Suroosh Sanei چهارشنبه 1 شهریور 1396 08:06 ب.ظ نظرات ()
سیاره ی نارنجی مایل به قهوه ای زحل که به نام های کیوان و ساترن (الهه ی زمان و پدر ژوپیتر) نیز خوانده می شود زیباترین سیاره ی منظومه ی شمسی است که جرمی گازی و بسیار بزرگ تر از زمین و دیگر سیارات خاکی محسوب می شود. 
سیاره ی زحل

مشخصات کلی زحل:
قطر متوسط 120536 کیلومتر 
فاصله ی میانگین از خورشید 1426.8 میلیون کیلومتر
دوره ی گردش انتقالی 29.4235 سال زمینی
دوره ی گردش وضعی 10.23 ساعت 
چرخش سریع این سیاره موجب شده تا میزان پخ شدگی آن نیز زیاد باشد به طوری که سیاره در نواحی استوایی برآمده و در مناطق قطبی کمی فرو رفته به نظر می رسد. 
جرم 95.17 برابر زمین 
دمای میانگین سطحی 180- درجه سانتیگراد
زاویه ی میل محوری 26 درجه و 44 دقیقه قوس
نسبت بازتاب 0.47 (47 درصد نور خورشید را به فضا بازتاب می دهد.)
جاذبه ی سطحی 1.19 برابر زمین 
خروج از مرکز مداری 0.055
سرعت گریز از جاذبه ی آن 35.26 کیلومتر در ثانیه
چگالی (تراکم) نسبته به آب 0.70 گرم بر سانتیمتر مکعب (کمتر از چگالی آب)
در واقع اگر به طور فرضی اقیانوس عظیمی از آب وجود داشته باشد سیاره ی زحل به راحتی بر آب شناور خواهد شد. چگالی اندک آن دلالت دارد بر اینکه ساختار آن عمدتاً از عناصر سبک می باشد.

ساختار درونی:
سیاره ی زحل یک کره ی عمدتاً گازی است در واقع سیاره سطح جامدی مانند سیارات سنگی زمین و مریخ ندارد. ساختار درونی و جوی زحل به سیاره ی مشتری شباهت بسیار دارد با این تفاوت که هسته ی مرکزی آن بزرگ تر و لایه ی هیدروژن فلزی آن ضخامت کمتری دارد از این رو میتوان ساختار آن را به بخش های زیر تقسیم بندی کرد: 
1. هسته ی سنگی (سیلیکاتی) داغ مرکزی 
2. لایه ی هیدروژن فلزی 
3. لایه ی هیدروژن مولکولی که همان جو متراکم زحل است. 
سیاره ی زحل

جو زحل: 
نمای جو فوقانی زحل از فضا به صورت کره ای با خطوطی موازی تیره و روشن همانند سیاره ی مشتری است ولی این خطوط کمی محو و کمرنگ تر دیده می شوند. علت پیدایش چنین مناطق روشن و تیره وجود سلول های همرفتی در جوّ ضخیم زحل است که در آن توده های گاز گرم از مناطق عمیق زحل صعود کرده و توده گاز های سرد شده در جو فوقانی زحل به دلیل چگالی بیشتر به سمت مناطق عمیق تر جو نزول می کنند. تغییرات رنگ نیز به دلیل برهم کنش اشعه ی ماورای بنفش خورشید با گازهای جو فوقانی زحل است که منجر به تشکیل گازهای رنگین می شود. 
سیاره ی زحل

اجزای گازی سازنده ی جو زحل عبارتند از:
هیدروژن مولکولی 96.3 درصد، هلیوم 3.25 درصد، مابقی شامل: متان، آمونیاک، دوتریم (ایزوتوپ سنگین هیدرژن)، اتان و بخار آب. همچنین دارای آئروسل هایی از جنس یخ آمونیاک، یخ آب و هیدروسولفید آمونیوم است. 
طبق تصاویر و اطلاعات کاوشگر های فضایی وویجر 1 و 2 همچنین تلسکوپ فضایی هابل، در جو زحل گاهی اوقات طوفان های عظیمی رخ می دهد که حتی با تلسکوپ های بزرگ نیز از زمین قابل مشاهده است. سرعت تندبادهای آن در نواحی استوایی زحل به 1800 كیلومتر در ساعت می‌رسد. 
سیاره ی زحل

همچنین در قطبین آن ایجاد نورهای قطبی (شفق) اثبات و آشکار شده است. (فایل زیر)
Saturns-Aurora-Dancing_10s.rar [حجم: 490.34 کیلوبایت] ( تعداد دانلود: 40)
منشاء و ماهیت حلقه های زحل:
در واقع حلقه های زحل شامل بی شمار قطعات و خرده های ریز سنگ و یخ یا سنگ های پوشیده از یخ آب در ابعاد چند میلیمتر تا چند متر است. جالب آنکه حلقه ها در محدوده ی خاصی از زحل جای دارند. 
سیاره ی زحل

منشاء پیدایش حلقه ها هنوز نامشخص است ولی طبق نظر ستاره شناس فرانسوی ادوارد رش (Edvard Roche) حدّی برای حداقل فاصله اقمار یک سیاره تا سیاره مادر وجود دارد که 44/2 برابر شعاع همان سیاره است. در غیر آن صورت قمر تحت تاثیر گرانش شدید سیاره و ایجاد انقباضات (جزر و مدّهای) شدید متلاشی می گردد و قطعات خرده شده آن همانند حلقه هایی به دور سیاره پخش می شوند. جالب آنكه ضخامت حلقه ها از حدود 200 متر تجاوز نمی كند! 
سیاره ی زحل

از آنجایی که تمام سیارات گازی منظومه ی شمسی حلقه هایی به دور خود دارند بررسی موقعیت حلقه ها نشان داده که آن ها تطابق خوبی با یکدیگر و میزان حد رش دارند. (شکل زیر)
سیاره ی زحل

نامگذاری حلقه ها:
پهناورترین و مشخص ترین حلقه‌های زحل از خارج به داخل به ترتیب با حروف A، B و C نامگذاری شده‌اند. حلقه‌های A و B بوسیله ی شكاف كاسینی (به نام كاشف آن) از هم جدا شده‌اند. حلقه یA نیز خود جداگانه بوسیله ی شكاف باریكی به نام انكه به دو بخش تقسیم شده است. علاوه بر حلقه‌های سه‌گانه‌ی فوق، حلقه‌ی دیگری به نام D بین حلقهC و سیاره وجود دارد كه بواسطه‌ی شكاف فرنچ از هم جدا شده است. در خارج از حلقه ی A نیز حلقه ی باریك دیگری به نام F وجود دارد كه شكاف پایونیر آن را از حلقه ی A مجزا كرده است. در آن سوی حلقه‌ی F دو حلقه‌ی بسیار باریک دیگر به نام های G و E وجود دارند. 
لازم به ذکر است نمای حلقه های زحل از فاصله ی بسیار نزدیک به آن ها به صورت بی شمار حلقه جلوه گری می کند. 
سیاره ی زحل

سیاره ی زحل

سیاره ی زحل

میدان مغناطیسی زحل:
سیاره ی زحل دارای میدان مغناطیسی قدرتمندی است که وجود آن اولین بار در سال 1979 میلادی به وسیله ی کاوشگر ی فضایی پایونیر 11 آشکار گردید. شدت میدان مغناطیسی آن 850 برابر زمین (شدت میدان مغناطیسی زمین در ناحیه ی استوا 0.3 گوس) و حدود 30 برابر ضعیف تر از میدان مغناطیسی سیاره ی مشتری است. پیدایش میدان مغناطیسی قوی آن را به جرم زیاد این سیاره، وجود لایه ی فلزی هیدروژنی مایع و گردش وضعی سریع این سیاره نسبت می دهند که همانند یک دیناموی عظیم عمل می کند. بررسی بیشتر آشکار کرده که شدت میدان مغناطیسی زحل در قطب شمال کمی بیشتر از قطب جنوب آن است. همچنین میدان مغناطیسی زحل دارای مناطق یا کمربندهای تابشی همانند کمربندهای مغناطیسی ون آلن زمین است که در آن سوی لبه ی خارجی حلقه های اصلی زحل گسترش یافته اند. شماری از الکترون های تابشی میدان مغناطیسی زحل به فوریت به وسیله ی حلقه ی A زحل منحرف می شوند زیرا الکترون ها به وسیله ی ذرات حلقه جذب می گردند. نتایج بررسی های بیشتر نشان داده احتمالاً منطقه ی بین حلقه ی A و گوی سیاره عاری ترین منطقه ی تابش های مغناطیسی در سرتاسر منظومه ی شمسی است. 
قمرهای زحل:
در اطراف زحل حدود 63 قمر با قطرهای از چند کیلومتر تا 5150 كیلومتر یافت شده است كه اكثر آنها دنیاهای سنگی پوشیده از یخ هستند كه گودال‌های برخوردی زیادی بر سطحشان نمود دارد. بزرگ ترین قمر زحل، تیتان نام دارد كه حتی از سیاره‌ ی عطارد و ماه زمین نیز بزرگ تر است. در واقع آن دومین قمر بزرگ منظومه ی شمسی بعد از گانیمد (قمر مشتری) محسوب می شود. اسامی برخی از اقمار بزرگ شناخته شده ی سیاره زحل عبارتند از: تیتان- ری آ- پاپتوس- فی بی- دیون- تیتس- انسلادوس- هیپریون- میماس.

انسلادوس

سیاره ی زحل

تصویری تخلیی از رویداد آبفشان در سطح یخی انسلادوس 
سیاره ی زحل

دیونه

سیاره ی زحل

تیتان، تنها قمر دارای جو در منظومه ی شمسی

سیاره ی زحل

تیتان، تنها قمر دارای جو در منظومه ی شمسی

سیاره ی زحل

یاپتوس

سیاره ی زحل

میماس

سیاره ی زحل

فوبه

سیاره ی زحل

تیتان، قمر شگفت انگیز
یکی از کشفیات کاوشگر فضایی وویجر آشکارسازی جوّی غلیظ و نارنجی رنگ در اطراف بزرگ ترین قمر زحل، تیتان می باشد. 
سیاره ی زحل

