ثبت بازخورد

لطفا میزان رضایت خود را از دیجیاتو انتخاب کنید.

واقعا راضی‌ام
اصلا راضی نیستم
چطور میتوانیم تجربه بهتری برای شما بسازیم؟

نظر شما با موفقیت ثبت شد.

از اینکه ما را در توسعه بهتر و هدفمند‌تر دیجیاتو همراهی می‌کنید
از شما سپاسگزاریم.

نجوم و فضا

زحل زیر ذره‌بین: از زیباترین سیاره‌ منظومه‌ شمسی چه می‌دانیم؟

زحل دومین سیاره‌ی بزرگ منظومه‌ی شمسی از نظر جرم و اندازه است و ششمین سیاره به ترتیب فاصله از خورشید. در آسمان شب، ما سیاره‌ی زحل را به راحتی با چشم غیر مسلح به شکل ...

زحل دومین سیاره‌ی بزرگ منظومه‌ی شمسی از نظر جرم و اندازه است و ششمین سیاره به ترتیب فاصله از خورشید. در آسمان شب، ما سیاره‌ی زحل را به راحتی با چشم غیر مسلح به شکل یک نقطه‌ی نورانی با درخشش ثابت می‌بینیم. وقتی با یک تلسکوپ خیلی کوچک به زحل نگاه کنیم، سیاره‌ای با حلقه‌های درخشان می‌بینیم که شاید باشکوه‌ترین جرم منظومه‌ی شمسی است.

اسم این سیاره از خدای کشاورزی و برداشت محصول در اساطیر روم گرفته شده است. این خدا با کرونوس (Kronos)، خدای یونانی یکی است. زحل دورترین سیاره شناخته شده برای ناظران باستان به شمار می‌رفت و به همین دلیل کندتر از سایر سیارات شناخته شده در زمینه آسمان حرکت می‌کرد.

فاصله‌ی زحل از خورشید، 9.5 برابر فاصله‌ی زمین تا خورشید است و حدودا 29.5 سال زمینی طول می‌کشد تا یک دور به دور خورشید بزند. 

احتمالا گالیله، ستاره‌شناس ایتالیایی، در سال 1610 میلادی/ 989 شمسی اولین کسی بود که زحل را با تلسکوپ مشاهده کرد. ظاهر زحل برای گالیله عجیب بود، اما کم بودن دقت ابزارش باعث شده بود که ماهیت واقعی حلقه‌های این سیاره را تشخیص ندهد.

حجم زحل 60 درصد مشتری و جرمش یک سوم آن است. این سیاره در بین اجرام شناخته شده‌ی منظومه‌ی شمسی، کمترین چگالی میانگین را دارد. چگالی میانگین آن آنقدر کم است که اگر اقیانوسی وجود داشت که می‌توانستیم زحل را در آن بگذاریم، این سیاره در اقیانوس معلق می‌ماند.

زحل و مشتری هر دو شبیه ستاره‌ها هستند زیرا ترکیب شیمیایی‌شان عمدتا هیدروژن است. همچنین، مثل مشتری، فشار زیاد در اعماق زحل باعث می‌شود که هیدروژن در آنجا در حالت فلزی سیال باشد. با این حال، ساختار و تاریخچه تکاملی زحل به طور قابل توجهی با همسایه‌ی بزرگترش، مشتری، متفاوت است.

زحل مانند باقی سیارات مشتری‌سان (مشتری، اورانوس و نپتون) منظومه‌ای از قمرها و حلقه‌ها دارد که ممکن است سرنخ‌هایی از منشا و تکامل این سیاره و همچنین منظومه شمسی ارائه دهد. تیتان، قمر زحل، جو قابل توجهی دارد که آن را از سایر قمرهای منظومه شمسی متمایز می‌کند، جو این قمر که چگالتر از هر یک از سیارات زمین‌سان به جز زهره است.

اطلاعات اولیه نجومی

ویژگی‌هامقادیر
جرم5.683 × 1026 kg
میانگین فاصله از خورشید1,426,666,000 km (9.5 AU)
خروج از مرکز0.054
زاویه‌ی مدار با دایره البروج2.49°
طول شبانه روز10.7 ساعت
طول سال29.45 برابر سال زمین
میانگین سرعت مداری9.68 km/s
میانگین دمای سطح134 K
شعاع میانگین
58,232 km
تعداد قمرها83
تعداد حلقه‌ها3 حلقه اصلی و چندین حلقه کم تراکم

امکان حیات

محیط زحل برای زندگی آنگونه که ما می‌شناسیم مساعد نیست. دما، فشار و موادی که این سیاره را ساخته‌اند، برای موجودات بیش از حد شدید و فرار هستند و موجودات نمی توانند خودشان را با آن‌ها کنند.

