آموزش نجوم و اخترفیزیک مقدماتی: سیارات منظومه شمسی (۱۱)

بیگ بنگ: در این قسمت، ما فقط به معرفی فهرست‌وار برخی از ویژگی‌های سیاره‌ها خواهیم پرداخت و احتمالاً در قسمت‌های بعد، بر روی سه  ویژگی جرم، چگالی و دما و  نحوه‌ی محاسبه‌ی آن به طور مفصل بحث خواهیم کرد.

PL

 ویژگی‌ سیارات

  • جرم

می‌توان جرم یک سیاره را به دست آورد اگر:

الف) سیاره یک یا چند قمر طبیعی داشته باشد، مانند زمین، مریخ، مشتری، زحل، اورانوس و نپتون و سیارات کوتوله‌ی پلوتو و اریس

ب) سیاره یک ماهواره‌ی مصنوعی داشته باشد، مانند فضاپیمای ماژالان به دور زهره

ج) یک ماهواره‌ی مصنوعی از کنار آن عبور کرده باشد، مانند عبور مارینر ۱۰ از کنار عطارد

بدین ترتیب اندازه‌گیری جرم تمام سیاره‌های منظومه‌ی شمسی و دو سیاره‌ی کوتوله‌ی آن میسر شده است. در سپتامبر ۲۰۰۷، فضاپیمای مأموریت سپیده برای ملاقات سرس و جرم دیگری در کمربند سیارکی به نام وستا به فضا ارسال شد.

  • چگالی

از بزرگی زوایه‌ی سیاره و فاصله‌ی آن، قطر سیاره و سپس حجم آن به دست می‌آید و با دانستن جرم سیاره، چگالی محاسبه می‌گردد.

  • دوره‌ی تناوب چرخشی

در سیاره‌هایی چون مریخ و مشتری و زحل، می‌توان چرخش نشانه‌ای را بر سطح و یا درون جو مشاهده کرد. مانند لکه‌ی قرمز که در جو مشتری قرار دارد.

سطح عطارد از زمین قابل تشخیص نیست و زهره هم با ابر پوشیده شده است. جهت تعیین دوره تناوب چرخشی در این دو از رادار کمک می‌گیریم. فرض کنید زهره دقیقاً بین زمین و خورشید باشد و رادار برو روی خط واصل مرکز زمین، مرکز زهره و مرکز خورشید قرار دارد. بازتاب رادار به صورت فرکانس رادیویی پیوسته دریافت می‌شود. در این زمان (و تنها در این زمان) حرکت زهره عمود بر خط دید است و هیچ انتقال دوپلری در سیگنال بازتابی رخ نمی‌دهد. (البته اگر خیلی دقیق باشیم، یک انتقال دوپلری بسیار کوچک به نام  انتقال دوپلری عرضی، بر اساس پیش‌بینی نسبیت خاص، وجود خواهد داشت).

فرکانس مرکزی بازتابش دقیقاً همان فرکانس ارسالی است و چنانچه زهره در چرخش نباشد، کل انرژی برگشتی در این فرکانس خواهد بود. اما فرض کنید زهره در حال چرخش باشد، یک لبه‌ی سیاره نسبت به مرکز در حال نزدیک شدن به ما و لبه‌ی دیگر در حال دور شدن است. بدین ترتیب بازتابش از لبه‌ها دچار انتقال دوپلری در دو جهت مخالف نسبت به فرکانس مرکزی می‌شود و با پهن‌شدگی فرکانس در سیگنال بازتابش مواجه می‌شویم. هرچه پهن‌شدگی بیشتر باشد، سرعت چرخش سیاره بیشتر است.

رصدهای راداری در دهه‌ی ۱۹۶۰ نشان داد که سرعت چرخش زهره بسیار کند است و ۲۴۳/۰۱ روز طول می‌کشد تا یک بار به دور محورش گردش کند. یعنی ۱۸/۳ روز بیشتر از زمان گردش به دور خورشید.

حتی تعجب‌آورتر این‌که جهت چرخش آن برعکس جهت مورد انتظار است. چنانچه از بالا به منظومه‌ی شمسی بنگریم، ملاحظه می‌کنیم که تمام سیارات در خلاف جهت گردش عقربه‌های ساعت به دور خورشید در حرکتند. اسپین اکثر سیاره‌ها نیز خلاف جهت گردش عقربه‌های ساعت است، اما زهره همراه با اورانوس و پلوتو در جهت گردش عقربه‌های ساعت می‌چرخد. به این چرخش اصطلاحاً چرخش رجعی گفته می‌شود.

  • دما

به سه روش می‌توان دمای سطح یک سیاره را اندازه گرفت یا برآورد کرد:

الف) در ارتباط با زهره و مریخ، فضاپیماهای ارسالی دمای سطح را مستقیماً اندازه‌گیری کردند.

ب) دمای سطح عطارد با استفاده از شدت تابش رادیویی آن و با فرض تابش جسم سیاه تخمین زده شد. به روشی مشابه، دمای سیارات بیرونی را می‌توان از تابش فروسرخ آنها برآورد کرد.

ج) با فرض اینکه سیاره مانند جسم سیاه عمل می‌کند و انرژی دریافتی از خورشید را تابش می‌نماید، می‌توان دمایی اسمی برای سیاره به دست آورد. البته باید بین انرژی جذب شده از خورشید و تابیده شده توسط سیاره تعادل وجود داشته باشد.

  • آلبدو

دمای یک سیاره عملاً تحت تأثیر میزان انعکاس انرژی تابشی خورشید به آن موسوم به آلبدوی سیاره‌، و اثرات گازهای گلخانه‌ای (اگر وجود داشته باشد) قرار دارد.

آلبدوی زمین ۰/۳۷ است، بدین معنی که ۳۷ درصد انرژی خورشیدی را منعکس می‌کند و لذا ۶۳ درصد آن را جذب می‌کند. آلبدوی زهره حدود ۰/۷ است (مقدار ذکر شده در منابع دیگر از ۰/۶۵ تا ۰/۸۵ متغیر است)، در نتیجه تنها ۳۰ درصد انرژی خورشیدی را جذب می‌کند، اما جو متشکل از دی‌اکسید کربن آن به قدری غلیظ است که دمای سطح آن به طور قابل ملاحظه‌ای بالا می‌رود. مریخ آلبدویی برابر با ۰/۱۵ دارد و از این رو بیشتر انرژی خورشیدی را جذب می‌کند، اما جو رقیق دی‌اکسید کربن آن (حدود ۰/۰۱ زمین) نمی‌تواند گرمای زیادی را به دام بیاندازد. بدین دلیل هم‌اکنون سطح آن برای بقای گونه‌های حیات بر پایه‌ی آب/‌کربن بیش از حد سرد است.

پی نوشت:

فضاپیمای مأموریت سپیده: Dawn Mission Spacecraft
انتقال دوپلری عرضی: Transverse Doppler Shift
چرخش رجعی: Retrograde
آلبدو: Albedo

image_pdfimage_print
(10 نفر , میانگین : 4٫70 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=20265
اسماعیل جوکار

اسماعیل جوکار

نویسنده این مطلب: اسماعیل جوکار، دانشجوی مقطع کارشناسی فیزیک، علاقمند به فیزیک، نجوم و کیهان شناسی می باشد و به عنوان نویسنده در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

یک پاسخ

  1. محمد گفت:

    سلام.
    قسمت های بعدیشو کی میزارین؟

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *