سیارۀ “اورانوس” را بهتر بشناسیم

اورانوس هفتمین سیاره نسبت به خورشید است. این سیاره با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شود و در سال ۱۷۸۱ میلادی، توسط “ویلیام هرشل” اخترشناس انگلیسی کشف شده است. فاصله اورانوس تا خورشید بیش از دو میلیون و هشتصد هزار کیلومتر است. در این فاصله، دمای ابرهای آن منفی ۲۱۴ درجه سانتی‌گراد است.

carousel uranus

این سیاره بسیار آهسته حرکت می‌کند و مسیری طولانی برای چرخش به دور خورشید دارد. بنابراین هر بار چرخش به دور خورشید ۸۴ سال طول می‌کشد. اورانوس سومین سیاره بزرگ در منظومه شمسی است و ۶۴ زمین در داخل این سیاره جای می‌گیرد. اورانوس بر خلاف اندازه خود، به سرعت می‌چرخد و یک روز در اورانوس تنها ۱۷ ساعت و ۱۴ دقیقه طول می‌کشد.

مدار چرخش این سیاره به دور خودش افقی است و به این معنی است که خورشید گاهی اوقات به طور مستقیم به قطب‌های سیاره می‌تابد. دو حرکت وضعی و مداری اورانوس با زاویه ۹۸ درجه(عمود) نسبت به هم صورت می‌گیرد. هر قطب سیاره یک تابستان و یک زمستان دارد که ۲۱ سال طول می‌کشد که این قطب‌ها را به گرم‌ترین و سردترین نقاط سیاره تبدیل کند.

Uranus Earth size comparison

اجزای تشکیل دهندۀ اورانوس
گازهای اصلی در اتمسفر صخیم این سیاره،‌ هیدروژن و هلیوم و مقدار کمی متان است.(متان نور آبی پراکنده می‌کند. به همین دلیل اورانوس به رنگ آبی به نظر می‌رسد.) البته نسبت به مشتری و زحل بسیار متفاوت است. اورانوس عمدتا از “یخ” که مخلوطی از آب، متان و آمونیاک است، تشکیل شده است. در مرکز این سیاره، ممکن است یک هسته سنگی کوچک وجود داشته باشد. این به این معنی است که این سیاره نسبت به جثه‌اش وزن بسیار کمی دارد.

اورانوس، سیارۀ به پهلو خوابیده

آنچه که درباره اورانوس جالب توجه است، کج بودن این سیاره است. گویی چیزی به پهلوی اورانوس اصابت کرده و او را به پهلو خوابانده است. درجه انحراف این سیاره از محور حدود ۹۸ درجه است، بدین معنی که قطب‌های شمال و جنوب آن در جایی که خط استوای زمین می چرخد قرار دارند.

image Uranus Rings

در واقع یکی از نظریات مهم در مورد کج بودن اورانوس برخورد جرمی سنگین به اندازه یک سیاره سنگی مانند زمین به اورانوس در اوایل شکل‌گیری منظومه شمسی است. حاصل این برخورد هدایت سنگ و یخها به داخل مدار سیاره بوده که این سنگریزه‌ها بعدا قمرهای اورانوس را ایجاد نمودند. بر اثر این برخورد میدان مغناطیسی نیز منحرف شد اما نکته جالب این است که جو این سیاره تغییر خاصی پیدا نکرد. همچنین به پهلو خوابیدن این سیاره باعث شده اورانوس طولانی‌ترین فصل‌ها را در بین دیگر سیارات دارا باشد، یعنی هر فصل آن حدود ۲۱ سال زمینی طول می ‌کشد.

هستۀ اورانوس

با اینکه اغلب سیاره‌ها هسته‌های مذاب سنگی دارند، مرکز اورانوس از مواد یخی تشکیل شده است. هسته‌ی مایع ۸۰ درصد جرم این سیاره را تشکیل می‌دهد که بیشترین بخش آن از یخ آب متان و آمونیاک است و تا ۲۰ درصد شعاع آن توسعه یافته است. گرمای درونی اورانوس از میزان قابل انتظار ستاره‌شناسان پائین‌تر است. دمای هسته‌ی این سیاره به ۴۹۸۲ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسد، به نظر داغ است اما در مقایسه با هسته‌ی دیگر سیاره‌ها کاملا سرد است.

oo web

میدان مغناطیسی اورانوس

اورانوس میدان مغناطیسی شدیدی دارد. زاویه محور طولی این میدان با محور طولی سیاره زاویه ۵۹ درجه می‌سازد. این میدان مغناطیسی انرژی زیادی را که بیشتر به شکل ذرات باردار الکترونها و پروتون‌ها می باشد، به دام می‌اندازد. با حرکت این ذرات به عقب و جلوی قطب‌های این میدان، امواج رادیویی به وجود می‌آید. کاشگر ویجر ۲ توانست این امواج را دریافت و شناسایی کند، اما این امواج آنقدر قوی نیستند که از زمین نیز قابل ردیابی باشند.

