[medo2000]

اما الان فرحبوا باكبر الكواكب حجما على الاطلاق

الان مع

كوكب المشتري

عندما يصل حديثنا إلى خامس الكواكب بعداً عن الشمس تشعر حقا بعظمة هذا الكوكب حتى يقال إن المشتري اشترى العظمة لنفسه، فهو العملاق بين الكواكب المضيء المتألق هو وأقماره الكبيرة التي يمكن رؤيتها بأصغر المقارب.

لا يسبقه شدة إضاءة إلا كوكب الزهرة. وتألقه من ضخامة حجمه فهو ملك الكواكب وأكبرها حجما. فإذا فرضنا قطر الأرض واحداً فإن قطرة أكبر 11 مرة من قطر الأرض، و بالتالي حجمه أكبر بأكثر من 1338 مرة من حجم الأرض. فتخيل لو افترضنا أنه كرة مجوفة سوف نحتاج إلى ما يقارب 1338 كرة أرضية لملأ تجويف الكوكب من الداخل. وكتلته أكبر بحوالي 318 مرة من كتلة الأرض.

ويعتقد العلماء أن كتلة المشتري وحدها تشكل 3/4 كتلة النظام الشمسي. من هذه الأرقام نشعر بأن الأرض ليست أكثر من نقطة صغيرة بجانب هذا العملاق الكبير. وسندرس في هذا الفصل المزيد من المعلومات عن هذا الكوكب.

المشتري بالأرقام

يدور كوكب المشتري في مداره حول الشمس وهو قائم تقريبا إذ يميل محوره فقط 3 ْ عن العمود القائم على مستوى مداره. ويدور على بعد متوسطه 778 مليون كلم عن الشمس وشذوذه مركزيته e=0.048 .

نصف قطر الكوكب 71.400كلم تقريبا، فهو ليس كروي بل يميل إلى التفلطح عند دائرة الاستواء إذ يبدو منبعجاً من الوسط والأرقام تدل على هذا، فقطره عند الاستواء يعادل 71400 كلم أما قطره من القطب الشمالي إلى الجنوبي يعادل 66800 كلم.

ويعزى هذا السبب إلى دورته السريعة حول نفسه. كتلة المشتري1.9 ×10 27 كغم وهي ضئيلة جدا مقابل ضخامة الحجم ومن هذه الأرقام تحسب الكثافة فتكون 1.3غم/ سم3 إذاً الكوكب خفيف. وقد وجد انه يتألف من الغاز في مجمله.

يقول العلماء انه لو كان الكوكب غازيا كاملاً أي أن نواته غازية أيضاً فسيكون تفلطحه (انبعاجه) عند الوسط اكبر بكثير. ولكن من نسبة تفلطحه عند الوسط يجب أن يكون له نواة صخرية صغيرة يتوقع إنها تعادل 10-20 مرة من كتلة الأرض. يدور هذا العملاق حول الشمس على بعد 778مليون كلم. فمداره إذاً طويل وبالتالي ستكون سنته طويلة وهي تقارب 11.89 سنة أرضية.

أي انه يحتاج على قرابة 12سنة أرضية ليتم دورة واحدة حول الشمس. ولكنه يدور حول نفسه بسرعة هائلة جداً مشكلاً اقصر يوم في أيام الكواكب جميعها؛ إذ أن اليوم عليه 9ساعات و55 دقيقة و29 ثانية أرضية. فالليل والنهار يمران على سطح الكوكب في 10 ساعات فقط. ولأنه قائم تقريبا ليس عليه فصول أربعة كما هو الحال على الأرض.

المشتري من خلال المرقب

أول من وجه مقراباً نحو المشتري هو العالم الإيطالي جاليليو جاليلي إذ رصد الكوكب، ورأى أربعة أقمار صغيرة تدور حوله. فتيقن بهذا من تأكيد نظرية كوبرنيكس بان الأرض ليست مركز الكون، وإنه ليس بالضرورة أن جميع الأجرام السماوية تدور حولها.

فهاهي أقمار المشتري الأربعة تدور حوله كأنها نظام مصغر فبالتالي الأرض ليست مركزاً. هذه الأقمار الأربعة الشهيرة لها أسماء يقال أن من دعاها بها هوSimon Marius سيمون ماريوس في عام 1610 وهي: أيو IO، يوروبا Europa ، جانيميد Ganymede، كاليستو Callisto . وتدعى أقمار جاليليو.

وكما أسلفنا سابقاً فإنه بالإمكان التأكد من صحة هذا الكلام بأن ننظر من خلال مقراب صغير نحو المشتري وسنتمكن من رؤية قرصه اللامع وأقماره الأربعة تدور حوله. ولكن قد نجد أحدها مختف خلف الكوكب أو ماراً من أمامه فلا نراه ولكن لو انتظرنا لفترة فستعاود الظهور، لأنها سريعة في دورانها حول الكوكب.

وسنقوم بدراسة هذه الأقمار بالتفصيل لاحقاً. وأيضاً لو دققنا النظر في قرص المشتري جيداً أو استعملنا مقراباً أكبر لظهر القرص أكثر وضوحاً. سنشاهد قرص الكوكب مغطى بأحزمة ملونة أو على الأقل متباينة في ألوانها بين الداكن والفاتح بخطوط عرضية موازية لدائرة استواء الكوكب.

وللتميز بين هذه المناطق يطلق العلماء اسم zone أي المنطقة على الجزء المضاء أو اللامع أما الجزء المعتم أو الداكن فيطلق عليه اسم belts أي الأحزمة.

ثم قام العلماء بتقسيم الكوكب إلى ثلاثة أقسام تضم مجموعة من المناطق أو الأحزمة وهي:

* القسم الشمالي ويضم منطقة معتدلة شمالية حزام معتدل شمالي منطقة مدارية شمالية.
* القسم الاستوائي ويضم حزام استوائي شمالي ومنطقة استوائية وحزام استوائي جنوبي.
* القسم الجنوبي يضم منطقة مدارية جنوبية وحزام معتدل جنوبي ومنطقة معتدلة جنوبية.

ويمكن أن نلاحظ وجود بقعة حمراء كبيرة في المنطقة المدارية الجنوبية وهذه البقعة المعروفة منذ أكثر من 300 عام شاهدها لأول مرة الفلكي الإنجليزي روبرت هوك في منتصف القرن السابع عشر و بالتحديد عام 1664 –1665 وتدعى بالبقعة الحمراء العظيمة Great Red Spot وتتحرك حول الكوكب في دورة كاملة ودائمة منذ عرفناها.

وكان الاعتقاد السائد بأنها جسم صلب يطفوا فوق غازات المشتري، ويمكن أن نشاهد عدداً من البقع البيضاوية على غرار البقعة الحمراء ولكنها أصغر حجماً ومختلفة في ألوانها وسأقوم لاحقاً بتفسير هذه الظواهر.

المشتري بكاميرات المركبات الفضائية

إن الظواهر على سطح المشتري زادت من حماس العلماء لزيارة هذا الكوكب ورصده عن كثب من خلال عيون مركبات فضائية غير مأهولة تضيف لنا الكثير مما نجهل عنه.

وتصدرت القائمة رحلة المركبة التوأم pioneer بيونير( الرائد) . وتشمل مركبتين متشابهتين بيونير-10 و بيونير-11 حيث أطلقت الأولى في كانون الأول في 2/ آذار 1972 من قاعدة كاب كانفيرال، ووصلت المشتري في كانون أول/ 1973. وأطلقت الثانية في نيسان 1973 ووصلت في كانون أول/1974.

ثم تلاها مشروع المركبة التوأم voyager فويجير وتشمل أيضاً مركبتين متشابهتين هما؛ فويجير-1 ، فويجير-2 حيث أطلقتا عام 1977 ووصلتا بالتتابع في آذار وتموز 1979.

لابد أن سؤال الذي سيقفز إلى الذهن الآن لماذا الازدواجية في هذه المركبات؟ لماذا أطلقت مركبتان في كل مشروع؟ يعود ذلك لأسباب عدة أذكر منها أن التماثل في البرنامج والأجهزة ولأدوات المستخدمة يوفر الكثير من الأموال والجهد وذلك لوحدة التصميم والتصنيع.

وكذلك إذا حدث فشل في إطلاق المركبة الأولى تكون المركبة الثانية على أهبة الاستعداد للإطلاق بدلاً من إلغاء المشروع وفشله، وحتى إذا حدث خلل معين أو عطل لأحد الأجهزة في أثناء الرحلة فإن المركبة الثانية ستؤدي نفس الهدف. ولعل الطريق نحو الكوكب العملاق المحفوفة جداً بالمخاطر تستدعي وجود مركبة احتياط في حال تحطم الأخرى.

اتجهت بيونير-10 بعد ذلك نحو الفضاء، وبيونير-11 اتجهت نحو زحل لتستكشف نحو الفضاء في اتجاه مغاير تماما للأولى. أما فويجير-1 فاتجهت نحو زحل ثم إلى الفضاء بينما أكملت فويجير-2 رحلتها إلى زحل ثم أورانوس ثم نبتون ثم خرجت خارج حدود الكواكب في الفضاء الخارجي. وبعد هذه الرحلات تم إطلاق المركبة جاليليو نحو المشتري في تشرين الأول 1989 .

ثم أطلق المجس يوليسس Ulysses في شباط 1992 نحو المشتري لإجراء المزيد من الدراسات عليه.

جو المشتري

أن كوكب المشتري كما أسلفنا كوكب غازي كثافته قليلة ووجد أن ما نراه من الكوكب هو غازات متراكمة في طبقات فوق بعضها وكل ما سندرجه عن تركيب المشتري هو توقعات من البيانات والمعلومات التي تبثها المركبات عن الكوكب.

هذا الغاز يتالف بشكل رئيسي من الهيدروجين الذي يشكل 89% من تركيبه والغاز الثاني الرئيسي هو الهيليوم و يؤلف 11% من جو الكوكب وما تبقى كميات ضئيلة جداً من الميثان و الأمونيا .

وفي هذا الجو الغازي ظهرت عواصف هائجة هائلة وأعاصير عملاقة تجتاح جو المشتري تدور وتدور عليه بحركة دائمة وتشكل ملامح واضحة جدا ما هي إلا خطوط الحزمة عرضية التي نراها على سطح الكوكب عند رصده فتيارات الغازات المتحركة بسرعة باتجاه الشرق أو باتجاه الغرب لكن يغلب إن تكون باتجاه الشرق تصل سرعتها إلى 540 كلم /ساعة .

فإذا كانت التيارات صاعدة كانت الألوان فاتحة، وإذا كانت تيارات غازات هابطة تكون الألوان داكنة - بناء على افتراض أحد العلماء - ولان مكونات الغاز الأصلية ليست ملونة فلابد من حدوث تفاعلات كيميائية مستمرة تؤدي مع حركة الغازات السريعة إلى حدوث هذه الألوان وهي أصفر,أزرق فاتح ,بني وأحمر.

وثمت اعتقاد آخر سائد يقول أن الغازات تسخن بفعل حرارة الكوكب الداخلية و ترتفع إلى الأعلى ، تبرد وتكون غيوم من بلورات الأمونيا في الطبقة الغازية الهيدروجينية. وتشكل الغيوم المناطق الفاتحة حين تكون أبرد وأعلى ارتفاعاً من المناطق الداكنة الدافئة والأقل انخفاضاً، والمتوقع أنها تتركب من كبريتات الأمونيوم الهيدروجينية .

ومن الظواهر الجوية الواضحة على سطح المشتري البقعة الحمراء العظيمة التي بينت المركبات أنها ظاهرة إعصارية ضخمة جدا تدور حول الكوكب في اتجاه عكس عقارب الساعة في مدة تصل إلى 12 يوم ,بحجم يعادل قطر كرتين أرضيتين تقريبا.

وهناك أيضاً عدداً من البقع الأخرى أصغر حجماً, يعتقد العلماء أن قوة بقاء هذه البقع يعتمد على حجمها. ولعدم وجود أراضى يابسة فان هذه العواصف لا تجد شيئا يقف في طريقها فتستمر وتستمر.

ويتوقع العلماء أيضا أن تركيب جو المشتري من ثلاث طبقات متمايرة أعلاها واقلها حرارة مكون من غاز الأمونيا الذي يتجمد في البرودة و يعطي اللون الفاتح الذي نراه عند رصد الكوكب. الطبقة الثانية حيث تتحد الأمونيا مع كبريتيد الهيدروجين وتشكل بلورات بنية ولها رائحة برائحة البيض الفاسد.

وهذه البلورات من كبريتيد الهيدروجين و الأمونيا تشكل الألوان الداكنة والأكثر حرارة. أما الطبقة الثالثة والأكثر عمقاً والتي لم يستطيع أحد رؤيتها قد تكون مكونة من بلورات جليد مائية مزرقة اللون.

كوكب يشع حرارة

كما عرفنا سابقا أن الكواكب باردة غير مشعة بذاتها وإنها تستمد نورها وطاقتها من الشمس. والمشتري كسائر الكواكب تسقط عليه الإشعاعات الشمسية ولأنه في مدار بعيد جداً عن الشمس فإن مقدار ما يصله من الحرارة فقط 4% نسبة إلى ما يصل الأرض( حسب قانون التربيع العكسي).

ولكن فوجئ العلماء عند دراسة المشترى بقياس تحليل الأشعة تحت الحمراء والتي يبثها الكوكب، حيث تبين لهم أن الكوكب متوهج حرارياً An Incandescent globe أي انه يشع حرارة من مصدر داخلي. وأن مقدار هذه الإشعاعات (1.7) أكثر من قيمة ما يصله من أشعة الشمس.

وانه كلما انخفضنا في طبقات الغيوم نحو الأسفل ترتفع درجة الحرارة! والتفسير الوحيد الذي يقوله العلماء أن هذه الحرارة قد تكون كامنة في داخل الكوكب وما تبقى من حرارة تكوين الكوكب أثناء ولادته قبل 4.6 بليون سنة وبسبب كثافة غلافه الجوي فقد تبرد ببطء شديد ولا يزال يشع هذه الحرارة حتى الآن.

تركيب الكوكب الداخلي

لعدم وجود سطح صخري للكوكب لم تتمكن أي من المركبات الهبوط على سطحه ودراسته لمعرفة تركيبه الداخلي الحقيقي. ولكن بالاستعانة بالمعلومات التي تم تحليلها واستنتاجها من الدراسات المتتالية على الكوكب استطاع العلماء افتراض نموذج لتركيب الكوكب الداخلي يطابق هذه المعلومات .

لقد عرفنا أن الحرارة والضغط ترتفعان في قيمهما عند الانخفاض من مستوى الغيوم الخارجية باتجاه مركز الكوكب .ومع الانخفاض باتجاه المركز فإن الجو يزداد كثافة باطراد بفعل الضغط الهائل من طبقات الجو المتراكمة, حتى يتحول الهيدروجين الغاز إلى هيدروجين سائل على عمق يبدأ من ألف إلى عدة آلاف كلم.

وعلى عمق يقارب 20000 كلم يتوقع أن تكون قيم الضغط 3 ملايين مرة اكثر من ضغط جو الأرض (3 ملايين ملي بار) وفي مثل هذه الظروف من الضغط يتحول إلى هيدروجين السائل الساخن إلى هيدروجين معدنيmetallic حيث تنضغط الجزيئات بشدة قرب بعضها البعض وتسبح الإلكترونات حرة الحركة حول الأنوية وتشكل مصدراً ممتازاً للتيار الكهربائي.

و تحت هذه الطبقة من الهيدروجين المعدني توجد نواة صغيرة تقارب حجم كرتين أرضيتين بقطر 20000كلم تقريبا.ولكن بكتلة تعادل كتلة 15 أرض .ويصل الضغط إلى حوالي 500 مليون مرة اكثر من ضغط جو الأرض و الحرارة تقارب 40000 درجة كلفن . الحرارة تقارب 40000 درجة كلفن .

الحقل المغناطيسي للكوكب

عندما أطلقت التوأم بيونير كشفت عن وجود أحزمة شبيهة بحزامي فان ألن حول الأرض ولكن هذه الأحزمة تمتد لمسافات ومدى أوسع بكثير جدا .

وفيما بعد ومع إجراء دراسات على الكوكب اكتشف أن للكوكب حقل مغناطيسي قوي يميل بمقدار 11 ْ عن محور دوران الكوكب, وأن له قطبان مغناطيسيان شمالي وجنوبي ولكن البوصلة الأرضية إذ استطعنا تخيل وضعها على الكوكب فستشير نحو الجنوب الجغرافي للكوكب.

هذا الحقل أقوى بحوالي 12 مرة من حقل الأرض المغناطيسي بل هو أقوى الحقول المغناطيسية بين جميع الكواكب. وتظهر في هذا الحقل المغناطيسي شحنات كهربائية تمثل الجسيمات التي أصطادها الكوكب بقوته المغناطيسية وشكل الحقل المغناطيسي للمشتري يختلف إذ يستطيل إلى الخارج على شكل ذيل طويل بفعل ضغط الرياح الشمسية.

وهذا الامتداد يصل إلى بلايين الكيلومترات حتى أن تأثيرها يصل إلى مدار كوكب زحل حيث يمتد مسافة تتراوح بين 50-100 مرة من قطر الكوكب. وقد تم رصد موجات راديوية من الكوكب بفعل تسارع الدقائق المتحركة في الحقل المغناطيسي.

والجدول المجاور يبين مقارنة بين الكواكب من حيث قوة الحقل المغناطيسي وميلان الحقل عن محور دوران الكوكب:

ملاحظة : لم يتم تسجيل قوة لحقل مغناطيسي حول الزهرة والمريخ بسبب عدم وجودها. وقد تمكنت المركبة مارينر من الإحساس بالإشعاعات التي بثها الكوكب من على بعد 20 مليون كلم بقوة تصل إلى 250 ألف Rads وحدة القياس.

وإذ علمنا أن الجرعة القاتلة للإنسان تعادل 500 Rads فإن هذا يدلنا على استحالة إرسال رحلة مأهولة نحو الكوكب حيث سيموت الرواد وهم في الطريق بفعل هذه الإشعاعات. وكما التقطت المركبة فويجير صورا للشفق القطبي المتكون في أثناء مرورها في ليل المشتري.

حلقة حول الكوكب:

من دراستنا للكواكب التي تأتي بعد المريخ والتي يتم وصفها بالعمالقة الغازية الخفيفة، كثيرة الأقمار سنلاحظ ظاهرة جديدة تتميز بها أيضاً وهي وجود حلقات تدور حول وسطها الاستوائي. ومع إن حلقات الكوكب زحل أشهرها إلا أن مركبة الفضاء فويجير أثبتت وجود حلقات حول جميع الكواكب العملاقة الغازية وبهذا أصبحت هذه صفة مشتركة جديدة بينها .

وسنتحدث الآن عن حلقة المشتري الباهتة التى لم ولا نستطيع رؤيتها من الأرض. عند مرور المركبة فويجير-1 في آذار –1979 بالقرب من كوكب المشتري ثم اكتشاف حزام ضيق على مستوى استواء الكوكب .

وكان الجزء اللامع من هذه الحلقة قريباً من سطح الكوكب ويقع على بعد 1.8 مرة من قطره المركزي . حلقة المشتري رقيقة وقليلة السمك. وقد تم تقسيم هذه الحلقة إلى ثلاثة أقسام هي: الأقرب للكوكب وتبعد عن مركز الكوكب من 100000- 122800كلم بعرض يصل إلى 22800كلم وسمك رقيق وتدعى Halo .

أما القسم الثاني ويمتد من نهاية القسم الأول 122800 إلى 129200 بعرض 6400كلم وتدعى Main. والقسم الثالث فيمتد حتى214200 كلم وبعرض 850000 وتدعى Gossamer الجزء الأوسط من الحلقة هو اللامع وما تبقى جزء باهت تتناثر الدقائق الصغيرة فيه إلى ارتفاع يصل إلى 5000 كلم أعلى واسفل الجزء المتوسط .

وتبدو هذه الحلقة غير واضحة عند رصدها إذ لم يستطع الراصدين ملاحظتها من الأرض بسبب وقوعها قريبا من الكوكب اللامع الذي يطغى على لمعانها فلا نراها. ولكن بعد اكتشافها وباستخدام مراصد الأشعة تحت الحمراء حيث سيبدو الكوكب معتما نستطيع رؤية الحلقات اللامعة وتمييزها من الأرض.

أقمار كوكب المشتري

عرفنا سابقاً أن جاليليو وفي بداية القرن سابع عشر استطاع رصد أربعة أقمار للمشتري تدور حولة وهي الأقمار الجاليلية الشهيرة نسبة إلى مكتشفها وهي أكبر الأقمار الواحد والستون التابعة لكوكب المشتري .

قد تشعر الآن أن المشتري نظام قائم بحد ذاته عملاق كبير يتوسط واحد وستون جرما تدور حوله . في الجدول التالي سنوضح بعض المعلومات عن هذه الأقمار الأربعة الشهيرة وهي مرتبة حسب بعدها عن الكوكب:

ملاحظات:

Rj : قطر الكوكب البالغة قيمتها 71492 كلم.
القمر الأرضي للمقارنة قطره = 1738 كلم.
وفيما يلي نبذة عن أهم تفاصيل هذه الأقمار:

القمر أيو Io

عند النظر إلى صورة هذا القمر تعجب جدا بلونه الرائع البرتقالي المحمر مع توشحات صفراء و بنية فهو حقاً مليء بالألوان. كما عرفت من الجدول السابق فهو من أكثر الأقمار كثافة وأقربها إلى الكوكب الأم.

شبيه بقمرنا الأرضي نوعاً ما من حيث الحجم والكثافة ولكنه يخلو من الفوهات النيزكية وبدلاً منها توجد فوهات بركانية ومخاريط بركانية وحمم لافا منصهرة مندفعة موجودة عليه وهذه الاندفاعات تطمر وتغطي أي أثر على السطح.

من أنشط الأقمار جيولوجياً بعد أن كان الإنسان يعتقد أن النظام الشمسي خامل وأن الأرض فقط هي النشطة. فوجئنا بصور مذهلة لاندفاعات بركانية هائلة جداً حتى أن كاميرا فويجير-1 سجلت ثمانية اندفاعات بركانية متتالية اندفعت بسرعة نحو الأعلى حتى أنها شكلت بروزاً على طرف الكوكب.

وتكون هذه الاندفاعات على شكل نافورة ضخمة تنتشر إلى مساحة يصل قطرها إلى 1400 كلم وذلك بسبب ضعف جاذبية القمر وعدم وجود غلاف جوي. هذه الاندفاعات يعتقد أنها من الكبريت وثاني أكسيد الكبريت و يتوقع أن الوسط السائل لهذه الحمم هو ثاني أكسيد الكبريت المنصهر الذي يلتقي مع الكبريت الأحمر المنصهر الحار جداً فتندفع المواد بقوة إلى السطح ثائرة على شكل نافورة ضخمة. مصدر الطاقة في هذا القمر غير معروفة.

فلو كان القمر في مدار دائري مواجهاً المشتري بنفس الوجه دائماً فلن تتغير قوى المد الناشئة من جذب المشتري له ولن تكون هناك طاقة داخلية للقمر. ولكن بدراسة مدار القمر وجد أنه بسبب تأثير أقمار جاليليو الأخرى فإنها تسبب جذب ليسحب القمر من مداره جيئة و ذهاباً و كأنها حركة اهتزازية إلى الأمام و الخلف.

وهذه الاهتزازات تحرك المواد في باطن الكوكب, وبفعل هذه الحركة والاحتكاك تنصهر المواد وتولد طاقة ويمكن تشبيهها عندما تحاول قطع سلك بتحريكه إلى الإمام والخلف عند نقطة معينة فإنك تشعر بالحرارة فيها.

يعتقد أن هذا التفسير معقول ومقبول لمصدر الحرارة في باطن القمر. وقد وجدت بعض المناطق الحارة وتدعى البقعة الحارة تصل إلى 17 ْ س في حين حرارة المناطق المجاورة غير الحارة –146 ْ س مما يدل على وجود طاقة في داخله تدفع الحمم المنصهرة التي تعطي الكوكب لون مميز.

يعتقد بعض العلماء أن مصدر دقائق الهائلة المغناطيسية المحيطة بالكوكب هي من براكين أيو الثائرة. حيث يتأثر القمر بالقوة المغناطيسية للحقل المغناطيسي فتتجمع هذه الدقائق الصغيرة التي يقذفها البراكين معاً وتسرعها إلى سرعات عالية تدور في مدار يدعى بنتوء البلازما المستدير حول أيو Io plasma torus وتكون على شكل يشبه حبة كعك الشاي المستديرة.

ويحوي أيونات ثقيلة ذات طاقة هائلة تسير تابعة للقمر في مداره حول المشتري. ومن الظواهر الخاصة الغريبة للقمر هو وجود هالة ضخمة من أيونات الصوديوم التي تحيط بالقمر وتصل إلى حجم ضخم جداً وتتحرك مع الكوكب أثناء دورانه.

واستطاعوا التقاطها باستخدام أسلوبSilicon Imaging Photometer
System

القمر يوروبا Europa:

أصغر الأقمار الأربعة حجماً ولكنه أعلاها انعكاسية للضوء عن سطحه فيبدو ألمعها وأجملها يتميز بسطح ناعم وأملس جداً ,حتى أنه يعتبر فريد بين جميع أجرام النظام الشمسي بنعومة سطحه الخالي من التضاريس.

وكل ما يمكن رؤيته هو خطوط طويلة قاتمة متقاطعة مثل الشبكة. يعتقد أن سطح القمر محيط مائي كبير متجمد وهذا سبب لمعانه العالي ويتوقع وجود محيط سائل تحت هذه القشرة المتجمدة. و لم تصور المركبة فويجير-2 عندما مرت بالقرب منه على بعد 204 ألف كلم إلا ثلاث فوهات لا يزيد قطرها عن 20 كلم.

القمر جانيميد Ganymede:

أكبر أقمار النظام الشمسي إطلاقاً. سطحه كثير التضاريس يقسم إلى منطقتين رئيستين منطقة داكنة تحوي عدد أكبر من الفوهات من أشهرها فوهة Galileo regio ذات قطر يصل إلى 4 آلاف كلم ويعتقد أنها أكبر عمراً من باقي المناطق.

والمنطقة الأخرى فاتحة ولامعة تحوي عدد أقل من الفوهات لكن فيها نتوءات وخنادق ويعتقد أنها أحدث عمراً. وبسبب كثافة القمر إنه من المتوقع أن يكون مؤلف من الجليد والصخور بنسب متقاربة ذات السطح المتجمد.

القمر كاليستو :

قمر مليء بالفوهات حتى أنه يعتبر الرقم واحد في عدد الفوهات التي تعتمر سطحه وهو داكن وقليل الانعكاسية. يعتقد أنه الأقدم عمراً بين أجرام النظام الشمسي. يحتوي فوهة كبيرة قطرها 600 كلم تدعى Valhalla محاطة بحلقات متحدة في مركزها تتوسع بالتدريج حتى تصل إلى حلقة يصل قطرها إلى 3 آلاف كلم.

الحدث الكبير :

لا يكفي المشتري كل العظمة التي يمتاز بها كملك الكواكب في النظام الشمسي بل تفرد بكونه صاحب الحدث الأكبر في حياتنا! فلأول مرة في تاريخ البشرية نرى بأم أعيننا اصطداماً حقيقياً لمذنب مع كوكب.

ما قصة هذا المذنب؟ ما قصة الاصطدام؟ ما النتائج المترتبة عنه؟ كان كل من ايوجين شوميكر (66عام) وزوجته كارولاين شوميكر (64عام) التي كانت مساعدته بدون أجر, وزميلهما ديفيد ليفي (46عام)، يعملون جاهدين في تصوير ودراسة الأجسام المقتربة من الأرض Near Earth Objects ،عندما حللت كارولاين أحد الأفلام ولدهشتها رأت جسماً محطماً حول المشتري! ولم يستطيع ثلاثتهم تصديق ما يرونه فاتصلوا بالحال في مرصد كيت بيك للتأكد مما شاهدوه.

وبالفعل تم الإعلان عن رؤية مذنب محطم قرب المشتري في 25/3/1993 م. وكان منظر المذنب مثيراً جداً فبدا كعقد من اللؤلؤ اصطفت فيه 17 حبة على خيط وأُطلق على هذا المذنب شوميكر-ليفي 9.Shoemaker-Levy 9 ويختصر S-L9 حيث يشير الاسمان إلى مكتشفيه والرقم 9 يدل على عدد دوري من المذنبات التي أكتشفها الفريق.

وهنا بدأت السيناريوهات لمعرفة ما الذي حدث لهذا المذنب، ومن هذه السيناريوهات التي أعدها Yeamans& Chodas أن المذنب دار حول المشتري عام 1970 وأنه في عام 1992 اقترب كثيراً من الكوكب وبالتحديد في 8/تموز/1992م حيث تمزق إلى شظايا وأخذ يدور في مدار شاذ بمركزيه (0.99=e) حيث وصل الأوج في 16 تموز 1993 وكان على بعد 50 مليون كلم عن الكوكب ودلت النتائج على أن المذنب في طريق عودته سيصطدم مع الكوكب.

وهنا كانت الإثارة التي انتظرها الجميع بفارغ الصبر. وتوضح مسار المذنب ومنه حدد أن الاصطدامات المتوقع حدوثها ستكون في النصف الجنوبي من الكوكب، وبالتحديد على عرض (-45) في موعد 16-20 تموز 1994 ،وعلى مدى عدة أيام.

وبهذا يتألق شهر تموز بحدث تاريخي جديد للأحداث السابقة ففي 20-21 تموز1969 هبط الإنسان على القمر. وفي 20 تموز 1976 هبوط المركبة فايكنغ على المريخ.

هذا المذنب الذي يبلغ قطره حسب تقدير العلماء حسب صور تلسكوب هابل للشظايا قرابة 10 كلم . وإن جميع شظاياه تلمع بقدر أخفت من 20 فلا يمكن أن يكون حجمه الأصلي أكبر من هذا ,وأن هذه الشظايا لا يزيد قطر أكبرها عن 4 كلم تقريباً. هذا المذنب سيحدث اصطداماً لم نشهده من قبل.

مما يثير العديد من التساؤلات ما الذي سيحدث ؟. كانت شظايا المذنب 11 شظية ثم أصبحت 17 شظية ثم أصبحت 22 شظية. ونلاحظ أن بعض الشظايا تبخرت واختفت وأن بعض الشظايا الكبيرة قد انشطرت.آخر هذه الشظايا كان 21 شظية أطلق عليها الأحرف الهجائية بالترتيب فكان أقربها يحمل الرمزA أبعدها يحمل الرمزW وكذلك أطلق عليها أرقام فكان أبعدها رقم 1 أقربها رقم 21 .

والأقرب قدر موعد اصطدامها بتاريخ 16/ تموز والأبعد بتاريخ 22/ تموز.وهي على الترتيب:

A-B-C-D-E-F-G-H-J-K-L-M-N-P2-P1-Q2-Q1-R-S-T-U-V-
منها نلاحظ أن الشظايا O و I قد تحللت إلى غبار. ومع اقتراب المذنب تحللت أيضا شظايا-M-J P1.ونلاحظ أن الشظية الكبرى Q التي كان يعقد عليها الأمل لحصول انفجار ضخم قد تحللت إلى شظيتينQ1 & Q2 .وكذلك الشظية P فقد تحللت الأخرى إلى شظيتين .

كانت هذه الشظايا تتسارع أثناء اقترابها من المذنب وفي 12 تموز كانت السرعة 7 كلم /ثانية تزايدت إلى 60 كلم /ثانية عند الاصطدام . توقع العلماء انطلاق هائل للطاقة من جراء الاصطدام فإذا اصطدم الجسم بسرعة 60 كلم/ثانية بنواة صلبة قطرها 1كلم فانه يولد كماً هائلاً من الطاقة تعادل ربع مليون ميجا طن من TNT وإذا اصبح قطر الشظية 5كلم فان قيمة الطاقة ترتفع بمعدل 600 مرة واكثر.

وكما قال العالم جون لويز لوان التصادم سيحدث في الطرف المقابل للأرض لرأينا لمعان المشتري حتى في النهار. ولكن التصادم سيحدث في الجانب المظلم البعيد عن الأرض ولكن بفعل دوران المشتري فأننا سنرى اثر الصدمة سريعا .

ولذلك فقط المركبة جاليليو هي الوحيدة المقابلة للحدث مباشرة والتي ستبعث بنتائج الصور والتحليلات خلال فترة اللاحقة للاصطدام . الكوكب أيام الاصطدام كان على بعد درجتين شمال غرب نجمة لامدا العذراء اللامعة من القدر الخامس. ويحتاج الضوء المنعكس عن سطحه إلى حولي 42دقيقة و38 ثانية ليصل إلينا .

وقد ذهبنا نحن أعضاء الجمعية الفلكية الأردنية في مخيمنا السادس إلى موقع مخيم الجمعية في منطقة الأزرق / الصحراء الأردنية الشرقية لرصد هذا الحدث.

مع العلم أنه لم يكن هناك أي أمل لرؤية أي شيء ولكن كان لابد من النظر إلى المشتري تحسباً لعل شيء طارئ قد يحدث. ونحن لسنا الوحيد ففي تلك الأيام جميع المراصد الكبرى والصغرى وجميع هواة الفلك في العالم بأسره وجهوا مقاربهم أو مناظيرهم أو حتى النظر بعيونهم المجردة نحو المشتري فهذا حدث فريد من نوعه ولم يحدث شيء بندرته منذ تصادم المذنب قبل65 مليون عام مع الأرض وقضى على الديناصورات وثلاث أرباع أشكال الحياة على الأرض.

فلا نستطيع أن نفوت الفرصة لمراقبة مثل هذا الحدث الفريد. وبالفعل كان أن راقبنا وانتظرنا بفارغ الصبر ولا أزال أذكر كيف تصايحنا وقفزنا وانفعلنا عندما شاهدنا بقعة داكنة غريبة على سطح المشتري لم تكن قبل بل حدثت بعد التصادم ولكن ماذا حدث؟ لم نكن نعلم وانتظرنا حتى بدأت التقارير تفد إلينا.

السبت 16 تموز كان أول تصادم ولم تظهر أي نتائج ليلتها. الليلة التالية أعلن عن رؤية بقعة داكنة مكان اصطدام الشظيتين A و C فزاد الحماس للرصد والمتابعة. يوم الاثنين 18/7 بدى المشتري كان أحدهم أطلق عليه رصاصات من مدفع.

البقع الداكنة واضحة جداً حتى أنها شوهدت بتلسكوبات صغيرة وأشهرها البقعة الناتجة عن الشظايا G , L .الاصطدامات حدثت في أعالي سحب المشتري ولم تتغلغل عميقاً. تكونت كرات نارية ارتفعت مسافة 2500 –3000 كلم للأعلى. الشظية A كانت أول الشظايا اصطداماً كونت كرة نارية ارتفعت مسافة 1000كلم فوق السطح. الشظيةG أكبر الشظايا بقطر تقديري 3-4 كلم.

أدت إلى تكوين كرة نارية ناتجة عن قوة الانفجار ارتفعت 3كلم فوق السطح وبقعة داكنة كبيرة يقدر أن قطرها ثلاثة أضعاف قطر الأرض. ومن تحليل مكونات هذه الكرة النارية عثر على أمونيا, كبريت ,كبريتيد الهيدروجين.ومن تحاليل لاحقة عثر على مركبات جديدة مثل أول أكسيد الكربون ,كبريتيد الكربونيل, وأول كبريتيد الكربون.

اصطدام الشظية H أجمع المشاهدون له على ظهور لمعان وبريق حاد جداً على حافة القرص الدائري للكوكب مما يدل على انفجار قوي باندفاع ضوئي. وقد تقاربت مواقع سقوط عدد من الشظايا بسبب دوران الكوكب السريع.

فالشظية F سقطت قريباً جداً من E لأنها بعد 9.4 ساعة والكوكب يدور حول نفسه في زمن يقارب 10 ساعات فكان السقوط قريب في نفس المكان. وكذلك الشظايا S ,D قرب الشظية G. أما الشظية W فسقطت في موقع K. والشظية C في موقع A.

كانت زاوية ميل الشظايا المتساقطة 45 ْ. وكونت أشكال متنوعة فكونت البقع الداكنة التي امتدت على شكل سلسلة. وهذه السلسلة من البقع على خط واحد التي عرف سببها الآن كانت مفتاح حل لغز سلسلة فوهات نيزكية غريبة مصطفة على نفس الخط على كل من القمر جانيميد و كاليستو.

فلا بد وأن مذنب متحطم اصطدم على التوالي مكوناً هذه السلسة المتتابعة وهو ما يعرف ب Gipul Catena . الإصدامات لم تؤثر على مدار الكوكب. ولم تؤثر على دورانه حول نفسه ولم تؤثر على بقعته الحمراء ولم تتغلغل عميقاً فيه ولم تكن الشرارة التي ستثير التفاعلات النووية عليه.

معلومات هامة:

- المركبة جاليليو: أطلقت المركبة جاليليو على متن المكوك أطلنطا في 18/10/1989. على اسم الفلكي جاليليو جاليلي تكريماً له. أخذت مداراً لها حول المشتري عام7/9/ 1995 وأخذت صور وبثت معلومات مثل وجود الماء على القمر يوروبا.

- اقتران الكوكب مع الأرض 22/10/99 فكان الأقرب إلى الأرض منذ 12 عام وكان حينها في الحضيض المداري. وكان بعده عن الأرض 3680 مليون كلم قطر قرصه 50 ً.

- سرعة دورانه في محوره= 13.07 كلم/ث.
- جاذبية الكوكب 22.8. سرعة الهروب عن السطح 59.56 كلم/ث.

[كهرمانه]

تسلم ايدك يا ميدو

ومتابعين معاك

[medo2000]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة كهرمان

تسلم ايدك يا ميدو

ومتابعين معاك

والله انا سعيد جدا بمرورك ومتابعتك للموضوع

[medo2000]

والان استعدوا معى لزيارة اجمل
ما يمكن ان تراه العين فى النظام الشمسى
انه

كوكب زحل




كثيرا ما اعتبرت كوكب زحل من أجمل الكواكب المعروفة، والذي إذا نظرت إلى صورة تمثله لن تنساه أبداً، فتلك الحلقات البديعة اللامعة تحيط به تجعل له صفة مميزة وخاصة بين أفراد النظام الشمسي كافة.



على الرغم من تميز كل كوكب كما لاحظت من دراستنا للكواكب السابقة بصفة معينة يختلف فيها عن غيره . فإذا كنت ممن رصدوا كوكب زحل بواسطة المقراب فانك ستشهد معي ولا ريب بأنه من اجمل ما يمكن أن تراه عبر المرقب.

وإذ لم تكن قد رصدته سابقا فأنا أنصحك بالسؤال عن اقرب نادي أو جمعية فلكية أو حتى صديق يملك مقراباً وانظر نحو الكوكب ومتع عينيك برصده.


فأنا لازلت اذكر (والحديث لكاتبة البحث) تلك الأمسية التي رصدت بها الكوكب فقد كنت حديثة العهد في الجمعية الفلكية ولم أكن قد رصدت بوساطة المقراب سابقاً وكان أول مشاهدة لي هو كوكب زحل. حتى أني تساءلت ريثما يجهز المقراب هل سأرى في ذلك الجرم اللامع الصغير في السماء ما أراه في الصور؟ كوكب محاط بحلقات.


وعندما جاء دوري للنظر تسمرت مكاني وحبست أنفاسي وأنا غير مصدقة حقا انه رائع! كوكب يحيط به حلقات دون رباط أو وصل واقتنعت بالفعل انه الأجمل بين الكواكب!


الكوكب ذو الحلقات




في هذا الفصل سأبدأ حديثي بشيء من التاريخ عن أرصاد هذا الكوكب. في العام 1610 عندما رصد العالم جاليليو كوكب زحل من مرقبه البدائي قال انه ليس جسم واحد بل ثلاثة أجسام ملتصقة لا تتحرك بالنسبة لبعضها بعضا.

وكان الجسم الأوسط أكبرها وبعد سنتين من الرصد وفي العام 1612 اختفى الجسمان الجانبيان! ولم يعلل سبب ذلك.
وفي العام 1655 كانت مشاهدات العالم كريستان هايجنز Christian Huygensحيث شاهد قرصا لامعا حول استواء الكوكب دون أن يكون هناك أي اتصال له بالكوكب.

وقد قرأت في أحد المراجع أنه شعر بذعر شديد ورفض إخبار أحد. إلى أن قام بنشر ذلك بكتابه Systema Saturnium عام 1659 وقال فيه أن هذه الحلقة صلبة متجانسة.



وهكذا بقي الحال حتى قام العالم جيوفاني كاسيني في عام 1675 برصد الحلقة وتحديد فجوة قسمتها إلى حلقات ودعيت هذه الفجوة باسمه فاصل (فجوة) كاسيني.

ثم توالت الدراسات العديدة على الحلقات ونذكر منها دراسة العالم جيمس ماكسويل James Maxwell في المدة بين 1857-1875 قال فيها لو أن هذه الحلقة على شكل قرص صلب متجانس فلا بد وأن تنكسر وتتحطم حين تطبيق قوانين الحركة عليها. ولذلك فلا بد أنها تتألف من عدد هائل من الأجسام الصغيرة التي تدور في مدارات منفردة حول الكوكب.

وفي عام 1895 قام العالم جيمس كيلرJames Keeler بتطبيق ظاهرة دوبلر لدراسة وتحديد سرعة هذه الأجسام فوجد أن سرعتها تتناقص مع ازدياد البعد عن الكوكب, ولو كانت الحلقات تتحرك على شكل جسم صلب متجانس فإن سرعة الطرف الأبعد ستكون أكبر والطرف الأقرب للكوكب ستكون أقل سرعة.

ولكن هذا ليس ما وجد وبالتالي فلا يمكن لأي جسم صلب متماسك أن يكون له سرعات مختلفة. فبالتأكيد هذه الحلقة عبارة عن حلقات منفصلة.


وعند وصول مركبة الفضاء بيونير-11 عام 1979 تلتها مركبة الفضاء فويجير عام 1980 وجدت أن النظام الحلقي ليس حلقات منفصلة بل هو عشرات الآلاف من الحليقات بحيث تدور المادة المكونة لها كل جزء في مدار خاص.


وليس هناك فراغات وفواصل بالمعنى الحقيقي. ففاصل كاسيني على سبيل المثال يحتوي مئات من هذه الحليقات ولكن لأن تركيز المادة أقل يبدو بلون داكن أو فاصل. وعند تركيز المادة في مدار معين فإنها تزيد من شدة انعكاسية الضوء فتبدو لامعة.


وهذه الحلقات تتكون من جليد ماء أو أجسام صخرية مكسوة بجليد ماء تبلغ أقطارها من ميكروميترات إلى عدة ميليمترات إلى عشرات الأمتار.



ولأنها تدور في مدارات دائرية حول الكوكب فإنها تكون مصطفة بجانب بعضها على شكل حلقة عريضة ورقيقة في نفس الوقت.


فقد تم تقدير عرض الحلقة من 300 ألف كلم –400ألف كلم أما سمكها فكان يتراوح بين 50-150 متر فقط فهي بذلك أرق صفيحة أو قرص عرفه الوجود إذا قارنا بين العرض والسمك.

ولعل هذا هو سبب تباين مشهد الحلقات في الأرصاد ففي عام 1612 عندما رصد جاليليو اختفاء الحلقات كان ذلك لأن الحلقات بدت للأرض من حافتها. وبسبب ميلان محور الكوكب الذي يعادل 27 ْ تمر فترات نرى في الحلقة بشكل مواجه للأرض مباشرة وقد كان آخر مرة رصدت فيها حافة الحلقات من الأرض عام 1980 وفي العام 1995 شاهدنا حافة الحلقات أيضاً لذلك لن نرى الحلقات المثيرة إذ قمنا بالرصد خلال هذه المدة ولكن مع دوران الكوكب وحركته في مداره ستعود الحلقات بالظهور بشكلها الرائع بعد عدة سنوات.


لماذا هذه الحلقات أصلاً ؟




هذا هو السؤال الذي يتبادر إلى أذهاننا فوراً ما السبب الداعي لتكون هذه الحلقات حول الكواكب العملاقة جميعها, وبشكل واضح ورائع حول الكوكب زحل؟

قام العالم الرياضي الشهير إدوارد روش Roche باشتقاق علاقة رياضية حول الموضوع في عام 1850. وقبل وضع صيغة العلاقة علينا أن نعلم أن أي جسم صلب له جاذبية داخلية ( نحو الداخل ) تحفظه متماسكاً فإذا مر مثل هذا الجسم المتماسك بالقرب من كوكب عملاق ذو جاذبية هائلة فإنها ستبدأ بالتأثير عليه واصطياده.

وإذا لم يستطيع المقاومة فإنه سيقترب من الكوكب إلى حد معين يصبح فيه الجذب الخارجي على هذا الجسم كبير مقابل الجذب نحو الداخل فيه وعندها لن يستطيع الجسم الصمود فيتحطم وينهار تحت هذه الجاذبية إلى أشلاء تدور في مدارات منفردة حول الكوكب لتشكل حلقة.

وقد حدد هذا العالم المسافة التي يجب أن يبعدها الجسم عن الكوكب لحودث مثل هذه الظاهرة هو مرتين ونصف قطر الكوكب من مركزه وهو ما يعرف بحد روش. ويشترط أن يكون الجسم ذا حجم وكتلة معينة لينطبق عليه مثل هذا الحد.

فالأجسام الصغيرة الصلبة التي قطرها أقل من 100 كلم تمر دون أن تتحطم في هذا الحد ومن الأمثلة عليه
القمر أطلس Atlas وقطره 30كلم
القمر Pandora وقطره 90 كلم
القمر Prometheus وقطره 100 كلم

تدور هذه الأقمار أو القميرات الصغيرة ضمن حدود الحلقات كما سترى لاحقاً. فلا نجد حول زحل قمر بالمعنى الحقيقي على بعد أقل من 144 ألف كلم من مركز الكوكب. هذه الحلقات التي تقدر مادتها 10 15 طن تمتد من بعد 7 آلاف كلم لتشكل عدداً من المناطق الرئيسية وتقسم إلى تسع مناطق رئيسيه وهي:

الحلقة D:

الأقرب إلى الكوكب اكتشفتها فويجير وتحوي كمية قليلة من المادة لذلك تبدو داكنة ولم نراها من الأرض.

الحلقة C:

هي حلقة كريب Crepe التي كما يدل أسمها شفافة جداً ورقيقة.

الحلقة B:

وهي الحلقة الأكثر لمعاناً وتألقاً.

فاصل كاسيني :بعرض 4-5 ألف كلم .

الحلقة A :

حلقة لامعة يدور على مدارها الخارجي القمير أطلس .
فاصل إنكي.



الحلقة F :

حلقة غريبة اكتشفها بيونير –11 وهي حلقة ضيقة داخل حد روش وهي بشكل مجدول وغريب تظهر فيه حركة الجسيمات بشكل غير اعتيادي يحرسها من الجانبان القمر Prometheus السريع من الداخل, والقمرPandor البطيء من الخارج.

ويعتقد أن لهذه الأقمار دور في حراسة الجسيمات وعدم السماح لها بمغادرة حدود الحلقة.

الحلقة G .

الحلقة E:

التي تصل إلى خارج حد روش واكتشفتها المركبة فويجير ويدور في وسطها قمر انسيلادوس في مداره ولعله يغذيها في المادة الجليدية. درجة حرارة هذه الجسيمات في الحلقات تتراوح بين –180ْس إلى –200ْ س.


ما هو أصل هذه الحلقات؟


سؤال آخر لا بد وأن يظهر أثناء دراسة نظام الحلقات. هناك نظريتان قد طرحتا للإجابة عن هذا السؤال: النظرية الأولى تقول أن مادة هذه الحلقات والتي قلنا أنها تساوي 10 15 طن تكفي لصنع قمر قطره يصل إلى 250 كلم.


يكون قد دخل في حد روش وتحطم مكوناً هذه الحلقات. ولكن مع دراسة هذه الجسيمات المكونة للحلقات وتقدير عمرها فقد وجد أنها لا وأن تكون من بقايا المادة المتخلفة عن تكوين الكوكب بفعل وقوعها في مدار داخل حد روش وبفعل جاذبية الكوكب العملاق لمن تستطيع التجمع ثانية وتكوين قمر .وبقيت في مدار حول الكوكب على شكل حلقة فإذاً هي قمر فشل في التكون أصلاً ولا يزال السؤال مطروحاً.


الكوكب زحل :


نعود أدراجنا الآن إلى سادس الكواكب بعداً عن الشمس إذ يدور على بعد 1430 مليون كلم وتقارب 9.5 وحدة فلكية في مدار شذوذية مركزه (0.056=e) فيكون الأوج على بعد 1510 مليون كلم.والحضيض على بعد 1350 مليون كلم. يقطع هذا المدار في زمن مقداره 29.5 سنة أرضية يدور ومحوره مائل بمقدار 27ْ مما يجعل هناك تغيرات فصلية على سطحه وهو سبب تباين وضعيات رصد الحلقات كما أسلفنا سابقاً.


قطر هذا الكوكب بدون نظام الحلقات 9.4 مرة أكبر من قطر الأرض ويبلغ 60330 كلم عند خط الاستواء ولأن الكوكب منبعج قليلاً فإن قطره من الشمال إلى الجنوب يكون أقل من ذلك ويبلغ 54000 كلم ولعل ذلك بسبب سرعة دورانه حول نفسه ,فهو يقطع يومه الزحلي في 10 ساعات ونصف تقريباً بالمقياس الأرضي. وبذلك فإن حجمه أكبر من الأرض ب 900مرة. أما كتلته 5.9*10 26 كغم تبلغ 95 مرة أكبر من كتلة الأرض.

من هنا نستطيع حسب كثافته والغريب العجيب أنها تبلغ 0.7 غم / سم2 مقارنة مع كثافة الماء البالغة 1 فإنها أقل منه! ولذلك إذا أحضرنا مسطح مائي لهذا العملاق فأنه سيطفو عليه ويمكن تشبيهه بالكرة البلاستيكية المنفوخة بالهواء لضخامة حجمه وقلة كثافته. وبالتالي الكوكب غازي ولابد أن يتكون من أخف الغازات وهي الهيدروجين H والهيليومHe .


سطح الكوكب:




يبدو الكوكب لراصده مخططا عرضياً بموازاة الاستواء بخطوط ملونة. ولكنها ليست بمثل تباين خطوط المشتري ,فيغلب عليها اللون الأصفر والبني الشاحب.


وهذه الطبقة الخارجية عبارة عن بلورات أمونيا متجمدة وهي سبب لونه المصفر. وتعصف على هذه السحب رياح عاتية باتجاه الشرق مع حركة الكوكب حول نفسه وتبلغ سرعتها 1800 كلم/ ساعة عند خط الاستواء.

ولكن تحصل حركة عكسية للرياح عند الأقطاب. ولم يتم رصد أعاصير ضخمة كالتي على المشتري إلا أنه تم رصد بقع بيضاء بيضاوية على سطح الكوكب كالتي تم رصدها في أيلول 1990 من قبل هاوي فلك, وعندما صورت الظاهرة بواسطة تلسكوب هابل كانت قد تحولت إلى خط أو حزام يدور حول الكوكب جنوب خط الاستواء.




تتألف غازات الكوكب حسب نتائج المركبتين بيونير و فويجير كما بالجدول المجاور ، بحيث تكون طبقات السحب العليا جليد أمونيا ,ثم أمونيا هيدروسلفايت وكبريتتيد الهيدروجين, ومن ثم طبقة هيليوم وهيدروجين غاز, يليها طبقة الهيدروجين المعدني. ويعتقد أن للكوكب قلب صلب جليدي صخري تتركز فيه بعض المواد مثل السيليكا والمعادن بقطر 1500 كلم.



الحقل المغناطيسي لزحل :


على الرغم من أن سرعة دوران الكوكب حول نفسه شبيهة بتلك لكوكب المشتري و اليوم عليهما يقارب 10 ساعات, إلا أن الحقل المغناطيسي لزحل يعادل 1/20 من قوة حقل المشتري المغناطيسي. ولكنه لا يزال أكبر بألف مرة من قوة حقل الأرض المغناطيسي.


وكذلك يتميز المجال المغناطيسي لكوكب زحل بوجود قطبان شمالي وجنوبي له ولكنه يعاكس الأرض في موقعهما فنرى البوصلة الأرضية تشير نحو جنوب الكوكب زحل الجغرافي ليدل على موقع القطب الشمالي المغناطيسي عليه.

وهذا المجال مطابق تماماً مع محور دوران الكوكب بينما على الأرض يميل بمعدل 10ْ عن محور دوران الأرض. وله غلاف مغناطيسي منتظم وطبقة متأينة من ذرات الهيدروجين حول الكوكب . وقد حدد العلماء أن سبب ضعف هذا المجال مقارنة مع المشتري يعود إلى قلة سمك الطبقة السائلة المعدنية من الهيدروجين فيه مع تلك على المشتري.


كوكب باعث للحرارة :


على الرغم من أن ما يصل زحل من حرارة الشمس تعادل 1 % مما يصل إلى الأرض. إلا أن الصور بالأشعة تحت الحمراء أظهرت أن الكوكب يشع حرارة مما يجعله متألقاً ولامعاً وتعادل الطاقة المنبعثة منه 1.76 مرة أكثر مما يتلقى من الشمس ودرجة حرارة الغيوم 97ْ ك. ولكن زحل أصغر حجماً من المشتري لذلك فقد برد بسرعة أكبر ولا يمكن أن تكون هذه الطاقة التي يشعها هي الحرارة المخزونة فيه أثناء تكونه قبل 4.6 بليون سنة.


إذاً لا بد من وجود مصدر آخر لهذه الطاقة. نحن نعلم أن المواد تذوب بسهولة في السوائل الساخنة أكثر من الباردة . وكذلك بارتفاع درجة الحرارة وزيادة الضغط يصبح من السهل ذوبان الهيليوم في الهيدروجين المعدني تماماً كما هو متوقع في المشترى .

ولكن زحل أبرد وأدنى درجة حرارة من المشتري فلن نتوقع هنا ذوبان كامل للهيليوم في الهيدروجين المعدني.فماذا الذي حدث؟ لقد توقع العلماء أن زحل ذا حرارة وضغط أقل وبالتالي فإن الهيليوم يتكاثف على شكل قطرات في الهيدروجين ولا يذوب فيه.


ثم بفعل الجاذبية تبدأ بالتساقط نحو الأسفل باتجاه مركز الكوكب وكأنها مطر هيليوم, وإثناء حركته نحو المركز وبفعل الجاذبية ينضغط ويسخن وتتحول طاقته إلى حرارة يشعها باطن الكوكب مثلما يحدث عند تساقط المطر على سطح الأرض فإن طاقته الحركية المتزايدة بفعل الجاذبية تتحول إلى حرارة وهذا ما يحدث في زحل, ويتوقع العلماء عند انتهاء تساقط الهيليوم أن الكوكب سيبرد ولا تعود عليه أي حرارة إضافية سوى تلك المستمدة من الشمس. وعليه فإن تركيز الهيليوم أقل في غلاف زحل الغازي من المشتري وبالفعل فإن أرصاد فويجير أشارت إلى نسبة الهيليوم تعادل 7% فقط.


أقمار زحل :


كما لاحظنا في المشتري نظام الأقمار الكبير المحيط به فنجد أن هذا النظام يتكرر حول الكواكب العملاقة جميعها. فكوكب زحل له واحد وثلاثون قمراً محدد الصفات والعديد من القميرات الصغيرة. حيث سنجد أنها في أغلبها جليدية تتراوح كثافتها بين 1.1-1.4 غم / سم3 عدا القمر تيتان الذي سأتركه حتى النهاية لأن الحديث عنه يطول.


وهذه الأقمار باردة جداً حتى أن جليدها صلب كالفولاذ مما يحفظ التضاريس القديمة. وهذه الأقمار بالترتيب من الأبعد إلى الأقرب نسبة إلى الكوكب هي :

1-القمر Phoebe :

وهو الأبعد الذي يدور على بعد يقارب 13 مليون كلم اكتشفه العالم بيكرينغ عام 1898. هذا القمر يتميز بحركة تراجعية دوناً عن أقمار زحل الأخرى التي تدور مع اتجاه دوران الكوكب. وهو داكن في بنيته وقليل الانعكاسية(0.05)مما يعطي الانطباع أنه كويكب وقع في أسر زحل وأصبح يدور حوله.

2-القمر Iapetus :

يدور على بعد 3.5 مليون كلم تقريباً اكتشفه العالم كاسيني عام 1671 وهو قمر غريب عجيب ويدعى ذو الوجهين وعندما رصد الكوكب كان يظهر في مداره لامعا جداً وعندما يصبح في الطرف المقابل يصبح داكناً جداً بحيث لا يمكن رصده فيتباين عكس الأشعة عن السطح من3% في الطرف المعتم إلى 50% في الطرف اللامع وإنعكاسيته تتراوح بين 0.08- 0.4 مما دعا العلماء للاعتقاد بأنه يقسم إلى نصفين أحدهما داكن من مواد عضوية,والآخر جليدي لامع. ولأنه يحفظ دائماً نفس الوجه باتجاه الكوكب زحل أثناء دورانه حوله نراه نحن لامعاً ثم نراه داكناً عند رصده من الأرض.

3- القمر Hyperion :

يدور على بعد 1.5 مليون كلم من الكوكب اكتشف من قبل عدة علماء عام 1848 وهذا القمر له شكل غير منتظم أبعاده 360 كلم و 225 كلم .وأيضاً مداره غريب فشذوذيته المركزية عالية وتصل إلى 0.1 .وبالتالي تتغير سرعته باستمرار أثناء دورانه حول الكوكب.

