نجوم و کیهان‌شناسی

زهره زمانی دو نام داشت، ستارۀ شامگاهی یا هسپروس (Hesperus) و ستارۀ صبح یا فوسفروس (Phosphorus)؛ زیرا که گاهی در حال درخشش در شرق پیش از سپیده­دم است و در وقت دیگری در حال درخشش در غرب پس از غروب خورشید. گفته می­شود که یونانیان ابتدا آنها را دو جسم متفاوت می­پنداشتند، اما بعدها با نظر بابلیان مبنی بر یکی بودن آنها هم­عقیده شدند^[1].

زهره با قدری نزدیک به 4-  روشن­ترین جرم سماوی در آسمان بعد از ماه است (شکل بالا). همانگونه که در فصل اول نشان داده شد، اندازۀ زاویه­ای زهره، به­ دلیل گردش به­دور خورشید، تا 5 برابر تغییر می­کند. با این وجود وقتی که از زمین دورتر است و بالطبع اندازۀ زاویه­ای کوچک­تری دارد، درصد بیشتری از سطح آن روشن دیده می­شود (فلش زیر را ببینید). این دو اثر همدیگر را تا حد زیادی خنثی می­کنند و در نتیجه زهره برای چندین ماه در روشنایی نزدیک به قدر 4- باقی می­ماند. زهره به­دلیل آلبدوی بالا و انعکاس 70%  نور خورشید روشن به­نظر می­رسد. این انعکاس ناشی از سطح کاملاً پوشیده از ابر آن است.

http://astro.unl.edu/classaction/animations/renaissance/venusphases.swf

 در هر 120 سال دو بار، و به فاصلۀ 8 سال از یکدیگر، گذر زهره از مقابل خورشید دیده می­شود. (در قرن 21، سال­های 2004 و 2012. شکل زیر را ببینید.) این گذرها از لحاظ تاریخی بسیار مهم بودند؛ زیرا روشی را برای محاسبۀ فاصلۀ زهره، و به دنبال آن و براساس قانون سوم کپلر، اندازه­گیری واحد نجومی فراهم می­آوردند. کشف استرالیا توسط کاپیتان کوک به دنبال سفر علمی وی به جزیره تاهیتی ((Tahiti، جزیره­ای واقع در جنوب اقیانوس آرام، جهت رصد گذر سال  1768 زهره اتفاق افتاد.

یکی از جلوه­های زیبای برهم­کنش باد خورشیدی و جو زمین، نمایش­های رنگارنگ نور است که در آسمان شب دیده می­شود. آنها بیشتر در نواحی اطراف قطب­های شمال و جنوب مغناطیسی دیده می­شوند و به شفق شمالی و جنوبی معروفند. شفق شمالی به رنگ سبز و قرمز جلوه­ می­کند و بیشتر در اطراف اعتدال بهاری و پاییزی رخ می­دهد؛ هرچند هنوز دلیل این تقارن را نمی­دانیم. 

شفق­های قطبی از برخورد ذرات باردار و اتم­ها در نقاط بالایی جو زمین به­وجود می­آیند. خطوط میدان مغناطیسی زمین، در بالای قطب­های مغناطیسی شمال و جنوب، به درون فضا باز می­شوند، و بدین­خاطر ذرات باردار در نزدیکی قطب­های مغناطیسی، راحت­تر به نقاط بالایی جو دسترسی پیدا می­کنند. در آنجا این ذرات با اتم­های گاز درون جو برخورد کرده، الکترون­ها را به ترازهای بالاتر انرژی می­رانند. با برگشت الکترون­ها به حالت پایه، نور تابش می­شود. بیشترین نور به نظر می­رسد از اکسیژن اتمی تابش شود، با درخششی مایل به سبز در طول­موج 7/577 نانومتر و درخشش قرمز تیره در طول موج 630 نانومتر. در میان انبوه رنگ­های دیگر که گاهی مشاهده می­شود، نیتروژن اتمی تحریک شده رنگ آبی تابش می­کند، در حالی­که نیتروژن مولکولی رنگ ارغوانی تولید می­نماید. اغلب شفق قطبی به شکل نوارهایی پرده­مانند است که در جهت شرق به غرب هم­خط شده­اند. گاهی این نوارها به آهستگی تغییر می­کنند، ولی در زمان­های دیگر پیوسته در حرکت به­نظر می­رسند. شکل آنها را جهت میدان زمین در محل بیننده تعیین می­کند و مشاهدات نشان داده­اند که
الکترون­های باد خورشیدی در مسیری حلزونی شکل و در امتداد خطوط میدان مغناطیسی به­سمت زمین حرکت می­کنند. نویسنده خود شاهد این منظرۀ حیرت­آور ناشی از حرکت الکترون­ها در امتدادخطوط میدان مغناطیسی و تشکیل شفق درست بالای سر بوده است. بسته به این­که کجا باشیم، گاهی به نظر می­رسد که پرتوهای همگرای شفق قطبی به­صورت پرتوهایی عمودی به سمت بالارفته، هاله­ای حلقوی را بالای سر شکل می­دهند

کتاب  "درآمدی بر نجوم و کیهان شناسی" صفحان ۸۸ - ۹۰

 دمای 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.

گازهای اصلی تشکیل دهندۀ اتمسفر زمین، یعنی نیتروژن و اکسیژن، گاز گلخانه­ای نیستند. دلیل آن این است که گازهای دو­اتمی مانند این دو، اشعۀ فروسرخ را نه جذب و نه تابش می­کنند. دی­اکسید کربن گاز گلخانه­ای اصلی در اتمسفر است. برای اعصار متمادی درصد آن در جو پایدار مانده است، اما متأسفانه سوختن سوخت­های فسیلی (که دارای کربن ذخیره شده هستند) به سرعت در حال افزایش دی­اکسید کربن است که به­طور قطع بیشترین سهم را در این حقیقت که دمای زمین درحال بالا رفتن است، دارد - پدیده­ای موسوم به گرم­ شدن زمین^[1].

بخار آب یکی از گازهای گلخانه­ای است که عملاً بیشترین سهم را در اثر گلخانه­ای دارد، یعنی چیزی بین 36% تا 66% . مقدار بخار آب موجود در هوا از جایی به جای دیگر تفاوت چشمگیر دارد، اما در کل، فعالیت انسان بر میزان غلظت آن تأثیر مستقیم ندارد (مگر در جاهایی مثل زمین­های آبیاری شده) و اثرات آن بر آب­ و هوای زمین ثابت مانده است.

هم­اکنون مقدار دو گاز گلخانه­ای دیگر هم در حال افزایش است:

1)       توانایی حفظ حرارت در متان 20 برابر دی­اکسید کربن است. ما هر ساله 500 ملیون تن متان به جو اضافه می­کنیم. این کار از طریق پرورش دام، معادن زغال­سنگ، کندوکاو برای نفت و گاز طبیعی، مزارع برنج و پوسیدگی زباله در محل انباشت آن صورت می­گیرد.

2)       هرساله بین 7 تا 13 ملیون تن اکسید نیتروژن، ناشی از کودهای نیتروژنی، فضولات حیوانی و انسانی و اگزوز خودروها، به جو وارد می­شود.

بیش از دو درجه افزایش در دمای متوسط زمین می­تواند عواقب بسیار  زیان­باری برای نسل بشر به بار آورد و به­همین دلیل موضوع با­ جدیت در حال پی­گیری است.

کتاب درآمدی بر نجوم و کیهان شناسی صفحه ۱۰۶ و ۱۰۷

The major constituents of  the atmosphere, nitrogen, N2, and oxygen, O2, are
not greenhouse gases. This is because diatomic molecules such as these nei-
ther absorb nor emit infrared radiation. Carbon dioxide is the main greenhouse
gas in the atmosphere. Over aeons of  time its percentage in the atmosphere
has remained stable but, unfortunately, the burning of  fossil fuels (which have
stored carbon within them) is rapidly increasing the amount of  carbon dioxide
in the atmosphere and this is almost certainly a major contribution to the fact
that our Earth’s temperature is increasing – termed global warming or climate
change.
Water vapour is a naturally occurring greenhouse gas and actually accounts
for the largest percentage of  the greenhouse effect, somewhere between 36% and
66%. The amount of  water vapour in the air from locality to locality is very vari-
able but overall, human activity does not directly affect water vapour concentra-
tions (except near irrigated fi elds for example) and its effects on the Earth’s climate
are remaining stable.
However, the amounts of  two further greenhouse gases are now also increasing:
(1)  Methane is 20 times more effi cient at retaining heat than carbon dioxide
and we are adding up to 500 million t of  methane into the atmosphere
per year from livestock, coal mining, drilling for oil and natural gas, rice
cultivation, and garbage decaying in landfi  lls.
(2)  Each year, 7–13 million t of  nitrous oxide is added to the atmosphere from
the use of  nitrogen based fertilizers, the disposing of  human and animal
waste in sewage treatment plants and automobile exhausts.
An increase in the Earth’s average temperature of  more than 2 degrees could
begin to have very harmful consequences for the human race, which explains
why the problem is being treated so seriously.

