تبلیغات
علمی - مطالب کهکشان راه شیری

ابرنواختر

گاهی ستارگان منفجر می شوند، از هم می پاشند و به ابر نواختر(Supernova) تبدیل می شوند. در این مقاله آنچه تاکنون درباره ابرنواختران معلوم شده است توضیح داده میشود و اجرام شگفت انگیزی که پس از انفجار ستاره ای برجای می مانند، شرح داده می شود.

ابرنواختران 

ستارگانی که جرم کم یا متوسط دارند، مراحل نهایی زندگی خود را – به صورت غول های سرخ – به آرامی سپری می کنند، اما ستارگان بسیار پرجرم تر از خورشید به طریقی ظاهرا عجیب می میرند و به اجرامی با ویژگیهای باور نکردنی تبدیل می شوند. انهدام انفجاری ستاره به آنچه ابرنواختر نامیده میشود، می انجامد ( که بسیار نورانی تر از نواختر است) و باقیمانده ستاره را به صورت یک تپ اختر ( پالسار )، یا ستاره نوترونی و یا شاید سیاهچاله برجای می گذارند.

درخشندگی ابرنواختران 

هنگامی که آتش ابرنواختر بر می فروزد، نورانیت ستاره به طور اعجاب آوری افزایش می یابد که بسیار بیشتر از افزایش نورانیت در مورد نواختران است. در حالی که نواختر حداکثر به درخشندگیی می رسد که آن را به یکی از نورانی ترین ستارگان کهکشان بدل می کن ، ابرنواختر به چنان نورانیتی دست می یابد که با مجموع نورانیت های تمام ستارگان یک کهکشان برابری می کند. نورانی ترین ابرنواختران مشاهده شده در کهکشانهای دیگر ، گاه چندین بار نورانی تر از کل کهکشان بوده اند. درخشندگی کل یک ابرنواختر تا مقادیری در حدود یک میلیارد برابر نورانیت خورشید می رسد.

منحنی های نور و طیف

در فواصل نزدیک، تنها معدودی ابرنواختر مشاهده شده، اما در کهکشان های دیگر در بخشهای مختلف کیهان ، صدها ابرنواختر عکسبرداری شده و از این مشاهدات ، دانشی درباره ویژگیهای مختلف آنها به دست آمده است. هنگامی که ابرنواختر منفجر می شود نورانیت آن در خلال یک روز یا بیشتر ، به حداکثر می رسد. طیف ابرنواختر ، در موقع نورانیت حداکثر، بسیار پیچیده است. طیف ابرنواختران ، دست کم دو رده مختلف دارد ، و هردو این رده ها چنان پیچیدگی هایی دارند که اختر شناسان تاکنون نتوانسته اند از روی شواهد طیفی ، ویژگیهای فیزیکی جسم منفجر شونده را دریابند.

تصویری هنری از انفجار یک ستاره

پس از رسیدن ابرنواختر به حداکثر، طیف تغییر می کند و درخشندگی کاهش می یابد. الگوی کاهش درخشندگی در هرکدام از دونوع ابرنواختر متفاوت است. نوعا ، نورانیت به آرامی کاهش می یابد و چند ماه طول نمی کشد که ابرنواختری در یک کهکشان  نزدیک از نظر ناپدید شود. هنوز تجهیزات نوین اخترشناسی برای رصد ابرنواختری در کهکشان خودمان به کار گرفته نشده اند و از این رو ، تاکنون جزئیات فرایند فوران ابرنواختری از نزدیک مشاهده نشده است. به همین دلیل است که ما هیچ اطلاعی از درخشندگی های پیش – انفجاری ابرنواختران نداریم و آن ابرنواخترانی که به اندازه کافی نزدیکند که به خوبی مشاهده می شوند، بسیار پیش تر از مشاهدات تلسکوپی منفجر شده اند.

تصویری از سحابی خرچنگ که به علت انفجار یک ستاره به وجود آمده است

ابرنواختران کهکشانی

نخستین اسناد مربوط به انفجار ابرنواختری در کهکشان ما در سال ۱۰۵۴ میلادی ثبت شده است. اسناد ثبت شده این رویداد به وسیله چینی ها، ژاپنی ها و سرخپوستان آمریکا، همگی نشان می دهند که درخشندگی این اجرام کیهانی به حد کافی زیاد و برای مدتی به هنگام روز نیز قابل مشاهده بوده است. مکان این جرم در آسمان مطابق است با جرم گسترده و عجیبی که سحابی خرچنگ نامیده میشود، بعدها معلوم شد این جرم ابرگازی عظیمی است که در تمام گستره طیف الکترومغناطیسی، از امواج رادیویی گرفته تا پرتوی X و پرتوهای گاما، انرژی شدیدی منتشر می کند. ابرنواختر ثبت شده بعدی در کهکشان ما، ابرنواختر تیکو نامیده میشود که در سال ۱۵۷۲ میلادی روی داد و اخترشناس بزرگ، تیکوبراهه بطور گسترده ای آن را مطالعه کرد. این جرم نیز به قدر کافی نورانی بوده و به هنگام روز نیز دیده می شده است. در سال ۱۶۰۴ ، افتخار رصد ابرنواختر سوم در کهکشان ما ، نصیب کپلر شد. این ابرنواختر گرچه از ابرنواختر تیکو کم فروغتر بود اما از هر جسم ستاره ای در آسمان نورانیتر دیده می شد. آن را ابرنواختر کپلر می نامند.

آهنگ ابرنواختران

از مطالعه آمار ابرنواختران در کهکشانهای دیگر معلوم شده است که در هر کهکشان ، به طور میانگین در هر سال ( یا بیشتر ) یک انفجار ابرنواختری روی میدهد. اینکه ما از سال ۱۶۰۴ تا حال ابرنواختری در کهکشان محلی خود آشکار نکرده ایم ، به احتمال ، عمدتا به آمار مربوط می شود و می توان امید داشت که در آینده نزدیک احتمالا یکی از این اجرام تماشایی را ببینیم.ستاره‌شناسان و دانشمندان ناسا نیز عنوان کردند که در ۵۰ سال آینده، شاهد تولد ابرنواختری و مرگ یک ستاره در کهکشان راه شیری، خواهیم بود و این پدیده  با استفاده از تلسکوپ و اشعه مادون قرمز از زمین قابل رؤیت خواهد بود و پس از مدتها آرامش ۴۰۰ ساله کهکشان ما به پایان خواهد رسید.

این تصویر، باقی مانده ابرنواختر کپلر میباشد، انفجار معروفی که توسط یوهانس کپلر در سال ۱۶۰۴ مشاهده و کشف شد.

بقایای ابرنواختران

ابرنواختران بقایایی مادی برجای می گذارند که قابل مشاهده اند و معمولا در طول موج های رادیویی بسیار واضح دیده می شوند. طیف تابش رادیویی به همان شکل طیف تابش تولید شده در اتم شکن های بزرگ است. فیزیکدانها ، از این اتم شکن ها در مطالعه ویژگیهای ذرات بنیادی استفاده می کنند. این ماشینها، سنکروترون نامیده می شوند و تابشی که در سنکروترون به وسیله دسته ای از ذرات گسیل می شود، تابش سنکروترون نام دارد. نحوه تولید این نور کاملا متفاوت است با نحوه تولید نوری که به طور عادی از اجسام ستاره ای گسیل می شود. تابش سنکروترون، به عوض آن که از حرکت الکترون ها از یک مدار به مدار دیگر در حول هسته اتم تولید شوند ، به توسط الکترون هایی تولید می شوند که با سرعت بسیار زیادی در میدان مغناطیسی می چرخند.

پیش از آنکه تابش سنکروترون شدیدی گسیل شود ، می باید سرعت الکترون ها تقریبا به بزرگی سرعت نور برسد و از ایت رو بدیهی است که تابش های سنکروترون بسیار نورانی حاصل از بقایای ابرنواختران می باید ناشی از رویدادهای بسیار آشوبناک باشند. ویژگی های رادیویی بقایای ابرنواختران در کهکشان ما اخترشناسان را قادر ساخته است تا از روی تابشهای رادیویی آنها ، دهها عدد از این اجسام را تشخیص دهند. این تابش ها ، از روی شکل طیف مشخصه خود ، از دیگر منابع رادیویی قابل تمییز هستند. بسیاری از بقایای ابرنواختارن را تنها می توان از تابش های رادیویی آنها آشکار کرد ، زیرا وجود غبار در سر راه دید ، در بسیاری از موارد ، بخشهای مرعی طیف را تیره می کند. در موارد کمی ، شامل سحابی خرچنگ و ابرنواختر ۱۵۷۲ ( نواختر تیکو ) ، نمودهای اپتیکی کشف شده است.

این تصاویر سیر تکاملی انفجاری عظیم را در ستاره سرخ V838 نمایش می‌دهند.

مدل های نظری ابرنواختران

محاسباتی که در مورد سرنوشت ستاره های غول سرخ بسیار پر جرم تر از خورشید صورت گرفته است، علت انفجار های ابرنواختری را مشخص کرده است. معلوم شده که در اواخر فاز غول سرخی، مغزی کربنی به آرامی می رمبد و سرانجام به دمایی بس بالا می رسد. ستاره های کم جرم تر هرگز به چنین دماهایی نمی رسند ، اما در ستاره های پر جرم ، رسیدن به دمایی تا ۶۰۰ میلیون درجه امکانپذیر است. محاسبات و آزماش ها نشان می دهند که اگر چنین دمایی حاصل شود ، کربن مغز ستاره واکنش همجوشی را همانند همجوشیی که پیشتر هلیوم و هیدروژن داشتند، آغاز می کند و عناصر بازهم سنگینتری  مانند سیلیسوم و منیزیم پدید می آورد. سپس، این همجوشی مغزی را باز هم داغتر می کند و فشار  تولید شده از این انرژی ، موقتا جلوی انقباض مغزی را می گیرد. اما ، پس از دوره ای کوتاه ، کربن مغزی تمام می شود و مغزی به دلیل نبودن هیچ منبع تولید فشار رو به بیرون ، دوباره انقباض را شروع می کند. هنگامی که مغزی بیشتر و بیشتر منقبض شد و به دمای باز هم بیشتری رسید، بار دیگر واکنش های هسته ای دیگری ، مانند سوزاندن سیلیسیوم ، می تواند آغاز شود.

