شکل برخی کهکشان‌ها و فاصله آنها تا کهکشان راه شیری

نام کهکشان	فاصله (سال نوری)	نوع
راه شیری	صفر	مارپیچی
ابر ماژلانی بزرگ	۱۷۰٬۰۰۰	نامنظم مارپیچی
ابر ماژلانی کوچک	۱۹۰٬۰۰۰	بی قائده (نامنظم)
اژدها	۳۰۰٬۰۰۰	بیضوی
جمال	۳۰۰٬۰۰۰	بیضوی
حجاز	۳۰۰٬۰۰۰	بیضوی
السدس	۳۰۰٬۰۰۰	بیضوی
دب اصغر	۳۰۰٬۰۰۰	بیضوی
کوزه	۵۰۰٬۰۰۰	بیضوی
اسد ۱	۶۰۰٬۰۰۰	بیضوی
اسد ۲	۶۰۰٬۰۰۰	بیضوی
ان.جی.سی ۶۸۲۲	۱٬۸۰۰٬۰۰۰	بی قائده (نامنظم)
آی.سی ۵۱۵۲	۲٬۰۰۰٬۰۰۰	بی قائده (نامنظم)
دبلیو . ال .ام	۲٬۰۰۰٬۰۰۰	بی قائده (نامنظم)
آندروما	۲٬۲۰۰٬۰۰۰	مارپیچی
آندروما۱	۲٬۲۰۰٬۰۰۰	بیضوی
آندروما۲	۲٬۲۰۰٬۰۰۰	بیضوی
آندروما۳	۲٬۲۰۰٬۰۰۰	بیضوی
ام ۳۲	۲٬۲۰۰٬۰۰۰	بیضوی
ان.جی.سی ۱۴۷	۲٬۲۰۰٬۰۰۰	بیضوی
ان.جی.سی ۱۸۵	۲٬۲۰۰٬۰۰۰	بیضوی
ان.جی.سی ۲۰۵	۲٬۲۰۰٬۰۰۰	بیضوی
ام ۳۳ مثلث	۲٬۴۰۰٬۰۰۰	مارپیچی
آی سی ۱۶۱۳	۲٬۵۰۰٬۰۰۰	بی قائده (نامنظم)
دی.دی.او ۲۱	۳٬۰۰۰٬۰۰۰	بی قائده (نامنظم)
حوت	۳٬۰۰۰٬۰۰۰	بی قائده (نامنظم)
جی.آر۸	۴٬۰۰۰٬۰۰۰	بی قائده (نامنظم)
آی.سی ۱۰	۴٬۰۰۰٬۰۰۰	بی قائده (نامنظم)
قوس	۴٬۰۰۰٬۰۰۰	بی قائده (نامنظم)
اسب بالدار	۵٬۰۰۰٬۰۰۰	بی قائده (نامنظم)
اسد (آ)	۵٬۰۰۰٬۰۰۰	بی قائده (نامنظم)

 

است که چون از خود شید(نور) (امواج الکترومغناطیسی) گسیل یا بازتاب نمی کند، نمی‌توان آن را مستقیما" دید اما از اثرات گرانشی موجود بر روی اجسام مرئی، همانند ستاره‌ها و کهکشان‌ها، می‌توان به وجود آن پی برد. درک و تجسم ماده تاریک آسان نیست اما در دانش ستاره شناسی حائز اهمیت است.^]

 

 

تاریخجه

در آغازین روزهای ژانویه ۱۸۰۱ جوزپه پیاتزی (۷ جولای ۱۷۴۶ - ۲۲ جولای ۱۸۲۶) جرمی را در آسمان رصد نمود که ابتدا یک دنباله‌دار به نظر می‌رسید ولی زمانی که مدار آن به درستی تعیین گردید، مشخص شد که سیاره بسیار کوچکی است، آنقدر کوچک که آن را در رده جدیدی به نام سیارک‌ها دسته‌بندی کردند. پیاتزی آن را سرس نامید. تا چند سال بعد سه سیارک جدید دیگر کشف شدند و تا پایان آن قرن صدها عدد از آنها شناسایی شده بودند. تا به امروز تعداد این سیارکها به چند صد هزار رسیده است و هنوز اکتشاف آنها ادامه دارد. تعدادی از سیارکها چنان کوچکند که از زمین قابل رؤیت نیستند اما بزرگترین آنها همان سِرِس است که شماره یک را بر پیشانی خود دارد.^[۲]

 نام گذاری سیارک‌ها

همینکه مدار سیارکی مشخص می‌گردد، عددی به ترتیب زمان کشف بدان نسبت داده می‌شود و به دنبال آن نامی می‌آورند که نام را معمولاً کاشف بر می‌گزیند مثلاً ۱ سرس. در آغاز نامهای زنانه از اسطوره‌های یونان و روم انتخاب می‌شد.بعدها نامهایی از نمایشنامه‌های شکسپیر و اپراهای واگنر برگزیده شدند. بسیاری از سیارک‌ها را کاشفان به نامهای زنان، دوستان و حتی سگها و گربه‌های خود نامیدند.همواره نامهایی مونث به کار رفته‌است، جز در مورد چند سیارک که مدارهایی نامتعارف دارند نامهای مذکر نهاده شده‌است.^[۳]

کمربند سیارکها

کمربند سیارکها همان طور که گفته شد ناحیه ای بین مریخ و مشتری است که سیارکها در آن قرار دارند و بیشتر به مریخ نزدیک است تا به مشتری و سیارکهای این ناحیه در حدود 300 – 600 میلیون ک م با خورسید فاصله دارند.(ناحیه داخلی منظومه شمسی سیارکها). مدار سیارکها بیضی شکل هست . بعضی از آنها هنگام گردش از داخل ناهید عبور میکنند و بعضی در دام گرانش مشتری گیر کرده و از کمربند سیارکها خارج میشوند و بعضی در دام مریخ می افتند و یا با یکدیگر برخورد میکنند. قمرهای فوبوس و دیموس مریخ ممکن است سیارک هایی باشند که در دام آن افتاده اند.

همان طور که در شکل میبینید این کمربند شامل سه بخش دیگر نیز میباشد:

Trojans : مدار مشترک با مشتری دارند و با هر یک دور مشتری یک دور میزنند

Hildas : هر دو دور مشتری به دور خورسید برابر 3 دور آنها به دور خورشید است

Greeks : تعداد دور این سیارک ها متغیر است.

علاوه بر اینها سه مدار دیگر نیز وجود دارد که برخی سیارک ها در آن قرار دارند که در شکل زیر مشخص است:

آپولوها : مدار زمین را قطع میکنند

آتن ها : همیشه از زمین به خورسید نزدیکترند

آمورها : سیارکهای بین زمین و مریخ^[۴]

اندازه گیری

تاسال 1990 فقط 3 راه برای اندازه گیری قطر سیارکها وجود داشت.

روش اول استفاده از تلسکوپ و اندازه گیری فاصله آن از خورشید و محاسبه مقدار نور خورشیدی که بر روی سیارک تابیده شده یا گرمایی که از آن آزاد شده که میزان نور منعکس شده و یا گرمای آزاد شده از سیارک متناسب با اندازه آن میباشد.

روش دوم استفاده از تلیکوپ و اندازه گیری مدت زمانی که سیارک از دید خارج شده و به پشت یک ستاره رفته و ایجاد سایه کند.

روش سوم استفاده از رادیو تلسکوپها و تهیه عکس از سیارک.

از سال 1991 دانشمندان روش چهارمی رو استفاده کردند که خیلی دقیقتر بود و آن استفاده از ماموریتها و اکتشافات فضایی میباشد(Space Probes). در آن سال اولین ماموریت فضایی آمریکا برای عکس برداری از سیارکها اغاز شد و سیارک Gaspra اولین سیارکی بود که توسط فضاپیمای گالیله مورد عکسبرداری واقع شد. ماموریت گالیله مشتری بود که در راه رسیدن به آن باید از کمربند سیارکها عبور میکرد. در سال 96 ناسا ماموریت NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous) را انجام داد که به 1216 کیلومتری سیارک متیلدا رسید ماموریت نیر اولین ماموریتی بود ناسا یک فضاپیما را بر روی یک سیارک فرستاد و آنرا فرود اورد و توانست اطلاعات بسیار زیادی درباره ماهیت و منشا انها بدست آورد. این فضا پیما در فوریه 2001 در ساعت 3:01 بر روی سیارک eros فرود آمد. و در سالهای بعد این فضاپیما به دیگر سیارکها رسید.^[۵]

ارزش اقتصادی

سیارک‌ها می‌توانند برای تأمین مواد و آب مورد نیاز برای ساخت تجهیزات فضایی و مداری به کار روند.هم‌اکنون بسیاری از مراکز پژوهشی مرتبط با فناوری فضایی در حال مطالعه امکان سفر به سیارک‌ها و برداشت از ذخایر طبیعی آن‌ها هستند.