4- القمر تيتان.

5- القمر ريا Rhea :

يدور على بعد 527 ألف كلم من الكوكب.اكتشفه العالم كاسيني عام 1672 .وهو قمر حجمه نصف حجم قمرنا الأرضي. يوجد على سطحه فوهات نيزكية كثيرة.وهو ذو انعكاسية عالية تصل إلى 0.6.

6- القمران Dione و Helen :

قمران يشتركان في مدار واحد على بعد 378 ألف كلم .الأول اكتشفه العالم كاسيني عام 1684 والثاني حديث العهد 1980. الأول أكبر حجماً ويوجد على سطحه فوهة تبدو حولها اندفاعات سائلة متجمدة. أما الثاني فصغير وجليدي بقطر 30كلم فقط.

7- الأقمار Tethys, Calypso , Telesto:

تتشارك في مدار واحد على بعد 295 ألف كلم الأول اكتشفه كاسيني عام 1648 والآخران حديثا العهد اكتشفا في العام1980 وهما قمران صغيران غير منتظما الشكل بقطر حوالي 25 كلم لكل منهما. هذه الأقمار الثلاثة تدور في مدار واحد تحفظ بينها مسافة متساوية تقارب 60ْ عن بعضا البعض.

القمر تيثس بقطر ألف كلم ويحتوي على صدع كبيرIthaca Chasma يمتد من شمال القمر ماراً باستوائه نحو القطب الجنوبي قاطعاً مسافة تعادل ¾ محيط القمر بعرض 100كلم وعمق يتراوح بين 4-5 كلم. وله حافة ترتفع حوالي نصف كيلومتراً من الجوانب.وهناك العديد من الفوهات النيزكية منها فوهة ضخمة تدعى أوديسا بقطر 400كلم .

8- القمر انسيلادوس Enceladud :

يدور على بعد 238 ألف كلم عن الكوكب .اكتشفه العالم هيرشل عام 1789 يتميز هذا القمر بانعكاسية سطحه العالية إذ يعكس 100% من قيمة الأشعة الساقطة عليه أي أن انعكاسيته = 1 ليكون أكثر أجرام النظام الشمسي انعكاسية. قطره لا يتجاوز 500كلم .له سطح جليدي ناعم يحتوي على عدد من التصدعات.

9- القمر ميماس Mimas :

يدور حول الكوكب على بعد 185 ألف كلم اكتشفه العالم هيرشل عام 1789 وهو قمر صغير قطره حوالي 400 كلم وهو مسبع بالفوهات النيزكية خاصة الفوهة العملاقة التي قطرها 1/3 قطر الكوكب وتدعى هيرشل بقطر 130 كلم ,ولها حواف جدارية بارتفاع 5 كلم وهو قمر جليدي لامع.

10- القمران Epimetheus و Janus :

قمران غريبان في اشتراكهما في مدار واحد بحيث يكون أحدهما أقرب إلى الكوكب وبعد أربع سنوات يقومان بتبديل مواقعهما .القمران صغيران بقطر 120 و 190 كلم على التوالي. اكتشفا في العام 1966

11- القمر Pandora :

وهو قمر صغير بقطر 90 كلم يدور خارج الحلقة F على بعد 142 ألف كلم ويشكل قمراً حارساً لجزيئات الحلقة فيمنعها من الهروب إلى الخارج بحركته البطيئة .اكتشف عام 1980.

12- القمر Prometheus:

قمر صغير بقطره 100كلم يدور داخل الحلقة F على بعد 139 ألف كلم ليحرس جزيئات الحلقة من الداخل فيمنعها من السقوط نحو الكوكب بحركته السريعة اكتشف عام 1980.

13- القمر أطلس Atlas:

قمر صغير بقطر 30 كلم يحرس حافة الحلقة A يدور على بعد 137 ألف كلم اكتشف عام 1980.

14 – القمر Pan :

قمر قطره 20 كلم ويدور حول الكوكب على بعد 134 ألف كلم اكتشفه العالم Showatter عام 1990 يدور داخل فاصل أنكي.





القمر تيتان Titan:

أكبر أقمار زحل على الإطلاق قطره 5150 كلم أصغر قليلاً من جانيميد أكبر أقمار المجموعة الشمسية يدور على بعد 1.2 مليون كلم عن الكوكب.



اكتشفه هايجنز عام 1655 . في عام 1903 توقع العالم الإسباني Comas Sola` بوجود جو عليه.وفي العام 1944 العالم جيرارد كويبر قام بتحليل طيف الكوكب واكتشف الميثان عليه وفي العام 1980 بواسطة المركبة فويجير-1 اكتشف وجود النيتروجين عليه فكان من المقرر أن تمر المركبة بالقرب من القمر لتدرسه وبذلك ستفقد قدرتها للاستفادة من جاذبية زحل والانطلاق نحو أورانوس ونبتون ولكن الفائدة من دراسة هذا القمر ستكون كبيرة وخصوصاً بوجود مركبة فويجير-2 التي ستكمل المشوار إلى باقي الكواكب بينما انطلقت فويجير-1 نحو الفضاء فوق خط دائرة البروج.


ولكن للأسف الشديد لم تظهر ملامح للقمر اللامع باللون البرتقالي الرائع بسبب وجود الضبخن Smog الذي يلف سطح القمر تماما حيث تحدث تفاعلات كيميائية ضوئية يتحطم فيها الميثان بواسطة الأشعة فوق البنفسجية ويتفاعل مع النيتروجين وبفعل البرودة والجفاف يتراكم الضبخن.


هذا القمر كثافته 1.9 غم/سم 3 ويتوقع بذلك أن يكون له نواة صخرية تشكل 55% من حجم القمر محاط بقشرة جليدية.


جوه سميك وكثيف يتألف من نسبة 90% من النيتروجين وما يتبقى من غاز الميثان ووجود العناصر الأخرى ضئيل جداً. الضغط الجوي عليه 60% أكبر من ضغط الأرض الجوي على مستوى سطح البحر وبالتالي توقع العلماء أن يحوي كمية غاز أكبر بحوالي 10 مرات من الأرض.درجة حرارة هذا القمر 94 ك= -180 ْ س فهو متجمد.


هذا القمر أثار العديد من التساؤلات لاحتوائه على جو بينما عطارد الكوكب ليس له جو.وهذا الجو يتألف في معظمه من نيتروجين مثل الأرض التي يتألف غلافها من نيتروجين في معظمه أيضاً .


ولكن هذا القمر لا يحتوي على أي من الأكسجين بل يكتمل تركيبه من غاز الميثان الذي يهمنا كثيراً لأنه بدرجة الحرارة هذه يكون موجوداً بحالاته الثلاثة على شكل غيوم في الجو وسائل في المحيط الذي يتوقع أنه يغطي سطح القمر وصلباً على شكل جليد ميثان.


السؤال الكبير الذي يطرح نفسه,لماذا يحتوي تيتان على جو بينما الكوكب عطارد والقمر جانيميد الأكبر بين الأقمار لا يحتويان على جو؟


العوامل التي تحدد وجود الجو أو عدمه هما الكتلة ودرجة الحرارة وحيث أن هذه الأجرام الثلاث تتقارب في أحجامها وكتلها فيكون الفارق بينها بسبب العامل الثاني وهو درجة الحرارة.


فعطارد القريب جداً من الشمس حرارته عالية تكفي لتبخر أثقل الغازات عن سطحه ولا يمكن الاحتفاظ بالجو بأي حال من الأحوال. أما القمر جانيميد قمر المشتري الأكبر فكلا القمرين يقع بعيداً عن الشمس ولكن عامل الحرارة لا يزال هو الفارق الوحيد بينهما فعند ولادة القمرين كان موقع تيتان بجانب زحل البارد المتجمد كاف ليتكون جليد ماء يقوم بامتصاص الميثان والأمونيا وتجميدهما فيه مقارنة مع موقع جانيميد الأدفأ والأقرب إلى العملاق والأكثر حرارة فلم يتطور الوضع إلى أكثر من جليد ماء.

وعندما دفأ لب القمر تيتان سمح للميثان والأمونيا بالتحول من جليد إلى غاز حيث قامت أشعة الشمس بتحطيم الأمونيا إلى هيدروجين انطلق في الفضاء والنيتروجين بقي معلقا في الجو مع الميثان.

[كهرمانه]

تصدق يا ميدو

شوقتنى بجد انى اشوفه

تسلم ايدك