در حالی که سیاره زحل مکانی بعید برای زندگی موجودات زنده است، این موضوع درمورد برخی از قمرهای آن صادق نیست. قمرهایی مانند انسلادوس و تیتان اقیانوس‌های داخلی دارند و احتمالاً حیات در این دو قمر ممکن است.

امکان حیات در زحل
مقایسه‌ی اندازه‌ی زمین و زحل

اندازه و فاصله

زحل با شعاع 58232 کیلومتر، 9 برابر عریض‌تر از زمین است. با فاصله متوسط 1.4 میلیارد کیلومتری، زحل 9.5 واحد نجومی از خورشید فاصله دارد. یک واحد نجومی (به اختصار AU)، فاصله خورشید تا زمین است. در این فاصله حدود 80 دقیقه طول می کشد تا نور خورشید به زحل برسد.

مدار و چرخش

زحل دومین روز کوتاه منظومه شمسی را دارد. یک روز در زحل تنها 10.7 ساعت طول می کشد (مدت زمانی که طول می کشد تا زحل یک بار به دور خود بچرخد) و یک دور کامل زحل به دور خورشید (یک سال در زمان زحل) در حدود 29.4 سال زمینی (10756 روز زمینی) است.

محور این سیاره نسبت به مدارش به دور خورشید 26.73 درجه انحراف دارد که مشابه انحراف 23.5 درجه‌ای زمین است. این به این معنی است که زحل نیز مانند زمین، فصل‌های مختلفی دارد.

قمرها

زحل 83 قمر دارد که 53 تا از آن‌ها نام رسمی دارند. بعلاوه، شواهدی از ده ها تا صدها ماهک با قطر 40 تا 500 متر در حلقه های زحل وجود دارد، که قمر واقعی محسوب نمی‌شوند. تیتان (Titan)، بزرگترین قمر این سیاره، بیش از 90 درصد جرم موجود در مدار زحل، از جمله حلقه‌ها، را تشکیل می‌دهد. دومین قمر بزرگ زحل، رئا (Rhea)، ممکن است دارای یک سیستم حلقه ای ضعیف برای خود باشد، همراه با جوی ضعیف.

بسیاری از قمرهای دیگر کوچک هستند: 34 قمر کمتر از 10 کیلومتر قطر دارند و 14 قمر دیگر بین 10 تا 50 کیلومتر قطر دارند.

بیشتر قمرهای زحل به نام تایتان‌های اساطیر یونان نام‌گذاری شده‌اند. قمر تیتان تنها قمر منظومه شمسی با جو اصلی است، که در آن یک واکنش شیمیایی آلی پیچیده رخ می‌دهد. این تنها قمر با دریاچه‌های هیدروکربنی است.

انسلادوس (Enceladus)، یکی از قمرهای زحل، که به نظر می‌رسد از نظر ساختار شیمیایی شبیه به دنباله‌دارها باشد، اغلب به عنوان یک زیستگاه بالقوه برای حیات میکروبی در نظر گرفته می‌شود.

حلقه‌ها

دانشمندان باور دارند که حلقه‌های زحل تکه‌هایی از دنباله‌دارها، سیارک‌ها و یا تکه‌هایی از قمرها هستند که گرانش زحل، قبل از رسیدن آن‌ها به این سیاره، آن‌ها خرد کرده است.

آنها از میلیاردها تکه کوچک یخ و سنگ ساخته شده‌اند که مواد دیگری مانند گرد و غبار روی آن‌ها را پوشانده است. اندازه ذرات هر حلقه عمدتاً از دانه‌های یخی ریز به اندازه گرد و غبار تا تکه‌هایی به بزرگی یک خانه متغیر است. چند ذره به بزرگی کوه هستند. اگر از بالای ابرهای زحل به آنها نگاه کنید، حلقه‌ها عمدتاً سفید به نظر می‌رسند و جالب اینکه هر حلقه با سرعت متفاوتی به دور سیاره می‌چرخد.

منظومه حلقه ای زحل تا 282000 کیلومتر از سیاره امتداد دارد، با این حال ارتفاع عمودی معمولاً در حلقه های اصلی حدود 10 متر است. این حلقه‌ها که بر اساس حروف الفبا نامگذاری شده‌اند، نسبتاً نزدیک به یکدیگر هستند، به استثنای شکافی که به اندازه 4700 کیلومتر عرض دارد به نام بخش کاسینی که حلقه‌های A و B را از هم جدا می‌کند. حلقه‌های اصلی A، B و C هستند. حلقه‌های D، E، F و G کم‌نورتر هستند و اخیراً کشف شده‌اند.

اگر از زحل شروع کنیم و به سمت بیرون حرکت کنیم، به ترتیب حلقه D، حلقه C، حلقه B، بخش کاسینی، حلقه A، حلقه F، حلقه G و در نهایت حلقه E را می‌بینیم. خیلی دورتر، حلقه بسیار کم نور فوبه در مدار قمر فوبه زحل وجود دارد.

ساختار سیاره زحل
ساختار داخلی زحل به همراه حلقه‌هایش

ساختار

علیرغم این که زحل عمدتاً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است، بیشتر جرم این سیاره در فاز گاز نیست، زیرا هیدروژن زمانی که چگالی بالاتر از 0.01 گرم بر سانتی متر مکعب است، به مایعی غیر ایده آل تبدیل می‌شود. این اتفاق در شعاعی از زحل می‌افتد که حاوی 99.9 درصد جرم این سیاره است. دما، فشار و چگالی درون زحل همگی به طور پیوسته به سمت هسته افزایش می‌یابند که باعث می‌شود در لایه‌های عمیق‌تر، هیدروژن به یک فلز تبدیل شود.

مدل‌های استاندارد سیاره‌ای نشان می‌دهند که فضای داخلی زحل شبیه مشتری است، دارای یک هسته سنگی کوچک است که توسط هیدروژن و هلیوم احاطه شده است، با مقادیر کمی از مواد فرار مختلف. تجزیه و تحلیل اعوجاج نشان می‌دهد که زحل به طور قابل ملاحظه‌ای متراکم‌تر از مشتری است و بنابراین حاوی مقدار قابل توجهی مواد متراکم‌تر از هیدروژن در نزدیکی مرکز آن است. حدود 50 درصد جرم نواحی مرکزی زحل از هیدروژن تشکیل شده است، در حالی که مشتری حاوی تقریباً 67 درصد هیدروژن است.

این هسته از نظر ترکیب مشابه زمین است، اما چگالی بیشتری دارد. این لایه توسط یک لایه هیدروژن فلزی مایع ضخیم‌تر احاطه شده است و به دنبال آن یک لایه مایع از هیدروژن مولکولی است که از هلیوم اشباع شده است و با افزایش ارتفاع به تدریج به گاز تبدیل می‌شود. بیرونی ترین لایه 1000 کیلومتر است و از گاز تشکیل شده است.

قسمت داخلی زحل گرم است که دما در هسته آن به 11700 درجه سانتیگراد می‌رسد و 2.5 برابر بیشتر از آنچه از خورشید انرژی دریافت می‌کند به فضا انرژی می تاباند.

بارش‌هایی از الماس در داخل زحل رخ می‌دهد همانطور که در مشتری و غول‌های یخی اورانوس و نپتون پیشنهاد شده است.

نحوه‌ی شکل‌گیری

زحل همان زمانی شکل گرفت که بقیه منظومه شمسی شکل گرفت، حدود 4.5 میلیارد سال پیش، وقتی که گرانش گازهای چرخان و غبار را به داخل کشید تا به این غول گازی تبدیل شود. حدود 4 میلیارد سال پیش، زحل در موقعیت فعلی خود در قسمت بیرونی منظومه شمسی قرار گرفت، جایی که ششمین سیاره از خورشید است. زحل نیز مانند مشتری، بیشتر از هیدروژن و هلیوم ساخته شده است، همان دو عنصر اصلی‌ای که خورشید را تشکیل می‌دهند.

سطح

زحل به عنوان یک غول گازی سطح واقعی ندارد. این سیاره عمدتاً گازها و مایعات چرخانی را در اعماق خود دارد. در حالی که یک فضاپیما جایی برای فرود بر روی زحل نخواهد داشت، نمی‌تواند بدون صدمه هم از آن عبور کند. فشارها و دماهای شدید در اعماق سیاره هر فضاپیما را که قصد پرواز به سیاره را داشته باشد خرد، ذوب و تبخیر می کند.

سطح زحل
طوفانی در زحل

اتمسفر زحل

زحل پوشیده از ابرهایی است که به صورت نوارهای کم نور، جریان‌های جتی و طوفان ظاهر می‌شوند. این سیاره سایه‌های مختلفی از زرد، قهوه ای و خاکستری دارد.

