر آن متجاوز از 16000000 کیلومتر از سیاره اصلی فاصله دارد.


دوره‌ی تناوب قمرها از 23 ساعت برای میماس تا 550 روز برای فوب تغییر می‌کند . و جز یک استثنا همگی در جهت عادی به دور زحل می‌گردند. تنها فوب است که حرکتی معکوس (رجعی) دارد و بدینطریق بر پایداری مداریش می‌افزاید. می‌توان از راه ریاضی نشان داد که قمری دوردست را که جهت حرکتش عادی است به سهولت بیشتری می‌توان از چنگ سیاره‌ای ربود تا قمری را که جهت حرکتش رجعی است.


قطر قمرها نسبتا کم است. بزرگترین آن‌ها تیتان است(در حدود 4200 کیلومتر) و کوچکترینشان هبپرون(در حدود 480 کیلومتر).


سرعت گریز از تیتان به خاطر جرم بزرگ و دمای کم آن (به خاطر دور بودن آن از خورشید) کوچک است. از اینرو این قمر می‌تواند برای خود جوی داشته باشد. مطالعات طیفنمودی حاکی از وجود ‌CH4 (متان) در این قمر است.


مطالعاتی که اخیراً بوسیلة گروهی از دانشمندان در دانشگاه ایالتی نیویورک در استونی بروک انجام شده، وجود اتان را نیز در تیتان آشکار کرده است. اتان یکی از چند مولکول لازم برای تشکیل اسیدهای امینه است که جزء اساسی حیات هستند.


چنین بنظر می‌رسد که قمرها با همان دورة تناوبی دوران می‌کنند که به دور سیاره می‌گردند و در نتیجه همیشه یک رویشان به سمت سیاره‌ی اصلی است و تغییرات مرصود در روشنی آنها نیز از همین است. دوره‌ی تناوب این تغییرات روشنی همان دوره‌ی تناوب گردش انتقالی است. روشنی یکی از قمرها‌، یاپتوس ، در هر گردش از می‌نیموم به ماگزیمم ، 5 برابر می‌شود.





قمرهای اورانوس
اورانوس پنج قمر دارد‌ ‌: میراندا ، آریل ‌، اومبریل‌، تیتانیا‌ ‌و ابرون که همگی در صفحه‌ی استوای سیاره اصلی و در نتیجه تقریباً قائم بر مدار سیاره ، به دور آن می‌گردند. هر پنج قمر حرکتشان رجعی است که با چرخش سیاره حول محورش سازگار است.


اندازه‌ی اقمار اورانوس تقریباً از 240 کیلومتر تا 1000 کیلومتر است. شعاع مدار نزدیکترین قمر 120000 کیلومتر و از آن دورترین قمر 580000 کیلومتر است.





قمرهای نپتون
برای نپتون دو سیاره کشف شده است‌: نخست تریتون که به فاصله‌ی چند ماه پس از کشف سیاره‌، دیده شد ؛ دومی بیش از یک قرن بعد کشف گردید.


تریتون از این نظر منحصر به فرد است که تنها قمر نزدیک به سیاره‌ی اصلی است که حرکتی معکوس(رجعی) دارد. فاصله‌ی آن از سیاره‌ی اصلی354000 کیلومتر تقریباً هم اندازه‌ی فاصله‌ی ماه از زمین است. حرکت معکوس تریتون ممکن است معلول وقایع زیر باشد‌: (آ) تریتون و پلوتن زمانی قمرهای نپتون بودند و هر دو حرکت مستقیم داشتند. (ب) رویارویی نزدیک میان تریتون و پلوتون موجب دفع و اخراج پلوتن(که سیاره‌ای مستقل گردید) و معکوس شدن جهت حرکت تریتون شده است.


قطر تریتون 3500 کیلومتر و جرم آن یک پانزدهم جرم زمین است و هر پنج روز و بیست ساعت یک‌بار در مداری که با صفحه‌ی دایره‌البروج زاویه‌ی 37درجه تشکیل می‌دهد‌، به دور نپتون می‌گردد.


نرئید( در اساطیر پری دریائی ملازم نپتون ، رب‌النوع دریا‌‌‌‌‌‌‌) قمر دوم نپتون به دور سیاره‌ی اصلی در جهت مستقیم حرکت می‌کند. دوره‌ی تناوب نجومی آن 360 روز است و مدار آن زاویه‌ی 5درجه با دایره‌البروج می‌سازد.


نرئید از دو نظر منحصر به فرد است :(آ) به قدری کم فروغ است که حتی با تلسکوپ‌های بزرگ هم دیده نمی‌شود. رصد این قمر بطور عمده از طریق عکسبرداری صورت می‌پذیرد. (ب) مدار آن خروج از مرکز بزرگی دارد(75/0) ، فاصله‌اش تا نپتون از1175000 کیلومتر در نزدیکترین وضعیت تا 11000000 کیلومتر در دورترین نقطه‌ی مدار تغییر می‌کند.


قمر پلوتو‌، کارونپلوتو خود قبلاً بنظر می‌رسد قمری از نپتون بوده که از مدار خارج شده و شاید قمر آخر نپتون هم این‌طور شود.


ماده‌ی تشکیل دهنده‌ی کارن از آب منجمد تیرهو پلوتون از متان منجمد پوشیده شده است.



کارن که قمری بزرگ است ، دارای طول قطری به اندازه‌ی نصف قطر پلوتون بوده و 12 درصد منظومه‌ی مداری را به خود اختصاص داده است. مرکز جرم این منظومه در خارج از سطح پلوتون قرار دارد.

منبع:ngo82.blogspot.com