سیاره مشتری
مُشتَری (هُرمُز يا زاوش يا برجیس) بزرگترین سیارهی منظومه شمسی است ، كه به ترتيب فاصله از خورشيد ، پنجمین سیاره - بعد از عطارد و زهره و زمين و مريخ - میباشد.
مشتری معمولا چهارمین شیء درخشان آسمان میباشد (بعد از خورشید ، ماه و سياره زهره)؛ البته گهگاهی مريخ درخشانتر از مشتری به نظر میآید.
جرم مشتری ۲.۵ بار از مجموع جرم سیارات منظومه شمسی بیشتر است. جرم مشتری ۳۱۸ بار بیشتر از جرم زمین میباشد و قطر آن ۱۱ برابر قطر زمین است. مشتری میتواند ۱۳۰۰ زمین را در خود جای دهد.
میانگین فاصلهی آن از خورشید در حدود ۷۷۸ میلیون و ۵۰۰ هزار کیلومتر میباشد (یعنی بیشتر از ۵ برابر فاصله زمین از خورشید). ستارهشناسان با تلسکوپهای مستقر در زمین و ماهوارههايی که در مدار زمین میگردند ، به مطالعه مشتری میپردازند. ایالات متحده تاکنون ۶ فضاپیمای بدون سرنشین را به مشتری فرستاده است. در ژوئیه ۱۹۹۴، هنگامی که ۲۱ تکه از دنبالهدار شومیکر-لوی ۹ با اتمسفر سیارهی مشتری برخورد نمود ، ستارهشناسان شاهد رویدادی بسیار تماشايی بودند. این برخورد باعث انفجارهای مهیبی شد که بعضی از آنها قطری بزرگتر از قطر زمین داشت.
ویژگی های فیزیکی
مشتری گوی غول پیکری ، متشكل از مخلوط گاز و مایع است و احتمالا مقداری هم مواد جامد دارد. سطح سیاره از ابرهای ضخیم زرد ، قرمز ، قهوهای و سفید رنگ پوشیده شده است. مناطق روشن رنگی « ناحیه » و قسمتهای تاریکتر « کمربند » نامیده میشوند. کمربندها و ناحیهها به موازات استوای سیاره قرار دارند.
مدار مشتری و چرخش آن
مشتری در یک مدار کمی بیضی شکل به دور خورشید می چرخد ، كه هر دور ۱۲ سال زمینی طول میکشد. سیاره همزمان با گردش به دور خورشید ، به دور محور فرضی خود نیز میگردد. چرخش مشتری به دور خود سریعتر از هر سیاره دیگری در منظومه خورشیدی است. چرخش مشتری به دور خود ۹ ساعت و ۵۶ دقیقه به طول میانجامد (مقایسه کنید با چرخش ۲۴ ساعتهی زمین به دور خود).
دانشمندان نمیتوانند به طور مستقیم سرعت گردش داخلی سیارات گازیشکل (سيارات مشتریمانند) را اندازهگیری کنند ، به همين دليل به صورت غیر مستقیم به اندازهگیری اين سرعت میپردازند؛ برای اين كار ، ابتدا سرعت متوسط چرخش ابرهای قابل مشاهده را اندازهگیری مینمایند. مشتری به قدر کافی امواج رادیویی ارسال میکند که به وسیله رادیوتلسکوپهای زمینی دریافت گردد. در حال حاضر دانشمندان از اندازهی اين امواج راديويی برای محاسبه سرعت چرخش مشتری استفاده می نمایند. قدرت اين امواج تحت تأثیر میدان مغناطیسی سیاره - در یک الگوی ۹ ساعت و ۵۶ دقیقهای که تکرار میگردد - تغییر میکند ، زیرا سرچشمهی میدان مغناطیسی ، هستهی سیاره میباشد. این تغییرات نشاندهندهی میزان سرعت جرخش داخلی سیاره میباشد. جرخش سریع مشتری باعث برآمدگی در استوای آن میشود. قطر استوای مشتری ۷ درصد بیشتر از قطر قطبهای آن میباشد.
جرم و چگالی
مشتری از هر سیاره دیگری در منظومه شمسی سنگینتر است. جرم آن ۳۱۸ بار بیشتر از زمين است؛ ولی با وجود جرم زیاد ، دارای چگالی نسبتا کمی میباشد. متوسط چگالی آن ۱.۳ گرم در سانتیمتر مکعب است (یعنی اندکی بیشتر از چگالی آب). چگالی مشتری در حدود یک چهارم چگالی زمین میباشد ، زیرا سیاره به صورت عمده از عناصر سبک هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. از سوی دیگر زمین عمدتا از عناصر سنگین آهنی و سنگی تشکیل شده است. عناصر شیمیايی سازنده مشتری بیشتر شبیه خورشید میباشد تا زمین. احتمالا مشتری هستهای از عناصر سنگین دارد ، كه احتمال میرود ترکیبی مشابه هستهی زمین ، اما ۲۰ تا ۳۰ برابر سنگینتر داشته باشد.
نیروی گرانش در سطح سیاره ۲.۴ برابر بیشتر از سطح زمین است؛ یعنی جسمی که روی زمین ۱۰۰ نیوتون وزن دارد ، در روی مشتری وزنی برابر با ۲۴۰ نیوتون خواهد داشت. جو مشتری از ۸۶ درصد هیدروژن ، ۱۴ درصد هلیوم و مقدار ناچیزی متان ، آمونیاک ، فسفین ، آب ، استلین ، اتان ، ژرمانیوم و مونوکسید کربن تشكيل شده است. درصد هیدروژن بر پایهی تعداد مولکولهای موجود در جو میباشد ، نه جرم کلی آنها.
این سیاره از لایههای رنگی از ابرها در ارتفاعات مختلف تشکیل شده است. مرتفعترین ابرهای سفید از کریستالهای منجمد آمونیاک تشکیل شدهاند. قسمتهای تاریکتر و ابرهای کم ارتفاعتر در کمربندها واقع شدهاند. پایینترین سطحی را که میتوان مشاهده کرد ابرهای آبی رنگ تشکیل دادهاند. دانشمندان انتظار کشف ابرهای آبدار را در ۷۰ کیلومتری سطح زیرین ابرهای آمونیاکی دارند (هر چند که تاکنون چنین سطحی کشف نشده است).
لکه سرخ بزرگ در سطح مشتری
بارزترین جلوهی سطح مشتری ، لکهی سرخ بزرگ آن میباشد که توده گاز چرخانی است که شباهت به گردباد دارد. قطر این لکه سه برابر قطر زمین است. رنگ لکه معمولا از قرمز آجری به قهوهای کمرنگ تغییر میکند و گاه این لکه کاملا محو میگردد. رنگ آن احتمالا ناشی از مقدار کم فسفر و گوگرد در کریستالهای آمونیاک میباشد. سرعت چرخش لکه در لبه آن در حدود ۳۶۰ کیلومتر در ساعت است. این لکه در فاصله یکسانی از استوا به آرامی از شرق به غرب حرکت میکند. ناحیهها و کمربندها و لکهی بزرگ بسیار پایدار بوده و مشابه سیستم چرخش زمین میباشد. از زمانی که منجّمان در سال ۱۶۰۰ از تلسکوپ برای مشاهده استفاده نمودهاند این خصوصیات تغییرات چندانی نداشتهاند.
دما
دمای هوا در ابرهای بالايی مشتری در حدود ۱۴۵- درجه سانتیگراد میباشد. اندازهگیریها نشان میدهد که دمای مشتری با افزایش عمق در زیر ابرها افزایش مییابد. دمای هوا در سطحی که فشار اتمسفر ۱۰ برابر زمین میباشد ، به ۲۱ درجه سانتیگراد میرسد. دانشمندان فکر میکنند که اگر مشتری دارای گونهای از زیست باشد ، حیات در این سطح ساکن خواهد بود؛ چنین حیاتی در گاز خواهد بود ، زیرا در این سطح هیچ قسمت جامدی وجود ندارد. دانشمندان تاکنون هیچ مدرکی از حیات بر روی مشتری نیافتهاند. نزدیک مرکز سیاره دما بسیار بیشتر میباشد. دمای هسته در حدود ۲۴ هزار درجه ، یعنی داغتر از سطح خورشید میباشد. ستارهشناسان عقیده دارند که خورشید ، سیارات و دیگر اجرام منظومه شمسی از چرخش ابرهايی از گاز و غبار شکل گرفتهاند. جاذبهی گازی و ذرات غبار ، آنها را به صورت ابرهای ضخیم گوی مانند از مواد در آورد. در حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش مواد به هم فشرده شدند تا اجسام متعدد منظومه شمسی به وجود آمدند. فشردگی مواد تولید گرما نمود. هنگام شكلگيری مشتری نيز ، گرمای بسیاری تولید شد.
میدان مغناطیسی
مشتری نیز همانند زمین و اکثر سیارات ديگر ، مانند یک آهنربای بزرگ عمل میکند. میدان مغناطیسی مشتری ۱۴ بار قویتر از زمین میباشد. بر طبق اندازهگیریهای به دست آمده توسط فضاپیماها ، میدان معناطیسی مشتری ، قویترین ميدان مغناطيسی در منظومه شمسی میباشد (به جز لکههای خورشیدی و ناحیههای کوچکی از سطح خورشید). دانشمندان به طور کامل از چگونگی تولید میدان مغناطیسی آگاه نیستند ، ولی احتمال میدهند كه حرکت هیدروژن فلزی داخل هستهی سیاره ، تولید میدان مینماید. میدان مغناطیسی مشتری بسیار قویتر از ميدان مغناطيسی زمين میباشد ، زیرا مشتری بسیار بزرگتر از زمين بوده و با سرعت بیشتری به دور خود میگردد. میدان مغناطیسی مشتری الکترونها و پروتونها و دیگر ذرات دارای بار الکتریکی را در کمربند پرتوافشان (رادیواکتیو) - که در اطراف سیاره قراردارد - به دام میاندازد. این ذرات بسیار قدرتمند میباشند به طوری که میتوانند به ابزارهای فضاپیماهایی که نزدیک سیاره شدهاند آسیب برساند. در داخل ناحیهای از فضا که مغناط کره نامیده میشود ، میدان مغناطیسی مشتری همانند یک زره عمل میکند. این زره سیاره را از بادهای خورشیدی و ذرات پر انرژی متوالی که از خورشید میآیند محافظت مینماید. اغلب این ذرات الکترونها و پروتونهايی هستند که با سرعت ۵۰۰ کیلومتر بر ثانیه حرکت میکنند. میدان مغناطيسی ، ذرات الکتریکی باردار را در کمربند رادیواکتیو به دام میاندازد.
مرکز تلهی مغناط کره نزدیک قطبهای میدان مغناطیسی میباشد. در آن قسمت از سیاره که از خورشید دور است ، مغناط کره به صورت دنبالهای عظیم در فضا کشیده میشود ، که دنبالهی مگنتو نامیده میشود. طول این دنباله ۷۰۰ میلیـــون کیلومتـــر میباشد. امواج رادیویی که از سیاره مشتری به رادیو تلسکوپهای زمینی میرسند دو نوع هستند : « فورانهای انرژی » و « تابشهای پی در پی » . فورانهای نیرومند هنگامی رخ میدهند که آیو (نزدیکترین قمر مشتری) از میان مرکز مغناطیسی سیاره گذر مینماید. تابشهای پی در پی از سطح مشتری و همچنین ذرات پر انرژی کمربند رادیواکتیو مشتری میآیند.
قمرها
مشتری حداقل دارای ۶۳ قمر است ، که ۱۶ قمر آن قطری بیش از ۱۰ کیلومتر دارند. چهار قمر از بزرگترین اقمار مشتری به ترتیب فاصله از این سیاره عبارتند از : آیو ، اروپا ، گانیمد و کالیستو. این چهار قمر را قمرهای گالیلهای مینامند ، زیرا گاليله (ستارهشناس ایتالیایی) آنها را در سال ۱۶۱۰ به وسیله اولین تلسکوپ کشف کرد. آیو دارای آتشفشانهای فعال بسیاری میباشد. هر فوران گازی آن دارای گوگرد میباشد. رنگ زرد متمايل به نارنجی سطح آیو احتمالا به خاطر مقدار بسیار زیاد گوگرد جامد ، که در سطح سیاره انباشته شده ، میباشد. اروپا کوچکترین قمر گالیلهای میباشد (با قطری برابر با ۳ هزار و ۱۳۰ کیلومتر). اروپا دارای سطحی از یخ صاف و ترک خورده است.
بزرگترین قمر گالیلهای گانیمد است (با قطری برابر با ۵۲۶۸ کیلومتر). گانیمد بزرگتر از سياره عطارد میباشد. کالیستو با قطری برابر با ۴۸۰۶ کیلومتر ، اندکی کوچکتر از عطارد است. به نظر میآید کالیستو و گانیمند از یخ و اندکی مواد سنگی ساخته شده باشند. هر دو قمر دارای دهانههای بسیاری میباشند. بقیه قمرهای مشتری بسیار کوجکتر از قمرهای گالیلهای هستند. امالیتا و هیمالایا دو قمر بزرگ بعدی میباشند. امالیتا به شکل سیبزمینی است (با قطری برابر با ۲۶۲ کیلومتر). قطر هیمالایا برابر با ۱۷۰ کیلومتر میباشد. بیشتر قمرهای باقیماندهی مشتری با تلسکوپهای بزرگ زمینی کشف شدهاند. دانشمندان دو قمر متیس و اداریستا را در سال ۱۹۷۹ ، با مطالعهی عکسهايی که فضاپیمای ویجر گرفته بود ، کشف کردند.
حلقه ها
مشتری دارای سه حلقهی باریک در اطراف استوای خود میباشد. این حلقه ها بسیار کم نورتر از حلقه های سياره زحل میباشند. به نظر میآید حلقه های مشتری عمدتا از ذرات ریز غبار ساخته شده باشند. حلقهی اصلی در حدود ۳۰ کیلومتر ضخامت و بیشتر از ۶۴۰۰ کیلومتر عرض دارد. مدار قمر امالیتا درون حلقه قرار میگیرد. دانشمندان دانشگاه مریلند و مؤسسهٔ ماکس پلانک ، راز دیرین علت بیهنجاریهای حلقه های نازک مشتری را دریافتهاند. در پژوهش منتشر شده در نسخهٔ ۱۲ اردیبهشت مجلهٔ نیچر (Nature) ، دانشمندان گسترش اندک بیرونیترین حلقه به خارج از مدار تبه (یکی از اقمار مشتری) را گزارش دادند و دیگر دانشمندان انحرافهایی را در مدل پذیرفته شده در مورد شکلگیری حلقه ها مشاهده کردند؛ بر اساس این مدل ، از بر هم کنش سایه و نور خورشید بر روی ذرات غبار ، حلقه ها تشکیل میشوند. داگلاس هامیلتون ، استاد ستارهشناسی دانشگاه مریلند ، گفت :
« معلوم میشود که محدودهٔ افزایش حلقهٔ بیرونی و دیگر رفتارهای عجیب در حلقه های هرمز در هالهای از ابهامند. » « همچنان که حلقه ها به دور سیاره میچرخند ، ذرات غبار داخل حلقه ها - هنگام گذر از میان سایهٔ سیاره - به طور متناوب باردار شده و تخلیهی بار میشوند. میدان مغناطیسی قوی سیاره بر این تغییرات منظم بارهای الکتریکی ذرات غبار اثر گذاشته و در نتیجه ذرات کوچک غبار به خارج از مرز بیرونی حلقهی مورد نظر سوق داده میشوند و حتی ذرات بسیار کوچک میل مداری یا جهت مداری خود را نسبت به سیاره تغییر میدهند. »
هامیلتون و هارالد کروگر (دستیار نویسندهٔ آلمانی) برای اولین بار اطلاعات برخوردی جدید در مورد اندازهٔ ذرات غبار و سرعتشان و نيز جهتهای مداری آنها را که فضاپیمای گالیله در طول سفرش (در سال ۱۳۸۲-۱۳۸۱) از حلقه های مشتری دریافت کرده بود ، مطالعه کردند. کروگر مجموعه اطلاعات جدید را بررسی کرد و هامیلتون مدلهای رایانهای دقیقی را ایجاد کرد که با غبار و اطلاعات تصویری روی حلقه های مشتری هماهنگ بود و خروج از مرکز مشاهده شده را توضیح میداد. کروگر گفت :
« با مدل خود میتوانیم تمام ساختارهای ضروری حلقه غباری مشاهده شده را توضیح دهیم. »
بر طبق نظر هامیلتون ، ساز و کارهای مشخص شده در این مدل ، حلقه های هر سیارهای در هر سامانهٔ ستارهای را تحت تأثیر قرار میدهد ، ولی این اثرات ممکن است بدین گونه که در مشتری است ، آشکار نشود. هامیلتون گفت :
« ذرات یخی در حلقه های معروف زحل خیلی بزرگتر و سنگینتر از آن هستند که به طور قابل ملاحظهای با این روند شکل گیرند و به همین دلیل بیهنجاریهای مشابه در آن جا مشاهده نمیشود. » « یافتههای ما بر طبق اثرات سایه ممکن است جنبههایی از شکلگیری سیارهای را روشن کند. زیرا ذرات غبار باردار باید به صورت تودههای بزرگتر ترکیب شوند ، تا این که در نهایت سیارات و قمرها شکل گیرند. »
غباری که حلقه های کم رنگ مشتری را تشکیل میدهد ، در زمانی که ذرات باقی مانده در فضا به صورت قمرهای داخلی کوچک (به ترتیب از نزدیکترین تا دورترین : آدراستیا ، متیس ، آمالتیا و تبه) فروپاشی کردند ، شکل گرفتند. این غبار به صورت یک حلقهٔ اصلی ، یک هالهٔ میانی و دو حلقهٔ کم رنگتر با فاصلهٔ بیشتر مرتب شده است. حلقه ها بیشتر در مدارهای این چهار قمر محدود شدهاند؛ البته برجستگی اندک و آشکار گسترش غبار به سوی خارج از مدار تبه تا این زمان ، دانشمندان را شگفتزده کرده است.
همانطور كه گفته شد گالیله اولین کسی بود که اقمار مشتری را کشف کرد. نخستین بار گالیله چهار قمر از بزرگترین قمرهای سیاره را در سال ۹۸۹ هجری خورشیدی مشاهده کرد. در ۱۶ آذر ۱۳۷۴، فضاپیمای گالیله متعلق به ناسا به مشتری رسید و اولین مدار از ۳۵ مدار دور سیاره را آغاز کرد. در بیشتر از هفت سال ، این فضاپیما ۱۴۰۰۰ تصویر از مشتری و قمرها و حلقه های آن گرفت. در ۳۰ شهریور ۱۳۸۲ فضاپیمای گالیله در یک فرود قابل کنترل قرار داده شد تا مأموریت خود را با سقوط در جو مشتری خاتمه دهد. علاوه بر ابزارهای عکسبرداری ، فضاپیما یک آشکارساز غبار بسیار حساس حمل میکرد ، که در سال ۸۲-۱۳۸۱ هزاران برخورد از ذرات غبار مسیرش به سوی حلقهٔ مشتری را ثبت کرد. یکی از کشفهای جدید و مهم فضاپیمای گالیله ، گسترش تبه بود.