به تازگی و با کشف یخ آب بر سطح سیارک تمیس-۲۴، ایده‌هایی به منظور برداشت آب از سیارک‌ها جهت تولید آب مصرفی فضانوردان و تأمین اکسیژن و هیدروژن توسط الکترولیز آب برای مصرف تنفسی و یا سوخت فضاپیماهای آینده مطرح شده است.^[۶] اگر مدار سفرهای فضایی آینده را بتوان به گونه‌ای طراحی کرد که هر بار سیارک دارای ذخایر یخ آب در مسیر قرار داشته باشد می‌توان به سادگی تأسیسات لازم برای یک ایستگاه سوختگیری فضایی را روی آن سیارک بنا نمود. تأسیساتی تمام اتوماتیک که انرژی تابشی خورشیدرا توسط صفحات خورشیدی دریافت و به الکتریسیته تبدیل خواهد کرد سپس با استفاده از این انرژی الکتریکی، یخ آب موجود در خرده‌سیارک را با یک اجاق میکروویو ساده ذوب کرده و در ادامه آب حاصله را با یک دستگاه ساده الکترولیز به هیدروژن و اکسیژن خواهد شکاند. در انتها هیدروژن و اکسیژن به دست آمده در مخازن جدا از هم ذخیره خواهد شد. این طرح هنوز در مرحله ایده قرار داشته و عملیاتی نشده است.

برای معدن‌کاوی بر روی سیارک‌ها باید بتوان روی آن‌ها فرود آمد و این کاری است سخت و شاید هم ناممکن. به این خاطر دانشمندان در اندیشه راهی برای بازایستاندن سیارک‌های پیرامون زمین از چرخش هستند. برای این کار جیپ‌هایی در نظر گرفته شده که با نیروی موشکی کار می‌کنند. برای یک سیارک با قطر ۱۰۰ متر که ۴ بار در روز حول محور خود می‌چرخد، ۲۹ تن سوخت نیاز است تا از چرخش بازداشته‌شود.^[۱]

 

مدار پلوتون

مدار پلوتون با دایرةالبروج بیش از ۱۷ درجه زاویه انحراف دارد و این بدان معنی است که این سیاره کوتوله نیمی از مسیر خود را بالای صفحه گردش زمین به دور خورشید و نیمی دیگر را پایین این صفحه طی می‌کند.

کشیدگی مدار پلوتون بسیار زیاد و غیرعادی است به طوری که مدار آن با مدار نپتون، آخرین سیاره سامانه خورشیدی در دو نقطه تقاطع دارد. یک سال پلوتونی به اندازه ۲۴۹ سال زمینی طول می‌کشد و پلوتون که به صورت طبیعی بعد از نپتون قرار دارد، در ۲۰ سال از این ۲۴۹ سال از مدار نپتون رد شده و به فاصله کمتری از خورشید نسبت به نپتون می‌رسد.

آخرین باری که این اتفاق روی داد ۲۱ ژانویه ۱۹۷۹ بود که پلوتون مدار نپتون را قطع و وارد منطقه داخلی هشتمین سیاره سامانه خورشیدی شد و تا ۱۱ام فوریه ۱۹۹۹ که مجددا مدار نپتون را به قصد خارج قطع کرد در فاصله‌ای نزدیک‌تر به خورشید قرار داشت. بشر برای تجربه دوباره این رویداد باید تا سپتامبر ۲۲۲۶ صبر نماید.^[۳]

 قمرهای پلوتون

تا سال ۲۰۰۵ که بررسی تصاویر دریافتی از تلسکوپ فضایی هابل باعث کشف دو قمر جدید برای پلوتون گردید، تصور می‌رفت که شارون تنها قمر پلوتون است. قمرهای جدید که در ابتدا S/2005 P1 و S/2005 P2 نامیده می‌دند بعداً به نامهای نیکس و هیدرا تغییر نام دادند. این دو قمر جدید بسیار کوچک بوده و تخمین زده می‌شود که قطری برابر با ۵۰ تا ۶۰ کیلومتر داشته باشند.^[۴]

شارون بیشتر شبیه یک جفت برای پلوتون است تا یک قمر. از این رو به آنها سامانه «پلوتون-شارون» نیز می‌گویند.

 نحوه کشف

در سال ۱۸۹۴ در آریزونای آمریکا اخترشناسی به نام پرسیوال لاول، رصدخانه لاول را بنا نهاد و در آن جست وجو برای یافتن سیاره جدید آغاز کرد. او محل پلوتون را بامحاسبه اثر جاذبه اش بر روی نپتون و اورانوس پیدا کرد ولی بدون یافتن سیاره جدید در سال ۱۹۱۶ درگذشت. جوانی با نام کلاید تومباو که در رصدخانه لاول کار می‌کرد جستجو برای یافتن این سیاره را ادامه داد. تومباو در ۱۸ فوریه ۱۹۳۰ با مقایسه دو عکس متوجه تغییر مکان منبع نوری در این دو عکس شد که همان سیاره پلوتون بود.

کاوش‌های رباتیک

تا به امروز هیچ کاوشگر فضایی پلوتون را ملاقات نکرده است و یا حتی از نزدیکی آن نیز گذر نکرده است. تنها ساخته‌های زمینی که تا به حال به اندازه پلوتون از ما دور شده‌اند کاوشگرهای ویجر ۱ و ویجر ۲ بودند. در زمانی که این دو کاوشگر از محدوده مدار این سیاره کوتوله عبور می‌کردند، پلوتون در جایی بسیار دورتر از منطقه گذر روی مدار خود قرار داشت.^[۵]

اما سرانجام در سال ۲۰۰۶ سازمان فضایی ایالات متحده، ناسا، کاوشگری را به مقصد پلوتون به فضا ارسال نمود. این کاوشگر فضایی که نیو هورایزونز (افق‌های‌ نو) نامیده می‌شود، قرار است ویژگی‌های سیاره‌شناختی پلوتون و ماه‌های آن را بررسی و داده‌برداری نماید. اما سفر طولانی این فضاپیما قرار نیست با رسیدن به پلوتون خاتمه یابد بلکه طبق برنامه‌ریزی‌های انجام شده کاوشگر فضایی افق‌های نو پس از گذر از کنار پلوتون به سراغ کمربند کویپر خواهد رفت تا دست کم با یکی از اجرام این کمربند نیز ملاقات کند. امید می‌رود این کاوشگر در تابستان سال ۲۰۱۵ (تیر ماه ۱۳۹۴ خورشیدی)به پلوتون برسد.^[

بر خلاف زمین، ماه نه دارای آب است، نه هواکره، نه زندگی و نه میدان مغناطیسی. نمی‌توان گفت که ماه کاملاً غیر فعال است، زیرا «ماه لرزه» را باید نشانه‌ای از وجود نوعی حرکت در درون آن دانست. قطعاً ماه در دوران گذشته، آتشفشانهایی داشته است؛ اما غالب حفره‌هایی را که در آن می‌بینیم، نتیجه اصابت سنگهای آسمانی در اولین روزهای شکلگیری آن است. بعضی از این حفره‌ها عظیم اند عمق حفره نیوتون ۸٬۰۰۰ متر است. هنگامی که سفینه فضایی شوروی به نام لونا ۳ از پشت ماه عکس گرفت، دانشمندان دیدند که روی پنهان ماه درست مانند روی آشکار آن نیست. در آنجا، تعداد حفره‌ها بسیار بیشتر بود؛ اما به طور کلی، از حفره‌های روی آشنای ماه کوچک‌تر بودند.

 تاثیرات ماه بر زمین

ماه و در کل کیهان بر آب و بویژه آب دریاها و اقیانوسها (جزر و مد) و حتی آب درون بدن جانوران و انسان و گیاهان تاثیرات ویژه‌ای دارند. که این تاثیرات در برخی روزها کم و زیاد می شوند.

 شکل گیری ماه

ماه و زمین بطور هم‌زمان و حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش شکل گرفتند. اینکه ماه دقیقا چگونه بوجود آمده هنوز معلوم نشده‌است. ممکن است همراه با زمین در اوایل شکل گیری منظومه شمسی شکل گرفته باشد، یا اینکه بعدها جذب میدان جاذبه شده و در مدار قرار گرفته‌است. نظریه‌ای که بیش از سایر نظریه‌ها پذیرفته شده این است که ماه از برخورد یک سیارک به اندازه مریخ به زمین بوجود آمده‌است. اثرات متقابل جاذبه‌های زمین و ماه بر همدیگر باعث افزایش مدت حرکت وضعی هر دو جسم شده‌است. به‌عنوان مثال ، زمانی مدت حرکت وضعی زمین (طول شبانه روز) فقط ۱۰ ساعت بود، اما این زمان به ۲۴ ساعت کنونی افزایش یافته‌است. اگر این روند همچنان ادامه پیدا کند، طول ماهها به ۴۷ روز خواهد رسید. اما مقیاس زمانی این روند بسیار طولانیتر از طول عمر خورشید بوده ، بنابر این منظومه شمسی عمر کافی برای رسیدن به آن زمان را نخواهد داشت. قطر خورشید ۴۰۰ برابر قطر ماه و فاصله آن از زمین نیز ۴۰۰ برابر فاصله ماه از زمین است. این اتفاق باعث می‌شود تا هم ماه و هم خورشید به یک اندازه به نظر رسیده و در هنگام کسوف تمام سطح خورشید گرفته شود.

 چرا ماه به روی زمین سقوط نمی‌کند

زمین با نیروی گرانش ماه را به سوی خود می‌کشد. اگر انسان ماه را که در حقیقت بی وقفه به دور سیاره ما می‌چرخد، از گردش باز می‌داشت، ماه فقط برای مدت کوتاهی ثابت می‌ایستاد، آنگاه با سرعتی فزاینده به سمت زمین می‌شتافت و در نهایت با آن برخورد می‌کرد. البته این عمل میسر نیست. ماه از همان زمانهای اولیه با سرعتی برابر ۳۶۵۹ کیلومتر در ساعت به دور زمین در حال گردش بوده‌است. در اثر این حرکت گردشی ، یک نیروی گریز از مرکز به سمت خارج ایجاد می‌شود، که درست به اندازه نیروی گرانش زمین که به سمت داخل کشش دارد، است. این دو نیروی مخالف ، اثر یکدیگر را بطور متقابل خنثی می‌کنند، به نحوی که ماه هموراه بر مدار خود باقی می‌ماند.

 دهانه‌ها و دریاوارها

بیش از ۳.۵ میلیارد سال پیش ، سطح ماه به شدت توسط شهاب‌سنگ‌ها بمباران شد و گودال‌های زیادی به نام دهانه در سطح آن بوجود آمدند. وسعت بعضی از این دهانه‌های برخوردی به ۳۰۰ کیلومتر (۱۸۵ مایل) می‌رسد که توسط دیواره‌هایی از کوههای سنگی که بر اثر برخورد شهاب سنگها بوجود آمده‌اند، محصور شده‌اند. بعضی از گودالها ، دیوارهای تراس دار یا حلقه‌های کوهستانی هم مرکز داشته و در اکثر آنها قله‌هایی نیز وجود دارند. دهانه‌هایی که رگه‌های بزرگ و درخشان توف نام دارند، بسیار تماشایی هستند. تعدادی از گودالهای بزرگ‌تر از گدازه آتشفشانی پر شده و دریاهایی در سطح ماه بوجود آورده‌اند.

سوی رو به زمین کره ماه (سوی نزدیک)، ظاهری بسیار متفاوت نسبت به سوی دور آن دارد. علت آن اینست که پهنه‌های زیادی از این سوی ماه بر اثر فعالیت‌های آتشفشانی با گدازه‌های تیره‌رنگ پوشیده شده‌اند و آبگیروارهای گوناگونی را بوجود آورده‌اند ولی سوی دور ماه همچنان به شکل قدیم یعنی آکنده از گودال باقی مانده‌است.^[۱]

هلال و بدر چگونه تشکیل می‌شود

خورشید خود می‌درخشد، ماه را از این رو می‌بینیم که خورشید به آن می‌تابد. اگر آن روی ماه که به سوی ماست، بطور کامل مورد تابش خورشید قرار گیرد، ما ماه را بصورت قرص کامل و به عبارت دیگر در حالت بدر مشاهده می‌کنیم. اگر نور خورشید فقط قسمتی از آن روی ماه را که بسوی ماست در بر گیرد، ما ماه را بر حسب میزان تابش نور بصورت هلال باریک نوری ، نیم قرص و یا به صورت یک گلوله تقریباً گرد نورانی می‌بینیم. این پدیده‌های نوری را فازها یا صورتهای مختلف ماه می‌نامند.

هنگامی که ماه در جهت تابش خورشید قرار گیرد، دیده نمی‌شود، زیرا در تابش شدید خورشید محو می‌گردد و علاوه بر این ، آن روی ماه که بسوی ماست مورد تابش واقع نمی‌گردد. این وضعیت را ماه نو می‌نامیم. اکنون ماه بر روی مدار خود به حرکت ادامه می‌دهد و پس از چند روز به طور محسوسی در سمت چپ و یا در شرق خورشید واقع می‌شود. در این وضعیت قسمت کوچکی از نیمه رو به زمین ماه ، تحت تابش نور خورشید قرار می‌گیرد. در این دوران ماه را در اوایل شب بصورت داس باریکی که البته روز به روز بر قطر هلال آن افزوده می‌شود، مشاهده می‌کنیم، زیرا در این وضع ماه بعد از خورشید غروب می‌کند.

تقریباً یک هفته پس از ماه نو ، از دید ناظر زمینی ، ماه دقیقا از پهلو مورد تابش نور خورشید واقع می‌شود. در این حالت انسان نیمی از ماه را تاریک و نیم دیگر را روشن می‌یابد؛ این وضعیتیک‌چهارم نخست نامیده می‌شود. دوباره یک هفته بعد ، ماه از دید این ناظر ، دقیقا در مقابل خورشید قرار می‌گیرد. در این حالت ماه به صورت قرص کامل نورانی می‌شود ، که به آن بدر (یا در اصطلاح عامیانه ماه شب چهاردهم) می‌گویند.

از این حالت به بعد از قطر قسمت نورانی ماه کاسته می‌شود. تقریباً هفت روز پس از بدر ، دوباره یک‌چهارم دوم حادث می‌شود. ماه در این حالت از دید ناظر زمینی اکنون در سمت راست یا در غرب خورشید قرار دارد و به عبارت دیگر قبل از طلوع خورشید در آسمان صبحگاهی پدیدار می‌شود، تا بالاخره دوباره به وضعیت ماه نو می‌رسد.

 گام‌های ماه

همیشه ۵۰ درصد سطح ماه در معرض نور خورشید قرار دارد. میزان ناحیه روشن ماه ، به موقعیت ماه نسبت به زمین و خورشید بستگی دارد. اندازه ناحیه قابل رویت ، از کاملاً تاریک تا ماه کامل متغیر است. این دوره کامل هشت مرحله دارد که اهله ماه نامیده می‌شوند. چرخه گام‌های ماه، هر ۲۹.۵۳ روز کامل می‌شود.

 برنامه‌های اکتشافی

از آنجا که ماه نزدیکترین جرم آسمانی به ماست، و از آنجا که تا به حال چندین بار فضانوردان آمریکایی بر سطح آن فرود آمده‌اند و در نواحی کوچکی از آن به کاوش پرداخته‌اند، اطلاعات زیادی درباره آن داریم. برنامه‌های فضایی آپولو که در دههٔ ۱۹۶۰ بسیار موفق آمیز بودند، دیگر تکرار نشدند؛ زیرا پر خطر و پر هزینه بودند. وقتی در قسمت فرماندهی آپولو ۱۳ انفجاری رخ داد و سفینه فقط توانست سریع به زمین باز گردد، هیچ کس در مخاطره آمیز بودن آن برنامه‌ها شک نکرد.

در سال 2009 ناسا یک موشک سایوز را از زمین به سمت ماه شلیک کرد و مواد تشکیل دهنده ماه بر اثر برخورد به ارتفاع 150 متری بلند شد. با این آزماش مشخص شد در ماه مقدار بسیار زیادی آب وجود دارد.

 پروژه‌های ماه در ایران

ایرانی‌ها اگرچه تا کنون به ماه، فضا پیما ارسال نکرده‌اند، اما فعالیت های رصدی زیادی در این زمینه انجام داده‌اند. تصویر برداری از ماه آن هم با زمینه‌های هنری و نجومی از طرفداران زیادی در ایران برخوردار است. گروه دیگری ماه را هموراه زیر نظر دارند و هر رویدادی را که به نحوی با آن در ارتباط باشد از نظر دور نمی‌دارند. تعداد بسیار زیادی هم هلال اول و آخر ماه را برای تصحیح تقویمهای اسلامی به صورت دائم رصد می‌کنند(پایگاه رویت هلال). در این میان رصدخانه کوثر.1 هم با همکاری ماه شناسان داخلی و خارجی کاوشگر مجازی ماه را به زبان فارسی به عنوان دائره المعارف تصویری ماه اجرا نموده‌است.

ماه در اساطیر

معمولاً همه این سیاره را به رنگ آبی می‌شناسد و به این علت است که گاز متان حاضر در جو نپتون رنگ سرخ را جذب کرده و آبی حاصل از طیف نوری خورشید را بازمی‌تاباند.

نپتون از نظر ساختاری بسیار شبیه به سایر سیارات گازی به خصوص اورانوس است . تفاوتی که در ساختار سیاراتی مانند اورانوس و نپتون دیده می‌شود، عدم حضور هیدروژن فلزی مایع است که در عوض آن به یک ساختار متراکم آب مانندی در اطراف هسته می‌رسیم. لایه بیرونی‌تر نپتون متشکل از هیدروژن ملکولی مایع و هلیوم مایع است.

اتمسفر و جو نپتون آبی رنگ است و درصد بازتابش بالائی دارد که حاکی از وجود یک جو غلیظ است . بر طبق تحقیقات حضور مقادیری متان نیز در این سیاره تایید شده است . در کل ، ترکیبات جو این سیاره به مانند سایر سیارات غول پیکر گازی شامل ۸۰ تا ۸۵ درصد هیدروژن و ۱۵ تا ۱۹ درصد هلیوم می‌باشد.

تقریباً ۱۶۵ سال طول می‌کشد تا نپتون یک بار به‌دور خورشید بگردد. بنابر این از زمان کشف آن در سال ۱۸۶۴ تا کنون، هنوز یک بار به دور خورشید نگشته‌است. این گردش در سال ۲۰۱۱ تکمیل خواهد شد.^[۱]

دوره تناوب نجومی آن ۱۶۴٫۷۹ سال است . از زمان کشف نپتون تا کنون فقط ۷۵ درصد مدار خود را طی کرده. دوره تناوب چرخشی نپتون ۱۷ ساعت و ۵۰ دقیقه است. سرعت گریز از جاذبه این سیاره نیز چیزی در حدود ۲۳ کیلومتر در ثانیه است.نپتون دارای دو قمر بزرگ بنام‌های نرئید و تریتون است و تعداد بسیار زیادی اقمار کوچک دارد.

پیش از این انتظار می‌رفت که نپتون از نظر جوی آرام‌تر از اورانوس باشد ولی ویجر ۲ نشان داد که بادهای نپتون بسیار بسیار شدید هستند. سرعت این بادها به ۶۴۰ کیلومتر در ساعت می‌رسد.^[۲]

 

افسانه‌شناسی

اورانوس نام یکی از اسطوره‌های یونانی است که تجسم آسمان (و بهشت^[۱۷]) محسوب شده و پدربزرگ زئوس و پدر کرونوس می‌باشد.وی با گایا (تجسم زمین و مادر اورانوس^[۱۷]) همبستر شد و فرزندان متعددی از وی به دنیا آورد گایا که از این موضوع خسته شده‌بود از کرونوس(یکی از فرزندان)کمک خواست و وی آلت تناسلی اورانوس را با داس برید و به دریا افکند بنابر افسانه‌ای که بین تاریخ‌شناسان مورد اختلاف است آفرودیته الهه عشق از عطری(یا خون^[۱۷]) به وجود آمده است که هنگام افکنده شدن آلت تناسلی اورانوس به دریا،بلند شد.^[۱۸]

 کشف

این سیاره قبل از کشف به صورت یک ستاره در کاتالوگ جان فلاستمد در سال ۱۶۹۰ به عنوان ستاره «۳۴ ثور» ثبت شده بود. . اخترشناس فرانسوی پیر لمونیر این سیاره را بین ۱۷۵۰ تا ۱۷۶۹ دوازده بار رصد کرده بود^[۱۹] including on four consecutive nights.

ولی توسط ویلیام هرشل و در خانه‌اش(اکنون موزه اخترشناسی) در شهر بث ،سامرست و در ۱۳ مارس ۱۷۸۱ رصد شد,^[۲۰] و در ۲۶ آوریل ۱۷۸۱ به عنوان دنباله‌دار گزارش دش.^[۲۱] هرشل آن را به عنوان جرمی که در برابر ستارگان اختلاف منظر دارد گزارش داد,^[۲۲] u

او اینگونه در ژورنال نگاشت "در نزدیکی زتا ثور … یا یک سحابی است یا یک دنباله‌دار".^[۲۳] در ۱۷ مارس نگاشت "به دنبال سحابی یا دنباله‌دار به این نتیجه رسیدم که دنباله‌دار است زیرا جایش را تغییر می‌دهد".^[۲۴] و حتی هنگامی که این جرم را به عنوان کشف به انجمن سلطنتی گزارش می‌داد باز براین باور بود که دنباله‌دار است و این عقیده را داشت تا زمانی که به طور مطلق اثبات شد که اورانوس یک سیاره است.^[۲۵]

هرشل در ۲۳ آوریل به ستاره‌شناس سلطنتی نویل ماسکلین نگاشت: "من نمی دانم چه باید صدایشش کرد. شاید بتوان آن را به سیاره نامید.".^[۲۶]

توسط ویلیام هرشل و در ۱۳ مارس ۱۷۸۱ به عنوان دنباله‌دار کشف شد و نام آن توسط جان بوده پیشنهاد گردید^[۱۵]

علائم اختصاری

وجه تسمیه

اورانوس واژه‌ایست یونانی به معنای آسمان، و نیز خدایگان آسمان نیز در میان یونانیان به همین نام خوانده می‌شد. میان غربیان در بین سیارات هشگانه اورانوس تنها سیاره‌ای است که نام خود را از افسانه‌های یونانی برگرفته‌است. (برخلاف سایرین که نامی برگرفته از افسانه‌های رومی دارند.^[۱۷]).

 مدار و چرخش

فاصله متوسط آن از خورشید ۳ میلیارد کیلومتر(۲۰ واحد نجومی است)^[۲۷].در مدار آن بی‌نظمی‌هایی دیده شده‌است^[۲۸]به علت اینکه کجی مححور چرخش آن از ۹۰ درجه بیشتر و برابر ۹۸ درجه^[۲۹][۳۰] یا دقیقتر '97º54 ^[۳۱]است چرخش سیاره پادساعتگرد است.^[۳۲]نزدیک‌ترین فاصله آن به زمین 27٬200 میلیون کیلومتر است.^[۳۳]خروج از مرکز آن 0.0742 بوده که بسیار به دایره نزدیک است.به علت اینکه این سیاره 98 درجه انحراف دارد در یک چهارم حرکت آن به دور خورشید یکی از قطب‌هایش به سمت زمین است و یک چهارم بعد استوایش و یک چهارم پس از آن قطب مخالف و در انتها دوباره استوایش به سمت زمین خواهد بود.^[۳۴][۳۵]نور خورشید در اورانوس ۱/۴۰۰ نور خورشید در زمین است^[۲۷]حرکت آن به درو خورشید ۸۴.۰۱ سال طول می‌کشد.^[۳۶]

اولین بار عناصر مداری آن در سال ۱۷۸۳ توسط پیر سیمون لاپلاس محاسبه شد.^[۳۷] بی نظمی در مدار آن اولین بار توسط جان کوچ آدامز و در سال ۱۸۴۱ مطرح شد و او پیشنهاد داد که جاذبه سیاره‌ای کشف نشده بر آن تاثیر می‌گذارد.در سال ۱۸۴۵ اوربین له وریر مستقلا شروع به پژوهش در زمینه مدار اورانوس پرداخت.در ۲۳ سپتامبر ۱۸۴۶ یوهان گوتفیلد گاله سیاره را کشف و نام نپتون را بر آن نهاد^{[۳۸] [۳۹]}

کجی محور

تنها ناهید کجی محور بیشتری از اورانوس و برابر ۱۷۷ درجه دارد.اما علت این کجی احتمالا برخورد جسمی به ابعام زمین به این سیاره و در اوایل دوران زندگی‌اش بوده‌است.^[۳۰][۴۰]البته کاندیدهای دیگری هم مطرح هستند مانند برخورد یک دسته بزرگ از دنباله‌دارها در اوایل تشکیلش که این خود وجود یک اقیانوس بزرگ داخلی آن را نیز توجیه می‌کند.^[۴۱]

 بینایی

از سال ۱۹۹۵ تا ۲۰۰۶ قدر ظاهری اورانوس بین +۵.۶ تا +۵.۹ متغییر بوده است و در صورتی که در حالت ایده‌آل چشم غیرمسلح توانایی دیدن قدر ۶.۵ را دارد*^[۴۲](این به این معنی است که می‌توان در شرایط ایده‌آل این سیاره را دید)^[۷] اندازه زاویه‌ای این سیاره بین ۳.۴ تا ۳.۷ ثانیه قوسی متغییر است^[۷]اما در حالت مقابله به ۳.۶ ثانیه قوسی می‌رسد.^[۴۳] در صورتی که اندازه زاویه‌ای زحل ۱۶ تا ۲۰ ثانیه قوسی و مشتری بین ۳۲ تا ۴۵ ثانیه قوسی است.^[۷]

 ساختار درونی

جرم این سیاره برابر (۰٫۰۰۱۳ ± ۸٫۶۸۱۰)‎×۱۰^۲۵ kg و ۱۴٫۵۳۶ برابر زمین است^[۶]و چگالی آن ۱.۲۵ برآورد می‌شود^[۳۰] در نتیجه احتمال می‌رود از جو بسیار ضخیم ،گوشته‌ای مایع و هسته‌ای جامد و کوچک تشکیل شده باشد^[۴۴][۴۵].شتاب گرانشی آن نیز ۹۰ درصد شتاب گرانشی زمین تخمین زده شده‌است.^[۳۰] دمای بخش مایع آن ۲۳۰۰ درجه سانتیگراد و هسته آن ۷۰۰۰ درجه سانتیگراد است.^[۳۰]

 گرمای درونی

این سیاره برخلاف دیگر سیارات مشتری‌گون منبع گرمای داخلی قابل توجهی ندارد.^[۳۶]

 جو

در جو آن هیدروژن(به شکل H₂) و ۱۲ درصد هلیوم و ۲ درصد^[۳۶] متان وجود دارد اما از آنجایی که متان به شدت نور قرمز را جذب می‌کند این سیاره به رنگ آبی مایل به سبز دیده می‌شود.^[۴۶][۴۷]برررسی مادون قرمز حاکی از آن است که دمای این سیاره برابر 58 درجه کلوین است.^{[۴۸][۳۳][۳۰][۴۹]}

تصاویر رایانه‌ای نشان می‌دهدابرهای آمونیاکی به بزرگی ۲ تا ۴ کیلومتر^[۱۳]در زیر جو اورانوس و در ارتفاعات پایین قرار دارند و این ابرها در استوا در طی 15 ساعت یک بار دور سیاره می‌زنند ولی در نزدیکی قطب این مقدار به 15 ساعت می‌رسد.^[۵۰]به نظر می‌رسد این سیاره دارای یونیسفر قوی باشد.^[۱۳]بیشتر بادهای این سیاره برخلاف دیگر سیاره‌های مشتری‌گون منظومه شمسی از شرق به غرب می‌وزند نه از شمال به جنوب.^[۴۱]

جنس سطح سیاره

 تروپوسفر

جو بالایی

در ارتفاعات بالایی دما ۶۴ کلوین (با تلورانس ۵ کلوین) می‌گردد^[۴۱] و در این ارتفاعات آن بادهایی با سرعت ۳۰۰ تا ۴۰۰ متر می‌وزند و البته گردبادهایی نیز در آن وجود دارند که به شکل لکه‌هایی دیده می‌شوند.^[۳۰]

حلقه‌ها

حلقه‌های اورانوس در ده مارس ۱۹۷۷ در رصدخانه ایربورن کوئی‌پر ناسا و توسط جیمز الیوت^[۵۱] کشف شد شد بدین گونه که قبل و بعد از اختفای یک ستاره پشت اورانوس،نور ستاره متناوبا کم و زیاد می‌شد و با بررسی های انجام گرفته در آن هنگام ثابت شد این سیاره ۵ حلقه دارد و بعدا به ۹ حلقه رسید^[۵۲] بعد از گذر ویجر 2 از اورانوس به یازده حلقه افزایش یافت.^[۵۳]این حلقه‌ها به ترتیب از بیرونی‌ترین به درونی‌ترین عبارتند از:اپسیلون،1986U1R،دلتا،گاما،اتا،بتا،آلفا،4،5،6 و ‎1986U2R‏^[۵۴][۵۵]پهنای حلقه اپسلیون به صد کیلومتر می‌رسد و خرده ریزه‌های آن بین ۱۳ تا ۱۳.۶ سانتی‌متر است اما پهنای بقیه حلقه‌ها از ۱۰ کیلومتر تجاوز نکرده و از خرده ریزهای حلقه اپسیلون کوچکترند اما کل حلقه آلبدویی برابر ۵ درصد دارد.^[۵۱]

میدان مغناطیسی

میدان مغناطیسی این سیاره ۵۵^[۵۶] تا 58.5 درجه^[۱۳] نسبت به محور چرخش آن تفاوت دارد و این بیشترین مقداری است که در میان سیارات ثبت شده‌است^[۴۱] و پیش‌بینی می‌شود که مرکز مغناطیسی آن در مکان متفاوتی نسبت به مرکز سیاره و با فاصله‌ای حدودا 8٬000 کیلومتری^[۱۳] باشد.^[۵۷]ویجر 2 اثبات نمود که در اطراف اورانوس میدان مغناطیسی قوی‌ای قرار دارد اما شدت آن یک دهم میدان مغناطیسی زحل است.^[۵۸]با این حال قدرت آن به طور متوسط 50 بار نیرومندتر از میدان مغناطیسی زمین است و دنباله‌ای به طول 465٬000 کیلومتر(18 برابر شعاع خودش^[۴۱]) دارد.^[۵۱] و در این مغناطوکره به علت برخورد طوفان‌های خورشیدی و دیگر پرتوهای کیهانی پلاسماهایی با دمای ۱۰٬۰۰۰ کلوین به وجود می‌آید.^[۴۱]

 اقلیم

قمرها

اورانوس ۲۷ قمر طبیعی دارد که از آن ده قمر توسط ویجر ۲ کشف شد.^[۵۹](9 قمر در ژانویه 1996 کشف شده و در نام آنها 1996 وجود دارد و یک قمر در 31 دسامبر 1995 کشف و در نام آن 1995 وجود دارد.^[۶۰])بیرونی‌ترین قمر آن اوبرون^[۶۱] و بزرگترین قمر آن تیتانا با قطر 1٬580 کیلومتر است.^[۶۰]دو قمر کوردلیا و اوفلیا لبه‌های حلقه اپسلیون را جاروب می‌کنند.^[۶۲]

نام	قطر(کیلومتر)	شعاع مدار گردش(کیلومتر)
اوبرون	۱۵۵۰	۵۸۰۱۶۰
تیتانا	۱۵۸۵	۴۳۳۴۴۰
اومبریل	۱۱۸۵	۲۶۴۸۰۰
آریل	۱۱۶۰	۱۸۹۹۲۰
میراندا	۴۸۰	۱۲۸۶۴۰
پوکا	۱۶۰×۱۶۸	۸۵۴۹۰
بلیندا	۴۸	۷۴۶۶۰
روالیند	۴۸	۶۹۵۲۰
پورشیا	۹۶	۶۵۷۱۰
ژولیت	۸۰	۶۳۹۸۰
دزدیمونا	۴۸	۶۲۳۴۰
کرسدا	۸۰	۶۱۳۹۰
بیانکا	۴۸	۵۸۷۵۰
اوفیلیا	۲۴	۵۲۹۹۰
کوردلیا	۱۶	۴۹۰۱۰

 در فرهنگ

اورانوس در اختربینی(با نماد ) مورد استفاده قرار می‌گیرد و به عنوان سیاره برج دلو محسوب می‌شود.

عنصر کشف شده در سال ۱۷۸۹ به خاطر اورانوس اورانیوم نامیده‌شد.^[۶۳]

عملیات اورانوس همچنین نام یک عملیات در جنگ جهانی دوم بود که توسط ارتش شوروی در مقابل ورماخت به اجرا درآمد و موجب بازپس گیری استالین‌گراد شد.

حرکت کیوان

کیوان با طول ۹٫۵۳۹AV و دوره تناوب گردش نجومی ۲۹٫۴۵۸ سال، در مداری با خروج از مرکز ۵۵۷٪ که با دایرِة البروج زاویه ۴۹٫۲ درجه می‌سازد، می‌گردد.

از روی زمین قطر زاویه‌ای کیوان در نقطه مقابله حدود ۲۰ دقیقه است. مانند مشتری،کیوان دارای جو پر از ابری است که به صورت جزئی می‌چرخد. از مشاهدات انتقالات دوپلری در عرض سیاره و با زمان بندی دقیق علامتهای جوی، دوره تناوب چرخش نجومی آن، در نزدیک استوایش ۱۰ ساعت و ۱۴ دقیقه و در عرضهای جفرافیایی بالا ۱۰ ساعت و ۳۸ دقیقه محاسبه شده است. در اینجا هم مجدداً چرخش جزئی مشابه مشتری داریم. استوای کیوان به اندازه ۲۶ درجه و ۴۵ دقیقه با صفحه مداری آن زاویه می‌سازد، بطوری که قطبهای سیاره در فاصله‌های زمانی حدود ۱۵ سال یک بار سمت زمین متمایل می‌شوند. چرخش باعث پخی زیاد (۹۶٪) کیوان می‌گردد، بطوریکه شعاعهای قطبی و استوایی به نسبت ۱۰/۹ هستند.

 ویژگی‌های فیزیکی کیوان

کیوان شباهت قابل توجهی با مشتری دارد، ولی کمی کوچک‌تر است و جرم آن کمتر از جرم مشتری (۹۵M)است. کیوان کمترین چگالی حجمی را نسبت به سایر سیارات دارد. ساختار جو کیوان با کمربندهایی که به موازات استوا امتداد دارند، همانند است. آشفتگیهای کمربندهای کیوان خیلی کمتر از مشتری است (تاکنون از روی زمین فقط ۱۰ لکه مشاهده شده‌اند). جو کیوان ترکیب خیلی مشابه‌ای با جو مشتری دارد. تاکنون متان (CH۴)، آمونیاک (NH۳)، اتان (C۲H۶)، فسفین (PH۳)، استیلن (C۲H۲)، متیل استیل (C۳H۴)، پروپان (C۳H۸) و هیدروژن مولکولی (H۲) آشکار شده است.

ابرهای کیوان خیلی کمرنگ تر از ابرهای مشتری به نظر می‌رسند.ابرهای مشتری اغلب به رنگ زرد کم رنگ و نارنجی هستند، به این دلیل که دما در کیوان کمتر از مشتری است، ابرهای کیوان در لایه پایین تر جوش قرار می‌گیرند. درون کیوان احتمالاً ترکیب مشتری را دارد. تخمینهای نظری مقادیر حدود ۷۴٪ هیدروژن، ۲۴٪ هلیوم، ٪۲ عناصر سنگین تر را پیشنهاد می‌کند. این ترکیب تقریباً مشابه ترکیبات خورشید است. کیوان ممکن است یک هسته سنگین کوچک به قطر ۲۰ هزار کیلومتر و جرمی معادل ۲۰Mφ را داشته باشد.

 شش ضلعی زحلی

تصاویر فروسرخ جدید فضاپیمای کسینی از زحل یکی از عجیب‌ترین عوارض سطح این سیاره را نمایان کرد. ساختار ابر مانند یک شش ضلعی که به دور نقطهٔ قطب شمال زحل در گردش است می‌باشد. این ساختار بیست سال پیش درگذر فضاپیمای ویجر از کنار زحل کشف شده است.

 شناسه‌های کیوان

• فاصله متوسط از خورشید 1.43 میلیارد کیلومتر
• قطر استوا ۱۲۰۵۳۶ کیلومتر
• مدت حرکت وضعی 10.23 ساعت
• مدت حرکت انتقالی 29.44 سال زمینی
• سرعت مداری 9.44 کیلومتر در ثانیه
• دمای ابر فوقانی ۱۸۰- درجه سانتیگراد
• جرم (زمین=۱) 95.18
• چگالی متوسط (آب=۱) 0.69
• جاذبه(زمین=۱) 0.93
• تعداد قمر 48

قمرهای کیوان

به دلیل محدودیت‌های فناورانه تا سال ۲۰۰۰ میلادی دانشمندان معتقد بودند که کیوان تنها چهار ماهک (قمر) دارد اما بعدها آشکار شد که تعداد ماهکهای کیوان می‌تواند از ۲۰ و حتی ۳۰ هم بیشتر باشد. ماهک‌های کیوان که به مانند خانواده آن می‌باشند هر ساله رو به افزایش است. در سال ۲۰۰۰ ستاره شناسان دوازده ماهک کوچک کیوان را کشف کردند که این به طور موقت کیوان را از نظر شمار ماهک‌ها در جایگاه نخست قرار داد. اما یافته‌های تازه از سوی شپرد و همکارانش باعث شد تا مشتری در این مورد در رده‌ای جلوتر از کیوان باشد. البته ممکن است ماهک‌های بیشتری گرد کیوان در گردش باشند که فاصله زیاد کیوان از ما تشخیص آنها را برای دانشمندان مشکل می‌سازد.

۲۰ قمر تاکنون برای کیوان شناسایی شده‌اند، که ۱۳ قمر از زمین و هفت قمر دیگر به‌وسیله کاوشگرهای فضایی کشف شده‌اند. قمرهای کوچک کیوان به شکل سیب زمینی بوده و شکلهای نامنظمی دارند. احتمال می‌رود که قمرهای کوچک‌تر دیگری نیز کشف شوند. سطح بسیاری از قمرها پوشیده از گودالهای شهابسنگی است. در سطح میماس، یکی از قمرهای کوچک کیوان، گودالی بزرگی به نام هرشل وجود دارد که ۱۳۰ کیلومتر (۸۱ مایل) وسعت داشته و یک سوم این قمر را پوشانده است.

دانشمند هلندی، کریستین هوینگس (۹۵ – ۱۶۲۹)، در سال ۱۶۵۵ اولین قمر زحل را کشف کرد. تیتان از لحاظ بزرگی دومین ماهک و یکی از سه ماهکی است که در منظومه شمسی دارای جو هستند. احتمال می‌رود که قسمت اعظم آن از سنگ و بقیه از یخ تشکیل شده باشد. جوی که دائما سطح تیتان را پوشانده است، حاوی نیتروژن و سایر مواد شیمیایی است.

تیتان به مانند ستاره‌ای کوچک از قدر ۸٫۳ گرد کیوان می‌گردد، تیتان را می‌توان به آسانی با یک اختربین (تلسکوپ) کوچک ۴ اینچی رصد کرد. تیتان هر ۱۶ روز یک بار گرد کیوان می‌گردد و برای یافتن آن کافی است اختربین (تلسکوپ) را به سمت کیوان نشانه روید و در فاصله ۲ دقیقه قوسی این سیاره به دنباله ستاره‌ای از قدر ۸٫۳ باشید.

اختر شناسان به تازگی قمر جدیدی از سیاره زحل را شناسایی کرده‌اند که بسیار کوچک است (حدودآ ۲ کیلومتر). در این صورت تعداد قمرهای زحل به ۲۱ قمر تغییر می‌کند.

حلقه‌های کیوان

حلقه‌ها یا کمربندهای کیوان در فاصله ۱۱۲۰۰ کیلومتری آن جای گرفته‌اند. حلقه‌های کیوان از تکه‌های یخ و همچنین تکه‌های سنگ و غبار تشکیل شده‌اند برخی به اندازه یک غبار ریز و برخی به اندازه یک خانه. حلقه‌های کیوان پهن هستند ولی بسیار تخت و نازک. پهنای آن‌ها ۲۸۲ هزار کیلومتر است اما کلفتی آنها تنها یک کیلومتر است. بنابراین هنگامیکه از پهلو به کیوان بنگریم حلقه‌ها تیغه باریکی می‌شوند و دیده نمی‌شوند. مشتری و نپتون و اورانوس هم حلقه دارند اما حلقه کیوان از همه بهتر دیده می‌شود. به باور دانشمندان دلیل درخشانتر بودن حلقه‌های کیوان تازه تر بودن و جوانتر بودن آن هاست. آن‌ها می‌انگارند که این حلقه‌ها در پی نزدیک شدن یک ماهک (قمر) به کیوان و فروپاشی آن ماهک در اثر گرانش کیوان پدید آمده اند. حلقه‌های کیوان به ترتیبی که کشف شده‌اند با حروف الفبا نامگذاری شده اند. ای، بی، سی، دی، ای، اف و جی A B C D E F G در میان حلقه‌ها سه شکاف وجود دارد به نام‌های انکه Encke،کیلر Keeler و مکسول Maxwell. و یک بازه بزرگ به نام شکاف کاسینی. شکاف کاسینی ۴۷۰۰ کیلومتر پهنا دارد.

نخستین کسی که به حلقه رازآمیز پیرامون کیوان علاقمند شد و آن را کشف کرد گالیله بود. او در سال ۱۶۱۰ به این موضوع پی برد و در آغاز بر این باور بود که این حلقه از جنس جامد می‌باشد. اما امروزه ثابت شده است که این حلقه از قطعات آب یخ زده تشکیل شده است که برخی از آنها در اندازه‌های یک خودروی معمولی می‌باشند. مجموع گرانش (جاذبه) کیوان و گرانش ماهکهای آن حالتی را پدید می‌آورند که این قطعات همواره بصورت حلقه‌های نازک به دور این سیاره به نظر ثابت ایستاده اند.

شناسایی کیوان

فضاپیمای پایونیر ۱۱ (Pioneer 11) برای نخستین بار در سال ۱۹۷۹ از این سیاره دیدن کرد و پس از آن در سالهای بعد وویجر ۱ (Voyager) و سپس وویجر ۲. از جمله مواردی که فضاپیمای وویجر ۲ در ماموریت خود توانست به آن دست پیدا کند اثبات وجود باد، میدان‌های مغناطیسی، شفق صبحگاهی و همچنین تندر و آذرخش در این سیاره زیبا می‌باشد. سرعت بادهایی که در قسمت استوایی این سیاره می‌وزد به ۵۰۰ کیلومتر بر ثانیه نیز می‌رسد.

شکاف کاسینی

در سال ۱۶۷۵ میلادی (1054 خورشیدی) جووانی دومنیکو کاسینی، اخترشناس ایتالیایی، کشف کرد که حلقه کیوان از دو حلقه تشکیل یافته است و میان آن دو جدایی وجود دارد. این جدایی شکاف کاسینی نامیده می‌شود و در اثر کشش گرانشی قمر غول پیکر تیتان بوجود آمده است. بررسی‌های واپسین نشان داده‌اند که در اطراف کیوان، بر روی هم چهار حلقه وجود دارد.درونی‌ترین آنها بسیار کم نور و تقریباً با بالای ابرها در تماس است. قطر حلقه نورانی بیرونی به ۱۴۰۰۰۰ کیلومتر می‌رسد.

 میدان مغناطیسی کیوان

میدان مغناطیسی دارای یک گشتاور کلی برابر ۳۵/۱ گشتاور مشتری است. اما این مقدار به حد کافی قوی است که یک میدان مغناطیسی سپهر مشتری گون با کمربندهای تابشی مشابه زمین ایجاد کند. گشتاور دو قطبی مغناطیسی با میل یک درجه نسبت به محور چرخش زحل قرار می‌گیرد که این مقدار با انحراف مشخص محورهای مغناطیسی مشتری و زمین تفاوت آشکار دارد. مغناطیس‌سپهر(magnetosphere) زحل ذرات بسیار کمتری از ذرات مغناطیسرسپهر مشتری را در خود جای می‌دهد.

دو دلیل عمده این تفاوت شامل کمبود یک منبع محلی ذرات بار دار که در مورد مشتری توسط فورانهای آیو تولید می‌شوند و حلقه‌های قابل رویت زحل که بطور موثری ذرات باردار را جذب کرده و مغناطیس‌سپهر داخلی را از ذرات باردار خالی می‌کنند، است. در خارج لبه حلقه‌ها چگالی ذرات باردار به سرعت افزایش می‌یابد و در حدود ۵Rs تا ۱۰Rs به یک قله می‌رسد. در اینجا، ذرات باردار بطور محکم به میدان مغناطیسی در حال دوران سریع جفت می‌شوند. این برهمکنش، لایه‌ای از پلاسما به ضخامت تقریباً ۲Rs ایجاد می‌کند که تا حدود ۱۵Rs ادامه می‌یابد.در ورای این مقدار، مغناطیس‌سپهر شکل خود را از دست می‌دهد. اندازه آن با دمای خورشید تغییر می‌یابد.

نگاه کلی

معمولا هرمز چهارمین شی درخشان آسمان می‌باشد (بعد از خورشید، ماه و ناهید) اگرچه گهگاه بهرام درخشان‌تر به‌نظر می‌آید.

جرم مشتری ۲٫۵ بار از مجموع جرم سیارات سامانه خورشیدی بیش‌تر است. جرم مشتری ۳۱۸ بار بیش‌تر از جرم زمین است. قطر آن ۱۱ برابر قطر زمین است. مشتری می‌تواند ۱۳۰۰ زمین را درخود جای دهد. میانگین فاصله آن از خورشید در حدود ۷۷۸ میلیون و ۵۰۰ هزار کیلومتر می‌باشد یعنی بیشتر از ۵ برابر فاصله زمین از خورشید. ستاره‌شناسان با تلسکوپ‌های مستقر در زمین و ماهواره‌هائی که در مدار زمین می‌گردند به مطالعه مشتری می‌پردازند. ایالات متحده تا کنون ۶ فضاپیمای بدون سرنشین را به مشتری فرستاده است. در ژوئیه ۱۹۹۴، هنگامی که ۲۱ تکه از دنباله دار شومیکر-لوی ۹ با اتمسفر مشتری برخورد نمود ستاره‌شناسان شاهد رویدادی بسیار تماشائی بودند. این برخورد باعث انفجارهای مهیبی شد که بعضی از آن‌ها قطری بزرگتر از قطر زمین داشت.

ویژگی‌های فیزیکی

هرمز گوی غول پیکری از مخلوط گاز و مایع است و احتمالا مقداری سطح جامد دارد. سطح سیاره از ابرهای ضخیم زرد، قرمز، قهوه‌ای و سفید رنگ پوشیده شده است. مناطق روشن رنگی «ناحیه» و قسمتهای تاریک تر «کمربند» نامیده می‌شوند. کمربندها و ناحیه‌ها به موازات استوای سیاره قرار دارند.

مدارو چرخش

هرمز در یک مدار کمی بیضی شکل به دور خورشید می چرخد.هر دور ۱۲ 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 سیاره دیگری در منظومه خورشیدی است. چرخش مشتری به دورخود ۹ ساعت و ۵۶ دقیقه به طول می انجامد (مقایسه کنید با چرخش ۲۴ ساعته زمین به دور خود.) دانشمندان نمی‌توانند به طور مستقیم سرعت گردش داخلی سیارات گازی شکل را اندازه‌گیری کنند و به طور غیر مستقیم اندازه گیری می‌کنند. ابتدا سرعت متوسط چرخش ابرهای قابل مشاهده را اندازه‌گیری می‌نمایند. هرمز به قدر کافی امواج رادیویی ارسال می‌کند که به وسیله رادیو تلسکوپ‌های زمینی دریافت گردد. در حال حاضر دانشمندان از اندازه امواج برای محاسبه سرعت چرخش هرمز استفاده می نمایند. قدرت امواج تحت تاثیر میدان مغناطیسی سیاره در یک الگوی ۹ ساعت و ۵۶ دقیقه‌ای که تکرار می‌گردد تغییر می‌کند زیرا سرچشمه میدان مغناطیسی هسته سیاره می‌باشد. این تغییرات نشان دهنده میزان سرعت جرخش داخلی سیاره می‌باشد. جرخش سریع مشتری باعث برآمدگی در استوا و پخی در قطب‌های آن می‌شود. قطر استوا ۷ درصد بیشتر از قطر قطب‌ها می‌باشد.

 جرم و چگالی

هرمز از هر سیاره دیگری در سامانه خورشیدی سنگین‌تر است. جرم آن ۳۱۸ بار بیش تر از زمین می‌باشد ولی با وجود جرم زیاد، نسبتا دارای چگالی کمی می‌باشد. متوسط چگالی آن ۱٫۳ گرم در سانتیمترمکعب 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. از سوی دیگر زمین عمدتا از عناصر سنگین آهنی و سنگی تشکیل شده است. عناصر شیمیائی سازنده مشتری بیش تر شبیه خورشید می‌باشد تا زمین. احتمالا مشتری دارای هسته‌ای از عناصر سنگین می‌باشد. هسته احتمالا ترکیبی مشابه هسته زمین اما ۲۰ تا ۳۰ برابر سنگین‌تر می‌باشد.

نیروی گرانش در سطح سیاره ۲٫۴ برابر بیش تر از سطح زمین می‌باشد. یعنی شئی که روی زمین ۱۰۰ نیوتون وزن دارد، در روی هرمز وزنی برابر با ۲۴۰ نیوتون خواهد داشت. جو هرمز تشکیل شده است از ۸۶ درصد هیدروژن ۱۴ درصد هلیوم و مقدار ناچیزی متان، آمونیاک، فسفین، آب، استلین، اتان، ژرمانیوم و مونو اکسید کربن. درصد هیدروژن بر پایه تعداد مولکول‌های موجود در جو می‌باشد تا جرم کلی آنها.

این سیاره از لایه‌های رنگی از ابرها در ارتفاعات مختلف تشکیل شده است. مرتفع‌ترین ابرهای سفید از کریستال‌های منجمد آمونیاک تشکیل شده‌اند. قسمتهای تاریک‌تر و ابرهای کم ارتفاع‌تر در کمربندها واقع شده‌اند. پایین‌ترین سطحی را که می‌توان مشاهده کرد ابرهای آبی رنگ تشکیل داده‌اند. دانشمندان انتظار کشف ابرهای آب‌دار را در ۷۰ کیلومتری سطح زیرین ابرهای آمونیاکی دارند. هر چند که تاکنون چنین سطحی کشف نشده است.

لکه سرخ بزرگ

بارزترین جلوه سطح هرمز لکه سرخ بزرگ آن می‌باشد که توده گاز چرخانی است که شباهت به گردباد دارد. قطر این لکه سه برابر قطر زمین است. رنگ لکه معمولاً از قرمز آجری به قهوه‌ای کمرنگ تغییر می‌کند و گاه این لکه کاملا محو می‌گردد. رنگ آن احتمالا ناشی از مقدار کم فسفر و گوگرد در کریستال‌های آمونیاک می‌باشد. سرعت چرخش لکه در لبه آن در حدود ۳۶۰ کیلومتر در ساعت است. این لکه در فاصله یکسانی از استوا به آرامی از شرق به غرب حرکت می‌کند. ناحیه‌ها و کمربندها و لکه بزرگ بسیار پایدار و مشابه سیستم چرخش زمین می‌باشد. از زمانی که منجمان در سال ۱۶۰۰ از تلسکوپ برای مشاهده استفاده نموده‌اند این خصوصیات تغییرات چندانی نداده‌اند.

دما

دمای هوا در ابرهای بالائی هرمز در حدود ۱۴۵- درجه سانتی‌گراد می‌باشد. اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهد که دمای مشتری با افزایش عمق در زیر ابرها افزایش می‌یابد. دمای هوا در سطحی که فشار اتمسفر ۱۰ برابر زمین می‌باشد، به ۲۱ 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. دانشمندان تا کنون هیچ مدرکی از حیات برروی مشتری نیافته اند. نزدیک مرکز سیاره دما بسیار بیشتر می‌باشد. دمای هسته در حدود ۲۴ 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 آنها را به صورت ابرهای ضخیم گوی مانند از مواد در آورد در حدود ۴،۵ 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.

میدان مغناطیسی

هرمز نیز همانند زمین و اکثر سیارات، مانند یک آهنربای بزرگ عمل می‌کند. میدان مغناطیسی هرمز ۱۴ بار قوی‌تر از زمین می‌باشد. بر طبق اندازه‌گیری‌های گرفته شده توسط فضاپیماها، میدان معناطیسی مشتری قوی‌ترین در سامانه خورشیدی می‌باشد (به جز لکه‌های خورشیدی و ناحیه‌های کوچکی از سطح خورشید). دانشمندان به طور کامل از چگونگی تولید میدان مغناطیسی آگاه نیستند هر چند که احتمال می‌دهند که حرکت هیدروژن فلزی داخل هسته سیاره تولید میدان می نماید. میدان مغناطیسی مشتری بسیار قوی تر از میدان مغناطیسی زمین می‌باشد زیرا هرمز بسیار بزرگ تر و با سرعت بیشتری به دور خود می‌گردد. میدان مغناطیسی مشتری الکترون‌ها و پروتون‌ها و دیگر ذرات دارای بار الکتریکی را در کمربند پرتوافشان (رادیواکتیو) که در اطراف سیاره قراردارد به دام می‌اندازد. این ذرات بسیار قدرتمند می‌باشند به طوری که می‌توانند به ابزارهای فضاپیماهایی که نزدیک سیاره شده اند آسیب برساند. در داخل ناحیه‌ای از فضا که مغناط‌کره نامیده می‌شود میدان مغناطیسی مشتری همانند یک زره عمل می‌کند. این زره سیاره را از بادهای خورشیدی و ذرات پر انرژی متوالی که از خورشید می‌آیند محافظت می نماید. اغلب این ذرات الکترونها و پروتونهائی هستند که با سرعت ۵۰۰ کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کنند. میدان، ذرات الکتریکی باردار شده را در کمربند رادیواکتیو به دام می اندازد مرکز تله مغناط‌کره نزدیک قطبهای میدان مغناطیسی می‌باشد. در آن قسمت از سیاره که از خورشید دور می‌باشد مغناط‌کره به صورت دنباله‌ای عظیم در فضا کشیده می‌شود که دنباله مگنتو نامیده می‌شود. طول این دنباله ۷۰۰ میلیون کیلومتر می‌باشد. امواج رادیویی که از مشتری به رادیو تلسکوپهای زمینی می‌رسند دو نوع می‌باشند فورانهای انرژی و تابش‌های پی‌درپی. فورانهای نیرومند هنگامی رخ می‌دهند که آیو، نزدیک‌ترین ماه هرمز و چهارمین آنها از میان مرکز مغناطیسی سیاره گذر می نماید. تابش‌های پی در پی از سطح هرمز و هم‌چنین ذرات پر انرژی کمربند رادیواکتیو مشتری می‌آیند.

هرمز حداقل دارای ۶۳ ماه است که ۱۶ ماه آن قطری بیش از ۱۰ کیلومتر دارند. چهار ماه از بزرگترین ماه‌های هرمز به ترتیب فاصله از این سیاره عبارتند از: آیو، اروپا، گانیمد و کالیستو. این چهار ماهک را قمرهای گالیله‌ای می‌نامند زیرا ستاره‌شناس ایتالیایی گالیله آنها را در سال ۱۶۱۰ به وسیله اولین تلسکوپ کشف کرد. آیو دارای آتشفشانهای 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 ۳ هزار و ۱۳۰ کیلومتر. اروپا دارای سطحی از یخ صاف و ترک خورده می‌باشد.

بزرگترین ماه گالیله‌ای گانیمد با قطری برابر با ۵۲۶۸ کیلومتر است. گانیمد بزرگتر از سیاره تیر می‌باشد. کالیستو با قطری برابر با ۴۸۰۶ کیلومتر اندکی کوچکتر از تیر می‌باشد. به نظر می‌آید کالیستو و گانیمند از یخ و اندکی مواد سنگی ساخته شده باشند. هر دوماهک دارای دهانه‌های بسیاری می‌باشند. بقیه ماهکهای مشتری بسیار کوجکتر از ماهکهای گالیله‌ای هستند. امالیتا و هیمالایا دو ماهک بزرگ بعدی می‌باشند. امالیتا به شکل سیب زمینی می‌باشد با قطری برابر با ۲۶۲ کیلومتر. قطر هیمالیا برابر با ۱۷۰ کیلومتر می‌باشد. بیشتر ماههای باقیمانده مشتری با تلسکوپ‌های بزرگ زمینی کشف شده‌اند. دانشمندان متیس و اداریستا را در سال ۱۹۷۹ با مطالعه عکسهائی که فضاپیمای ویجر گرفته بود کشف کردند.

هرمز دارای سه حلقه باریک در اطراف استوای خود می‌باشد. این حلقه‌ها بسیار کم‌نورتر از حلقه‌های کیوان می‌باشند. به نظر می‌آید حلقه‌های هرمز عمدتا از ذرات ریز غبار ساخته شده باشند. حلقه اصلی درحدود ۳۰ کیلومتر ضخامت و بیش‌تر از ۶۴۰۰ کیلومتر عرض دارد. مدار امالیتا درون حلقه قرار می‌گیرد.

دانشمندان دانشگاه مریلند و مؤسسهٔ ماکس‌پلانک، راز دیرین علت بی‌هنجاری‌های حلقه‌های نازک هرمز را دریافته‌اند. در پژوهش منتشر شده در نسخهٔ ۱۲ اردیبهشت مجلهٔ نیچر (Nature)، دانشمندان گسترش اندک بیرونی‌ترین حلقه به خارج از مدار تبه، یکی از اقمار مشتری، را گزارش دادند و دیگر دانشمندان انحراف‌هایی را در مدل پذیرفته شده شکل گیری حلقه‌ها مشاهده کردند؛ بنا بر این مدل، از برهمکنش سایه و نور خورشید بر روی ذرات غبار، حلقه‌ها تشکیل می‌شوند. داگلاس هامیلتون، استاد ستاره‌شناسی دانشگاه مریلند گفت: "معلوم می‌شود که محدودهٔ افزایش حلقهٔ بیرونی و دیگر رفتارهای عجیب در حلقه‌های هرمز در هالهٔ ابهامند." "همچنان که حلقه‌ها به دور سیاره می‌چرخند، ذرات غبار داخل حلقه‌ها هنگام گذر از میان سایهٔ سیاره به طور متناوب بارگیری و تخلیه بار می‌شوند. میدان مغناطیسی قوی سیاره بر این تغییرات منظم بارهای الکتریکی ذرات غبار اثر می‌گذارد. در نتیجه ذرات کوچک غبار به خارج از مرز بیرونی حلقهٔ مورد نظر سوق داده می‌شوند و حتی ذرات بسیار کوچک میل مداری یا جهت مداری خود را نسبت به سیاره تغییر می‌دهند." هامیلتون و هارالد کروگر، دستیار نویسندهٔ آلمانی برای اولین بار اطلاعات برخوردی جدید در مورد اندازهٔ ذرات غبار و سرعتشان و جهت‌های مداری آن‌ها را که فضاپیمای گالیله در طول سفرش از حلقه‌های مشتری در سال ۱۳۸۲-۱۳۸۱ دریافت کرده بود، مطالعه کردند. کروگر مجموعه اطلاعات جدید را بررسی کرد و هامیلتون مدل‌های رایانه‌ای دقیقی را ایجاد کرد که با غبار و اطلاعات تصویری روی حلقه‌های هرمز هماهنگ بود و خروج از مرکز مشاهده شده را توضیح می‌داد. کروگر گفت: "با مدل خود می‌توانیم تمام ساختارهای ضروری حلقه غباری مشاهده شده را توضیح دهیم." بر طبق نظر هامیلتون، سازوکارهای مشخص شده در این مدل، حلقه‌های هر سیاره‌ای در هر سامانهٔ ستاره‌ای را تحت تاثیر قرار می‌دهد. ولی این اثرات ممکن است بدین گونه که در مشتری است، آشکار نشود. هامیلتون گفت: "ذرات یخی در حلقه‌های معروف کیوان خیلی بزرگ‌تر و سنگین‌تر از آن هستند که به طور قابل ملاحظه‌ای با این روند شکل گیرند، به همین دلیل بی‌هنجاری‌های مشابه در آن‌جا مشاهده نمی‌شود." "یافته‌های ما بر طبق اثرات سایه ممکن است جنبه‌هایی از شکل گیری سیاره‌ای را روشن کند. زیرا ذرات غبار باردار باید به صورت توده‌های بزرگ‌تر ترکیب شوند، تا این که در نهایت سیارات و ماه‌ها شکل گیرند." غباری که حلقه‌های کم رنگ هرمز را تشکیل می‌دهد، در زمانی که ذرات باقی مانده در فضا به صورت ماه‌های داخلی کوچک به ترتیب از نزدیک‌ترین تا دورترین: آدراستیا، متیس، آمالتیا و تبه فروپاشی کردند، شکل گرفتند.

این غبار به صورت یک حلقهٔ اصلی، یک هالهٔ میانی و دو حلقهٔ کم رنگ‌تر با فاصلهٔ بیشتر مرتب شده است. حلقه‌ها بیشتر در مدارهای این چهار ماه محدود شده‌اند. ولی برجستگی اندک و آشکار گسترش غبار به سوی خارج از مدار تبه تا این زمان دانشمندان را شگفت زده کرده است.

دانشمند ایتالیایی گالیله اولین کسی بود که اقمار مشتری را کشف کرد. نخستین بار گالیله چهار تا از بزرگ‌ترین قمرهای سیاره را در سال ۹۸۹ هجری خورشیدی مشاهده کرد. در۱۶ آذر ۱۳۷۴، فضاپیمای گالیله متعلق به ناسا به مشتری رسید و اولین مدار از ۳۵ مدار دور سیاره را آغاز کرد. در بیشتر از هفت سال، این فضاپیما ۱۴۰۰۰ تصویر از هرمز و ماه‌ها و حلقه‌های آن گرفت. در ۳۰ شهریور ۱۳۸۲ فضاپیمای گالیله در یک فرود قابل کنترل قرار داده شد تا ماموریت خود را با سقوط در جو هرمز خاتمه دهد. علاوه بر ابزارهای عکسبرداری، فضاپیما یک آشکارساز غبار بسیار حساس حمل می‌کرد که هزاران برخورد از ذرات غبار مسیرش به سوی حلقهٔ هرمز در سال ۸۲-۱۳۸۱ را ثبت کرد. یکی از کشف‌های جدید فضاپیمای گالیله گسترش تبه بود.^[۸]