المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 زحل
زحلزنگ تفريح فيزيك
سیاره ی اسطوره ای به نام کرونوس، سیاره ی زیبایی که در شب های شهرها هم میتوانید با دوربین دوچشمی خوب و یا تلسکوپ رصد کنید. ولی این دنیای نیمه گازی با حلقه های زیبای خود و قمرهای معروف ترش چه ویژگی های دارد؟

 

 

 

زحل دومين سياره‌ي بزرگ منظومه‌ي شمسي و ششمين سياره از سمت خورشيد است. زحل در اساطير‌ يوناني معادل خداي کرونوس است که خداي تيتان‌ها ناميده مي‌شد. واژه‌ي انگليسي saturday به معناي شنبه، ريشه‌ي خود را از واژه‌ي saturn ‌يا همان زحل گرفته است.
 
زحل دورترين سياره‌اي است که از روي زمين با چشم غيرمسلح ديده مي‌شود. البته مهم ترين ويژگي ظاهري اين سياره،‌ يعني حلقه‌هايش بدون تلسکوپ قابل تشخيص نيستند. اگرچه ساير سياره‌هاي گازي منظومه‌ي شمسي،‌ يعني مشتري، اورانوس و نپتون هم حلقه دارند، اما بدون شک حلقه‌هاي سياره‌ي زحل خارق‌العاده هستند. 
 
ويژگي‌هاي فيزيکي زحل:
زحل‌ يک غول گازي است که عمدتاً از هيدروژن و هليوم تشکيل شده است. اين سياره مي‌تواند در داخل خود ۷۶۰ کره‌ي زمين را جاي دهد و پس از مشتري، پرجرم ترين سياره‌ي منظومه‌ي شمسي محسوب مي‌شود. جرم زحل حدود ۹۵ برابر جرم زمين است. اما با وجود جرم زياد، زحل چگالي کمي ‌دارد. به طوري که حتي چگالي آن از آب هم کمتر است و اگر ‌يک اقيانوس بزرگ آب در اختيار داشتيم که مي‌توانستيم زحل را در آن بيندازيم، اين سياره روي آب شناور مي‌ماند و به زير آب فرو نمي‌رفت. نوارهاي طلايي و زرد کشيده شده روي اتمسفر زحل، در حقيقت طوفان‌هايي هستند که در قسمت فوقاني جو رخ مي‌دهند و سرعت آن‌ها در استوا گاه تا ۱۸۰۰ کيلومتر بر ساعت مي‌رسد و همزمان با اين پديده، قسمت‌هاي داخلي سياره نيز افزايش دما را تجربه مي‌کنند. 
 
 
 
 
پس از مشتري، زحل سريع ترين حرکت وضعي را در ميان سياره‌ها دارد.‌ يک دور کامل گردش زحل به دور محور خودش تقريباً ده ساعت و نيم طول مي‌کشد. اين سرعت زياد حرکت وضعي موجب شده شعاع سياره در استوا اندکي بيشتر و در قطب‌ها مقداري کمتر باشد. شعاع زحل در استوا ۸۰۰۰ کيلومتر بيشتر از قطبين است. 
 
يکي از مواردي که اخيراً کنجکاوي دانشمندان را به شدت برانگيخته است،‌ يک طوفان هيدروژني به شکل شش ضلعي است که هر ضلع آن حدود ۱۲۵۰۰ کيلومتر طول دارد. اين طوفان به اندازه‌اي بزرگ است که مي‌تواند چهار سياره شبيه کره‌ي زمين را دربر بگيرد. تصاوير گرمانگاشتي گرفته شده از اين طوفان نشان مي‌دهد که محل قرارگيري آن حدود ۱۰۰ کيلومتر زير اتمسفر است. هنوز مشخص نيست که چه عاملي موجب ايجاد اين طوفان شده است. 
 
 
 
ساير طوفان‌هاي سهمگين زحل تقريباً‌ يکبار در سال ديده مي‌شوند. البته منظور از سال، سال زحلي است که حدود ۳۰ سال زميني طول مي‌کشد. از سال ۱۸۷۶ تا امروز، شش طوفان سالانه‌ي زحل از روي زمين رصد شده است. در سال ۲۰۱۱ فضاپيماي کاسيني توانست‌ يکي از اين طوفان‌ها را از نزديک تصويربرداري کند.  زحل هم مانند ساير غول‌هاي گازي منظومه‌ي شمسي نور شمال و جنوبي دارد که به وسيله‌ي ذراتي که از خورشيد مي‌آيند ايجاد مي‌شود. 
 
ساختار و ترکيب:
ترکيب حجمي ‌اتمسفر: ۹۶.۳ درصد هيدروژن مولکولي، ۳.۲۵ درصد هليوم، مقادر ناچيزي متان، آمونياک، اتان، آيروسل‌هاي‌ يخي آمونياک و آيروسل‌هاي آمونياک هيدروسولفيد. 
 
ميدان مغناطيسي:
ميدان مغناطيسي زحل شدتي معادل 578 برابر ميدان مغناطيسي کره‌ي زمين دارد. 
 
ترکيب‌هاي شيميايي:
به نظر مي‌رسد زحل‌ يک هسته‌ي داغ دروني دارد که از جنس آهن و سنگ است و هسته‌اي بيروني از جنس ترکيب‌هاي متان، آمونياک و آب آن را در بر گرفته است. پس از آن ‌يک لايه از هيدروژن و هليوم متراکم قرار گرفته است و در بالاي اين لايه اتمسفر زحل ديده مي‌شود که از جنس هيدروژن مولکولي و هليوم است. 
 
ساختار داخلي: 
شواهد نشان مي‌دهند زحل هسته‌اي دارد که جرم آن ده تا بيست برابر جرم کره‌ي زمين است. 
 
 
 
 
مدار و گردش:
فاصله‌ي متوسط از خورشيد: ۱۴۲۶۷۲۵۴۰۰ کيلومتر‌ يا ۹.۵۳۷۰۷ برابر فاصله‌ي زمين تا خورشيد
حضيض (کمترين فاصله تا خورشيد): ۱۳۴۹۴۶۷۰۰۰ کيلومتر‌ يا ۹.۱۷۷ برابر فاصله زمين تا خورشيد
اوج (بيشترين فاصله تا خورشيد): ۱۵۰۳۹۸۳۰۰۰ کيلومتر‌ يا  ۹.۸۸۶برابر فاصله‌ي زمين تا خورشيد
 
 
قمرهاي زحل:
زحل دست کم 62 قمر دارد. اين قمرها با استفاده از نام‌هاي اساطير ‌يوناني نام گذاري شده‌اند. بزرگترين قمر زحل تيتان (Titan) نام دارد. تيتان کمي ‌از سياره‌ي عطارد بزرگتر است و پس از گانيمد، بزرگترين قمر منظومه‌ي شمسي محسوب مي‌شود. تيتان اتمسفر رقيقي از ترکيب‌هاي غني از نيتروژن دارد. در واقع شرايط امروز اين قمر چيزي شبيه به کره‌ي زمين در هنگامي ‌است که هنوز حيات بر روي آن شکل نگرفته بود. البته اتمسفر تيتان تا ارتفاع ۶۰۰ کيلومتري سطح قمر کشيده شده است، در حالي که اتمسفر زمين تنها ۶۰ کيلومتر ارتفاع دارد.
 
 
 
جو تيتان حاوي انواعي از هيدروکربن‌ها است. اين‌ها همان ترکيب‌هايي هستند که منجر به شکل گيري سوخت‌هاي فسيلي روي کره‌ي زمين شده‌اند. باران‌هاي متان در اين قمر بر روي پوسته‌ي‌ يخي تيتان مي‌بارند. در‌ يکي از پژوهش‌هاي اخير، محققان دريافتند که در اتمسفر تيتان ماده‌اي به نام پروپيلن (propylene) هم وجود دارد. امروزه از اين ماده در صنعت پلاستيک سازي استفاده مي‌شود. 
 
قمرهاي زحل ويژگي‌هاي عجيب و جالبي دارند. پان (Pan) و اطلس (Atlas) به شکل بشقاب پرنده هستند.‌ ياپتوس (Iapetus) قمري است که نيمي‌ از آن مانند برف سفيد و نيمه‌ي ديگرش به رنگ زغال است. انسلادوس (Enceladus) آتشفشان‌هاي ‌يخ دارد. دهانه‌هاي روي اين قمر ‌يخ و مواد شيميايي را به بيرون پرتاب مي‌کنند. پرومته (Prometheus) و پاندورا (Pandora) اقماري هستند که با حلقه‌هاي زحل در تعامل‌اند و به تعادل حلقه‌ي اين سياره کمک مي‌کنند. اگرچه دانشمندان بسياري از قمرهاي زحل را بررسي کرده‌اند، اما سيستم آشفته‌ي گرانشي اطراف زحل نشان مي‌دهد که قمرهايي کوچک در اطراف اين سياره همواره ايجاد و ‌يا نابود مي‌شوند. 
 

منبع:

Space

منابع مفید:

ابرهای یخی تیتان

اورانوس: سیاره به پهلو خوابیده

حلقه ها و قمرهای اورانوس

سیاره زحل

نپتون: غول آبی منظومه شمسی

حلقه ها و قمرهای نپتون

مشتری

قمرها و حلقه های مشتری

ماموریت های ناسا به زحل:

Cassini

Hubble

Pioneer

Voyager

-------------------

Suturn Moons

 

1394/12/16لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  2645
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  2645