این مراحل متوالی ، تا تولید عناصر سنگین متعددی در مغزی ، ادامه می یابند. فرایند نسبتا سریع روی می دهد و بسته به جرم ستاره در طی تنها چندهزار سال یا کمتر ، سرانجام وقفه ای طبیعی در توالی این مراحل پیش می آید. دلیل توقف نهایی در عنصرسازی، در ماهیت کاملا خاص عنصر آهن نهفته است. برخلاف سابق ، که عنصر های سبکتر شکل می گرفتند و انرژی آزاد می کردند ، شرکت آهن در چنین واکنش هسته ای انرژی آزاد نمی کند بلکه آن را جذب می کند. بنابراین هنگامی که آهن شکل می گیرد ، به عوض تامین انرژی  بیشتری برای مغزی ستاره، انرژی آن را مصرف می کند. از این رو ، آهن عنصر نهایی است و مرحله نهایی را در رمبش مغزی تدارک می بیند. در ویدئوی زیر نحوه ی انفجار ابرنواختری ستارگان شبیه سازی شده است:

[http://www.aparat.com/v/KC5Vr]

به سبب نبودن هیچ منبع انرژی، مغزی آهنی ستاره ابزاری برای جلوگیری از انقباض بیشتر خود ندارد ، مغزی آهنی بر روی خود خراب میشود و این رویداد چنان سریع اتفاق می افتد که در خلال فقط چند ثانیه اندازه آن به ۱۰ تا ۵۰ کیلومتر می رسد. در این نقطه ، چگالی چنان بالا  و دما چنان افزاینده است که حتی عناصر سنگینتر از آهن نیز می توانند تولید شوند ، اما فقط در لحظه هایی بس کوتاه. در واقع ، احتمالا به این دلیل است که می بینیم در طبیعت ، عناصر سنگینتر از آهن بسیار کمیاب تر از عناصر سبکتر از آهن هستند. رمبش مغزی در این زمان چنان شدید صورت می گیرد که در پی خود ، ماده را به همان شدت وامی جهاند و ماده با انرژی گزافی به فضا پرتاب میشود. این همان انفجار است که به صورت فوران ابرنواختری می بینیم . مواد پراکنده شده از آن در فضا ، سرانجام باقیمانده ابرنواختر را تشکیل می دهند.

در خلال انفجار ، کسر بزرگی از جرم کل ستاره و شاید نصف آن ، برای همیشه از ستاره دور میشود. این موارد نهایتا در محیط عمومی میان ستاره ای پراکنده میشوند و با گاز هیدروژن که فراوان ترین گاز میان ستاره ای است ، درهم می آمیزند. از روی این شواهد است که اخترشناسان عقیده دارند بیشتر عناصر سنگین تر از هیدروژن و هلیوم در جریان فوران های ابرنواختری شکل گرفته اند. خورشید و زمین، که حاوی مقادیر قابل توجه ای از چنین عناصر سنگینی هستند، آنها را از انفجار های ابرنواختری کسب کرده اند که در دوره ای از تاریخ کهکشان ما ، پیش از شکل گیری خود خورشید از مواد میان ستاره ای منفجر شده اند. از این رو ، بسیاری از اتم های سازنده زمین در طی رویداد های آشوبناکی که به انفجار ابرنواخترهایی پیشتر از پنج میلیارد سال پیش انجامیده ، شکل گرفته اند.


منبع: بیگ بنگ




  

                  


  • آخرین ویرایش:چهارشنبه 29 مهر 1394
  • برچسب ها:ابرنواتر ،
نظرات()   
   

سیاره چیست؟ و سیارات داخلی و خارجی کدامند؟
 سیاره

 Planets

اجرامی که از ستاره کوچکتر بوده ودور ستارگان می چرخند.این اجرام از خود نوری ندارند.منظومه شمسی دارای هشت سیاره می باشد.سیاراتی که حول ستاره ای غیر از خورشید یافته شوند به سیارات فراخورشیدی معروف هستند.

 

نخستین فرضیات در مورد چگونگی پیدایش سیارات ریشه در افسانه‌ها و داستان‌های قومی و قبیله‌ای در سالیان ماقبل تاریخ دارد. به‌علاوه، تقریبا تمامی ادیان و آیین‌های مذهبی نیز اشاراتی به نحوه خلقت آسمان‌ها و زمین داشته‌اند. اما قرن‌ها بعد، ریاضی‌دانان ومنجمانی همچون کوپرنیک، گالیله و کپلر نخستین افرادی بودند که به جستجو در مورد دلایل علمی پدیده‌های طبیعی از جمله حرکت اجرام سماوی پرداختند. نخستین فرضیه علمی در مورد منشا پیدایش زمین توسط فیلسوف و ریاضی‌دان فرانسوی، رنه دکارت (1650-1596 م) ارائه شد. اما از آنجا که در زمان دکارت هنوز نیوتون و نظریه گرانش وی پا به عرصه وجود نگذاشته بودند، وی در ارائه فرضیه خود هیچ جایی برای نیروی گرانش به عنوان یکی از عوامل اصلی پیدایش سیارات نگذاشته بود. دکارت معتقد بود نیرو از طریق تماس اجسام با یکدیگر از جسمی به جسم دیگر منتقل می‌شود و جهان از ذراتی که مانند گردابی در حال چرخش هستند تشکیل شده است. دکارت در فرضیه خود که در سال 1644 میلادی ارائه کرد عنوان داشت خورشید و سیارات در اثر انقباض و تراکم یکی از همین گرداب‌ها که به طور طبیعی در جهان وجود دارند، تشکیل شده‌اند. درست یک قرن بعد و در سال 1745، دانشمند فرانسوی، جرج لوییس د.بوفون (1788-1707) فرضیه دیگری را مطرح کرد که بر اساس آن سیارات به دنبال تصادم ستاره‌ای که از نزدیکی خورشید عبور می‌کرد با آن به وجود آمده‌اند. وی معتقد بود این برخورد سهمگین آسمانی موجب جدا شدن تکه‌های گازی از هر دو ستاره و تشکیل سیارات در منظومه خورشیدی شده که سپس هر یک در مدارهایی به دور خورشید قرار گرفتند. طی دو قرن بعد، این فرضیه هر چند سال یک بار توسط دانشمندان زمان طرح می‌شد و به تناوب مورد تایید قرار می‌گرفت یا به کلی مردود می‌گشت. اما فرضیه بوفون مشکلات فراوانی داشت: اندازه ستارگان در مقایسه با فواصل میان آنها بسیار ناچیز است و بنابراین تصادم آنها با یکدیگر امری بسیار نادر است. بر اساس مطالعات کیهان‌شناسان، از هنگام شکل‌گیری کهکشان ما در بیش از 10 میلیارد سال پیش تا کنون، تعداد ستارگانی که با یکدیگر برخورد کرده‌اند شاید از تعداد انگشتان یک دست نیز کمتر باشد. از سوی دیگر، ذرات گاز و غباری که بر اساس نظریه بوفون در این تصادم از خورشید و ستاره مهاجم جدا شده بودند آنقدر داغ و با حرارت بالا بودند که امکان تراکم آنها و تشکیل سیارات را به حداقل می‌رساند. با همه این اوصاف، اگر هم سیارات می‌توانستند بر اساس این فرضیه تشکیل شوند، هرگز نمی‌توانستند در مدارهای پایداری به دور خورشید قرار گیرند. فرضیاتی که توسط دکارت و بوفون ارائه شدند، دو تفاوت عمده با یکدیگر دارند و آن ماهیت آنهاست. فرضیه دکارت، فرضیه‌ای تکاملی است که در آن خورشید و سیارات به تدریج و در فرایندی تکاملی به وجود آمده‌اند. اگر فرضیه وی صحیح باشد، ستارگانی که در اطراف آنها سیاراتی وجود دارند باید در جهان به وفور یافت شوند. از طرف دیگر، فرضیه ارائه شده توسط بوفون اتفاقی است که بر اساس آن سیارات به طور تصادفی و در اثر یک اتفاق به وجود می‌آیند. بنابر این فرضیه، منظومه‌های خورشیدی باید بسیار نادر باشند. گرچه فرضیه‌های دکارت و بوفون امروزه مردود اعلام شده‌اند، اما زحمات این دو دانشمند در معطوف ساختن افکار سایر دانشمندان به چگونگی پیدایش سیارات را نباید نادیده گرفت. نظریاتی که در حال حاضر در مورد پیدایش سیارات مورد قبول دانشمندان هستند گرچه با دو فرضیه فوق بسیار متفاوتند اما می‌توان گفت تا حدی تلفیقی از این دو فرضیه‌اند چرا که غالبا نظریاتی تکاملی همراه با وقوع وقایعی تصادفی و نادر هستند. ریشه‌های نظریه کنونی پیدایش سیارات که در ادامه به آن می‌پردازیم را باید نتیجه تحقیقات منجم و ریاضی‌دان فرانسوی، پیر سیمون د.لاپلاس دانست. در سال 1796 وی با تلفیق فرضیه دکارت و قوانین گرانش نیوتون موفق به ارائه مدلی شد که بر اساس آن ابری از ماده در حال چرخش که بر روی نیروی گرانش خود در حال تراکم و مسطح شدن به شکل قرصی از گاز بود را به تصویر کشید و به این ترتیب پایه‌های نظریه کنونی را بنا نهاد. در مدلی که لاپلاس از پیدایش سیارات ارائه کرده بود، بنابر اصل پایداری اندازه حرکت زاویه‌ای، هرچه این قرص چرخان گازی کوچک‌تر می‌شود، سرعت چرخش آن بیشتر می‌گردد. وی معتقد بود هنگامی که این قرص چرخان به بیشترین سرعت خود می‌رسد، شروع به برون‌پاشی لایه‌های خارجی خود می‌کند که این لایه‌ها سرانجام تشکیل حلقه‌هایی از ماده می‌دهند. این فرایند آنقدر ادامه می‌یابد که حلقه‌های متعددی در فواصل مختلف تشکیل می‌شوند و در نهایت با متراکم شدن مواد تشکیل دهنده آن حلقه‌ها، سیاراتی تشکیل می‌شوند که همگی به دور خورشیدی که در مرکز این قرص گازی متولد شده است، در حال چرخشند. این فرضیه که به نظریه سحابی مشهور است بعدها با اندک تغییراتی مورد قبول اکثر دانشمندان قرار گرفت. یکی از اشکالات عمده مدل لاپلاس این بود که خورشید به عنوان مرکز ابری که موجب تشکیل آن و سیارات اطرافش شد دارای بیشترین اندازه حرکت زاویه‌ای بود، حال آنکه بعدها و پس از مطالعه اولیه سیارات و خورشید، دانشمندان دریافتند سیارات منظومه شمسی بیشترین اندازه حرکت زاویه‌ای منظومه را دارا هستند. از آنجا که فرضیه سحابی لاپلاس در توجیه مشکل اندازه حرکت زاویه‌ای اجرام منظومه شمسی با شکست رو به رو شد، توجه دانشمندان در طی یک قرن پس از آن مجددا به نظریه بوفون معطوف گردید

 

.

 

 نظریه سحابی خورشیدی                                                          

 

امروزه می‌دانیم عناصر سنگینی که جهان ما از آنها ساخته شده در دل ستاره‌ها به وجود می‌آیند. از سوی دیگر آخرین نظریه علمی که مورد قبول اغلب اخترشناسان نیز هست، پیدایش سیارات را نتیجه فرایندهای گرانشی هنگام تولد ستارگان می‌داند. بر اساس این نظریه، که نظریه سحابی خورشیدی نامیده می‌شود، سیارات از قرصی از گاز و غبار که در اطراف ستاره‌ای در حال تولد به وجود می‌آید، پدید می‌آیند. هنگامی که ذرات گاز و غبار میان‌ستاره‌ای در مکان‌هایی از کهکشان، مانند بازوهای کهکشان‌های مارپیچی از جمله کهکشان راه شیری، در اثر نیروی گرانش متراکم می‌شوند، ستاره‌ای در مرکز این ابر متولد می‌شود. این ستاره در تمام مراحل تکامل خود توسط ابری از غبار احاطه شده که چرخش ذرات موجود در آن سبب می‌شود قرصی چرخان از غبار در اطراف ستاره در حال تولد تشکیل شود. سرانجام فشار لایه‌های مختلف گازی ستاره سبب بالا رفتن دمای مرکز آن و آغاز همجوشی هسته‌ای شده، دمای سطحی ستاره به سرعت بالا می‌رود. این امر سبب می‌شود لایه‌های غبار که در اطراف ستاره قرصی چرخان تشکیل داده بودند توسط جریان فوتون‌های پر انرژی که موفق به فرار از سطح ستاره شده بودند پراکنده شوند. بر اساس نظریه سحابی خورشیدی، سیارات درون همین قرص چرخان در اطراف ستارگان جوان به وجود می‌آیند. مشاهداتی که در طول موج‌های مختلف به خصوص طول موج فروسرخ انجام گرفته نیز نشان می‌دهند ستارگان جوان پس از آغاز همجوشی هسته‌ای در مرکز خود با سرعتی حدود 200 کیلومتر بر ثانیه این قرص‌های چرخان را از خود رانده، به اطراف پراکنده می‌کنند. فناوری جدید حتی به دانشمندان امکان مشاهده و عکس‌برداری از قرص‌های چرخان غبار در اطراف ستارگان در حال تولد را می‌دهد. منظومه شمسی ما نیز به احتمال فراوان در چنین فرایندی به وجود آمده است.‌ هنگامی که خورشید در اثر تراکم غبار میان‌ستاره‌ای به وجود آمد و فرایند همجوشی هسته‌ای خود را حدود 7/4 میلیارد سال پیش آغاز کرد، فوران فوتون‌ها و ذرات باردار از سطح آن توسط بادهای خورشیدی سبب پراکنده شدن قرص غبار اطرافش شد. پس از پراکنده شدن این قرص چرخان، آنچه باقی ماند مجموعه‌ای از کرات خاکی و گازی در مدارهایی به دور خورشید بود که آنها را سیاره می‌نامیم. درست مانند نظریه‌ای که لاپلاس از پیدایش منظومه شمسی ارائه داده بود، نظریه سحابی خورشیدی نیز با اشکال بزرگی رو به رو است که آن پایین بودن سرعت حرکت زاویه‌ای خورشید در مقایسه با سیارات است. برای درک چنین مساله به ظاهر نامتعارفی باید بررسی کنیم چه چیز موجب کند شدن سرعت چرخش خورشید شده است؟ می دانیم خورشید در هر ثانیه حدود 6/4 میلیون تن از جرم خود را به واسطه همجوشی هسته‌ای از دست می‌دهد. این میزان جرم تبدیل به انرژی شده که ما آن را به صورت نور و گرما احساس می‌کنیم. بر اساس قانون پایداری اندازه حرکت زاویه‌ای، کاهش جرم یک جسم به معنای کند شدن سرعت حرکت زاویه‌ای آن است. بعلاوه، میدان مغناطیسی قوی خورشید تاثیر بسزایی در کاهش سرعت چرخش آن دارد. یکی از راه‌هایی که از طریق آن می‌توان نظریه پیدایش سیارات منظومه شمسی در ابرهای گازی اطراف خورشید را تا حد زیادی اثبات کرد، بررسی شباهت‌های سیارات منظومه خورشیدی ما با یکدیگر است - چرا که اگر تمامی سیارات از یک ابر غبار در اطراف خورشید به وجود آمده باشند، به طور طبیعی باید دارای ویژگی‌های مشترکی نیز باشند.

 

                                             شرایط شکل گیری حیات در سیارات

 

برای اینکه حیات بتواند در سیاره‌ای به وجود آمده و تکامل یابد، آن سیاره باید در کمربند حیات منظومه خود قرار گرفته باشد. به علاوه، چنانچه ستاره میزبان دارای شرایط زیر باشد، احتمال تشکیل و دوام حیات در آن بیشتر است: • سن ستاره باید بیشتر از 3 میلیارد سال باشد: سه میلیارد سال حداقل زمانی است که حیات می‌تواند در طی آن به وجود آمده و تکامل یابد. • جرم آن باید حداکثر 5/1 برابر جرم خورشید باشد: ستارگانی با جرم بالاتر گرچه هیدروژن و هلیوم بیشتری دارند اما ذخیره سوخت خود را با سرعت بیشتری به پایان می‌برند و بنابراین عمر کوتاه‌تری دارند و به همین خاطر، فرصت لازم برای پیدایش و تکامل حیات را فراهم نمی‌کنند - حتی اگر سیاره یا سیاراتی در فاصله مناسبی از چنین ستارگانی قرار گرفته و شرایط خوبی برای ایجاد حیات داشته باشد. • عناصر سنگین موجود در ستاره باید حداقل 40 درصد عناصر موجود در خورشید باشند: سیارات خاکی اطراف ستارگانی که دارای میزان پایینی عناصر سنگین هستند تشکیل نمی‌شوند و تنها سیارات گازی که بر روی آنها امکان حیات وجود ندارد در چنین منظومه‌هایی یافت می‌شوند. البته در سال‌های اخیر منظومه‌های خورشیدی متعددی کشف شده‌اند که یک یا چند شرط بالا را دارا نبودند، اما سیاراتی که در چنین منظومه‌هایی کشف شده‌اند باز هم از نظر دانشمندان شرایط ایجاد حیات را داشته‌اند زیرا در کمربند حیات منظومه خود قرار داشته‌اند. دلیل این امر آن است که بسته به قطر، جرم و نوع ستاره‌ای که در یک منظومه وجود دارد، کمربند حیات آن منظومه گسترده‌تر یا کوچک‌تر می‌شود.(کمربند حیات:

 

کمربند حیات یک منظومه به ناحیه‌ای در اطراف آن اطلاق می‌شود که در آنجا انرژی دریافتی از ستاره نه خیلی زیاد و نه خیلی کم است و بنابراین درجه حرارت سیاره‌ای که در این مکان قرار می‌گیرد برای شکل‌گیری آب مایع در سطح آن مناسب است. بر اساس نظریه سنتی، وجود آب مایع برای شکل‌گیری و دوام حیات ضروری است. اما امروزه دانشمندان کمی محتاطانه‌تر در این رابطه اظهار نظر می‌کنند. اکنون می‌دانیم هر کجا آب مایع پیدا شود، حیات از نوعی که ما در سیاره خود می‌بینیم می‌تواند به وجود آید. بیشتر سیاره شناسان در این زمینه معتقدند پیدا کردن آب مایع نمی‌تواند به طور قطع وجود حیات در سیاره‌ای را به اثبات برساند چرا که هیچ کس هنوز به طور قطع نمی‌داند حیات بر روی زمین چگونه به وجود آمده و آیا اصلا منشا آن خود کره زمین بوده یا خیر؟ اما با این وجود، این دانشمندان معتقدند سیارات خاکی که بر سطح آنها آب مایع وجود دارد و به دور ستارگان رشته اصلی (ستارگانی که در مرکز آنها همجوشی هسته‌ای رخ می‌دهد) می‌گردند، بهترین مکان برای جستجو به دنبال فعالیت‌های زیستی هستند، هر چند این مساله بدان معنا نیست که امکان وجود حیات در سیستم‌های خورشیدی با شرایط متفاوت مورد بررسی قرار نگیرد.)

منبع:www.isa.ir           geographyclass.persianblog.ir




  

                  


نظرات()   
   
دوشنبه 26 مرداد 1394  02:09 بعد از ظهر

سیارات
منظومه شمسی ما از خورشید، هشت سیاره و یك سیاره كوتوله (و ماه هایشان)، یك كمربند سیاركی و بسیاری از ستاره های دنباله دار و شهاب ها تشكیل شده است. خورشید در مركز منظومه شمسی ماست. سیارات، ماه هایشان، سیارک ها، ستاره های دنباله دار و سنگ های دیگر همه دور خورشید می گردند.
نه سیاره ای كه دور خورشید می گردند به ترتیب فاصله از خورشید عبارتند از: عطارد، ناهید، زمین، مریخ، مشتری، زحل، اورانوس، نپتون و پلوتون (یك سیاره كوتوله). 
بزرگ ترین سیاره منظومه شمسی ما مشتری ست. به دنبال آن زحل، اورانوس، نپتون، زمین، ناهید، مریخ، عطارد و در آخر پلوتون ریز قرار دارند. مشتری به قدری بزرگ است كه همه سیارات دیگر را می توان در داخل آن جا داد.

سیارات داخلی، سیارات خارجی تر
سیارات داخلی (سیاراتی كه نزدیك به خورشید دور آن می گردند) كاملاً از سیارات خارجی تر (سیاراتی كه دور از خورشید به دور آن می گردند)، متفاوتند. سیارات داخلی عبارتند از: عطارد، ناهید، زمین و مریخ. این سیارات نسبتاً كوچكند و بیشتر از سنگ تشكیل شده اند و تعداد كمی ماه دارند یا اصلاً ماه ندارند. سیارات خارجی تر عبارتند از: مشتری، زحل، اورانوس، نپتون و پلوتون (یك سیاره كوتوله). آنها اكثراً بسیار بزرگ، اكثراً گازی و حلقه دار هستند و ماه های زیادی دارند (به استثنای پلوتون كه كوچك و سنگی ست و تنها یك ماه بزرگ و دو ماه ریز دارد).
دما روی سیارات
معمولاً هر چه سیارات از خورشید دورتر قرار گرفته باشند، سردترند. تفاوت ها موقعی رخ می دهد كه اثر گلخانه ای یك سیاره را گرم می كند (مثل ناهید) كه با یك جو ضخیم احاطه شده.

تراكم سیارات
سیارات گازی خارجی تر نسبت به سیارات سنگی داخلی تراكم كمتری دارند. 
زمین متراكم ترین سیاره است. زحل كمترین تراكم را دارد. به طوری كه روی آب شناور باقی می ماند.

 جرم سیارات
مشتری سنگین ترین سیاره است. زحل به دنبال آن است. اورانوس، نپتون، زمین، ناهید، مریخ عطارد و پلوتون به ترتیب به دنبال آنها قرار دارند. 

 نیروهای جاذبه روی سیارات
سیاره ای كه سطحش قوی ترین نیروهای جاذبه ای را دارد، مشتری ست. اگرچه زحل، اورانوس و نپتون هم سیارات خیلی سنگینی هستند، نیروهای جاذبه شان در حد نیروی جاذبه زمین است. این به خاطر این است كه نیروی جاذبه ای كه در سطح سیاره بر یك شیء وارد می شود، با جرمش و با معكوس مربع شعاع سیاره تناسب دارد.

 طول یك روز در سیارات
روز مدت زمانی ست كه طول می كشد تا یك سیاره روی محورش (360 درجه) بچرخد. یك روز روی زمین تقریباً 24 ساعت طول می كشد.
سیاره ای با طولانی ترین طول روز ناهید است. یك روز روی ناهید 243 روز زمینی طول می كشد (یك روز روی ناهید بلندتر از سالش است. یك سال روی ناهید فقط 7/224 روز زمینی طول می كشد).
سیاره ای با كوتاه ترین طول روز مشتری ست. یك روز روی مشتری فقط 8/9 ساعت زمینی طول می كشد. موقعی كه شما از زمین به مشتری نگاه می كنید، می توانید بعضی از تغییر شكل هایش را ببینید.

متوسط سرعت حركت در مدار سیارات
سیارات با سرعت های مختلف به دور خورشید می گردند. هر سیاره موقعی كه به خورشید نزدیك تر می شود سرعتش زیاد می شود و موقعی كه از خورشید دور می شود، سرعتش آهسته تر می شود (این قانون دوم حركت سیاره ای كپلر است).

سیارات منظومه شمسی ما 
عطارد – ناهید- زمین- مریخ- مشتری- زحل- اورانوس - نپتون - پلوتون 
سیارات دیگر
در سال 2005 یك شی ء بزرگ فراتر از پلوتون در كمربند كیپر مشاهده شد. 
تعدادی از ستاره شناسان فكر می كنند كه ممكن است سیاره دیگری یا ستاره شریكی با خورشید (برای کسب اطلاعات بیشتر درباره انواع ستاره ها و در میان آنها ستاره های دوگانه اینجا را کلیک کنید). فراتر از مدار پلوتون در حال گردش به دور خورشید باشد. این ستاره شریك یا سیاره ممكن است (یا ممكن نیست) كه وجود داشته باشد. نظریه وجود این شیء فرضی می گوید كه ممكن است یك شیء كیهانی، شاید یك ستاره كوتوله قهوه ای سرد كه سخت می شود آشكارش كرد (به نام نمیسیس Nemesis)، به وسیله حوزه مغناطیسی خورشید به دام افتاده باشد. این نظریه می گوید كه این شیء وجود دارد چون كه بعضی از مدارهای ستاره های دنباله دار با دور بلند به شكل غیر قابل توضیحی مغشوش می شوند. مدارهای این ستاره های دنباله دار دور، به نظر می رسد كه به وسیله كشش جاذبه ای یك شیء دور در حال گردش به دور خورشید تحت تأثیر قرار گرفته باشند.

خواندنی هایی درباره سیارات
بزرگ ترین سیاره:
مشتری است. همه سیارات منظومه شمسی را می توان داخل مشتری جا داد.

كوچك ترین سیاره: 
 پلوتون است. این سیاره حتی از بسیاری از ماه های سیاره ها از جمله ماه زمین كوچك تر است.
نزدیك ترین سیاره از نظر اندازه به زمین: 
 زهره یا ناهید حدود 95 درصد قطر زمین و 82 درصد جرم زمین را دارد.
سیاره ای كه به نظر می رسد سنگین ترین سیاره است:
مشتری ست. یك فرد 100 پوندی وزنش روی مشتری 254 پوند می شود.

سیاره ای كه به نظر می رسد از همه سبك تر است:
پلوتون است. یك فرد 100 پوندی وزنش در پلوتون نه پوند می شود.
روی عطارد و مریخ وزن یك فرد 100 پوندی فقط 38 پوند است. 

 سیاره ای كه نزدیك تر به زمین دور خورشید می گردد: 
زهره یا ناهید است كه تقریباً وقتی خیلی به زمین نزدیك می شود 38 میلیون كیلومتر از آن فاصله دارد.

سیاره ای كه بلند ترین سال را دارد:
پلوتون است. یك سال روی پلوتون معادل 5/248 سال زمینی است.

 سیاره ای كه كوتاه ترین سال را دارد:
زهره یا ناهید است. طول مدت یك سال روی ناهید فقط 88 روز از یك سال زمینی ست.


سیاره ای كه بلندترین روز را دارد:
ناهید است. یك روز در ناهید 243 روز زمینی ست (یك روز ناهید بلندتر از یك سال آن است. یك سال روی ناهید فقط 7/224 روز زمین است).

سیاره ای با كوتاه ترین روز:
مشتری ست. یك روز در مشتری 8/9 ساعت زمین است. موقعی كه شما از زمین به مشتری نگاه می كنید، می توانید بخشی از تغییر شكل آن را ببینید.

متراكم ترین سیاره:
زمین است.

سیاره ای با كمترین تراكم یا چگالی:
زحل است كه اگر به اندازه كافی آب پیدا شود می تواند رویش شناور شود.
 
بزرگ ترین ماه: 
گانیمد یكی از ماه های مشتری است. این ماه 5262 كیلومتر(3280 مایل) قطر دارد. یعنی بزرگ تر از سیاره های پلوتون و عطارد است و یك سوم زمین قطر دارد. 


دو ماه تنها كه جو دارند:
تیتان یكی از ماه های زحل و تریتون یكی از ماه های نپتون هستند. 
ماه تریتون, بزرگ ترین ماه نپتون  
ماه تیتان, یکی از ماه های زحل
بزرگ ترین توفان:
نقطه قرمز بزرگ روی مشتری كه توفانی با درازای 17000 مایل (28000 كیلومتر) و عرض 9000 مایل (14000 كیلومتر) دارد. این توفان به قدری بزرگ است كه می تواند دو تای زمین را بپیماید. 

سریع ترین بادها: 
روی سطح نپتون است. این بادها سرعتی بیش از 1500 مایل در ساعت (250 كیلومتر در ساعت) دارند. 

بزرگ ترین آتشفشان:
المپوس مانس، بزرگ ترین آتشفشان منظومه شمسی است كه هم اكنون هم خاموش است. این آتشفشان روی مریخ قرار دارد و 17 مایل (27 كیلومتر) بلندی و بیش از 320 مایل (520 كیلومتر) عرض دارد. این آتشفشان 200 سال پیش فوران كرد.



بزرگ ترین چاله برخوردی:
والهالاست كه بر روی كالیستو یكی از ماه های مشتری قرار دارد. والهالا یك قطعه درخشان است كه 600 كیلومتر عرض دارد و حلقه هایی دارد كه تا تقریباً سه هزار كیلومتر در خارج آن ادامه پیدا كرده اند.

 گرم ترین سیاره:
زهره یا ناهید است كه دمایش به 480 درجه سانتی گراد می رسد.

سردترین سیاره: 
پلوتون است كه دمایش به 238- درجه سانتی گراد می رسد.
سردترین شیء اندازه گرفته شده:
تریتون است كه ماه سیاره نپتون است. 

صاف ترین شیء:
اروپا یكی از ماه های مشتری صاف ترین شیء در منظومه شمسی ست. 

غیر عادی ترین مدار:
متعلق به نریید یك ماه سیاره نپتون است.

شیب دارترین مدار از نقطه تلاقی:
پلوتون كه شیب مدارش 15/17درجه از نقطه تلاقی ست.

پهن ترین سیاره:
زحل پهن ترین سیاره در منظومه شمسی ست. تفاوت بین خط استوایش و قطر قطبش تقریباً ده درصد است.

دورترین سیاره از خورشید:
معمولاً پلوتون دورترین سیاره از خورشید است. اما بعضی وقت ها (در طول یك دوره 20 ساله درهر 248 سال زمینی) نپتون دورترین سیاره می شود.

نکاتی درباره سیارات
تقریباً همه سیارات و بعضی از ماه ها جو دارند. جو زمین اصولاً از نیتروژن و اكسیژن تشكیل شده است. ناهید یك جو ضخیم از دی اكسید كربن دارد كه رد پاهایی از گازهان سمی مثل دی اكسید سولفور هم در آن به چشم می خورد. جو دی اكسید كربنی مریخ به شدت باریك است. جو مشتری ، زحل، اورانوس و نپتون در درجه اول از هیدروژن و هلیوم تشكیل شده است. موقعی كه پلوتون به خورشید نزدیك می شود جوش باریك می شود ولی وقتی به مناطق بیرونی مدارش می رسد جوش یخ می زند و به سطح سیاره می رسد. در این وضعیت پلوتون مثل یك شهاب سنگ می شود. 
در منظومه شمسی ما 156 قمر طبیعی (ماه) شناخته شده وجود دارد كه در مدارهایی دور سیارات می گردند. بعضی از این ماه ها جو دارند مثل تیتان, ماه سیاره زحل. بعضی حوزه های مغناطیسی دارند مثل گانیمد (Ganymede) كه ماه مشتری ست. یو (Io ) ماه مشتری از نظر آتشفشانی فعال ترین بدنه را در منظومه شمسی دارد. ممكن است یك اقیانوس زیر پوسته منجمد شده اروپا (europa) یكی از ماه های مشتری وجود داشته باشد. چون تصاویر، حركت صفحات پوسته ای یخی گانیمد ماه دیگر مشتری را از نظر تاریخی نشان می دهد. بعضی از ماه های سیاره ای ممكن است در واقع خرده سیاره هایی باشند كه درجاذبه یك سیاره گرفتار شده باشند. 
از سال 1610 تا سال 1977 همه فكر می كردند كه زحل تنها سیاره ای ست كه حلقه دارد. اما حالا می دانیم كه مشتری، اورانوس و نپتون هم سیستم های حلقه ای دارند. اگرچه مال زحل از دور از همه بزرگ تر به نظر می رسد. اندازه اشیاء موجود در این سیستم های حلقه ای از اندازه گرد و غبار تا تخته سنگ هایی به بزرگی یك خودرو هستند.
بیشتر سیاره ها حوزه های مغناطیسی دارند كه به داخل فضا گسترش پیدا كرده است و جو مغناطیسی دور هر سیاره را تشكیل داده است. این جو مغناطیسی با سیاره می چرخد و تمام اشیایی را كه جارو كرده است هم با آن می چرخد. خورشید یك جو مغناطیسی دارد كه تمام منظومه شمسی را احاطه كرده است.

ستارگان
ستارگان کره‌های سوزانی از گاز می‌‌باشند که بر خلاف سیارات خود منبع نوراند. انرژی ستارگان ناشی از واکنشهای هسته‌ای است. ماده اصلی تشکیل دهنده بیشتر ستارگان هیدروژن است. هیدروژن موجود در ستارگان طی فرآیند همجوشی هسته ای به هلیوم تبدیل می‌شود و در حین این واکنش گرما و نور بسیار زیادی تابش می‌‌یابد.هر ستاره دارای دوره عمر می‌‌باشد که بسته به نوع ستاره متفاوت است. ستارگان حجیم با نور بیشتر و حرارت زیاد عمر کوتاهتری نسبت به ستارگان کم نور و کوچک دارند. پایان عمر هر ستاره بستگی به میزان ذخیره هیدروژن در آن دارد. زمانی که هیدروژن درون ستاره‌ای پایان یابد هلیوم تبدیل به سوخت اصلی می‌‌شود و می‌‌سوزد. سوختن هلیوم سبب ایجاد گرمای بسیار زیادی می‌‌شود که تا آن زمان در ستاره پیش نیامده بوده است. این گرمای زیاد سبب انبساط ستاره می‌‌شود و حجم آن را چند برابر می‌کند. مثلاً اگر زمانی خورشید شروع به سوزاندن هلیوم کند آنقدر انبساط می‌‌یابد که زمین در حجم زیاد آن محو می‌‌شود! این انبساط تا سر حد مریخ ادامه پیدا کرده و سپس متوقف می‌‌شود. مرحلهٔ بعدی بستگی به نوع ستاره دارد. ستارگان عظیم پس از این مرحله آنقدر انبساط یافته‌اند که دیگر نمی‌تواند جاذبه‌ای روی سطوح بیرونی خود داشته باشند. پس از آن این ستارگان منفجر شده و تبدیل به نواختر می‌‌گردند. هرچه ستاره بزرگ‌تر میزان نواختر بزرگ‌تر. غولها تبدیل به ابرنواختر می‌‌گردند. پس از آن این ستاره‌ها بسته به نوع نواختر ادامه عمر می‌‌دهند. نواختران معمولی تبدیل به کوتوله شده و عمری طولانی را آغاز می‌کنند. اما ابر نواختران در خود فرو می‌‌ریزند و ستارگان بسیار کوچک و حجیمی به نام ستارگان نوترونی بوجود می‌‌آورند.این ستارگان عمر طولانی دیگری در پیش خواهند داشت. بعد از آن کوتوله‌ها یا کوتوله‌های سفید تبدیل به کوتوله سیاه شده و تا آخر جهان زندگی خواهند کرد.

منبع: gilane-ma1.blogfa.com



  

                  


  • آخرین ویرایش:یکشنبه 8 شهریور 1394
  • برچسب ها:سیارات ،
نظرات()   
   
یکشنبه 25 مرداد 1394  11:15 قبل از ظهر

منظومه شمسی

منظومه شمسی

منظومه شمسی ما عبارت از خورشید است و هر چیزی كه دور خورشید می گردد. یعنی خورشید، سیارات و ماه هایشان، سیارک ها، ستاره های دنباله دار و شهاب سنگ ها منظومه شمسی ما را تشكیل می دهند. گرد و غبار و تكه یخ هایی كه دور خورشید می گردند هم جزو منظومه شمسی هستند.

 

خورشید یک ستاره است. خورشید بزرگ ترین چیزی است كه در منظومه شمسی ما پیدا شده. همه نور و گرمای سیاره ها از خورشید است. علاوه بر خورشید، زمین و ماه زمین، بسیاری از اشیای موجود در منظومه شمسی نیز بدون تلسكوپ قابل دیدن هستند. سیاره های تیر یا عطارد، زهره یا ناهید، مریخ، مشتری،کیوان یا زحل، سیارك های درخشان، شهاب سنگ ها و بعضی از ستاره های دنباله دار را یتوان بدون تلسكوپ مشاهده کرد. ولی اشیای خیلی بیشتری در منظومه شمسی ما هستند كه آنها را باید با تلسكوپ دید.

 

منظومه شمسی

 

سیاره ها

هشت سیاره ای كه دور خورشید می گردند عبارتند از: زمین، تیر یا عطارد، زهره یا ناهید، مریخ، مشتری (بزرگ ترین سیاره منظومه شمسی ما)، كیوان یا زحل (با حلقه های بزرگی كه دور آن است)، اورانوس و نپتون. تا مدت ها ستاره شناسان پلوتون را هم در زمره سیارات به حساب می آوردند ولی به تازگی آن را سیاره کوتوله در نظر می گیرند. كمربندی از سیارك ها (سیاره هایی با ابعاد كوچك كه از سنگ و فلز ساخته شده اند) نیز وجود دارند كه بین مریخ و مشتری می گردند. براساس قوانین حركت سیاره ای كه به وسیله یوهان كپلر ستاره شناس آلمانی در قرن هفدهم میلادی کشف شد، سیاره ها در مداری بیضی شکل به دور خورشید می گردند.

 

نسبت اندازه های خورشید و سیارات

 

سیاره های داخلی تر و سیاره های خارجی تر

سیاره های داخلی (سیاره هایی كه نزدیك به خورشید به دور آن می گردند) به طور کامل با سیاره های خارجی (سیاره هایی كه دور از خورشید به دور آن می گردند) متفاوتند.

 

- سیاره های داخلی تر عبارتند از:تیر یا عطارد، زهره یا ناهید، زمین و مریخ. سیاره های داخلی بیشتر از سنگ و آهن تشكیل شده اند. آنها به عنوان سیاره های زمین مانند شناخته می شوند چون از نظر اندازه و تركیب تا حدودی مثل زمین هستند. این سیارات تعداد كمی ماه دارند یا اصلاً ماه ندارند. 

 

- سیاره های خارجی تر عبارتند از: مشتری، كیوان یا زحل، اورانوس، نپتون و سیاره کوتوله پلوتون. این اجرام به جز پلوتون جهان های بسیار بزرگی هستند كه با لایه های خارجی ضخیم و گازی محاصره شده اند. تقریباً همه جرم آنها از هیدروژن و هلیوم است. تركیبات آنها هم بیشتر به خورشید شبیه است تا به  زمین. اگر به زیر لایه ها خیارجی گازی و ضخیم آنها دست پیدا كنیم، می بینیم كه آنها در واقع  سیاره های غول آسایی هستند كه سطح خاكی ندارند. فشار ناشی از جو ضخیمی كه آنها را احاطه كرده، سطح زیر جو آنها را به مایع تبدیل كرده هر چند كه ممكن است هسته آنها از سنگ باشد. حلقه های تشكیل شده از گرد و غبار، سنگ و تكه های یخ نیز دور همه این سیاره های غول آسا را محاصره كرده. در میان آنها حلقه های زحل از همه معروف تر است. اما حلقه های باریك تری هم مشتری، اورانوس و نپتون را احاطه كرده اند. سیاره های خارجی تعداد زیادی هم ماه دارند.

 

اجسام كوچك

اشیای كوچك تری هم دور خورشید می گردند كه شامل سیارك ها، شهاب سنگ ها و ستاره های دنباله دار هستند.

- سیارك ها (كه سیارات كوچك هم نامیده می شوند) اشیایی فلزی و سنگی هستند. بیشتر سیارك هایی كه دور خورشید می گردند در كمربند سیاركی بین مریخ و مشتری قرار دارند.

 

- ستاره های دنباله دار، توپ هایی هستند كه بیشتر از سنگ و یخ تشكیل شده اند و دور خورشید می گردند. آنها دنباله ها یا دم های خیلی بلندی دارند.

 

- شهاب سنگ ها قطعاتی تشکیل یافته از فلز یا سنگ هستند كه از سیارك ها كوچك ترند و در میان فضا سفر می كنند. اكثر آنها بسیار ریزند.

 

كمربند كوییپر

در دهه 1990 ستاره شناسان تعدادی شیء سنگی كوچك كشف كردند كه بالاتر از مدار نپتون و پلوتون دور خورشید می گردند. ستاره شناسان عقیده دارند كه در بخش خارجی تر منظومه شمسی، دسته هایی از مواد از جنس سنگ وجود دارد. کمربندی که این اشیاء در آن می گردند، به نامکمربند كوییپر معروف است. کوییپر نام اولین كسی است كه وجود این اشیا را پیش بینی كرد. حتی دانشمندان احتمال می دهند که پلوتون بزرگ ترین شیء كمربند كوییپر باشد.


چرا سیارات داخلی تر و خارجی تر با هم متفاوتند؟

طبق نظریه سحابی بیشتر مواد داخل سحابی به سمت مركز كشیده شدند و خورشید را تشكیل دادند. مطابق این نظریه آتش فشانی در خورشید رخ داد و باد خورشیدی را به وجود آورد. در بخش داخلی منظومه شمسی این باد به قدری قوی بود كه بیشتر مواد سبك تر یعنی هیدروژن و هلیوم را به بخش های خارجی تر منظومه شمسی هل داد. در مناطق خارجی تر منظومه شمسی، باد خورشیدی خیلی ضعیف تر بود در نتیجه هیدروژن و هلیوم خیلی بیشتری روی سیارات خارجی تر باقی ماندند. این مراحل به ما توضیح می دهد كه چرا سیاره های داخلی، كراتی كوچك و سنگی هستند و سیاره های خارجی تر به جز پلوتون توپ های غول آسایی هستند كه تقریباً به طور كامل از هیدروژن و هلیوم تشكیل شده اند.

 

در همه اینها پلوتون یک استثنا است. از زمان كشف پلوتون دردهه 1930 تا به حال همه فكر می كردند پلوتون هم مثل بقیه سیاره ها است. اما حالا ستاره شناسان فكر می كنند شاید پلوتون سیاره نیست. چون شكل خیلی غیر معمولی دارد. پلوتون ماه ندارد. كوچك و خاكی است ولی جرم آن یك پانصدم (500 /1) جرم زمین است. این در حالی است كه در مقایسه با غول های گازی، فاصله پلوتون از خورشید  بیشتر است.


منبع: http://020.ir




  

                  


  • آخرین ویرایش:یکشنبه 8 شهریور 1394
نظرات()   
   
یکشنبه 21 تیر 1394  11:33 بعد از ظهر

تلسکوپ فضایی هابل

تلسکوپ فضایی هابل
Hubble 01.jpg
تصویر گرفته شده از هابل، توسط شاتل اس‌تی‌اس-۸۲ در هنگام ماموریت دومش
نام‌های دیگرHTS
شناساگر بین‌المللی1990-037B
بنیادNASA، ESA، STScI
تاریخ پرتاب۲۴ آوریل، ۲۰۰۹
پرتاب شده ازپایگاه فضایی کندی، فلوریدا
وسیله حاملشاتل فضایی دیسکاوری
مدت ماموریت۲۳ سال, ۶ ماه، و ۸ روز
خروج از مدارتخمین زده ۲۰۱۶-۲۰۲۱
جرم۱۱،۱۱۰ کیلوگرم
نوع مدارنزدیک به دایره مدار نزدیک زمین
ارتفاع مدار۵۵۹ کیلومتر (۳۴۷ مایل)
دوره مدار۹۶-۹۷ دقیقه (۱۴-۱۵ دوره در هر روز)
شتاب گرانشی۸.۱۶۹ متر بر ثانیه به توان ۲
مکانمدار نزدیک زمین
طول موج۱۳.۲ متر (۴۳ فوت)
قطر۲.۴ متر (۷.۹ فوت)
طول کانونی۵۷.۶ متر (۱۸۹ فوت)


تلسکوپ فضایی هابل (به انگلیسیHubble Space Telescope) به اختصار HST تلسکوپی است که در سال ۱۹۹۰ توسط شاتل دیسکاوری در مدار گردش قرار گرفت. نام این تلسکوپ از نام کیهانشناسی به نام ادوین هابل گرفته شد. اگر چه هابل اولین تلسکوپ فضایی نبود ولی یکی از بزرگترین و پرکاربرد ترین ها به شمار می آید. HST یک برنامه مشترک بین ناسا و سازمان فضایی اروپا می باشد.

پیشینه و تعمیرات

اولین طرح تلسکوپ فضایی در سال ۱۹۲۳ تدوین شد. در دهه ۷۰ میلادی روی هابل سرمایه گذاری شد و قرار شد در سال ۱۹۸۳ در مدار قرار گیرد اما پروژه با تاخیر فنی و مشکل بودجه چند سالی عقب افتاد. وقتی در سال ۱۹۹۰ ماموریت آن شروع شد دانشمندان دریافتند که آینه اصلی آن در جای مناسب خود قرار نگرفته و به شدت کارایی آنرا کاهش داده است. با این همه در سال ۱۹۹۳ به کیفیت مورد نظر دانشمندان رسید و عملیات خود را آغاز کرد. هابل اولین تلسکوپی است که می توان آن را در فضا تعمیر کرد و تا کنون حدود ۴ بار روی آن تعمیرات صورت گرفته است.

آخرین ماموریت تعمیراتی هابل در سال ۲۰۰۲ میلادی انجام شد. در این ماموریت با تعویض بخش‌هایی از تلسکوپ فضایی، کارایی آن به میزان زیادی افزایش یافت. در این ماموریت صفحات خورشیدی تلسکوپ فضایی که آسیب دیده بودند، تعویض شدند. منبع تغذیهٔ نیروی الکتریکی که انرژی تلسکوپ را فراهم می‌کرد به کلی تعویض شد و برای این کار برق تلسکوپ فضایی برای اولین بار در فضا قطع شد و ارتباطش با مرکز کنترل و فرماندهی روی زمین هم همینطور. همچنین در این مأموریت، دوربین فروسرخ NICMOS که به دلیل مشکل سیستم خنک‌کننده بلااستفاده مانده بود، تعمیر و راه‌اندازی شد. علاوه بر همهٔ این اصلاحات مهندسان ناسا دوربین بسیار قوی جدید خود موسوم به دوربین پیشرفتهٔ نقشه برداری را روی تلسکوپ فضایی نصب کردند. عکسهای خارق العادهٔ این دوربین، تا مدتها مورد بحث مجامع علمی جهان بود. تلسکوپ فضایی هابل هم مانند بسیاری از ماموریتهای فضایی موفق دیگر بیشتر از آنچه که پیش‌بینی می‌شد، کار کرده‌است و زمزمه‌ها دربارهٔ بازنشستگی‌اش به گوش می‌رسد. در مورد زمان پایان کار هابل و چگونگی پایان کارش حرفها متفاوت است. اما چیزی که آشکار است این است که تا تلسکوپ فضایی بعدی آمادهٔ رفتن به فضا نباشد، این اتفاق نمی‌افتد. در روز شنبه ۱۶ مه ۲۰۰۹ تلسکوپ فضایی هابل تعمیر اساسی شد. این اولین تعمیر یک شی فضایی است شامل تعویض برخی باتری‌های آن و همچنین دوربین اصلی آن است. انتظار می‌رود پس از این تعمیر این تلسکوپ بتواند ۸ سال دیگر نیز کار کند.

کیفیت تصاویر هابل
گرفتن عکس‌های رنگی با تلسکوپ فضایی هابل بسیار پیچیده تر از گرفتن این عکس‌ها با دوربین معمولی است. در اولین تفاوت آن است که هابل هرگز از فیلم رنگیاستفاده نمی‌کند بلکه با استفاده از آشکارسازهای الکترونیکی خود نور را از فضا جمع آوری و ثبت می‌کند. این آشکارسازها عکس‌های کیهانی را به صورت رنگی تولید نمی‌کنند و عکس‌ها در مرحله اول سیاه و سفیداند. عکس‌های نهایی از ترکیب چند عکس سیاه و سفید که رنگ آنها در زمان پردازش به آنها اضافه شده‌است، به وجود می‌آیند. رنگها در عکس‌های هابل، که به دلایل مختلف به وجود می‌آیند، همواره همانچیزی نیستند که ما از نزدیک می‌دیدیم(اگر می‌توانستیم آن اجرام را در سفینه فضاییو از نزدیک ببینیم.) ما بعضی مواقع از رنگ به عنوان یک ابزار استفاده می‌کنیم به این دلیل که یا باعث بهتر دیدن جزئیات می‌شوند و یا تصور و دیدن آن‌ها رنگ‌ها از عهدهچشم انسان خارج است. یک عکس نوعی هابل از ترکیب چند عکس سیاه و سفید به نمایندگی رنگ‌های مختلف نور به وجود می‌آید. پنج ابزار دقیق تلسکوپ هابل – دوربین‌ها، طیف نگارها و حسگرهای رهنمایی بسیار دقیق – به طور هماهنگ و یا مجزا از هم کار می‌کنند تا عکس‌های عالی را از دورترین نقاط هستی به ما برسانند. هر کدام از ابزارها برای مشاهده جهان از راهی منحصربه‌فرد در نظر گرفته شده‌اند.

تجهیزات هابل

در اینجا تعدادی از ابزارهای مهم هابل در حال و گذشته، و کار آن‌ها را به طور مختصری بررسی می‌کنیم:

  • دوربین پیشرفته نقشه برداری: که در مارس سال ۲۰۰۲ میلادی نصب شده‌است، نشانگر نسل سوم ابزارهای دقیق، که روی هابل نصب شده می‌باشد. این دوربین در کنار دیگر وظایف به مشاهده و بررسی آب و هوا در روی دیگر سیارات منظومه شمسی، مشاهده و نقشه برداری از کیهان و همچنین مطالعه نوع و چگونگی توزیع ستارگان می‌پردازد.
  • دوربین میدان باز و سیاره‌ای هابل: زحمت کش‌ترین ابزار در تهیه مشهورترین عکس‌های هابل است. این دوربین مانند دوربین اصلی هابل برای مشاهده همه چیز به کار می‌رود. در زیر دو عکس از عکس‌های بسیار پر تعداد آن را می‌بینیم.
  • دوربین فروسرخ و طیف نگار: که می‌تواند چند هدف را هم‌زمان طیف نگاری کند، آشکارساز گرمای هابل است حساسیت آن به امواج فروسرخ باعث شده‌است که این دوربین برای مشاهده اجرام مبهم آسمانی مانند گازها و غبار میان ستاره‌ای و همچنین مشاهده دقیق ژرفترین قسمت‌های جهان بسیار کارآمد باشد.
  • طیف نگار عکاسی تلسکوپ فضایی: ابزار گردانی بود که تا حدودی مانند یک منشور، نوری که از اجرام آسمانی به تلسکوپ می‌رسد را به رنگهای به وجود آورنه آن تجزیه می‌کند. در سال ۲۰۰۴ مشکلی برای آن پیش آمد و از ادامه فعالیت آن جلوگیری کرد البته این ابزار قابل تعمیر است و می‌تواند در ماموریت‌های بعدی تعمیر شود.
  • حسگرهای راهنمایی دقیق هابل: ابزارهای هدف گیری هستند که به سوی ستارگان راهنما قفل می‌شوند و موقعیت نسبی آنها را نسبت به سوژه در حال مشاهده می‌سنجند. کار تنظیمی که این ابزارها انجام می‌دهند باعث می‌شود هابل در حالت نشانه گیری درست بماند. همچنین این حسگرها برای انجام اندازه گیری‌های آسمانی به کار می‌روند.
  • دوربین سوژه‌های کم نور: دستگاه مخابره عکس هابل بود. عکس‌هایی که از میدان‌های دید بسیار کوچک گرفته شده بودند با تمام جزئیات ضبط می‌کرد. این ابزار در سال ۲۰۰۲ جای خود را به دوربین پیشرفته نقشه برداری داد.
کنترل زمینی هابل

تمام فعالیت‌های تلسکوپ فضایی هابل توسط پایگاه‌های زمینی کنترل می‌شوند. نقطه مرکزی تمام عملیات‌ها تیم عملیات پرواز است که در مرکز پرواز فضایی گودارد واقع در مریلند، قرار دارد.

اتاق کنترل هابل

وظایف قسمت عملیات پرواز:

  • کنترل وضعیت سیستم های مکانیکی، الکتریکی و مدیریت داده‌ها و بخش‌های کوچکتر
  • جستجو برای هر چیز غیرعادی در رفتارهای هابل
  • تعیین برنامه و مسیر کاری اجزای مختلف
  • مدیریت ارتباطات
  • استفاده سیستم راهنمایی ستاره‌ای

کار قسمت عملیات پرواز هابل به صورت شبانه روزی و هفت روز هفته می‌باشد. مهندسان و تکنیسین‌های مخصوص آموزش دیده که تیم عملیات پرواز را تشکیل می‌دهند در شیفت‌های چرخشی با سه یا چهار نفر در هر نوبت کار می‌کنند. یک روز کاری به کنترل، نشانه روی تلسکوپ، نظارت بر رفتار آن پشت میز فرمان و جستجوی هر چیز غیر عادی در کارهای فنی می‌گذرد. کنترل کنندگان زمینی حتی از مدت ماموریت‌های سرویس همیشگی نیز مشغول تر می‌شوند. کمی پس از پرتاب شاتل کنترل کننده‌ها ماموریت‌های علمی هابل را متوقف می‌سازند. برای آماده کردن تلسکوپ بزرگ برای گرفتن آن (با شاتل) و بودن در مکان مقرر، آنها دهانه هابل را می‌بندند و آنتن تقویت بلند آن مخفی می‌گردد. بعد از گرفتن هابل ونصب تجهیزات جدید روی آن توسط فضانوردان، کنترل کننده‌ها فوراً آنها را آزمایش می‌کنند. بعداً، کنترل کننده‌ها وارسی و آزمایش‌های جزیی تری روی آن انجام می‌دهند. بعد از هر ماموریت سرویس، تیم عملیات پرواز آنتن تقویتی و دریچه اصلی را باز می‌کنند. آنها سپس تمام ابزارهای قبلی و جدید را دوباره راه اندازی می‌کنند.

دید هابل و کیفیت آیینه آن

مکان هابل بالای جو زمین است. اگر جه این مکان دارای برتریهای زیادی است، اما این نکته فقط قسمتی از جواب این سؤال است. بدون دید قوی، هابل نمی‌توانست چنین عکس‌های مفیدی را از مکان‌های بی همتا بگیرد. چشم‌های هابل در حقیقت سیستمی هستند که مجموعه نوری تلسکوپ نام دارند. این سیستم از دو آینه تشکیل می‌شود. سیستم نوری هابل یک طرح درست نوری موسوم به Ritchey-Chretien گاسگرین است که در آن شکل و طراحی مخصوص دو آینه عکس‌هایی از بزرگ‌ترین میدان دید ممکن را کانونی می‌کنند. آیینه‌های هابل بسیار صاف هستند و سطحی به دقت شکل داده شده برای بازتاب نور دارند. آنها با تراش شیشه با ساینده‌ها به وجود آمده‌اند بطوری که سطحشان بیشتر از یک هشتصد هزارم در یک اینچ از شکل منحنی انحراف ندارد. اگر آینه اصلی هابل قطری هم اندازه با قطر زمین داشت، ارتفاع بزرگ‌ترین برآمدگی آن تنها شش اینچ می‌شد.

اکتشافات و دستاورد ها

  • این تلسکوپ توانست فاصله میان ستارگان را دقیق تر اندازه گیری کرده و سرعت گسترش جهان را تنها با ۱۰ درصد خطا تخمین بزند.
  • همچنین هابل توانست سن جهان و راهی در پیشه رو دارد را اندازه گیری و به دست دهد که این نتایج ناقض بسیاری از نظریات قبلی بود.
  • تصاویر با دقت بالای این تلسکوپ امکان مشاهده چگونگی شکل گیری سیاه چاله ها را در کهکشان های نزدیک به ما را فراهم کرد و نیز توانست کهکشان هایی را که میلیاردها سال نوری از ما فاصله دارند را آشکار سازی کرده و درهای جدیدی از علم را برای دانشمندان بگشاید.
  • هابل هر روز بین ۱۰ تا ۱۵ گیگابایت تصویر برای ستاره شناسان ارسال می کند. حجم این داده ها تا کنون بیش از ۱۰ ترابایت بوده است.
  • هابل بیش از ۴۰۰۰۰۰ رصد جداگانه از اجرام آسمانی به عمل آورده است.
  • هزاران مقاله نجوم بر اساس اطلاعات هابل نوشته شده است.
  • هابل اولین تلسکوپ نوری بود که توانست از یک سیاه چاله تصویر برداری کند. این سیاه چاله جرمی معادل چندیدن میلیارد برابر خورشید دارد.
  • هابل برای اولین بار تصاویری واضح از تولد و مرگ ستارگان ارائه داد.
  • در سال ۱۹۹۴ هابل از برخورد ستاره ای دنباله دار با مشتری تصویربرداری کرد.
  • دور ترین و قدیمی ترین اجرام آسمانی نسبت به زمین که تا کنون نور آنها به زمین رسیده است نیز توسط هابل ثبت شده اند.
  • ثبت تصویری با فاصله ۱۳ میلیارد سال نوری از زمین
  • در ۹ ژانویه ۲۰۱۳ دورترین ابرنواختر شناخته شده، توسط تلسکوپ هابل کشف شد. فاصله این ابرنواختر حدود ۱۰ میلیارد سال نوری است.
جانشین هابل
پروژه تلسکوپ فضایی بعدی به نام تلسکوپ فضایی جیمز وب به اختصار JWST با اندازه‌ای بزرگ‌تر و قدرتی بالاتر و البته هدفهایی متفاوت در دست طراحی است. ابعاد این تلسکوپ بزرگتر از هابل است و دارای آینه‌ای عظیم خواهد بود که بر قدرت رصدگری آن می‌افزاید و به علاوه نسبت به هابل دورتر از زمین مستقر خواهد شد. بودجه ۸.۸ میلیارد دلاری تلسکوپ JWST آن را به یکی از بزرگترین و پر هزینه ترین پروژه های تاریخ ناسا مبدل ساخته است. چهار ابزار علمی بسیار پیشرفته برایتلسکوپ فضایی جیمز وب در نظر گرفته شده است؛ ابزار مادون قرمز متوسط برای تهیه تصاویر شبیه هابل از کهکشان ها،دنباله دارها و اجرام آسمانی سنگین توسط کنسرسیوم اروپا آماده شده و در سال ۲۰۱۲ به ناسا تحویل داده شد. دوربین فیلتردار مجهز به حسگرهای دقیق FGS-TFI برای تصاویر با وضوح تصویری بالا از سایر اجرام آسمانی نیز توسط آژانس فضایی کانادا ساخته و سال گذشته در اختیار ناسا قرار گرفته است. ابزار دوربین مادون قرمز نزدیک و طیف نگار مادون قرمز نزدیک نیز تا سال ۲۰۱۳ آماده خواهد شد. پس از این مرحله، عملکرد هر چهار ابزار علمی بر روی تلسکوپ فضایی جیمز وب با ابعاد یکزمین تنیس و شعاع آینه ۵.۶ متری مورد آزمایش قرار می گیرد و تست های نهایی از سال ۲۰۱۵ آغاز می شود. ناسا امیدوار است که برنامه تلسکوپ فضایی هابل با عمر ۲۳ سال را تا سال ۲۰۱۸ و همزمان با پرتاب شدن تلسکوپ فضایی جیمز وبتمدید کند. آلبرتو کونتی دانشمند دیگر پروژه جیمز وب می‌گوید این ماموریت فراتر از جستجوی صرف برای کشف حیات است، در این ماموریت برای کشف شواهدی از اولین ستاره جهان و اطلاعاتی درباره شکل‌گیری کهکشان‌ها و حیات نیز تلاش خواهد شد. به گفته وی این تلسکوپ یکی از اصلی‌ترین موانع برای بررسی فرایند شکل‌گیری سیاره‌ها، یعنی غبارهای فروسرخ را از سر راه اخترشناسان برخواهد داشت.

منبع: fa.wikipedia.org



  
                  


نظرات()   
   
دوشنبه 11 خرداد 1394  11:05 قبل از ظهر

اخترشناسی


عکس گرفته‌شده از سحابی خرچنگ توسط تلسکوپ فضایی هابل

اَختَرشناسی علم بررسی موقعیت، تغییرات، حرکت و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی «پدیده‌های آسمانی» ازجمله، ستاره‌ها، سیاره‌ها، دنباله‌دارها، کهکشان‌ها و پدیده‌هایی مانند شفق قطبی و تابش زمینهٔ کیهانی است که منشأ آنها در خارج از جوّ زمین قرار دارد. این رشته با رشته‌هایی مانند فیزیک، شیمی و فیزیک حرکت ارتباط تنگاتنگ دارد و همچنین با رشتهٔ کیهان‌شناسی (پیدایش و تکامل عالم) ارتباط نزدیکی دارد.

اگر فقط ستاره‌ها مطالعه شوند به آن ستاره‌شناسی یا اخترشناسیِ ستاره‌ای (Stellar astronomy) گفته می‌شود.

اخترشناسی یکی از قدیمی‌ترین علوم است. اخترشناسان در تمدن‌های اولیهٔ بشری به‌دقت آسمان شب را بررسی می‌کردند و ابزارهای سادهٔ اخترشناسی از همان ابتدا شناخته‌شده بودند. با اختراع تلسکوپ، تحولی عظیم در این رشته ایجاد شد و دوران اخترشناسی جدید آغاز شد.

در قرن بیستم، رشتهٔ اخترشناسی به دو رشتهٔ اخترشناسی رصدی و اخترشناسی نظری تبدیل شد. در اخترشناسی رصدی به‌دنبال گردآوری داده‌ها و پردازش آنها و همچنین ساخت و نگهداری ابزارهای اخترشناسی هستیم. در اخترشناسی نظری به‌دنبال کسب اطمینان از صحت نتایج به‌دست‌آمده از مدل‌های تحلیلی و تحلیل‌های کامپیوتری هستیم. این دو رشته یکدیگر را تکمیل می‌کنند؛ به این ترتیب که کار اخترشناسی نظری ارائه شرحی بر رصدها و وظیفه اخترشناسی رصدی اثبات عملی نتایج پیش‌بینی‌شده در نظریه‌هاست. با استفاده از یافته‌های اخترشناسی می‌توان نظریه‌های بنیادین فیزیک مانند نظریه نسبیت عام را آزمایش کرد. در طول تاریخ، اخترشناسان آماتور در بسیاری از کشف‌های مهم اخترشناسی نقش داشته‌اند و اخترشناسی یکی از محدود رشته‌هایی است که در آن افراد آماتور نقشی بسیار فعال دارند و مخصوصاً در کشف و مشاهده پدیده‌های گذرا و محلی امیدوارکننده،ظاهر شده‌اند. علم اخترشناسی مدرن را نباید با علم احکام نجوم (طالع‌بینی یا اخترگویی) مقایسه کنیم چراکه در طالع‌بینی یا اخترگویی اعتقاد بر آن است که امور انسان‌ها با موقعیت اجرام سماوی در ارتباط است. اگرچه اخترشناسی (Astronomy) و طالع‌بینی یا اخترگویی (Astrology) دو رشته‌ای هستند که منشأ یکسانی داشته‌اند اما اغلب متفکران بر این باورند که این دو رشته از هم جدا شده‌اند و تفاوت‌های بسیاری بین آنها وجود دارد.

روش‌های مختلف اندازه‌گیری فاصله‌های کیهانی

درحدود صدوپنجاه سال پیش از میلاد، ابرخس (۱۹۰ تا ۱۲۰ پیش از میلاد)، فاصلهٔ زمین تا ماه را برحسب قطر زمین به‌دست آورد. او روشی را به‌کار برد که یک قرن پیش از او، جسورترین اخترشناس یونانی، آریستارخوس، پیشنهاد داده‌بود. آریستارخوس متوجه شده‌بود که انحنای سایهٔ زمین، وقتی که از ماه می‌گذرد، باید ابعاد نسبیِ زمین تا ماه را نشان دهد. با پذیرش این نظر و به‌کمک روش‌های هندسی می‌توان فاصلهٔ زمین تا ماه را برحسب قطر زمین محاسبه کرد.

برای تعیین فاصلهٔ خورشید نیز، آریستارخوس، یک روش هندسی را به‌کار برد که ازنظر تئوری درست بود، اما نیاز به اندازه‌گیری زاویه‌هایی چندان کوچک داشت که جز با استفاده از وسایل امروزی ممکن نبود. هرچند که ارقام او درست نبود، اما او نتیجه گرفت که خورشید دست‌کم باید هفت‌برابر بزرگ‌تر از زمین باشد، و بنابراین اندیشهٔ گردش خورشید به دور زمین را، که در آن زمان باورِ رایج بود، غیرمنطقی دانست.

ستاره‌شناسان بعدی، حرکات اجرام آسمانی را برمبنای این نظریه مطالعه کردند که زمین ساکن است و در مرکز عالم قرار دارد. نفوذ و سلطه این نظریه تا سال ۱۵۴۳، یعنی تا زمانی که کپرنیک کتاب خود را منتشر کرد و با پذیرش عقیده آریستارخوس، زمین را برای همیشه از مرکز جهان بودن بیرون راند، حاکم بود.

یکی دیگر از روش‌هایی که با آن می‌توان فاصله‌های کیهانی را محاسبه کرد، استفاده از روش اختلاف منظر است.

روش دیگر استفاده از مثلثات است. بطلمیوس با استفاده از مثلثات توانست فاصله راه را از روی اختلاف منظر آن تعیین کند و نتیجه‌اش با رقم پیشین، که ابرخس بدست آورده بود، تطبیق می‌کرد.

البته امروزه روش‌های مختلف دیگری که خیلی دقیق‌تر از روش‌های فوق است، فاصله خورشید از زمین را به‌طور متوسط تقریباً برابر ۵‚۱۴۹ میلیون کیلومتر به دست می‌دهد. این فاصله میانگین را واحد نجومی (با علامت اختصاری A.U) می‌نامند و فاصله‌های دیگر منظومه خورشیدی را با این واحد می‌سنجند.

سیر تحولی و رشد

با گسترش روزافزون علم و ساخت تلسکوپ‌های دقیق، دانشمندان، در اندازه‌گیری ابعاد جهان روز به روز به نتایج جدیدتری نائل می‌شدند. با ساخته شدن و گسترش این وسایل اندازه‌گیری، دید بشر نسبت به جهان نیز تغییر یافت. مثلاً با چشم غیرمسلح (برهنه) تقریباً می‌توانیم در حدود ۶ هزار ستاره را ببینیم، اما اختراع تلسکوپ ناگهان آشکار کرد که این فقط جزیی از جهان است.

هر چند با بوجود آمدن وسایل دقیق اندازه‌گیری، دانش نیز نسبت به جهان هستی، گسترش پیدا می‌کرد، اما نظریه‌های مختلفی توسط دانشمندان ارائه می‌گردد. از جمله دانشمندانی که نسبت به ارایه این نظریه‌ها اقدام کردند می‌توان به ویلیام هرشل (Wiliam Herschel)، ستاره‌شناس آلمانی‌تبار انگلیسی، یاکوبوس کورنلیس کاپیتن (Jacobus cornelis kapteyn)، اخترشناس هلندی، شارل مسیه (Charles Messier) و ادوین هابل (Edwin Hubble) و … اشاره کرد. پایان جهان کجاست؟ سرانجام بعد از تحقیقات گسترده توسط پیچیده‌ترین تلسکوپ‌ها، دانشمندان دریافتند که:

غیر از کهکشان ما، کهکشانهای دیگری نیز وجود دارد؛ کهکشانهایی وجود دارند که جرم آنها بیشتر از کهکشان ماست. بر اساس مقیاس جدید فاصله‌ها، سن زمین حد اقل ۵ میلیارد سال است و این حد با حدسیات زمین شناسان در مورد سن زمین مطابقت دارد.

همچنین تلسکوپ‌های جدید وجود خوشه‌های کهکشانی را نشان می‌دهد؛ کهکشان ما نیز ظاهراً جزیی از یک خوشه محلی است که شامل ابرهای ماژلان، کهکشان امرأة المسلسله و سه‌ها، کهکشان کوچک نزدیک آن و چند کهکشان کوچک دیگر هست که روی هم رفته نوزده عضو را تشکیل می‌دهند.

اگر کهکشانها خوشه‌ها را و خوشه‌ها نیز خوشه‌های بزرگتری را تشکیل می‌دهند، آیا می‌توان گفت که جهان و به تبع آن فضا، تا بینهایت گسترده شده است؟ یا اینکه چرا برای جهان و چه برای فضا انتهایی وجود ندارد؟ در هر حال، دانشمندان با وجود اینکه با تخمین می‌توانند تا فاصله ۹ میلیارد سال نوری، چیزهایی را تشخیص دهند، ولی هنوز هم نشانه‌ای از پایان جهان پیدا نکرده‌اند.

انقلاب علمی

نقشه‌های گالیله و مشاهدات او از ماه نشان داد که سطح ماه دارای کوه‌است.

طی دوران رنسانس، نیکلاس کوپرنیک مدل خورشید محوری را برای سامانه خورشیدی (منظومه شمسی) پیشنهاد کرد. گالیلئو گالیله و یوهانس کپلر پیشنهاد وی را بسط داده و آن را اصلاح کردند. گالیله تلسکوپ را اختراع کرد تا بتواند مشاهدات خود را به صورت دقیق تری انجام دهد.

کپلر اولین کسی بود که با بیان اینکه خورشید در مرکز قرار دارد و بقیه سیاره‌ها به دور آن می‌چرخند مدل تقریباً کاملی را ارائه کرد. با این وجود کپلر نتوانست برای قوانینی که ارائه نمود نظریه‌ای تهیه کند. در نهایت ایزاک نیوتن با ارائه قوانین حرکت اجرام سماوی و قانون گرانش حرکت سیاره‌ها را توصیف کرد. نیوتن مخترع تلسکوپ بازتابی است.

کشفیات جدید باعث شد که ابعاد و کیفیت تلسکوپ بهبود بیابد. نیکلاس لوییس لاسیل نقشه‌های بیشتری از موقعیت ستارگان در فضا را ارائه نمود. ویلیام هرشل نقشه گسترده‌ای از خوشه‌های سماوی و تهیه کرد و در سال ۱۷۸۱ توانست سیارهٔ اورانوس را کشف کند که اولین سیاره کشف شده توسط انسان محسوب می‌شود. در سال ۱۸۳۷ برای اولین بار فردریش بسل فاصله ستاره ۶۱ دجاجه را مشخص کرد.
در قرن نوزدهم میلادی، توجه دانشمندانی چون لئونارد اویلر، الکسیس کلاد کلایرات و جین دالمبرت به مسئله سه جسمی باعث شد پیش بینی‌های دقیق تری در مورد حرکت ماه و ستارگان انجام شود. ژوزف لویی لاگرانژ و پیرسیمون لاپلاس این کار را تکمیل کردند و میزان انحراف اقمار و سیاره‌ها از وضعیت اصلی‌شان را تخمین زدند.

با اختراع طیف‌نگار و عکاسی افق‌های جدیدی به روی اخترشناسی باز شد. در طی سال‌های ۱۸۱۴ و ۱۸۱۵ ژوزف وان فرانهوفر در طیف نور خورشید حدود ۶۰۰ نوار را مشاهده کرد و در سال ۱۸۵۹، گوستاو کیرشهف این نوارها را به حضور عناصر مختلف در جو خورشید نسبت داد. معلوم شد که بقیه ستارگان به ستاره منظومه شمسی (خورشید) شباهت زیادی دارند اما در ابعاد مختلف و با دماها و عناصر درونی متفاوتی دیده می‌شوند. قرار داشتن زمین در کهکشان راه‌شیری، به عنوان مجموعه‌ای از ستاره‌ها و سیاره‌ها، در قرن بیستم کشف گردید و هم‌زمان وجود دیگر کهکشان‌های خارجی در فضا تأیید شد و بلافاصله پدیده انبساط عالم عامل اصلی وجود فاصله زیاد بین زمین و دیگر کهکشان‌ها اعلام شد.

همچنین در اخترشناسی مدرن وجود اجرام خارجی زیادی مانند اختروشها، و کهکشان‌های رادیویی را تأیید کرد و با استفاده از این مشاهدات نظریه‌های فیزیکی ارائه نمود که برخی از آنها این اجرام را براساس اجرام دیگر مانند ستاره‌های نوترونی و سیاهچالهها توصیف می‌کنند. کیهان‌شناسی فیزیکی در طی قرن ۲۰ میلادی پیشرفتهای زیادی را تجربه کرد و نظریه مهبانگ (بیگ بنگ یا انفجار بزرگ) براساس شواهد کشف شده در علوم اخترشناسی و فیزیک مانند تابش زمینه‌ای ریزموج کیهانی، قانون هابل و تشکیل هسته مهبانگ قوت یافت.

مشاهدات اخترشناسی

وری لارج ارای در نیو مکزیکو، نمونه‌ای از یک رادیو تلسکوپ. رادیو تلسکوپ‌ها یکی از ابزارهای مشاهده کیهان هستند که توسط اخترشناسان به کار می‌روند

در بابل و یونان باستان، اخترشناسی بیشتر اخترسنجی بود و موقعیت ستاره‌ها و سیاره‌ها در آسمان مورد توجه زیادی قرار داشت. بعدها، تلاش‌های اخترشناسانی چون آیزاک نیوتن و یوهانس کپلر علم مکانیک سماوی را پدید آورد و اخترسنجی بر پیش بینی حرکت آن دسته از اجرام سماوی که میانشان نیروی جاذبه گرانشی وجود داشت تمرکز یافت. این پیشرفت به طور خاص در مورد منظومه شمسی به کار گرفته شد. امروزه موقعیت و حرکت اجرام به آسانی تعیین می‌شود و اخترشناسی مدرن بر مشاهده و درک طبیعت فیزیکی اجرام سماوی تأکید دارد.

روش‌های گردآوری داده

نوشتار اصلی: مشاهدات اخترشناسی

در اخترشناسی، اطلاعات موجود براساس شناسایی و تحلیل نور و انواع دیگر تشعشات الکترومغناطیسی شکل می‌گیرد. انواع دیگر پرتوهای کیهانی نیز مورد بررسی قرار می‌گیرند و تحقیقاتی در حال انجام است تا در آینده نزدیک بتوانیم امواج جاذبه گرانشی را شناسایی و تحلیل کنیم. امروزه، آشکارسازهای نوترینو در مشاهده نوترینوهای خورشید و نوترینوهایی که از ابرنواخترها ساطع می‌شوند کاربرد زیادی دارند.

طیف الکترومغناطیسی می‌تواند اطلاعات زیادی راجع به اخترشناسی را در اختیارمان قرار دهد. در بخش‌هایی از طیف که فرکانس اندک است، اخترشناسی رادیویی، ساطع شدن امواجی با طول موجهای میلی‌متری و دکامتری را کشف می‌کند. گیرنده‌های رادیو تلسکوپی همانند گیرنده‌های رادیویی معمولی هستند اما حساسیت بسیار زیادی دارد. مایکرویوها بخش میلی‌متری طیف رادیویی را تشکیل می‌دهند و در مطالعات تشعشات مایکرویو پس زمینه کیهان کاربرد وسیعی دارند.

در ستاره‌شناسی فروسرخ و ستاره‌شناسی فرافروسرخ با آشکارسازی و تحلیل امواج فروسرخ (با طول موجی بزرگ‌تر از طول موج قرمز) سروکار داریم. معمولاً برای این کار از تلسکوپ استفاده می‌شود اما در کنار آن به یک آشکارساز حساس نیز احتیاج داریم. بخارآب موجود در جو زمین امواج فروسرخ را جذب می‌کند و بنابراین مراکز مشاهده امواج فروسرخ می‌بایست در مکان‌های بلند و خشک و یا خارج از جو کره زمین ساخته شوند. تلسکوپ‌های فضایی به انتشار گرما در جو زمین، شفافیت جو زمین حساس نیستند و وقتی از آنها استفاده می‌کنیم دیگر با دردسرهای مشاهده در طول موج‌های فروسرخ روبرو نمی‌شویم. مشاهدات فروسرخ در مشاهده مناطقی از کهکشان که پوشیده از گرد و غبار هستند بسیار کارآمد هستند.

تلسکوپ سوبارو (چپ) ورصدخانه کک (وسط) درماونا کیا، هر دو نموونه‌های از یک رصدخانه هستند که در طول موجهای نزدیک مادون قرمز و مرئی کار می‌کنند. تجهیزات تلسکوپ مادون قرمز ناسا(راست) نمونه‌ای از یک تلسکوپ است که رنها با طول موجهای نزدیک مادون قرمز کار می‌کند.

در طول تاریخ، اغلب داده‌های اخترشناسی با استفاده از اخترشناسی نور تهیه شده‌اند. در اخترشناسی نور، با استفاده از عناصر نوری (مانند آینه، عدسی، آشکارسازهای CCD و فیلم‌های عکاسی) طول موج‌های نور را در محدوده فروسرخ تا فرابنفش بررسی می‌کنیم. نور مرئی (طول موج‌هایی که توسط چشم انسان دیده می‌شوند و در محدوده ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر قرار دارند) در میانه این محدوده قرار دارد. تلسکوپ مهم‌ترین ابزار مشاهدات اخترشناسی است که دارای طیف نگار و دوربین‌های الکترونیکی است.

برای مشاهده منابع پرانرژی از اخترشناسی انرژی بالا کمک می‌گیریم که اخترشناسی اشعه X، اخترشناسی پرتو گاما، اخترشناسی فرابنفش (UV) و همچنین مطالعات مربوط به نوترینوها و پرتوهای کیهانی را شامل می‌شود. اخترشناسی رادیویی و نوری با استفاده از رصدخانههای زمینی انجام می‌شود زیرا در این طول موج‌ها، جو زمین به اندازه کافی شفاف است.

جو زمین در طول موج‌های مورد مطالعه در اخترشناسی اشعه X، اخترشناسی پرتو گاما، اخترشناسی UV و اخترشناسی فرا فروسرخ (به جز در مورد چند «پنجره» طول موج) شفافیت کافی را ندارد و بنابراین تحقیقات و مشاهدات در مورد این علوم باید از طریق بالنهای تحقیقاتی یا رصدخانه‌های فضایی صورت پذیرد. پرتوهای قوی اشعه گاما براساس رگبارهای هوایی عظیمی که تولید می‌کنند شناسایی می‌شوند و مطالعه پرتوهای کیهانی زیرمجموعه‌ای از اخترشناسی محسوب می‌شود.

اخترشناسی سیارات براساس مشاهدات مستقیم از طریق فضاپیماها و سفرهای فضایی و نمونه برداری از سیارات پیشرفت خوبی را تجربه کرده‌است. مأموریت‌های فضایی و استفاده از سیاره‌پیماهای مجهز به حس‌گرهای قوی به ما کمک می‌کند از مواد تشکیل دهنده سطح سیاره نمونه برداری کنیم و همچنین با استفاده از حس‌گرها مواد لایه‌های عمیق‌تر را شناسایی کرده و در نهایت مواد را برای بررسی بیشتر به زمین منتقل کنیم.

ادامه مطلب را بخوانید ...


  • آخرین ویرایش:شنبه 7 شهریور 1394
نظرات()       
آخرین پست ها