دستاورد برتر دبیرستان شایستگان
در هشتمین جشنواره پژوهش های دانش آموزی تبیان
پژوهشگران جوان دبیرستان شایستگان به مدیریت سرکار خانم رحیمه قاسمی در هشتمین دوره جشنواره پروژههای دانش آموزی تبیان حضور داشتند. پروژه محاسبه جرم مشتری از این دبیرستان جزء برترین سمینار های این دوره از جشنواره شد. فاطمه عرب، مهنوش جمشیدی، فرنوش ابراهیمی و هما سعیدی پور، پژوهشگران عزیزی هستند که این پروژه را با راهنمایی سرکار خانم سحر گنجو حقیقی انجام داده اند. در زیر خلاصه ای از این پژوهش ارائه می گردد.
مشتری یا برجیس، پرجرم ترین سیاره منظومه شمسی برای خود منظومه ای مینیاتوری است. مشتری سیاره ای گازی و از نظر ترکیبات مانند یک ستاره است. در واقع، اگر حدود 80 برابر بیشتر از جرم اکنونش جرم داشت، به یک ستاره تبدیل می شد.مشتری بزرگترین سیاره در منظومه شمسی است. قطر آن حدود 143000 کیلومتر، بیش از 11 برابر قطر زمین و حدود یک دهم قطر خورشید است.
برای پر کردن حجم این سیاره غول پیکر به 1000 عدد سیاره زمین نیاز است. وقتی از زمین رصد می کنیم، این سیاره نورانی تر از بیشتر ستاره ها دیده می شود.
مشتری سیاره ای است که بیشترین تعداد قمرهای شناخته شده در منظومه شمسی، در اطراف آن می چرخند.
مشتری 69 قمر با قطرهایی حداقل معادل 10 کیلومتر دارد. این سیاره همچنین دارای تعداد زیادی قمر کوچکتر می باشد.
چهار قمر آن اصلی تر هستند:قمر آیو،قمر اروپا، قمر گانیمد، قمرکالیستو.
قمر آیو
نزدیکترین قمر از اقمار گالیلهای مشتری قمر آیو است. آیو از نظر اندازه اندکی بزرگتر از ماه است. با 400 آتشفشان فعال، آیو فعالترین جرم از نظر زمینشناختی در سامانه ی خورشیدی است. این ماه بالاترین چگالی را در میان قمرهای سامانه خورشیدی دارد.
پژوهشگران دریافتهاند که سطح این قمر به شدت بوی نامطبوعی مانند بوی تخم مرغ گندیده میدهد که ناشی از انتشار سولفور آهن و سایر ترکیبات گوگردی از آتشفشانهای سطح این قمر است.
قمر اروپا
دمای سطح اروپا بین 86 تا 130 کلوین است و در چنین دمای به شدت سرد اکثر واکنش های کیمیاوی به تزریق انرژی از طریق تشعشعات و یا نور می باشند. در اروپا این انرژی از طریق ذرات موجود در کمربند تشعشعات مشتری تأمین می شود. در سطح آن اقیانوسی از آب با یک لایه یخ به ضخامت 10 کیلومتر وجود دارد.
قمر گانیمد
قمر گانیمد که میان قمرهای اروپا و کالیستو قرار گرفته، بزرگترین قمر مشتری است. این قمر با دارا بودن نسبت بازتابی برابر 0.4 و شعاعی معادل 2635 کیلومتر یکی از بزرگترین قمرهای منظومه خورشیدی است که بوسیله تلسکوپ بخوبی دیده می شود. چگالی سراسری گانیمد تقریباً دو برابر آب است و از این رو می توان استنباط نمود که نیم از سنگ و نیم از یخ آب تشکیل یافته است. گانیمد درون مغناطیس کره برجیس گردش می کند و نشانه ای از جو در پیرامون آن دیده نمی شود.
قمر کالسیتو
کالیستو بیرونی ترین قمر از اقمار گالیله است که درون مغناطو کره مشتری و در آنسوی کمربندهای تشعشعی اصلی به گرد برجیس در گردش است و به همین دلیل تا اندازهای از اثرات ذرات نیرومند و یا تشعشعات حرارتی ما در خویش در امان است. شعاع این قمر حدود 2500 کیلومتر است و از این بابت کم چگالترین قمر گالیله به شمار میآید.
آیا می دانستید؟
لکه سرخ بزرگ به طول 26000 کیلومتر و عرض 14000 کیلومتر است که کره ی زمین به راحتی در این لکه جای می گیرد؟
محاسبه ی جرم مشتری با استفاده از نرم افزارCLEA
روش کار با برنامه CLEA
به طور خاص در مورد نرم افزاری که عکس مشتری و قمرهای گالیله ای اش را از پشت تلسکوپ شبیه سازی می کند می توان نکات زیر را مورد توجه قرار داد:
هنگامی که وارد نرم افزار می شویم و login می کنیم، وارد محیط نرم افزار می شویم! با انتخاب گزینه ی Run زمانی را که می خواهیم عکس ها گرفته شود را می توان تعیین می کنیم و می توانیم عکس مشتری و قمرهایش را در آن روز و ساعت خاص (برحسب زمان جهانی) مشاهده کنیم.
علاوه بر آن در هر نقطه ای که کلیک کنیم مختصات x و y آن نقطه را نسبت به گوشه بالای سمت چپ تصویر به ما می دهد و همین طور فاصله ی نقطه از مرکز مشتری، روی محور x بر حسب قطر سیاره مشتری را می دهد.
با فرض دانستن شعاع مشتری (یا داشتن اندازه ی زاویه ای سیاره و فاصله ی آن تا زمین) می توان فاصله ی قمر تا مشتری را بر حسب کیلومتر محاسبه کرد.
نمودارهای رسم شده و جرم مشتری
جرم مشتری برابر است با : 1027 * 8986/1
برای مطالعه مقاله این عزیزان اینجا کلیک کنید.
ویژه نامه هشتمین جشنواره پروژه های دانش آموزی تبیان
بخش پژوهش تبیان - تهیه و تنظیم: فاطمه گودرزی