برخورد دنبالهدار شومیکر-لوی ۹
در مارس ۱۹۹۳ سه ستارهشناس به نامهای یوجین شومیکر ، کارولین شومیکر و دیوید اچ لوی یک دنبالهدار را نزدیک مشتری کشف كردند. این دنبالهدار بعدا شومیکر-لوی ۹ نام گرفت. به علت جاذبه مشتری ، دنبالهدار به سوی مشتری کشیده شد. هنگامی که دنبالهدار کشف شد به ۲۱ تکه شکسته شده بود. احتمالا به هنگام نزدیک شدن به سياره ، در اثر گرانش سیاره متلاشی شده بود. محاسبات بر مبنای مکان و سرعت دنبالهدار نشان داد که در ژوئیه ۱۹۹۴ تکههای دنبالهدار با اتمسفر مشتری برخورد خواهند نمود. دانشمندان امیدوار بودند که اطلاعات زیادی از اثرات برخورد دنبالهدار و سیاره به دست بیاورد. ستارهشناسان تلسکوپهای بزرگ و مهم روی زمین را در تاریخ پیشبینی شده به سوی مشتری نشانهروی کردند. همچنین مشتری را به وسیله تلسکوپ قدرتمند هابل و فضاپیمای گالیله که در راه خود به سوی مشتری بود مشاهده مینمودند. تکهها به پشت مشتری - که از زمین و تلسکوپ هابل قابل مشاهده نبود - برخورد نمود ، اما چرخش مشتری باعث میشد که بعد از نیم ساعت اثر برخورد قابل مشاهد باشد. دانشمندان حدس میزدند که بزرگترین قطعهها قطری برابر با ۰.۵ تا ۴ کیلومتر داشته باشند.
برخورد به طور مستقیم توسط فضاپیمای گالیله - که در فاصله ۲۴۰ ميلیون کیلومتری سیاره قرار داشت - قابل مشاهده بود ، اما به دلیل خطر از کار افتادن دستگاههای فضاپیما و از دست دادن هدف اصلی مأموریت ، دادهها ثبت و ارسال نگردید. برخورد باعث انفجارهای عظیمی گردید (احتمالا به علت فشار و گرم شدن و پخش شدن اتمسفر گازی سیاره). اگر چنين برخوردی با زمين رخ میداد ، در اثر گرد و غبار ناشی از آن و سرد شدن زمین ، احتمالا زیست بر روی زمین از بین میرفت.
مأموریتها به مشتری
شش فضاپیما را به مشتری فرستادهاند :
۱- پایونر ۱۰
۲- پایونر-ساترن ۳
۳- ویجر ۱
۴- ویجر ۲
۵- اولیسز
۶- گالیله
نام های مشتری
نام سیارات منظومه شمسی در فارسی از اسطورههای ایرانی سرچشمه میگیرد. اما نام اکثر سیارات در زبانهای غربی از اسطورههای رومی و یونانی سرچشمه میگیرد. برای نام سیاره مشتری چندین صورت نوشتاری وجود دارد ، که به سبب تبدیل از شکل گفتاری به شکل نوشتاری ناشی شده است. در فارسی این شکلها تغییر یافتهی اهورامزدا میباشند. البته صورتی كه بیش از سایرین رایج بوده و هست همان شکل مشتری است.
در زیر فهرستی از نامها را که برگرفته از فرهنگ دهخداست ، مشاهده میکنید. (نامهای پایانی غیر فارسی هستند.)
نامهای فارسی :
- مشتری (هورمز يا هرمز)
- اهورامزدا
- مشترید
- ارمزد (اورمزد)
- برجیس
- مژدو آورسر
نامهای عربی :
- مشتری (از یونانی)
- سعد اکبر
- منتهی الارب
- احور
- خطیب فلک
- قاضی فلک
نامهای دیگر :
- زئوس (زوس ، زاوش ، زواش ، زوش) : یونانی
- ژوپیتر : رومی (که خداوندان طبیعت هستند)
- برهسپت : هندی
- رووخسپی
ادبیات
رمان دنبالهدار علمی تخیلی اودیسه ، تألیف آرتور چارلز کلارک ، طی يک دورهی سی و سه ساله (از سال ۱۹۶۴ تا سال ۱۹۹۷) در مورد چند سفر تخیلی به قمرهای این سیاره تألیف شده است. این رمان از بزرگترین آثار علمی - تخیلی جهان بوده و منشأ ساخت فیلمهای سینمایی معروف - از جمله ساخته کلاسیک استانلی کوبریک - بوده است.
گردآورنده: دنیاها، دانشنامۀ فارسی | www.donyaha.ir