Hamshahri Newspaper

جواد نصرتي
اعداد خورشيدي
خورشيد در مقايسه با ديگر اجرام فضايي موجود در منظومه شمسي، با 4/1 ميليون كيلومتر (870هزار مايل) قطر، يك ابرجرم آسماني به شمار مي آيد. براي درك اين اندازه كافي است بدانيد كه 109 كره زمين با همين اندازه فعلي را مي توان روي قطر خورشيد جاي داد. براي پر كردن فضاي داخلي خورشيد هم بايد 3/1 ميليون كره زمين در كنار هم قرار بگيرند. لايه بيروني خورشيد 6هزار درجه سانتيگراد حرارت دارد و اين درحاليست كه حرارت در هسته خورشيد- جايي كه انرژي خورشيدي در آن توليد مي شود- 15 ميليون درجه سانتيگراد است.

روزها شب مي شوند و شب ها روز و اينگونه است كه بشر و هر آنچه در دنياي او هست، گذشت زمان را حس مي كند. شايد اگر شب و روز شدن، هيچ ارتباطي به گذشت زمان نداشت، چنين حس نوستالژيكي هم در مورد آن پديد نمي آمد كه گذشتن روزان و شبان، نزديك شدن به پيري و فنا ست، اما گذشت شب و روز از چه پديد مي آيد؟
به صورت علمي پيدايش شب و روز در سيارات و اجرام آسماني، حاصل حركت هاي وضعي و انتقالي آنها به دور خورشيد است و اين نور خورشيد است كه به روز و شب ماهيت مي بخشد، اما شب و روز تنها موارد كرامت بي كران خورشيد نيستند. هرآنچه كه در منظومه اي وسيع كه به نام خورشيد مزين شده است وجود دارد، هستي خود را از خورشيد دارد.
سيارات و ديگر اجرام آسماني منظومه شمسي به قدري به وجود خورشيد وابسته اند كه ماهيت آنها باتوجه به ماهيت خورشيد تعريف مي شود و در اين ميان، ما به عنوان تنها موجوداتي كه جان شيرين داريم، عزيز دردانه هاي اين ستاره پرفروغ هستيم كه پياپي از خوان نعمت او بهره مي بريم و شكر به جاي نمي آوريم. خورشيد مي سوزد و مهر خويش را به هر آنچه كه در منظومه اش هست نثار مي كند تا به گزاف، مادر مهر و محبت اساطير ايران خوانده نشود و در اين ميان فرزندان خورشيد، روزگار مي گذرانند و ما نيز، بدون آنكه روزي خشم مادر مهربان را متصور شويم.
خورشيد (با علامت ستاره شناسي?) يك ستاره طيفي كلاس جي۲ است كه 86/99 درصد حجم كل منظومه را تشكيل مي دهد. مشتري و كيوان هم 93 درصد مابقي حجم منظومه را تشكيل مي دهند و از اين رو بزرگترين مدارگردهاي خورشيد به شمار مي روند.
منظومه شمسي به صورت كلي از خورشيد، 9 جرم آسماني كه مدارهاي ويژه خود را دارند (اخيرا دهمين جرم آسماني با اين ويژگي هم كشف شده است) و در اصطلاح به آنها سياره گفته مي شود و دو كمربند از اجرام كوچك تشكيل شده است.
اجرام آسماني بزرگ يا همان سياره ها در منظومه شمسي به ترتيب تير (?)، زهره (?)، زمين(?)، مريخ(?)، مشتري (?)، كيوان (?)، اورانوس (?)، نپتون (?) و پلوتو(?) هستند. در سالهاي اخير با كشف جرم آسماني UB313، برخي از دانشمندان در مورد سياره بودن پلوتو بحث هاي زيادي كرده اند. علاوه بر آنكه بتازگي ستاره شناسان، جرم ديگري با ويژگي هاي سياره ها را كشف كرده اند كه فعلا سياره خوانده مي شود.