Uranus Magnetic Field SkyMarvels

بارش الماس در اورانوس

به گفته دانشمندان و پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا در برکلى، از سیارات اورانوس و نپتون دانه‌هاى تگرگ مانند الماس ساخته و فرو مى ریزند. این دو سیارات گاز گونه که قطر هر یک به حدود ۵۰۰۰۰ کیلومتر مى‌رسد در فاصله ۲.۸ و ۴.۵ میلیارد کیلومترى به دور خورشید مى‌چرخند. منشاء این الماس‌ها متان است، با توجه به فشار و حرارت درونی زیاد در این دو سیاره مولکول‌ها متان ابتدا مى‌شکنند و اتم‌هاى کربن و هیدروژن تبدیل مى‌شوند. سپس اتم‌هاى کربن به هم مى پیوندند و الماس را مى‌سازند این الماس‌ها باید تحت تاثیر جاذبه سیاره به صورت بارانى از کریستال فرود آیند.

n

قمرها و حلقه‌های اورانوس

اورانوس دارای ۲۷ قمر شناخته شده است و هیچ‌ کدام از این قمرها خیلی بزرگ نیستند. بزگترین قمرهای اورانوس اُبِرون و تیتانیا هستند که قطر هر دو حدود ۱۵۰۰ کیلومتر است. حلقه‌های اورانوس در تاریخ ۱۰ مارس ۱۹۷۷ توسط جیمز ال. الیوت، ادوارد دبلیو. دانهام، و داگلاس جی. مینک کشف شد. بیش از دویست سال پیش ویلیام هرشل اعلام کرد که این حلقه‌ها را دیده‌ است ولی اخترشناسان امروزی در این گفته شک دارند زیرا این حلقه‌ها بسیار تاریک و کم‌نور هستند.

px Uranian rings scheme

تا سال ۲۰۰۸ حلقه‌های اورانوسی شناخته‌ شده ۱۳ عدد هستند. در میان حلقه‌ها ممکن است نوارهای گرد و غبار یا قوس‌های ناتمامی وجود داشته‌ باشند. حلقه‌های اورانوس بسیار تاریک‌ هستند و احتمالا از یخ‌آب و مواد آلی تاریک و پرتو دیده تشکیل شده‌اند. شکل حلقه‌ها بیضی‌گون است که احتمالاً زیر تأثیر گرانش قمرهای همسایه به این شکل درآمده‌اند. اغلب این حلقه‌ها بسیار باریک هستند و حداقل یک حلقه توسط شهاب‌سنگ‌ها که به یک قمر کوچک برخورد کرده، به وجود آمده است.

ماموریت به سمت اورانوس

دانشمندان علوم سیاره‌ای قصد دارند طی یک مأموریت مهم به‌ سمت اورانوس یا نپتون فضاپیما ارسال کنند. از آنجایی که سوالات بی‌پاسخ زیادی دربارۀ سیارات غول‌ یخی وجود دارد، ارسال یک کاوشگر به سمت ِ آنها جهت کسب اطلاعات بیشتر ضروری به نظر می رسد. ویجر ۲ تنها فضاپیمای ناسا است که در پروازهای کوتاه دهه ۱۹۸۰ از اورانوس و نپتون دیدن کرد.

uranus carousel

تقویت قدرت فضاپیما با گردش به‌دور مشتری

هم‌ترازی نادر آسمانی میان نپتون، اورانوس و مشتری در اوایل دهه ۲۰۳۰ رخ می‌دهد و این هم‌ترازی باعث می‌شود که فضاپیما در اطراف مشتری مانند تیری که از چله‌ی کمان رها می‌شود به مسیر خود به‌سمت دیگر سیارات ادامه دهد. این مسئله باعث کاهش زمان سفر می‌شود و فضاپیما می‌تواند در زمان طول‌عمر مفید ابزارها و سیستم‌های قدرتی خود –معمولاً ۱۵ سال- به‌خوبی به مقصد برسد. این کار باعث کاهش مصرف سوخت هم می‌شود و فضاپیما می‌تواند مجموعه‌ی کاملی از ابزارهای علمی را با خود حمل کند. برای بهره‌گیری از این هم‌ترازی باید مأموریتی به سمت نپتون تا حدود سال ۲۰۳۱ و مأموریتی به‌سمت اورانوس تا میانه‌ی دهه‌ی ۲۰۳۰ انجام شود.

Microscopic Scales

بازسازی شرایط سیارات غول گازی

دانش ما از داخل سیاره‌ها، بر اساس ویژگی‌های سطح سیاره و میدان مغناطیسی آنها بدست می‌آید. اینها خود نیز متأثر از ویژگی‌های فیزیکی ساختار درونی آنها، مثل انتقال انرژی، جرم و بار در درون لایه‌های میانی واسطه هستند. به همین دلیل است که ما روشی محاسباتی و نظری برای محاسبهٔ رسانایی گرمایی و الکتریکی آب با شرایط و مراحل مشابه با سطح آن سیارات ابداع کردیم که با شبیه‌سازی به روز بر روی دینامیک میکروسکوپی چند صد اتم و لحاظ کردن ماهیت کوانتومی الکترون‌ها بدون هیچ حدس و گمانی در آینده شروع می‌شود. با شبیه‌سازی مقیاس اتمی به مدت کسری از ثانیه، ما می‌توانیم بدانیم چه اتفاقی بر سر اجرام غول‌آسا در بازه‌های چند میلیارد ساله افتاده است.

فیسبوک توییتر گوگل + لینکداین تلگرام واتس اپ کلوب

دیدگاهتان را بنویسید