سرعت بادها در اتمسفر فوقانی در ناحیه‌ی استوایی به 500 متر در ثانیه می‌رسد. در مقابل، قوی‌ترین بادهای طوفانی روی زمین سرعتی در حدود 110 متر در ثانیه دارند. و فشار - همان فشاری که هنگام غواصی در اعماق آب احساس می کنید - آنقدر قوی است که گاز را به مایع تبدیل می کند.

قطب شمال زحل یک ویژگی جوی جالب دارد - یک جریان جتی شش طرفه. این الگوی شش ضلعی شکل اولین بار در تصاویر فضاپیمای وویجر 1 مشاهده شد و از آن زمان توسط فضاپیمای کاسینی با دقت بیشتری مشاهده شد. این شش ضلعی که حدود 30000 کیلومتر عرض دارد، یک جریان جت مواج با بادهایی با سرعت حدود 322 کیلومتر در ساعت است که در مرکز آن طوفان عظیم و چرخشی وجود دارد. هیچ ویژگی آب و هوایی مانند آن در هیچ جای دیگری در منظومه شمسی وجود ندارد.

مگنتوسفر

میدان مغناطیسی زحل کوچکتر از سیاره مشتری است اما هنوز 578 برابر میدان مغناطیسی زمین است. زحل، حلقه‌ها و بسیاری از ماهواره‌ها کاملاً در درون مغناطیس‌کره عظیم زحل قرار دارند، منطقه‌ای از فضا که رفتار ذرات باردار الکتریکی در آن بیشتر تحت تاثیر میدان مغناطیسی زحل است تا باد خورشیدی.

شفق قطبی زمانی رخ می‌دهد که ذرات باردار در امتداد خطوط میدان مغناطیسی به اتمسفر سیاره می‌روند. در زمین، این ذرات باردار از بادهای خورشیدی می‌آیند. کاسینی نشان داد که حداقل برخی از شفق های زحل مانند مشتری هستند و تا حد زیادی تحت تأثیر باد خورشیدی نیستند. در عوض، ترکیبی از ذرات پرتاب شده از قمرهای زحل و چرخش سریع میدان مغناطیسی زحل شفق‌های قطبی بوجود می‌آورند. اما این شفق‌های قطبی که منشا خورشیدی ندارند هنوز به طور کامل درک نشده‌اند.

میدان مغناطیسی زحل
شفق قطبی در قطب شمال زحل

حقایق جالب درباره‌ی سیاره‌ی زحل

  • زحل دورترین سیاره‌ایست که با چشم غیر مسلح قابل دیدن است.
  • باستانیان از جمله بابلی‌ها زحل را می‌شناختند.
  • تعداد قمرهای زحل از هر سیاره‌ی دیگری در منظومه‌ی شمسی بیشتر است.
  • زحل نیز مانند مشتری طوفان‌های بیضی شکل دارد.

سوالات متداول

چه چیزی زحل را خاص می‌کند؟

زحل که با هزاران حلقه زیبا آراسته شده است، در بین سیارات بی نظیر است. این تنها سیاره‌ای نیست که حلقه دارد اما هیچ کدام به اندازه سیاره‌ی زحل دیدنی یا پیچیده نیستند.

آیا انسان‌ها می توانند در زحل زنده بمانند؟

خیر. دما، فشار و مواد سازنده‌ی این سیاره طوری است که موجودات زنده نمی‌توانند خودشان را با آن‌ها تطبیق دهند.

آیا بر روی زحل الماس می بارد؟

بله. سالانه حدود 10 میلیون تن الماس بر روی زحل می‌بارد.

آیا می‌توان بر روی حلقه‌های زحل راه رفت؟

در حالی که آن‌ها مانند دیسک‌های غول پیکر به نظر می‌رسند، به هیچ وجه یک سطح پیوسته نیستند. در عوض، آن‌ها از میلیون‌ها تکه یخ ساخته شده‌اند، برخی به کوچکی ذرات غبار، و برخی دیگر به بزرگی اتوبوس.

زحل گرم است یا سرد؟

زحل به طور قابل توجهی سردتر از مشتری است چون دورتر از خورشید قرار دارد و دمای متوسط آن در حدود -285 درجه فارنهایت و یا -161 درجه سلسیوس است.

دیدگاه‌ها و نظرات خود را بنویسید
مجموع نظرات ثبت شده (1 مورد)
  • مصطفی مالکی
    مصطفی مالکی | ۲۹ تیر ۱۴۰۱

    فوق العاده بود ممنونم

مطالب پیشنهادی