در زبان لاتين، نام تمام سياره ها به استثناي زمين، از خدايان و الهه هاي اساطيري رومي- يوناني برگرفته شده است. محيطي كه منظومه شمسي در آن قرار دارد، محيط بين سياره اي ناميده مي شود. خورشيد، ذرات پلاسمايي بارداري به نام باد خورشيدي را در اطراف خود پرتوافكني مي كند كه به واسطه انتشار اين باد در اطراف خورشيد، اتمسفر ويژه اي پديد مي آيد. اين اتمسفر اجازه مي دهد محيط بين سياره اي تا 10 ميليارد مايل از همه سو به داخل فضا پيش برود. در اين محيط، همچنين ميزان كمي غبار هم وجود دارد كه اين غبار باعث بروز پديده نور زوديكال است. مقداري از اين غبار متعلق به فضاي بيرون منظومه است.
مسافت هاي موجود در منظومه شمسي غالبا در واحد AU يا همان واحد ستاره شناسي اندازه گيري مي شوند. هر AU فاصله بين خورشيد و زمين يا به عبارت ديگر، 150 ميليون كيلومتر است. فاصله پلوتو از خورشيد 38 AU است و مشتري 2/5 AU از خورشيد فاصله دارد. براي مسافت هاي بسيار زياد در منظومه شمسي مثل مناطقي از منظومه كه بيرون از پلوتو قرار دارند، از واحد ترامتر
(Tm، يك ميليارد كيلومتر) استفاده مي شود.
رابطه فاصله اي در منظومه شمسي بسيار دقيق و جالب است. تمام سيارات در منظومه شمسي به صورت هندسي، داراي تناسب جالبي هستند و تقريبا فاصله هر سياره تا خورشيد، دو برابر فاصله سياره قبلي با خورشيد است؛ مثلا فاصله زهره، دو برابر فاصله تير تا خورشيد است. فاصله زمين تا خورشيد دو برابر فاصله زهره تا خورشيد است و فاصله مريخ دو برابر فاصله زمين و... .
ستاره شناسان، منظومه شمسي را به چند بخش عمده تقسيم كرده اند. اولين منطقه، فضايي است كه سيارات داخلي در آن قرار دارند. سيارات داخلي يا خاكي، به دليل ساختار صخره اي خود، با هم شباهت هاي زيادي دارند. اين سياره ها در مناطق داغ نزديك به خورشيد قرار دارند و به دليل حرارت بسيار زياد، عناصري در آنها يافت مي شوند كه نقطه ذوب بسيار بالايي دارند. معمولا سطح و مناطق بالايي پوسته اين سياره ها از سيليكات ها و هسته آنها از آهن تشكيل مي شود. در اينجا با اين سياره ها و ويژگي هاي آنها آشنا مي شويم.
تير: اين سياره 39/0 AU تا خورشيد فاصله دارد و از اين جهت نزديكترين سياره به خورشيد به شمار مي رود. به دليل اين فاصله بسيار كم، تير هيچ اتمسفري ندارد و تا امروز هيچ نشانه اي از فعاليت هاي زمين شناسي در آن مشاهده نشده است. عنصر اصلي تشكيل دهنده هسته اين سياره، آهن است.
زهره: (فاصله تا خورشيد 72/0 AU). زهره اولين سياره خاكي منظومه شمسي به شمار مي رود كه مانند زمين پوسته ضخيمي از سيليكات دارد كه دور يك هسته آهني قرار گرفته است. اين سياره همچنين داراي اتمسفر است و نشانه هايي از فعاليت هاي زمين شناسي همچون آتشفشان ها در آن مشاهده مي شود. اتمسفر زهره، 90 بار چگال تر از اتمسفر زمين است و مقادير زياد و فشرده اي از دي اكسيد كربن و اسيدسولفوريك در آن وجود دارد.
زمين‎/ ماه: (فاصله تا خورشيد۱ AU). بزرگترين سياره از سياره هاي داخلي؛ تنها سياره اي است كه هنوز فعاليت هاي زمين شناسي در آن برقرار است. اتمسفر اين سياره به صورت اساسي با اتمسفر ديگر سيارات متفاوت بوده و 21 درصد آن اكسيژن است كه وجود همين اكسيژن، زندگي بر سطح آن را امكانپذير ساخته است. ماه، قمر اين سياره هم جرمي خاكي به شمار مي رود كه با مداري مشترك با زمين به دور خورشيد مدارگردي مي كند. ماه در بسياري از ويژگي هاي ساختاري، با سياره هاي خاكي مشترك است، هرچند در هسته آن آهن وجود ندارد.
مريخ: (فاصله تا خورشيد 5/1 AU). مريخ از زمين و زهره كوچكتر است و اتمسفر نازكي از دي اكسيدكربن دارد. سطح اين سياره پوشيده از آتشفشان ها و دره هايي است كه مشخص مي سازند روزگاري در مريخ فعاليت هاي زمين شناسي وجود داشته است. شواهدي در دست است كه نشان مي دهند مريخ حتي تا گذشته نزديكي داراي فعاليت هاي زمين شناسي بوده است. اين سياره دو قمر دارد كه برخي دانشمندان، آنها را خرده سياره هم مي نامند.
پس از منطقه سيارات داخلي، كمربند خرده سيارات قرار دارد. خرده سيارات اجرامي هستند كه از سياره ها كوچكترند و در فضايي بين مريخ و مشتري قرار دارند؛ يعني در فاصله 3/2 و 3/3 AU از خورشيد. خرده سيارات از مواد معدني فرار ساخته شده اند. كمربند اصلي، صدها هزار (يا شايد ميليون ها) خرده سياره را در پهناي يك كيلومتر در خود جاي داده است. در اين فاصله حتي خرده سياراتي به اندازه غبار وجود دارند؛ خرده سياراتي كه با قطر كمتر از 50 متر متوئورويد خوانده مي شوند. كرس، بزرگترين خرده سياره منظومه شمسي، يكهزار كيلومتر قطر دارد. اين قطر، به كرس اين امكان را مي دهد كه به صورت كره شكل بگيرد و به همين خاطر با توجه به برخي تعاريف ستاره شناسي، مي توان آن را يك سياره دانست. گفته مي شود خرده سيارات، بقاياي يك سياره خاكي متلاشي شده هستند كه به دليل وجود نيروي گرانش مشتري، در اين منطقه خاص در كنار هم قرار گرفته اند. در ميان اين خرده سيارات، قمرهايي هم وجود دارند كه در واقع خرده سياراتي هستند كه ديگر خرده سيارات را مدارگردي مي كنند. اين قمرها با اينكه گاهي به بزرگي قمرهاي سيارات هستند، از نوع اين قمرها به شمار نمي روند.
پس از سيارات داخلي و كمربند خرده سيارات، منطقه سيارات بيروني قرار دارد. در اين منطقه هم چهار سياره بسيار بزرگ قرار دارد. اين چهار سياره به قدري بزرگ هستند كه 99 درصد حجم تمام 9 سياره منظومه شمسي را دربرمي گيرند. اندازه بسيار بزرگ و فاصله زياد آنها تا خورشيد به آنها اجازه مي دهد كه مقادير بسيار زيادي از هيدروژن و هليوم را كه براي سيارات خاكي سبك هستند، در خود جاي دهند. اين سيارات به ترتيب زير هستند:
مشتري: (فاصله تا خورشيد 2/5 AU) مشتري 318 بار بزرگتر از زمين است و اگر تمام ديگر سيارات منظومه شمسي را هم يك سياره بدانيم، باز هم مشتري 5/2 بار بزرگتر از آن خواهد بود. ساختار هيدروژني و هليومي مشتري تقريبا همانند ساختار خورشيد است. تمام 63 قمر مشتري، بخصوص گانيميد، IO و اروپا، اشتراكات زيادي با سيارات خاكي دارند؛ اشتراكاتي مانند فعاليت هاي آتشفشاني و گرماي دروني. مشتري داراي حلقه اي سست و گازي است.
كيوان: (فاصله تا خورشيد 5/9 AU). كيوان كه به دليل سيستم حلقه خارجي اش شهرت زيادي دارد، اشتراكات زيادي با مشتري داشته كه تركيب اتمسفري آن را هم شامل مي شود؛ با اين تفاوت بسيار بزرگ كه كيوان در قياس با مشتري، فقط 95 بار بزرگتر از زمين است. در دو قمر از قمرهاي كيوان به نام هاي تايتن و انكلادوس، نشانه هايي از فعاليت هاي زمين شناسي مشاهده شده است، اما با اين حال حجم عظيمي از اين دو قمر را يخ تشكيل مي دهد.
اورانوس: با اينكه اورانوس (فاصله تا خورشيد
۵‎/۹ AU) و نپتون (فاصله تا خورشيد۳۰ AU) بسياري از ويژگي هاي سيارات عظيم گازي را دارند، بيشتر از اينكه شبيه مشتري و كيوان باشند، شبيه يكديگر هستند. اولين تفاوت اساسي آنها با مشتري و كيوان، اندازه بسيار كوچك آنهاست. اورانوس و نپتون به ترتيب 14 و 17 بار بزرگتر از زمين هستند. در اتمسفر آنها، هيدروژن و هليوم بسيار كمي وجود دارد و به جاي آنها، مقادير بسيار زيادي يخ آب، آمونيوم و متان وجود دارد. برخي ستاره شناسان براي توجيه اين پديده، اينچنين عنوان مي كنند كه اين سياره ها متعلق به دسته خاصي از سياره ها موسوم به احجام يخي هستند. هر دو اين سياره ها داراي سيستم حلقه اي تيره اي هستند. در بزرگترين قمر نپتون به نام تريتون، فعاليت هاي زمين شناسي مشاهده مي شود.
از ديگر اجرام منظومه شمسي مي توان به ستاره هاي دنباله دار اشاره كرد. ستاره هاي دنباله دار از يخ و عناصر فرار تشكيل شده اند و مدارهاي عجيب و مختلف المركزي دارند. سمت و طرف نزديك به خورشيد آنها از ميان سياره هاي دروني مي گذرد و قسمت بيروني مدار آنها دورتر از پلوتو است. ستاره هاي دنباله دار جوان حتي مدار پيچيده تري دارند و به خورشيد نزديكتر هستند، اما ستاره هاي دنباله دار پيرتر كه بيشتر عناصر فرار آنها توسط گرماي منظومه شمسي كشيده شده است، رفتاري شبيه به خرده سيارات دارند. برخي از ستاره هاي دنباله دار براي يك بار طي كردن مدار خود، صدها هزار سال به دور خورشيد مدارگردي مي كنند. برخي ستاره هاي دنباله دار كه مدار هايپربوليك (هذلولي) دارند، حتي به بيرون منظومه شمسي هم مي روند.
گروه Centaur، اجرام يخي ستاره دنباله دار مانندي هستند كه مدار منظم تري دارند و بين مشتري و نپتون در منظومه شمسي قرار گرفته اند. چيرون 2060 از وقتي كه مشخص شد، داراي دنباله اي همانند ستاره هاي دنباله دار است، به عنوان اولين Centaur ثبت شده است. منطقه ديگر در تقسيم بندي ستاره شناسي، كمربند كوئيپر است. فضاي بيرون نپتون كه معمولا به نام منظومه شمسي بيروني ناميده مي شود، بخش اعظمي از منظومه شمسي را تشكيل مي دهد، اما هنوز ناشناخته است.
