منظومه خورشيدي ! خانه دنج ما

با چشم مسلح و دور از روشنايي هاي شهر ، در شبي با آسماني صاف ، ماه ، بيشتر سياره هاي منطومه خورشيدي ، ستاره هاي نزديك ، و حتي كهكشان هاي نزديك قابل مشاهده است . با قوي ترين تلسكوپ ها ، ديدن كهكشان هايي واقع در دوردست ترين نقاط كيهان نيز براي ما امكان پذير است .

خورشيد
 

مهم ترين جسم آسماني براي ما هماني است كه شب هنگام قادر به ديدنش نيستيم:خورشيد . خورشيد در هم سنگي با ميليارد ها ستاره كهكشان راه شيري ، ستاره اي است با اندازه و روشنايي متوسط و به دليل نزديك بودن به زمين ، درخشان ترين جرم در آسمان است. خورشيد فراهم آورنده انرژي گرمايي است كه ادامه زندگاني را بر روي زمين امكان پذير كرده و به دليل گرما و نوري كه به ما ارزاني مي دارد ، بسيار مورد توجه ماست. خورشيد داراي جو است . جو آن از سه لايه به نام هاي لايه واگردان ، فام سپهر و تاج تشكيل شده است . كراني به نام نور سپهر كه سراسر تيره و تار است و مانع ديده شدن چيزهاي زيرش مي شود نيز بين خورشيد و جو آن قرار دارد . دو نكته شگفت آور در مورد خورشيد اين است كه اين ستاره سراسر از گاز تشكيل شده است و همچنين سرعت گردش خورشيد به دور خودش در جاهاي گوناگون ، يكسان نيست . نقطه استواي آن 25 روز زميني ، اما مدار عرضي 80 درجه بالا و پايين كره در 33/5 روز زميني به دور خود گردش مي كند.

اما شگفتني هاي خورشيد بسيارند . حجم خورشيد 1/250/000 ، برابر حجم زمين است . يعني 1/250/000 زمين، درون خورشيد جا مي گيرد. جرم خورشيد برابر 2×10(27) يا دو ميليارد ميليارد ميليارد تن است ، يعني اگر خورشيد در يك كفه ترازو باشد ، براي هم سنگي در كف ديگر بايد 333/400 زمين قرار داده شود. اما بايد هيولاوشي ، خورشيد ستاره اي ميان جرم است . در كيهان ستارگاني وجود دارند كه جرمشان يكصد بار از خورشيد بيشتر است . چگالي خورشيد 1/4 برابر چگالي آب است . اما اين چگالي بسيار زياد است و دليل آن وزن فراوان ماده هسته خورشيد است كه فشاري در حدود ده ميليون اتمسفر را ايجاد مي كند. همچنين دما در مركز حدود چهارده ميليون درجه است . اين دو ، يعني فشار و دماي بسيار بالا ، هسته خورشيد را به نيروگاه گداخت هسته اي ستردگي تبديل كرده است كه ما از آن سود مي بريم.
در منظومه خورشيدي ، خورشيد فرمانرواست . گرانش خورشيد تا جايي ادامه دارد كه هنوز به درستي كران پاياني آن شناخته شده نيست . 99/9 درصد مواد اين منظومه درون خورشيد است ، باقي مواد ، نه سياره و كمربندي از سيارك ها را شكل داده اند. تمامي اين اجرام با نظم به دور خورشيد مي گردند. اين نظم بر اساس قوانين سه گانه يوهانس كپلر و قانون گرانش عمومي نيوتن (6) شناخته شده هستند. مانند آن كه همه اجرام در مداري بيضي به دور خورشيد در گردش هستند كه خورشيد در يكي از كانون هاي آن قرار دارد و چرايي اين گردش در گرانش خورشيد نهفته است .
نُه سياره در منظومه خورشيدي به دور خورشيد در گردش هستند: تير ، زهره ، زمين ، بهرام ، مشتري ، كيوان ، اورانوس ، نپتون و پلوتو ، كه اين آخري تازگي ها مورد بي مهري قرار گرفته و از دايره سياره ها بيرون شده است . سياره ها به دليل بازتابش نور خورشيد در آسمان ، روشن ديده مي شود. تير نزديك ترين و پلوتو دورترين سياره به خورشيد است . فاصله زمين از خورشيد يكصد و پنجاه ميليون كيلومتر است . اين فاصله زمين تا خورشيد با آن فاصله دارد يعني چهل واحد نجومي . هفت سياره از نه سياره منظومه خورشيدي داراي ماه هستند و بيش از يكصد و پنجاه ماه پيرامون آنها در گردش اند.

زمين
 

شگفت آور ترين جرم كيهان از ديدگاه آدم انديشه ور زمين است ف زيرا در آن زندگي جريان دارد و تا امروز تنها جايي است كه زندگي را پرورانده و ما از آن آگاهيم . زمين ، مهد زندگاني و منزلگاه ماست . زميناز بابت قطر و جرم پنجمين سياره شمرده مي شودو چندان بزرگ نيست . زمين داراي حركت وضعي و حركت انتقالي است . حركت وضعي يعني آن كه زمين به دور محور خود مي گردد اما محور چرخش 23 دقيقه و 27 ثانيه بر مبناي درجه مايل است و در نتيجه شب و روز در همه جا يكسان نيست . زمان اين گردش 23 ساعت و 56 دقيقه و 4 ثانيه است . حركت انتقالي يعني آن كه زمين به دور خورشيد مي گردد و زمان آن 365/25636 روز است . اما حركت ديگر زمين ، گردش به دور همان محور مايلي كه اختلاف شب و روز را موجب مي شود. زمين در هر 25800 سال يك بار به دور محور مايل خود مي چرخد .از ويژگي هاي بسيار شگفت آور زمين ، هوا سپهر يا اتمسفر آن است . ارتفاع آن تا حدود دويست كيلومتري ادامه دارد ، حالا اگر زمين را به اندازه يك كره جغرافيايي كوچك در نظر بگيريم ، هواسپهر تنها لايه نازك رنگ آن خواهد بود ، اما همين لايه ناچيز چون سپري ما را از پرتوهاي كيهاني و پرتو فرابنفش خورشيد نگهداري مي كند. بسياري خرده ريزه ها كه از كيهان وارد هوا سپهر مي شود، در اثر اصطكاك در آن مي سوزد و نابود مي شود. حتي اگر اثر كند كننده آن بر سرعت فرو ريزي قطرات باران نبود ، چنان بر ما ضربه مي زدند كه بيهوش مي شديم . ديگر شگفتي زميني ، چيزي است كه همه جا به فراواني يافت مي شود. 85 درصد يك باكتري و 95 درصد گوجه فرنگي و 65 درصد بدن ما از ان ساخته شده اس : اكسيد دي هيدروژن . اين ماده بي شكل و شفاف است .كشنده مخرب است . هيچ ساخته دست بشر توان ايستادگي در برابر آن را ندارد . اما زندگي بخش است . حتما مي دانيد كه از چه صحبت مي كنيم: آب!

از ديگر شگفتي هاي بسيار بسيار عجيب زمين ، زندگي است . اين كه شما در حال خواندن اين نوشتار هستيد ، بسته به زنجيره بسيار شگفت آوري از خوش اقبالي هاي زيست شناختي بوده است . از ميان ميليارد ها گونه موجودات زنده ، 99/99 درصدشان نابود و منقرض شده اند. زمين زندگي بخش است ، اما مهارت بيشتري در نابودي حيات دارد . عمر هر گونه زنده در روي زمين ، به طور ميانگين چهار ميليون سال است .

ماه
 

نزديك ترين جرمي كه در آسمان زمين ديده مي شود ماه است ، ماه پيرامون زمين مي چرخد نه خورشيد . حجم ماه تنها يك پنجاهم حجم زمين و جرم آن يك هشتاد و يكم جرم زمين است . ماه در فاصله متوسط 380 هزار كيلومتري زمين به دور آن در گردش است و از مهم ترين اثرات آن بر زمين ، كشند آب درياها و اقيانوس ها است . همواره يك روي ماه رو به زمين است . گرانش آن ، يك ششم گرانش زمين است . خاك ماه دانه دانه است و گمان مي رود در بعضي جاها و زير سطح رويي خاك ، لايه اي از يخ وجود داشته باشد . نيل آرمسترانگ و ادوين آلدرين ، نخستين آدمياني بودند كه در 30 تيرماه 1348 ، ساعت 5:47:20 (به وقت ايران) و توسط موشك آپولو 11 بر سطح ماه گام نهادند.

ديگر سياره ها
 

تير و زهره سياره هاي پيشازميني هستند، يعني پيش از زمين نسبت به خورشيد قرار دارند؛ و باقي سياره ها پسازميني هستند ، يعني پس از زمين نسبت به خورشيد قرار گرفته اند. تير به سبب نزديكي به خورشيد ، دماي بالايي دارد و همچون دوزخ است . زهره سياره زيبايي و پر نورترين جرم آسماني پس از خورشيد و ماه است.
بهرام ، خواهرخوانده زمين است . قطر آن نصف زمين است و گذشته بسياري باور داشتند كه در آن زندگي جاري است ، حتي آبراهه هايي را هم بر آن رصد كرده بودند ، اما تمام اين نگاره ها با فرستادن دو پويشگر روح و فرصت به سرپرستي دانشمند و مدير ايراني ناسا ، دكتر فيروز نادري ، رد شد، اما كشف بسيار شگفت آور ديگري رخ داد و آن پيدا كردن آب در اين سياره بود ، البته به صورت يخ . بد نيست اين را هم به نكات شگفت آور بيفزاييم كه بزرگ ترين آتشفشان منظومه خورشيدي در بهرام است . نامش را اليمپوس مونز نهاده اند و بلنداي آن سه برابر اورست است .
مشتري به تنهايي مي تواند در حجم خود تمام سياره ها و سيارك ها را جا دهد . جرم آن 318 برابر زمين است . چنان تند به دور خود مي چرخد كه استواريش ورم كرده است . بر مشتري توفاني هميشه برپاست و چرايي آن به درستي آشكار نيست . لكه هايي نيز بر آن ديده مي شود. بزرگترين شان در نزديي استواري آن و به درازاي 5 هزار و پهناي 11 هزار كيلومتر است . مشتري به سبب بزرگي و گرانش زياد ، بيشتر اجرامي را كه به درون منظومه راه مي يابند و احتمال برخورد با زمين را دارند ، به سوي خود مي كشاند . شگفت آور ترين برخورد در سال 1994 رخ داد. آن هنگام ستاره دنباله دار شوميكري لوي 9 به دام گرانش مشتري افتاده و خرد شده و در فاصله چند روز بر مشتري فرو ريخت . مشتري 63 ماه پيرامون خود دارد . يكي از آنها اروپا نام دارد و از آن جهت شگفت آور است كه دانشمندان باور دارند كه در اين ماه ، مقدار زيادي آب و يخ موجود است و بودن آب مايع مي تواند زندگاني را به دنبال داشته باشد . اما هنوز اسرار اروپا بر ما پوشيده است .

كيوان يا ارباب حلقه ها ، زيباترين سياره منظومه خورشيدي است . به دور آن كمربندي زيبا قرار گرفته است توسط گاليله كشف شد و گمان مي رود از خرده سنگ هايي به اندازه دانه ماسه تشكيل شده باشد . 95 برابر زمين است اما چگالي آن كم است و با تندي به دور خود مي گردد. كيوان 47 ماه به دور خود دارد . اورانوس ، 62 برابر زمين است و 27 ماه دارد .
اورانوس بر خلاف تمامي سياره ها و در جهت مخالف آنها به دور خود مي چرخد .
نپتون 57 برابر زمين است و 13 ماه دارد و پلوتو كه تازگي ها از دايره سياره ها بيرون گذاشته شده آن قدر دور است كه 1600 بار نسبت به زمين از خورشيد نور و گرماي كمتري دريافت مي كند. بر خلاف آن چه شايد شما بپنداريد ، پلوتو كران پاياني منظومه خورشيدي نيست . پلوتو تنها در فاصله يك پنجاه هزارم تا كران پاياني قرار دارد . پس از آن كمربندي از غبار به نام ابراوپيك ـ اورت قرار دارد كه در سال 19321 توسط ارنست اوپيك فرض و در سال 1950 توسط جان اورت بيشتر بررسي شد . گمان مي رود پهناي آن پس از پلوتو ، دو سال نوري باشد ؛ يعني حوزه گرانش خورشيد تا آن پهنه قدرت دارد . اما بر اساس يافته هاي امروز دانش ، نمي توان وجود آن را ثابت كرد. حتي تلسكوپ هابل نيز نتوانسته تصويري از آن تهيه كند.

سيارك ها
 

شگفت آورترين چيزي كه در منظومه خورشيدي يافت مي شود ، كمربند سياركهاست ؛ ميليون ها خرده سنگ كه در مداري ميان بهرام و مشتري قرار داشته و دست كم يكصد هزار سيارك با قطر بيش از 1/5 كيلومتر در آن وجود دارد . بزرگ ترين سيارك قطري برابر هشتصد كيلومتر دارد . آنها در فاصله دويست تا هشتصد ميليون كيلومتري از خورشيد به دور آن مي چرخند ، اما نكته ترسناك آن است كه برخي از اين سيارك ها بر صفحه اي كه ديگر اجرام به دور خورشيد مي گردند ، برگرد آن گردش نمي كنند. از آن رو امكان برخورد آنها با ديگر اجرام از جمله زمين وجود دارد . در مهرماه 1316 ، سيارك هرمس از فاصله هشتصد هزار كيلومتري زمين گذشت كه تنها دو برابر فاصله زمين تا ماه است.

ستارگان ، چراغ هاي كيهاني
 

ستارگان چراغ هاي كيهان هستند و در اندازه هاي گوناگون و روشنايي هاي ديگرگون وجود دارند . اما شالوده همه آنها ، گوي هاي داغِ گازي اي است كه نيروشان از واكنش هاي هسته در هسته مركزي تامين مي شود. در واكنش هاي هسته ستارگان ، هيدروژن مصرف و شكافته شده و بر اساس جرم آن ستاره و با نرخ هاي متفاوت ، هليوم و انرژي توليد مي كند . دماي سطحي يك ستاره با پرتو نور بدست آمده از آن اندازه گيري مي شود. اندازه گيري توده و جرم ستاگران به روش هاي نامستقيم هم ممكن است . پر جرم ترين ستاره ها ، پرنورترين نيز هستند ، علت اين است كه هسته اين ستاره هاي بسيار بزرگ ، به دليل گرانش بسيار زياد ماده با انباشتگي بسيار بالا ، بسيار بسيار درهم فشرده شده است (گرانش با جرم رابطه مستقيم دارد) كه باعث شتاب در واكنش هاي هسته اي مي شود. اما شكوه چنين ستاره هايي چندان ديرپا نيست. ستاره هاي غول پيكر آبي ـ سپيد، سوخت (هسته اي ) خود را در مدت كوتاهي در سنجه ستاره اي و در حدود ده مليون سال به پايان مي رسانند.
از سويي ستاره هاي كم جرم تر ، به آيامي و با تنگ چشمي و سخت گيري سوخت خودرا مصرف مي كنند. ستاره هاي كوچك نارنجي يا سرخ گون شايد براي صد ها ميليون سال به زندگي خود ادامه دهند. خورشيد ما نيز ستاره اي زرد رنگ با جرمي متوسط ، با همين درخشندگي اكنونش ، به مدت 4500 ميليون سال در حال تابيدن است و تابشش را تا 5000 ميليون سال ديگر كه سوختش به پايان مي رسد، ادامه خواهد داد. جرم يك ستاره ، رابطه نزديكي با درخشندگي اش دارد. بنابراين هر چه توده ستاره اي بيشتر باشد ، پرنورتر و درخشنده تر نيز خواهد بود. ستارگان منبع انرژي نوراني و گرمايي هستند. بزرگي اين انرژي از ديگر شگفتي هاي كيهان است . در هر دقيقه ، هر سانتي متر مربع از سطح زمين كه در راستاي پرتو نور خورشيد قرار دارد ، 1/94 كالري انرژي نوراني و گرمايي دريافت مي كند . اين عدد ، ثابت تابش خورشيدي نام دارد . خورشيد به طور متوسط بر هر كيلومتر سطح زمين در حدود دو ميليون اسب بخار انرژي مي دهد . شگفت آورتر ، اندازه انرژي اي است كه تنها در يك سال به زمين مي رسد و آن پنج ميليون برابر از تمامي انرژي هسته اي ، باد و هر انرژي ديگري كه در زمين توليد شود بيشتر است . باز هم شگفتي مي خواهيد ، بفرماييد : انرژي اي كه تنها در يك دقيقه از خورشيد تابش مي شود برابر است با عدد بسيار بزرگ 472300 ميليارد ميليارد اسب بخار! مي دانيد از عمر خورشيد چقدر گذشته؟ عمر خورشيد را به دقيقه تبديل و در عدد بالا ضرب كنيد . عدد به دست آمده اندازه انرژي است كه خورشيد در مدت عمر خود توليد كرده است . حالا آيا عددي را كه يافته ايد ، مي توانيد بخوانيد؟ بسيار خوب ، اين را هم بدانيد كه زمين تنها يك دو ميليارديوم از اين انرژي ، خورشيد در هر ثانيه در هسته خود 700 ميليون تن هيدروژن را به 69 ميليون تن هليوم تبديل مي كند و باقي مانده به انرژي تبديل مي شود . اين رقم در برابر جرم خورشيد چنان ناچيز است كه مي تواند تاپنچ ميليارد سال ديگر به زندگي ادامه دهد.

ستارگان رشته اصلي
 

اگر بر اساس درخشندگي يا قدر ظاهري بر اندازه گرما يا گونه طيفي ستارگان نموداري ترسيم كنيم و ستارگان را بر اين اساس در نمودار دسته بندي كنيم ،خواهيم ديد كه بيشتر آنها در رشته اي جا مي گيرند كه به رشته اصلي معروف است . هشتاد درصد از ستارگان قابل ديدن از جمله خورشيددر دوره بلوغ زندگيشان قرار دارند و به ستارگان رشته اصلي معروفند . ستارگان رشته اصلي از ديد بسياري ويژگي ها همانند يكديگر هستند . هر چه جرم بيشتري داشته باشند ، درخشندگي بيشتري هم دارند. اما دو مورد بسيار مهم ، نظم رشته را بر هم مي زند. نخست ستارگاني با درخشندگي زياد و دماي كم كه به غول هاي سرخ معروفند و دوم ستارگاني با درخشندگي اندك و دماي سطحي زياد كه به كوتوله هاي سفيد معروف بوده و هر دو گروه از رشته اصلي بيرون هستند.

ستارگان بيرون از رشته اصلي
 

غول هاي سرخ و به ويژه ابرغول هاي سرخ ، بسيار بزرگند . برخي آن قدر بزرگند كه مي توانندتا قسمتي (مثلا تا مدار كيوان) از منظومه خورشيدي را در خود جاي دهند. و اين حجم بزرگ نشان دهنده چگالي بسيار كم آنهاست. اين ستارگان در دوران سالخوردگي به سر مي برند و همه سوخت خود را براي واكنش هاي گرما ـ هسته اي به مصرف رسانده و از دايره رشته اصلي بيرون شده اند.
كوتوله هاي سفيد ستارگاني كوچك اند كه به آرامي همچون تكه زغالي در شومينه ، سرد شده و ناپديد مي شوند. جرم كوتوله هاي سفيد كمابيش معمولي و در حدود جرم خورشيد است، ولي حجمشان بسيار كوچكتر از اندازه آن و قطرشان تنها چند برابر قطر زمين است . در نتيجه چنين ستارگاني ، بسيار چگال هستند ، جوري كه يك قاشق از ماده يك كوتوله سفيد چندين تن وزن دارد. تاكنون صدها كوتوله سفيد شناخته شده است ، اما تعدادشان براستي بيش از آن است كه توسط رصدگران مشاهده شده باشد. نور اندك آنها باعث شده كه در ژرفاي فضا ناپيدا باشند . گام پاياني درگرگشت هنجار يك ستاره ، مرحله تبديل شدن كوتوله سفيد است . ستارگاني با اندازه اي متوسط چون خورشيد ، هنگامي كه به پايان عمر مي رسند ، نخست متورم شده و به غول سرخ دگرگون مي گردند‌، و سپس كوچك شده و به كوتوله هاي سفيد تبديل مي شوند.

ستارگان متغير
 

ستارگان رشته اصلي ، اجرامي پايدارند . جرم و در نتيجه درخشندگي آنها با گذشت ميليونها سال دستخوش دگرگوني نمي شود. برخي كوتوله هاي سفيد و غول هاي سرخ نيز چنين هستند . در برابر آنها ، ستارگاني وجود دارد كه درخشندگي آنهادر گذر زمان دگرگون مي شو. برخي روشنايي شان پيوسته دگرگون مي شود. از آن جمله متغيرهاي قيفاوسي و متغيرهاي دراز دوره هستند . درخشندگي قيفاوسي ها در آغاز دوره دگرگوني با شتاب زياد و براي ساعت ها زياد شده و سپس به مدت چند روز دوره تكرار مي شود . دگرگوني هاي بسيار منظم و سامان يافته اين ستارگان ، كمكي است براي اندازه گيري فواصل ستاره اي . متغيرهاي درازدوره معمولا غول هاي سرخي هستند كه دوره تناوب شان بيش از صد روز است ، تغييرات نور در آنها منظم نيست .

فضاي ميان ستاره اي
 

با وجود بزرگ بودن ستارگان ، فضاي ميان آنها بسيار بسيار بزرگ تر است . چگالي ماده ميان ستاره اي بسيار بسيار كم و در حدود يك اتم در هر سانتي متر مكعب و ده ذره غبار در هر كيلومتر مكعب است . سرچشمه قسمتي از اين ماده ، مربوط به دوران تشكيل كهكشان ها و بخش بزرگي از آن مربوط به ستاره هايي است كه مراحل دگرگوني خود را مي پيمايند و از راه انفجار هاي بزرگ ستاره اي به فضا راه يافته اند. تركيب اصلي آن بيشتر هيدروژن و هليوم بوده كه عنصر هاي آغازين هستند، اما اثر عناصر سنگين تر مانند كربن ، ازت و اكسيژن هم در آن يافت شده است.
منبع: ماهنامه دانشمند 565