این قمر قطری معادل 5150 کیلومتر دارد. تیتان در 25 مارس 1655 میلادی بوسیله كریستین هویگنس، ستاره‌شناس مشهور هلندی كشف گردید. فاصله‌ی مداری آن از سیاره‌ی زحل 1221600 كیلومتر است كه در مدت 15.94 روز به دور زحل می‌گردد. نیروی جاذبه ی آن برای نگه داشتن برخی گازها در جوّ کفایت می کند. همچنین مشخص شده که در جوّ مه آلود و غلیظ این قمر گازهای نیتروژن، هلیوم و متان به وفور یافت می شود. 
در سال 1903 میلادی جی. كماس ‌سولا (J. Comas Sola) ستاره‌شناس اسپانیایی نخستین نشانه‌های وجود جوّ در پیرامون این قمر را مشاهده كرد. طی سال های 1934 تا 1944 میلادی نیز جرارد. پی. كوئیپر (Gerard P.Kuiper) به كمك دستگاه‌های طیف‌نگاری ویژه، وجود جوّ را در تیتان آزمایش و تأیید كرد.
كاوش های فضایی كه به یاری سفاین فضایی ویجر 1 و2 صورت گرفت نشان داد كه جوّ تیتان عمدتاً از نیتروژن و كمی متان و هلیوم تشکیل شده است و تراكم نسبتاً زیاد آن مشاهده ی سطحش را مشكل می كند. آزمایشات ویجر1 فشار جوّ تیتان را 6/1 برابر فشار جوّ زمین و دمای سطحی آن را معادل 92 درجه كلوین نشان داد. شرایط حاكم بر جوّ تیتان احتمال وجود گونه‌ای از حیات را در قمر مزبور ایجاب می‌نماید. اما از آنجایی كه دمای تیتان بسیار كم است این تصور بسیار نامحتمل خواهد بود. سفینه ی کاسینی - هویگنس در سال 1997 میلادی با مأموریت شناخت هر چه بیشتر این منظومه سیاره ای کوچک به فضا پرتاب شد. در سال 2004 میلادی با جدا شدن کاوشگر هویگنس از سفینه ی مدارگرد کاسینی و سقوط آن در جوّ تیتان دانشمندان به اطلاعات ارزشمند و شگفت انگیزی از شرایط حاكم بر سطح قمر تیتان دست یافتند. همچنین وجود دریاچه هایی از نیتروژن و متان مایع بر سطح تیتان محقق گردید. در هر حال شناخت ساختار جوّ و سطح تیتان می‌تواند كلید چگونگی تشكیل حیات اولیه بر زمین ما باشد. 
سیاره ی زحل

سفینه های ارسالی:
تاکنون سفینه های کاوشگر پایونیر11 (سال1979)، وویجر 1 (سال1980)، وویجر 2 (سال1981) از این سیاره دیدن کرده اند و در حال حاضر نیز سفینه ی کاسینی- هویگنس Cassini/Huygens (از سال 1997) در حال بررسی این سیاره است. این سفینه ها با ارسال عکس ها و اطّلاعات ارزشمند، بسیاری از ناشناخته های این سیاره و اقمار شگفت انگیزش را کشف و در اختیار بشر قرار داده اند.
سیاره ی زحل

سیاره ی زحل

ویژگی های رصدی سیاره ی زحل و قمرهایش:
• از لحاظ رصدی در آسمان زمین به صورت جرمی به رنگ خرمالوئی یا نارنجی مایل به قهوه ای و نسبتاً درخشان قابل و مشاهده است. این سیاره به دلیل دوری از زمین مانند سیارات نزدیك تر نورانیت زیادی در آسمان ما ندارد و ممكن است افراد آن را با ستارگان اشتباه بگیرند.
• تمام سیارات از جمله زحل در شرایط آرام جوّی چشمک نمی زنند (برخلاف ستارگان كه چشمك می زنند).
• قدر ظاهری (نورانیت) زحل بین 0.3- تا 0.8+ تغییر می کند تغییرات قدر این سیاره به دلیل تغییر فاصله ی آن از زمین است. نورانیت آن در نزدیكترین فاصله ی از زمین با نورانیت پرنورترین ستارگان رقابت می كند.
• قطر ظاهری سیاره بین 14.5 تا 20.1 ثانیه قوس تغییر می کند که کم تر از نصف قطر ظاهری مشتری است. تغییرات قطر ظاهری این سیاره به دلیل تغییر فاصله ی آن از زمین است. 
• حلقه ی زحل و قمر بزرگ آن تیتان، به راحتی با تلسكوپی كوچك یا دوربین دوچشمی با بزرگنمایی حداقل 10 برابر قابل تشخیص و رویت هستند. تغییر موقعیت (حرکت مداری) و مدّت گردش انتقالی تیتان به دور زحل از طریق چند شب رصد متوالی قابل تشخیص و بررسی است.
• حلقه های زحل از دید راصد زمینی همواره به یک صورت و نما دیده نمی شود و بسته به زاویه ی مداری و موقعیت کره ی زمین و سیاره ی زحل در مدارشان در زمان های مختلف، متفاوت دیده می شود.