اجزاء تشکیل دهنده منظومه شمسی چیست؟، جلسه ششم

مشتری یا هُرمُز یا اورمزد یا برجیس بزرگ‌ترین سیاره منظومه شمسی است. از نظر فاصله از خورشید، مشتری پنجمین سیاره بعد از تیر، ناهید، زمین و بهرام است. سیاره مشتری معمولاً چهارمین شی درخشان آسمان بعد از خورشید، ماه و ناهید می‌باشد، اگرچه گهگاه بهرام...

عکس نویسنده

نویسنده : الهام گارسچی

بازدید :

تاریخ : سه شنبه 1392/09/12

اجزاء تشکیل دهنده منظومه شمسی چیست؟ جلسه ششم

اهداف:

• آشنایی با سیاره مشتری

• آشنایی با اقمار سیاره مشتری

• راهنمای ساخت سیاره مشتری برای ماکت منظومه شمسی

وسائل مورد نیاز:

• کامپیوتر مجهز به اینترنت

• وسایل مورد نیاز برای ساخت ماکت منظومه شمسی

1- مقدمه:

تا اینجای کار با چهار سیاره از مجموعه سیارات منظومه خورشیدی آشنا شدید. در این جلسه قصد داریم پنجمین سیاره منظومه شمسی، سیاره مشتری و اقمار معروف آن را معرفی کنیم.

6-1 مشتری (برجیس) Jupiter

اجزاء تشکیل دهنده منظومه شمسی چیست؟، جلسه ششم

سیاره مشتری

نشانه:

اندازه : جرم سیاره مشتری 2,5 بار از مجموع جرم سیارات سامانه خورشیدی بیش‌تر است. جرم مشتری 318 بار بیش‌تر از جرم زمین و قطر آن 11 برابر قطر زمین است. مشتری می‌تواند 1300 زمین را درخود جای دهد. میانگین فاصله آن از خورشید در حدود 778 میلیون و 500 هزار کیلومتر می‌باشد یعنی بیشتر از 5 برابر فاصله زمین از خورشید.

ابعاد سیاره مریخ

دما: دمای هوا در ابرهای بالائی سیاره مریخ در حدود 145- درجه سانتی‌گراد می‌باشد. اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهد که دمای مشتری با افزایش عمق در زیر ابرها افزایش می‌یابد. دمای هوا در سطحی که فشار اتمسفر 10 برابر زمین می‌باشد، به 21 درجه سانتی‌گراد می‌رسد. دانشمندان فکر می‌کنند که اگر مشتری دارای گونه‌ای از زیست باشد، حیات در این سطح ساکن خواهد بود، چنین حیاتی در گاز خواهد بود زیرا در این سطح هیچ قسمت جامدی وجود ندارد اما دانشمندان تاکنون هیچ مدرکی از حیات برروی مشتری نیافته اند.

نزدیک مرکز سیاره دما بسیار بیشتر می‌باشد. دمای هسته در حدود 24 هزار درجه، یعنی داغ‌تر از سطح خورشید می‌باشد. ستاره‌شناسان عقیده دارند که خورشید، سیارات و دیگر اجسام منظومه خورشیدی از چرخش ابرهائی از گاز و غبار شکل گرفته اند. جاذبه گازی و ذرات غبار آن ها را به صورت ابرهای ضخیم گوی مانند از مواد در آورد در حدود 4،5 میلیارد سال پیش مواد به هم فشرده شدند تا اجسام متعدد سامانه خورشیدی به وجود آمدند. فشردگی مواد تولید گرما نمود. گرمای بسیاری هنگامی که مشتری شکل گرفت تولید شد.

حرکت: مشتری در یک مدار کمی بیضی‌گون به دور خورشید می‌چرخد. هر دور 12 سال زمینی طول می‌کشد. همچنان که سیاره به دور خورشید می‌گردد، به دور محور فرضی خود نیز می‌گردد. چرخش هرمز به دور خود سریع‌تر از هر سیاره‌ی دیگری در سامانه‌ی خورشیدی است؛ تنها 9 ساعت و 56 دقیقه کافی است تا هرمز یک بار به دور خود بچرخد. (مقایسه کنید با چرخش 24 ساعته‌ی زمین به دور خود)

سطح سیاره: مشتری گوی غول پیکری از مخلوط گاز و مایع است و احتمالاً مقداری سطح جامد دارد. سطح سیاره ترکیبی از ابرهای ضخیم زرد، قرمز، قهوه‌ای و سفید رنگ است. مناطق روشن رنگی «ناحیه» و قسمت های تاریک تر «کمربند» نامیده می‌شوند. کمربندها و ناحیه‌ها به موازات استوای سیاره قرار دارند. اگر مشتری می درخشید به یک ستاره تبدیل می شد.

سطح سیاره مشتری

این سیاره از لایه‌های رنگی از ابرها در ارتفاعات مختلف تشکیل شده است. مرتفع‌ ترین ابرهای سفید از کریستال‌های منجمد آمونیاک تشکیل شده‌اند. قسمت های تاریک‌تر و ابرهای کم ارتفاع ‌تر در کمربندها واقع شده‌اند. پایین ‌ترین سطحی را که می‌توان مشاهده کرد ابرهای آبی رنگ تشکیل داده‌اند. دانشمندان انتظار کشف ابرهای آب‌دار را در 70 کیلومتری سطح زیرین ابرهای آمونیاکی دارند. هر چند که تاکنون چنین سطحی کشف نشده است.

بارزترین ویژگی سطح سیاره مشتری، یک نقطه قرمز بزرگ است. این نقطه حجم زیادی از گاز در حال دوران می باشد و شبیه به گردبادهای زمینی است. بزرگترین قطر این نقطه سه برابر قطر زمین طول دارد.

لکه مشتری

جرم و حجم: سیاره مشتری سنگین ترین سیاره در منظومه شمسی است. جرم آن 318 بار بیش تر از زمین می‌باشد ولی با وجود جرم زیاد، نسبتاً دارای چگالی کمی می‌باشد. متوسط چگالی آن 1,3 گرم در سانتی مترمکعب می‌باشد یعنی اندکی بیشتر از چگالی آب. چگالی مشتری در حدود یک چهارم چگالی زمین می‌باشد زیرا سیاره به صورت عمده از عناصر سبک هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است.

6-2 اقمار سیاره مشتری

گالیله ستاره‌شناس ایتالیایی اولین کسی بود که 4 قمر از بزرگترین قمرهای مشتری را با تلسکوپ دست ساز خود مشاهده و کشف کرد. سیاره مشتری در حدود 63 قمر دارد که 16 تای آن قطری بیش از 10 کیلومتر دارند. چهار ماه از بزرگترین ماه‌های مشتری به ترتیب فاصله از این سیاره عبارتند از: آیو،اروپا، گانیمد و کالیستو. این چهار قمر را به احترام کشف و مشاهده آنها توسط گالیله "قمرهای گالیله‌ای" می‌نامند. آیو دارای آتشفشان های فعال بسیاری می‌باشد. هر فوران گازی آن دارای گوگرد می‌باشد. رنگ زرد نارنجی سطح آیو احتمالا از مقدار بسیار زیاد گوگرد جامد که در سطح سیاره انباشته شده می‌باشد. اروپا کوچکترین ماه گالیله‌ای می‌باشد با قطری برابر با 3 هزار و 130 کیلومتر. اروپا دارای سطحی از یخ صاف و ترک خورده می‌باشد.

اقمار سیاره مشتری

بزرگترین ماه گالیله‌ای گانیمد با قطری برابر با 5268 کیلومتر است. گانیمد بزرگتر از سیاره تیر می‌باشد. کالیستو با قطری برابر با 4806 کیلومتر اندکی کوچکتر از تیر می‌باشد. به نظر می‌آید کالیستو و گانیمند از یخ و اندکی مواد سنگی ساخته شده باشند. هر دو اقمار دارای دهانه‌های بسیاری می‌باشند. بقیه اقمار مشتری بسیار کوجکتر از ماهک های گالیله‌ای هستند. امالیتا و هیمالایا دو ماهک بزرگ بعدی می‌باشند. امالیتا به شکل سیب زمینی می‌باشد با قطری برابر با 262 کیلومتر. قطر هیمالیا برابر با 170 کیلومتر می‌باشد. بیشتر ماه های باقیمانده مشتری با تلسکوپ‌های بزرگ زمینی کشف شده‌اند. دانشمندان متیس و اداریستا را در سال 1979 با مطالعه عکس هائی که فضاپیمای ویجر گرفته بود کشف کردند.

در 30 سال اخیر اکتشافات بسیاری درباره مشتری و قمرهایش صورت گرفته است که اگر گالیله زنده بود و آنها را می شنید، بسیار شگفت زده می شد. آیو، فعال ترین جرم آتشفشانی منظومه شمسی است. گانیمد بزرگترین قمر منظومه است و تنها قمر شناخته شده ای است که میدان مغناطیسی خودش را دارد. اقیانوس مایعی ممکن است زیر پوسته یخ زده سطح اروپا نهفته باشد. اقیانوس های یخ زده ای نیز ممکن است زیر سطح گانیمد و کالیستو وجود داشته باشند.

اقمار گالیله ای

بیشتر قمرهای مشتری در جهت عقربه های ساعت به دور مشتری می گردند، كه خلاف جهت حركت بیشتر اقمار منظومه ی شمسی است.این قمرها به احتمال زیاد، سیارك های ربوده شده به وسیله ی سیاره اند. قمرهای مشتری به سه دسته تقسیم می شوند:

اقمار داخلی - اقمار میانی - اقمار بیرونی

1- اقمار داخلی: این گروه شامل چهار قمر گالیله ای و قمری كه پروفسور بارنارد كشف كرد، می باشد.

قمر های گالیله ای مدارهایی تقریبا مستدیر دارند و در فواصلی بین 420000كیلومتر و 1880000كیلومتر از مشتری با دوره های تناوبی بین 75/1 روز تا 33/16روز حركت می كند.دوره ی تناوب حركت وضعی و انتقالی آنها برابر است. بنابراین ناظری كه بر مشتری قرار دارد همواره یك روی این چهار قمر را می بیند. هر چهار قمر به اندازه ی كافی بزرگ اند كه در تلسكوپ، قرص های قابل مشاهده ای را پدید آورند و اگر تلالۆ چیره ی سیاره ی اصلی نبود با چشم برهنه می شد آنها را دید.

یو داخلی ترین قمر گالیله ای از نظر آتشفشانی فعال است. این قمر كه هم اندازه ی ماه است در هنگام عبور ویجر1 از كنار آن دست كم 8 آتش فشان فعال داشت. بیش از 500 آتش فشان در یو شناسایی شده است كه در حدود 100 تای آنها فعال است. یو دارای جوی از گوگرد، اكسی ‍ ‍ ژن و سدیم است. موادی كه از آتش فشان های یو خارج می شوند احتمالا منبع موادی است كه به صورت چنبری ای از پلاسما مشتری را احاطه می كند و توسط ویجر1 كشف شده است.

یو، داخلی ترین قمر سیاره مشتری

2- قمرهای میانی: آن ها جملگی كوچك اند و قطرهای شان كمتر از 160 كیلومتر است و به فاصله ی متوسط 11میلیون كیلومتر از مشتری قرار دارند.دوره ی تناوب حركت انتقالی آنها در حدود270 روز برآورد شده است.

3- قمرهای بیرونی: این قمرها رامشخصات زیر متمایز می كند:

الف)فاصله ی زیاد از سیاره كه نزدیك به 24 میلیون كیلومتر برآورد می شود.

ب)دوره های تناوب طولانی كه برای چهار قمر مهم آن (JIX,JXI,JXII,JVIII) كه از دو سال بیشتر است.

پ)وجود حركت معكوس برای هر چهار قمر یعنی حركت در جهتی خلاف همه ی سیارات و بیشتر قمرهای منظومه ی شمسی. چون اگر از بالای قبط شمال سیاره نظر شود، دیده می شود كه این چهار قمر مدار های خود را در جهت عقربه های ساعت می پیمایند.

6-3 ساخت ماکت منظومه شمسی

مدل ساخت ماکت منظومه شمسی در این جلسه کمی پیشرفته تر از مدل های معرفی شده در درس های گذشته است. به تصویر زیر دقت نمایید.

ماکت منظومه شمسی

در این ماکت با استفاده از چرخ دنده مجزا برای هر سیاره امکان حرکت سیارات و همچنین سرعت حرکت آنها محیا می باشد. در این مدل، گردش ساعتگرد و پادساعتگر سیارات را نیز می توان تنظیم نمود. در این مجموعه ابعاد سیارات، رنگ و فرم آنها رعایت شده است، همچنین فاصله آنها نسبت به یکدیگر و نسبت به خورشید رعایت شده است. نکته قابل توجه در این نوع ماکت قرار دادن اقمار اصلی هر سیاره می باشد.

با توجه به ماکت های خورشید مرکز، دریافتید که در این نوع ماکت ها استفاده از ابعاد متناسب برای خورشید امکان پذیر نمی باشد. در غیر این صورت ابعاد ماکت بسیار بزرگ و غیر قابل استفاده می باشد.

تکلیف:

تکلیف1: برخی از دانشمندان احتمال وجود حیات در سیاره مشتری را تخمین زده اند. درباره این مطلب تحقیق نمایید، یافته های خود را تجزیه و تحلیل نمایید و نتایج را با ذکر دلیل برای ما ارسال نمایید.

تکلیف2: با توجه به مدل ساخت ماکت منظومه شمسی در این درس و کسب اطلاعات در مورد پنجمین سیاره منظومه شمسی به همراه اقمار آن، ساخت ماکت منظومه شمسی خود را ارتقاع داده و حاصل کار خود را بصورت فایل تصویری برای ما ارسال نمایید.

محل بازدید/ اردو/ خرید:

مركز نجوم آستان مقدس حضرت عبدالعظیم از دیگر مراکز مهم نجومی می باشد که دانش پژوهان علاقمند می توانند جهت استفاده از امکانات نجومی و علمی این مرکز بهره مند شوند. برای کسب اطلاع بیشتر در باره این مرکز به آدرس الکترونیکی مورد نظر مراجعه نمایید.

منابع مطالعه:

برای کسب اطلاع بیشتر در مورد مطالب ارائه شده در این درس منابع زیر را مطالعه نمایید.

_ فصل پانزدهم و قسمت سوم از کتاب نجوم به زبان ساده، نویسنده: مایر دگانی، مترجم: محمدرضا خواجه پور- انتشارات گیتاشناسی

_ آدرس اینترنتی زیر اطلاعات مفیدی در مورد سیاره مشتری در اختیارتان قرار خواهد داد.

http://www.tebyan.net/newindex.aspx?pid=132722