"Introduction to astronomy and cosmology" page 83

این خبر مهم را که می تواند به دگرگونی در فیزیک بینجامد به نقل از خبرگزاری مهر ببینید: 

در پست قبل از  فضاپیمای مسنجر یاد شد. لازم دیدم در اینجا توضیحاتی درباره این فضاپیما  آورده  شود:

مسنجر مخفف کلمات زیر است: MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry & Ranging

نام یک فضاپیمای ۴۸۵ کیلوگرمی که با هدف مطالعه سیاره تیر در اوت 2004 بکمک موشک دلتا۲ از پایگاه کیپ کاناورال به سمت آن روانه شده است.این فضاپیما مجهز به دو دوربین WACو NAC می باشد. این دو دوربین به ترتیب تصاویر با میدان دید ۱۰.۵ و ۱.۵ درجه ثبت خواهند کرد. دوربین واید این فضاپیما، قابلیت نوردهی زیاد برای ثبت ستاره های درخشان آسمان را نیز دارا است که به منظور تصحیح مداری فضاپیما به کار می‌رود و دوربین با میدان دید کم عوارض سطحی عطارد را آشکار خواهد ساخت. این فضاپیما همچنین با استفاده از دوربین‌های فرابنفش ، فروسرخ واشعه ایکس خود به بررسی این سیاره خواهد پرداخت.وسایلی که در فضاپیما قرار دارند:

سیستم تصویربرداری دوگانه تیر شامل دو دوربینی که در بالا به آن اشاره شده با نام (MDIS) طیف سنج اشعه گاما ونوترون(GRNS) طیف سنج اشعه ایکس(XRS) ارتفاع سنج لیزری (MLA) طیف سنج ترکیب سطحی وجوی(MASCS) طیف سنج ذرات پرانرژی وپلاسما(EPPS) مغناطیس سنج  (MAG)

این فضاپیما در ژانویه 2008 به ارسال اولین تصاویر گرفته شده به زمین پرداخت.

اهداف اصلی ماموریت:
تهیه اطلاعات کامل از عناصر معدنی سیاره و نقشه برداری زمین شناسی.
عکسبرداری سراسری از سطح سیاره.
بررسی میدان مغناطیسی سیاره.
بررسی گرانش سیاره.
و...

این فضاپیمای۴۳۰ میلیون دلاری متعلق به ناسا بعد از فضاپیمای مارینر 10(که در سال 1975 با نقشه برداری از تنها ۴۵ درصد سطح سیاره ماموریت خود را تکمیل کرد) اولین فضاپیمایی به حساب می آید که در مداری حول سیاره تیر قرار گرفته است.در مسیر خود به سمت هدف برای استفاه از گرانش سیارات یک سال بعد از پرتاب از فاصله ۲۳۴۷ کیلومتری زمین :دو بار از کنار سیاره زهره(در تاریخهای:اکتبر 2006از فاصله ۲۹۹۰کیلومتری  وژوئن 2007از فاصله ۳۳۷ کیلومتری سطح سیاره) و3 بار در سال 2008 با فاصله زمانی دو ماهه از کنار خود سیاره  گذشته (در اولین عبور از نزدیکی سیاره از فاصله ۲۰۰ کیلومتری )تااینکه در سال 2011 در مداری حول سیاره قرار بگیرد ..در این مدار  حداقل فاصله 200 کیلومتر وحداکثر فاصله نیز 15193 کیلومتر خواهد بود.این فضاپیما به مدت یک سال در همین وضعیت به عملیات خواهد پرداخت.

منبع:سایت هفت آسمان http://www.haftaseman.ir/webdb/article.asp?id=1052

تصویری ذهنی از مسنجر به دور عطارد

در ادامه مطالب، اخبار جدیدتری را از ورود مسنجر به مدار عطارد ببینید: