تحقیق در مورد : اقمار ، سیارک ، خرده سیاره ها و دنباله دارهای منظومه شمسی

اقمار:

جرم آسمانی است که به دور جسم بسیار بزرگی می‌گردد. سیارات منظومه‌ی شمسی قمرهای طبیعی خورشید هستند و ماه‌ها اقمار طبیعی سیارات هستند. قمرهای مصنوعی هم برای تحقیق، رصد و ارتباطات، تولید و به مدار زمین یا یک سیاره و یا یک قمر طبیعی پرتاب می‌شود.

در اینجا به بررسی قمرهای سیارات منظومه‌ی شمسی می‌پردازیم.
در اطراف سیارات خاکی(زمین گون) تنها ۳ قمر در گردش است. اما در مقابل در اطراف سیارات مشتری‌گون بیش از ۵۰ قمر می‌چرخند. علاوه بر ۵۰ قمر دارای حلقه نیز هستند. حال چون عطارد و زهره قمر ندارند به سراغ زمین خودمان می‌رویم.

سیارکها:

سیاره‌ای مفقود است. بر اساس نظریه باید بین مریخ و مشتری سیاره‌ای در مدار باشد. تاکنون سیاره‌ای در آنجا یافت نشده است. اما در عوض تعداد بسیار زیادی اجرام خرد وجود دارد که به نامهای سیارات خرد، سیارات صغار و سیارک‌ها موسومند. بعضی از این اجرام قطری به بزرگی ۸۰۰ کیلومتر دارند و برخی دیگر کمتر از ۵/۱ کیلومتر.

سرس نخستین سیارکی بود که در سلا ۱۸۰۱ کشف شد. سه‌تای بعدی (پالاس ، جونو و وستا) در سال‌های ۱۸۰۲،۱۸۰۴ و ۱۸۰۷ کشف شدند. عده سیارکهای شناخته شده بالغ بر دهها هزار می‌شود که بسیاری از آن‌ها شکلهای نامتعارفی دارند حاکی از آن ممکن است اجزا و قطعات سیاره‌ای باشند که بر اثر نیروی کشندی سیاره مشتری از هم پاشیده باشد.

قمرهای مشتری:۱۶ قمر برگرد مشتری حرکت می‌کنند. چهارتای اول که به قمرهای گالیله‌ای موسومند در ۱۶۱۰ بوسیله گالیله کشف شدند. این قمرها با نام‌های یو، اروپا،گانیمید و کالیستو مشخص می‌شوند. قمر پنجم آمالته‌آ یا JV در سال ۱۸۹۳ بوسیله‌ی منجم برجسته‌ی آمریکایی ادوارد امرسن بارنارد(۱۹۲۳ــ ۱۸۵۷) کشف شد.قمر چهاردهم(JXIV) در اکتبر ۱۹۷۵ بوسیله‌ی چارلز.ت.کوال کشف گردید. قمرهای JI تا JXIII بطور طبیعی به سه دسته تقسیم می‌شوند:
(۱)اقمار داخلی، (ب) اقمار میانی، (پ) اقمار برونی، رده‌بندی JXIV ، که در کدامیک در این دسته‌ها جای می‌گیرد‌، تا پایان سال ۱۹۷۵ مشخص نشده بود.

اقمار درونی. این گروه قمرها JI تا JV یعنی چهار قمر گالیله‌ای و قمری را که پروفسور بارنارد کشف کرد. شامل می‌شود.

قمرهای گالیله‌ای مدارهایی تقریباً مستدیر دارند و در فواصلی بنی ۴۲۰۰۰۰ کیلومتر و ۱۸۸۰۰۰۰ کیلومتر از مشتری با دوره‌های تناوبی بین یک و سه چهارم روز تا شانزده و دوسوم روز حرکت می‌کنند. دوره تناوب حرکت وضعی و انتقالی آن‌ها برابر است.

بنابراین ناظری که بر مشتری قرار دارد همواره یک روی این چهار قمر را می‌بیند. هر چهار قمر به اندازه‌ی کافی بزرگ هستند که در تلسکوپ قرصهای قابل مشاهده‌ای را پدید آورند و اگر تلالو چیره سیاره‌ اصلی نبود با چشم برهنه می‌شد آن‌ها را دید.

در پاره‌ای مواقع هر جهار آن‌ها در طرف غرب سیاره‌اند. در مواقع دیگر فقط سه‌تا، دوتا‌، یکی یا هیچکدامشان‌‌‌، و بقیه در طرف شرقی سیاره جای دارند. بسیار اتفاق می‌افتد که یکی از قمرها در خسوف باشد(از پشت سیاره بگذرد) یا در عبور(از برابر سیاره بگذرد) تغییرات موضع این چهار را می‌توان با چند ساعت رصد تلسکوپی ملاحظه کرد. دنبال کردن عبور این اقمار دشوار است. اما سایه‌هایی که بر سطح مشتری می‌اندازند بسیار شاخص است و در شرایط رویت خوب آنها را حتی با تلسکوپ نسبتاً کوچکی می‌توان دنبال کرد.

قمر پنجم از چهار قمر گالیله‌ای به مشتری نزدیکتر است. فاصله‌ی آن از مرکز سیاره فقط ۱۸۰ هزار کیلومتر‌، و از سطح آن فقط در حدود ۱۱۰ هزار کیلومتر است. دوره تناوب حرکت انتقالی آن حول سیاره‌ی اصلی کمتر از ۱۲ ساعت است. بنابراین سرعت مداری آن ۲۷ کیلومتر بر ثانیه یا تقریباً ۹۶ هزار کیلومتر در ساعت است.

ب) قمرهای میانی. قمرهای JVI,JVII,JX,JXII به این گروه تعلق دارند. آن‌ها جملگی کوچکند‌، و قطرهایشان کمتر از ۱۶۰ کیلومتر است و به فاصله‌ی متوسط ۱۱ میلیون کیلومتر از مشتری قرار دارند. دوره‌ی تناوب حرکت انتقالی آن‌ها در حدود ۲۷۰ روز برآورد شده است.

پ) قمرهای بیرونی. این گروه متشکل است از JVIII,JXI,JXII و JIX (که در اینجا به ترتیب افزایش فاصله از سیاره نوشته شده‌اند.) . این قمرها را مشخصات زیر متمایز می‌سازد:
۱-فاصله‌ی زیاد از سیاره‌ی اصلی که نزدیک به ۲۴ میلیون کیلومتر برآورد می‌شود.

۲- دوره‌های تناوب طولانی، که برای هر چهار قمر از دو سال بیشتر است.
۳- وجود حرکت معکوس(رجعی) برای هر چهار قمر‌، یعنی در جهتی خلاف همه‌ی سیارات و بیشتر قمرهای دیگر. چون از بالای قطب شمال سیاره نظر شود دیده می‌شود که این چهار قمر مدارهای خود را در جهت عقربه‌های ساعت می‌پیمایند.

 خرده سیاره ها

این خرده سیاره ها ا حتمالاً بازمانده اجرامی هستند که به هنگام شکل گیری منظومه شمسی در ۵/۴ میلیارد سا ل پیش، نتوانستند با هم ترکیب شوند و سیاره دیگری را به وجود آورند. این کمربند همانند دیواری ، سیارا ت درونی و سنگی منظومه ما را ا ز سیارات غول پیکر گازی شکل جدا می کند. اندازه این اجرام ا ز چند متر تا چند صد کیلومتر متغییراست واز شکل هندسی مشخصی برخوردار نیستند. بزرگترین جرم ا ین مجموعه، سیارکی به قطر ۹۵۰ کیلومتر می باشد که نخستین بار در سا ل ۱۸۰۱میلادی، ستاره شنا سی ا یتا لیایی  به نام جوزپای پیاتسی آ ن را کشف کرد و نامش را سرس گذا شت.

طبق تخمین ا خترشناسان، علاوه بر سرس، بیش از صدها هزار خرده سیاره سنگی نسبتأ بزرگ و میلیون ها خرده سنگ پراکنده در محدوده کمربند سیارکها وجود دارند. برخی ا ز ا ین خرده سیاره ها ی چند کیلومتری حتی  دارای قمر نیز می باشند( مانند سیارک ۲۵ کیلومتری آیدا که دارای قمری ۵/۱ کیلومتری به نام داکتیل می باشد).

نکته بسیار مهم و ترسناک در مورد خرده سیارات سنگی این ا ست که همگی آنها در کمربند سیارک ها حضور ندارند بلکه به دلیل اثرات  نیروی گرانش بسیار قوی خورشید و مشتری  و نیز برخورد پیاپی سیارک ها با هم، تعدادی از این سیارک ها از قلمرو خود خارج شده و در فضای بین سیارا ت منظومه شمسی در حا ل پرسه زدن می باشند. از آن رو امکان برخورد آنها با دیگر اجرام، از جمله زمین وجود دارد. به عنوا ن مثال سیارک ایکاروس ا ز هر جرم دیگری به زمین نزدیکترمی شود، بطوریکه در هر  ملاقاتش با زمین، به فاصله ۲۱ میلیون کیلومتری  از آ ن می رسد.

تعداد دیگری از خرده سیاره ها ی سنگی منظومه شمسی نیز در نقاط  L4 و L5 لاگرانژی مشتری( که به سیارک های تروژان و گریکزمعروف اند) به دام افتاده اند و همراه با مشتری به دور خورشید می چرخند.

علاوه بر کمربند سیارکها، در فاصله ۵ تا ۱۵ میلیارد کیلومتری خورشید نیز اجرام یخزده ای پرسه می زنند که برخی از آنها بزرگترین خرده سیاره های شناخته شده ی  منظومه شمسی اند، که به دلیل فاصله زیاد، از دید ستاره شناسان پنهان مانده اند. دمای سطح این اجرام به حدود ۶۰ کلوین (۲۱۳ درجه سلسیوس زیر صفر) می رسد. به ا ین محدوده از منظومه شمسی کمربند کویی پر گفته می شود.

جراد کویی پر،  اخترشناس هلندی تباری که دوران دانشگاهی و پژوهشی خود را در ایالات متحده سپری کرد، نخستین فردی بود که به احتمال وجود چنین اجرامی در منظومه شمسی پی برد. کویی پر برا سا س مدار سیاره کوتوله پلوتون و برخی از دنباله دارهای کوتاه دوره، معتقد بود که کمربندی از اجرام دنباله دارمانند در ورای مدار نپتون وجود دارند.

در سال ۱۹۹۲ میلادی، ستاره شناسان نخستین جرم موجود دراین کمربند را در فاصله ۴۲ واحد نجومی از خورشید کشف کردند.

این جرم ۲۴۰ کیلومتری با نام QB1 1992 شناخته شد. از آ ن زمان تاکنون بیش از۸۰۰ جرم دیگر در محدوده کمربند کویی پر کشف شده است و تصور می شود که هما نند کمربند سیارکها، صدها هزار خرده سیاره یخی با ابعادی بیش از ۱۰۰ کیلومتر و میلیون ها خرده سیاره یخی کوچک در این محدوده پرسه می زنند.

اما ماجرای خرده سیارات منظومه شمسی به اینجا ختم نمی شود! در دوردست ترین قلمرو منظومه شمسی نیز توده عظیمی از میلیاردها صخره یخی سرگردان به نام ابر اورت وجود دارد که به صورت حاله ای کروی دورتا دور منظومه ما را احاطه کرده است. فاصله این توده یخی از خورشید ۲ سا ل نوری( حدود ۲۰ هزار میلیارد کیلومتر) می باشد. ابر اورت منشأ دنباله دارهایی با دوره تنا وب بیش از ۱۰۰ سال می باشد. برای مثال دنباله دار سویفت- توتل که مداری به نسبت طویل دارد و در هر ۱۳۵ سال یکبار خورشید را دور      می زند.

 

ستاره دنباله دار

ستاره دنباله دار یک جرم آسمانی یخی است که دور خورشید می گردد. بیشتر ستاره های دنباله داری که از زمین دیده می شوند، در مدارهایی بلند و بیضی شکل دور خورشید می گردند. ستاره دنباله دار از یک هسته (متشکل از خاک، گرد و غبار و گاز و یخ) تشکیل شده که به وسیله یک جو ابری به نام کما (بخارآب، دی اکسید کربن و گازهای دیگر) و یک یا دو دنباله بلند (ساخته شده از گرد و غبار و گازهای یونیزه شده) احاطه شده. دنباله موقعی که ستاره دنباله دار به خورشید نزدیک است، بزرگ می شود.

 

دنباله بلند یونی ستاره دنباله دار به خاطر نیروی بادهای خورشیدی همیشه از خورشید دورتر قرار می گیرد. بلندی دنباله می تواند به ۲۵۰ میلیون کیلومتر برسد و بیشترین چیزی که ما از یک ستاره دنباله دار می توانیم ببینیم همین دنباله است. ستاره های دنباله دار فقط وقتی که نزدیک خورشید و در مدارهای بیضی هستند، قابل دیدن هستند.

 

بیشتر ستاره های دنباله دار به قدری کوچک یا به قدری ضعیفند که بدون تلسکوپ دیده نمی شوند. اما بعضی از ستاره های دنباله دار چند هفته با چشم غیرمسلح قابل دیدن هستند. علت قابل دیدن بودنشان این است که از نزدیک خورشید عبور می کنند. ما به خاطر این می توانیم ستاره های دنباله دار را ببینیم که گاز و گرد و غباری که در کما های آنها هستند و همچنین دنباله ها، نور خورشید را بازتاب می دهند. همچنین گازها انرژی ای را که از خورشید جذب کرده اند آزاد می کنند که این باعث می شود تابناک و درخشان شوند.

 

ستاره شناسان ستاره های دنباله دار را بر این مبنا طبقه بندی می کنند که چقدر طول می کشد آنها دور خورشید بگردند. آنهایی که در دوره کوتاه تری دور خورشید می گردند کمتر از  ۲۰۰ سال طول می کشد تا یک دور گردششان به دور خورشید را کامل کنند. در حالی که ۲۰۰ سال یا بیشتر زمان می برد تا آنهایی که مدت بیشتری طول می کشد تا به دور خورشید بگردند یک دور گردششان را کامل کنند.

 

ستاره شناسان باور دارند که ستاره های دنباله دار، از مجموعه ای از گاز، یخ، سنگ و گرد و غبار تشکیل شده اند که حدود ۴٫۶ میلیارد سال پیش سیاره های خارجی تر هم از آنها درست شده اند. بعضی از دانشمندان باور دارند که ستاره های دنباله دار در ابتدا مقداری آب و مولکول های با پایه کربن را به زمین آورده اند که زمینه حیات در زمین را به وجود آورده.