بیگ بنگ: پس از غروب آفتاب با نگاه به سمت شمال غربِ آسمان (جهت جنوب شرق در نیمکره شمالی) نقطه نورانی ای را مشاهده می کنید که نسبت به سایر اجرام اطرافش روشن تر است. این نقطة روشنِ دارای نور و درخشش شدید، سیاره مشتری (برجیس) است.

به گزارش بیگ بنگ، پس از یک سفر پنج ساله و یک دهه برنامه ریزی، فضاپیمایی جونو متعلق به سازمان هوایی و فضایی آمریکا(ناسا) به مشتری رسید. به زودی مرحله جدیدی در تلاش انسان برای کشف اسرار بزرگ ترین غول گازی در منظومه خورشیدی آغاز می شود. اما تا به امروز ما چه چیزی درباره مشتری می دانستیم؟

درخشان ترین، بزرگ ترین و نخستین

درخشش مشتری در آسمان شب به سبب اندازه بسیار بزرگ آن است. مشتری بزرگ ترین سیاره در منظومه شمسی است و بیش از دو برابر سایر سیارات، قمرها، دنباله دارها و سیارک ها جرم دارد. اندازه بسیار بزرگ آن سبب شده که مشتری نخستین سیاره تشکیل شده در اطراف خورشید محسوب شود. دیگر سیارات هنگامی که یک ابر بین ستاره ای از گاز و غبار به منظور تشکیل خورشید به هم آمیختند از خرده سنگ های باقیمانده به وجود آمدند.

در ابتدای زندگی آنها، ظهور خورشید جوان، سبب ایجاد باد خورشیدی شد که به فواصل دور ابر میان ستاره ای باقیمانده وزید، ولی مشتری توانست در آن شرایط پا برجا بماند. راز چگونگی تشکیل منظومه شمسی در مشتری پنهان شده است! مواد تشکیل دهنده از سایر سیارات و دیگر اجرام کوچک تر فراهم آمده و فرایندها و شرایطی ایجاد شده است که قادر به گرد هم آوردن این مواد به منظور تشکیل چنین جهان ِ شگفت انگیز و متنوعی شده است.

پادشاه سیارات

از آنجا که مشتری، همراه با عطارد، ناهید، مریخ و زحل به راحتی در آسمان شب قابل رویت هستند در دوران های باستانی شناخته شده بودند. فرهنگ های مختلفی که ستاره ها را مطالعه می کردند نیز این اجرام منحصر به فرد را می شناختند؛ آنها می دانستند که این اجرام همانند ستارگان درون مدل ها یا صورت های فلکی شان ثابت نیستند بلکه بر طبق قوانین متفاوتی حرکت می کردند.

یونانیان باستان این اجرام را به عنوان ستارگان سرگردان (ἀστὴρ πλανήτης(اَستِر پِلانِتِس)) در نظر می گرفتند و نام سیاره نیز(planet) از این اصطلاح گرفته شده است. ژوپیتر-مشتری(Jupiter) نامی مناسب و درخور برای این جرم بزرگ است. همانطور که می دانید مشتری بزرگ ترین و پرجرم ترین سیاره در منظومه شمسی است و این نام با نام خدای خدایان رومی (ژوپیتر؛کسی که خدای آسمان ها نیز نامیده میشد) کاملاً تناسب دارد. در حالیکه در اسطوره شناسی یونانیان، رقیب ژوپیتر، زئوس -خدای خدایان یونانیان باستان- است.

اما مشتری، درخشان ترین سیاره نیست، بلکه این ناهید است که درخشان ترین سیاره محسوب می شود. با این حال، مشتری و ناهید تفاوت بسیاری در پیمودن مسیر مداری خود در آسمان دارند. امروزه ما می توانیم با توجه به وضعیت قرارگیری آنها در منظومه شمسی این تفاوت را توضیح دهیم. ناهید، یک سیاره داخلی است، به این معنی که به خورشید نزدیک تر است و به عنوان ستاره شامگاهی (پس از غروب خورشید) و یا ستاره صبحگاهی (قبل از طلوع خورشید) شناخته می شود. در حالیکه مشتری، یک سیاره خارجی یا بیرونی است و این سبب می شود که کل آسمان را طی کند. این حرکت، همراه با درخشندگی سیاره، به مشتری به عنوان پادشاه سیارات کمک کرده است.

قمرهای اطراف مشتری

در سال 1610 میلادی، از اواخر ماه ژانویه تا اوایل ماه مارس، گالیله، منجم مشهور ایتالیایی، با استفاده از تلسکوپ جدیدش مشتری را رصد کرد. او به زودی، متوجه ی سه نقطه نورانی زنجیره وار و پس از مدتی چهار نقطه نورانی شد. آنها یک نوار زنجیره ای را در طرفین مشتری تشکیل می دادند، ولی موقعیت شان به طور پایدار و پیوسته نسبت به این سیاره در حال تغییر بود.

گالیله در کتابش به نام قاصد آسمان یا پیام آسمان(SidereusNuncius)، با اطمینان و به درستی این حرکت را به عنوان اجرامی که حول مدار مشتری می چرخند، معرفی می کند. او ثابت کرد که هر آنچه که در آسمان است به دور زمین نمی چرخد و این موضوع در آن زمان به درگیری بین گالیله و کلیسای کاتولیک منجر شد.

گالیله، چهار قمر بزرگ مشتری را کشف کرد- آیو، اروپا، گانمید و کالیستو- هر کدام از این اقمار در مدار خود قرار داشته و اغلب به عنوان اقمار گالیله ای از آنها نام برده می شود. از آن زمان تا امروز، قمرهای متعدد دیگری نیز کشف شده است و در طی چند دهه گذشته شمار آنها به 67 قمر رسیده است که بیشترین تعداد در بین سیارات منظومه شمسی است. البته جای تعجب نیست که مشتری را به عنوان یک منظومه کوچک بنامیم.

لکه قرمز بزرگ

سیاره زحل دارای حلقه های متعدد، زمین دارای اقیانوس های آبی و مشتری دارای نوارهای چرخان و پر جنب و جوشی از ابرهاست. مشتری به سرعت و هر 10 ساعت یک بار به دور خود می چرخد (البته از آنجا که مشتری دارای اتمسفر بسیار متراکمی است برای محاسبه طول مدت چرخش آن از روش های خاصی بهره گرفته میشود)، این چرخش، سبب الگوهای آب و هوایی دینامیک و پویا بر فراز ابرهای مشتری شده است. یکی از پرسش های بزرگ در خصوص مشتری این است که چگونه می شود به عمق این ابرها نفوذ کرد؟

افزون بر این، در زمان های اخیر، لکه قرمز بزرگ یونی مشتری کوچک شده است. این سامانه طوفانی عظیم، حدود دو برابر زمین است و برای نخستین بار در سال 1664 مشاهده شد. اما مشاهدات اخیر توسط تلسکوپ فضایی هابل نشان می دهد که هم اکنون این طوفان ممکن است کمتر از نصف اندازة برخی از اندازه گیری های گذشته را داشته باشد. از دهه 1930، ستاره شناسان دریافتند که این لکه به طور منظم در حال کوچک شدن است ولی بررسی های اخیر نشان می دهد که نرخ کوچک شدن آن سریع تر شده است.

خطر تشعشع

مشتری قوی ترین میدان مغناطیسی را در بین همه سیارات دارد. در قطب های مشتری میدان مغناطیسی 20000 برابر زمین است و این میدان تا میلیون ها کیلومتر در فضا گسترش یافته و حتی از مدار زحل نیز عبور می کند. تصور بر این است که دیناموی قدرتمند میدان مغناطیسی مشتری از یک لایه ی هیدروژن از اعماق این سیاره منشا می گیرد. هیدروژن در تحت چنین فشار بالایی در درون مشتری به مایع تبدیل می شود. به این ترتیب، هیدروژن ویژگی یک فلز را پیدا کرده و می تواند هادی الکتریسیته شود چرا که الکترون ها درون اتم های هیدروژن قادر به حرکت به اطراف هستند.

علاوه بر این، چرخش سریع مشتری، ترکیب مناسبی را برای تولید میدان مغناطیسی قدرتمند مهیا می کند. این میدان مغناطیسی ذرات باردار را به دام انداخته- الکترون ها، پروتون ها و یون ها- و باد خورشیدی تولید می کند که اقمار گالیله ای مشتری، به ویژه قمر آتشفشانی آیو را تحت تاثیر قرار می دهد. برخی ذرات به سوی قطب های مشتری کانالیزه شده و سبب ایجاد شفق های قطبی قابل توجه – که تا صدها برابر درخشان تر از شفق های قطبی زمین است- می شود.

ذرات دیگر به دام افتاده توسط میدان مغناطیسی سبب ظهور کمربندهای تابشی مشتری می شوند. این کمربندها نسخه ی بسیار قدرتمندتر و قوی تری از کمربندهای ون آلن زمین هستند. میدان مغناطیسی مشتری به این ذرات چنان شتابی می دهد که تا چندین درجه در بالا و پایین کمربند، فشرده شده و سرعتشان نزدیک به سرعت نور می رسد و سبب ایجاد خطرناک ترین منطقه تشعشعی در منظومه شمسی می شوند.

شکستن تمامی رکوردها

مشتری بزرگ ترین، سنگین ترین، پر خطرترین و دارای سریع ترین دوره تناوب چرخشی، در منظومه شمسی است. این سیاره قوی ترین میدان مغناطیسی را داشته و همچنین دارای بیشترین تعداد قمر است. این سیاره گازهای اولیه از ابر میان ستاره ای که خورشید را شکل داده اند، در درون خود نگه داشته است. تاثیر گرانشی قوی در پیرامون منظومه شمسی، به طور بالقوه به حرکت یخ، آب و مولکول های آلی از مناطق بیرونی سرد منظومه شمسی به قسمت درونی منظومه شمسی- شاید زمین نیز این مواد را دریافت کرده باشد-کمک کرده است.

نخستین سیارات یافت شده که به دور ستاره شان می گردند سیاراتی شبیه به مشتری سوزان بودند، شرح مناسبی برای سیارات فرا خورشیدی با جرم مشابه به مشتری که مدارشان به ستاره شان خیلی نزدیک است و بنابراین دمای سطحی زیادی دارند. یکی از پرسش های طولانی مدت که فضاپیمای جونو به آن پاسخ خواهد داد این است که مشتری چگونه شکل گرفته است؟ آیا این سیاره یک هسته سنگی دارد که اتمسفر متراکمی را به خود جذب کرده است یا منشا مشتری ارتباط بیشتری به یک ستاره داشته و این امکان وجود دارد که شاید از فروریزی مستقیم سحابی خورشیدی گازی باقیمانده بر روی هسته اش تشکیل شده باشد؟ در 18 ماه آینده فضاپیمای جونو درک ما از غول گازی بزرگِ منظومه شمسی را افزایش خواهد داد.

ترجمه: مریم امامی جعفری/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: phys.org