اولين منطقه از اين فضا كه در واقع فضاي بيروني مدار نپتون است، كمربند كوئيپر ناميده مي شود. اين كمربند در واقع حلقه اي بزرگ از خرده اجرام فضايي است كه شباهت زيادي به كمربند خرده سيارات دارد. بخش اعظم اين حلقه، يخ است و در فاصله 30 تا 50 AU از خورشيد واقع است. گفته مي شود. اين منطقه خاستگاه ستاره هاي دنباله داري است كه عمر كوتاهي دارند. پلوتو علاوه بر اينكه يك سياره ناميده مي شود، عضوي از همين كمربند معرفي مي شود. اجرام كمربند كوئيپر كه مداري همچون مدار پلوتو دارند، پلوتينوس ناميده مي شوند. ديگر اجرام فضايي كمربند كوئيپر به دو دسته كيوب وانوس ها كه در حلقه اصلي قرار دارند و اجرام دايره اي پراكنده كه در قسمت هاي بيروني واقعند، تقسيم مي شوند. يكي از اجرام دايره اي پراكنده 2003 UB313 است كه دو سال پيش كشف شده است. اين جرم 5/1 برابر بزرگتر از پلوتو است و مدار مختلف المركز 557 ساله اي دارد كه كران داخلي آن 2/38 AU (برابر با فاصله پلوتو از خورشيد) و كران بيروني آن 6/97 AU است. يك بار چرخش اين سياره به دور محور خود 52 سال زميني طول مي كشد. دانشمندان معتقدند اين سياره همانند پلوتو در كمربند كوئيپر قرار دارد و قسمت اعظم آن از صخره و يخ تشكيل شده است.
كشف اين جرم، دوباره اين بحث كه آيا پلوتو بايد يك سياره محسوب شود يا نه را در محافل علمي برانگيخته است، اما با اين حال پلوتو هنوز سياره نهم منظومه شمسي است. از ديگر اجرام فضايي كمربند كوئيپر مي توان به سرنا اشاره كرد كه بتازگي كشف شده است. اين جرم فضايي مداري بيضي و 10هزار و 500 ساله دارد كه از 76 تا 928 AU فاصله متغير آن از خورشيد است. البته برخي دانشمندان بر اين باورند كه اين جرم را نمي توان به خاطر فاصله زياد مدار آن، عضوي از كمربند كوئيپردانست و اين نظريه را عنوان مي كنند كه احتمالا سرنا، اولين عضو نشاخته شده جمعيتي از اجرام آسماني است كه تا به حال كشف نشده اند.
در تقسيمات ستاره شناسي، پس از كمربند كوئيپر، فضاي حائل منظومه شمسي و فضاي بيرون منظومه شمسي قرار دارد، اما مسئله اين است كه هنوز نقطه دقيقي كه در آن منظومه شمسي پايان مي يابد و فضاي بين ستاره اي شروع مي شود، مشخص نشده است، چون مرز منظومه شمسي با توجه به دو نيروي بيروني رسم مي شود؛ بادهاي خورشيدي و گرانش خورشيد.
باد خورشيدي با موج بسيار بزرگي به اندازه 95 AU، (سه برابر مدار پلوتو) به بيرون گسيل مي شود. انتهاي اين موج، جايي است كه باد خورشيدي با بادهاي فضاي بين ستاره اي كه در جهت عكس باد خورشيدي حركت مي كنند، برخورد مي كند و به آن termination shock (شوك پايان) مي گويند. در اين منطقه، باد، كند، سنگين و چگال و آشفته تر مي شود و ساختاري بيضي شكل كه heliosheath ناميده مي شود، تشكيل مي دهد كه اين ساختار شبيه دنباله ستاره هاي دنباله دار است و رفتاري همانند آنها دارد. در اين حالت، باد خورشيدي۴۰ AU ديگر در جهت خود به سمت فضاي بين ستاره اي جلو مي رود. Heliopause، فضاي بيروني sheath، نقطه اي است كه باد خورشيدي بالاخره به حركت خود خاتمه مي دهد و وارد فضاي بين ستاره اي مي شود، اما حتي در اين نقطه هم نمي توان گفت كه از منظومه شمسي خارج شده ايم، چون نيروي گرانش خورشيد حتي در اين نقطه وجود دارد و جالب اينجاست كه اين نيرو حتي در ابر Oort هم كه متشكل از اجرام بزرگ يخي است و گفته مي شود در فاصله 50 هزار تا 100 هزار AU (نزديك به يك سال نوري) دورتر از خورشيد، منظومه شمسي را دربرگرفته است، بر اجرام فضايي اثر مي گذارد. اما پس از عبور از ابر Oort، حكمراني خورشيد ديگر تمام شده و ديگر اين بار تقسيمات فضاي بيكران شروع مي شود.