تکامل مریخ

دانشمندان دانشی کلی در مورد تکامل این سیاره از 6/4 بیلیون سال پیش تا کنون دارند. این دانش با مطالعه چاله ها و دیگر پدیده ها و مشخصات سطح این سیاره به دست آمده است. پدیده هایی که در دوران مختلف تکامل به وجود آمده اند همچنان در سطح این سیاره موجودند. محققین یک سناریوی تکامل برای این سیاره تهیه نموده اند که در برگیرنده ابعاد، شکل و مکان پدیده های سطح آن می باشد.

دانشمندان نسبت دوره های زمانی مناطق موجود در سطح را با توجه به چاله های برخوردی مشاهده شده، دسته بندی کرده اند. هر چه در یک منطقه تعداد چاله بیشتر باشد، عمر آن منطقه نیز بیشتر است.

با اینحال دانشمندان هنوز نمی توانند تشخیص دهند که هر یک از دوره های تکامل دقیقا چه زمانی رخ داده اند. برای این کار آنها به دانستن سن سنگهای موجود در سطح مریخ، که در دوره های مختلف تشکیل شده اند، نیاز دارند. آنها باید این سنگها را در آزمایشگاه های پیشرفته آنالیز نمایند ولی متاسفانه تا کنون هیچ سنگی از مریخ توسط سفینه ها به زمین آورده نشده است.

دانشمندان طول عمر مریخ را به سه دوره زمانی تقسیم کرده اند. 1) نواکیان (Noachian). 2) هسپرین (Hesperian). 3) آمازونین (Amazonian). هر دوره با نام منطقه ای که در همان دوره تشکیل شده ، نام گرفته است.

دوره نواکیان بر اساس منطقه نواکیس (Noachis) که منطقه ای مرتفع در نیمکره جنوبی است نام گرفته. در طول دوره نواکیان، تعداد بیشماری اجرام سنگی در ابعاد مختلف با مریخ برخورد کرده اند. برخورد این اجرام چاله هایی در ابعاد گوناگون در منطقه ایجاد کرده است. در این دوره همچنین چندین آتشفشان عظیم فعال بوده اند.

به علاوه در این دوره فرسایش سطح توسط آب منجر به شکل گیری شبکه های دره ای در مریخ شده است. وجود این شبکه بیان گر این است که دمای مریخ در دوره نواکیان بسیار گرمتر از دمای کنونی سیاره بوده است.

طوفان خاک

یکی از بارزترین جلوه های آب و هوایی در مریخ وزش بادهای همراه با گرد و خاک است. گردبادهای کوچک می توانند برای مدت کوتاهی خاک را از سطح سیاره بالا ببرند. این بادهای کوچک شبیه به گردبادهای زمینی هستند.

طوفانهای شدید خاک زمانی آغاز می شوند که باد گرد و خاک را با خود تا اتمسفر بالا ببرد. در این هنگام هوای پیرامون ذرات خاک به دلیل جذب نور خورشید گرم می شود. هنگامیکه هوای گرم به بالا می رود، باد شدیدتر می شود و گرد و خاک بیشتری را نیز با خود به بالا می برد. در نتیجه طوفان شدید و شدیدتر می شود.

در مقیاسهای شدیدتر، طوفان خاک می تواند منطقه ای بیش از 320 کیلومتر و یا حتی تا چندین هزار کیلومتر را در بر گیرد. طوفانهای بزرگتر می توانند همه سطح سیاره را در فرا بگیرند. چنین طوفانهایی غیر معمول هستند اما می توانند تا ماهها ادامه داشته باشند. شدیدترین طوفانها قادرند همه سطح سیاره را غیر قابل رویت نمایند. چنین طوفانهایی یکبار در سال 1971 و بار دیگر در سال 2001 وزیدند.

طوفانهای شن بیشتر در زمانهایی که فاصله مریخ از خورشید کم است رخ می دهند. دلیل این امر نیز این است که در آن زمانها خورشید بیشتر اتمسفر را گرم می نماید.

قمر ها

مریخ دو قمر کوچک به نامهای فوبوس (Phobos) و دیموس (Deimos) دارد. ستاره شناس آمریکایی آزف هال (Asaph Hall) در سال 1877 این دوقمر را کشف نمود و نامهای پسران آرس (Ares ،خدای جنگ یونانیان) را بر آنها نهاد. هر دوی این قمر ها دارای شکلی غیر متعارف و غیر هندسی می باشند. بزرگترین قطر فوبوس 27 کیلومتر و بزرگترین قطر دیموس 15 کیلومتر می است.

هر دو قمر دارای چاله های فراوانی می باشند که در اثر برخورد سنگهای آسمانی با آنها تشکیل شده اند. سطح قمر فوبوس دارای شیارهای پیچیده ایست. این شیارها احتمالا ترکهایی هستند که پس از برخورد بزرگترین سنگ آسمانی با این قمر به وجود آمده اند.

دانشمندان هنوز نمی دانند که این دو قمر در کجا تشکیل شده اند. دو احتمال وجود دارد. یا هر دوی آنها همزمان با تشکیل خود سیاره به وجود آمده اند. یا این دو قمر در حقیقت سنگ های آسمانی سرگردانی بوده اند که در میدان گرانش مریخ گیر افتاده اند. رنگ فوبوس و دیموس خاکستری تیره و تقریبا همرنگ بقیه سنگهای آسمانی می باشد.

رسوبات قطبی

جالب ترین پدیده در مناطق قطبی مریخ، توده های ضخیمی از لایه های رسوبی مواد می باشد. دانشمندان بر این باورند که این لایه ها با ترکیبی از یخ آب و ذرات خاک تشکیل شده اند. این رسوبات تا ارتفاع 80 درجه از هر دوقطب گسترش یافته اند.احتمالا اتمسفر در طی مدتهای طولانی منجر به رسوب لایه هایی گردیده است. این لایه ها ممکن است مدارکی برای فعالیتها و تغییرات فصلی آب و هوا در طی گذشت زمانهای بسیار طولانی باشد. یکی از احتمالات تغییر آب و هوا در مریخ تغییر زاویه محور طولی این سیاره می باشد. این تغییرات منجر به تغییر مقدار تابش نور خورشید به قسمتهای مختلف سیاره و در نتیجه تغییرات کلی آب و هوا در مریخ می گردد. مقدار رسوباتی که اتمسفر ایجاد می کند با تغییرات گذشته در آب و هوا ارتباط مستقیم دارد.در بالای لایه های رسوبی موجود در هر دو نیمکره کلاهک یخ آب وجود دارد که در تمام سال به شکل یخ باقی می مانند. این لایه ها و کلاهک روی آنها چندین کیلومتر ضخامت دارد.در فصل زمستان کلاهک های فصلی که از لایه های یخ زده تشکیل می شوند نیز ظاهر می گردند. این کلاهک ها به خوبی توسط تلسکوپ های مستقر بر روی زمین قابل رویت می باشند. کلاهک های فصلی شامل دی اکسید کربن منجمد یا یخ خشک که از دی اکسید کربن موجود در اتمسفر به وجود می آید، می باشد. در سردترین روزهای زمستان این لایه ها تا ارتفاع 45 درجه به سمت استوا گسترش می یابند.

اتمسفر

اکسیژن موجود در اتمسفر مریخ در قیاس با زمین بسیار اندک است. این گاز تنها 13/0 درصد از کل اتمسفر مریخ را تشکیل می دهد در حالیکه 21 درصد از جو زمین ما از اکسیژن تشکیل شده است. دی اکسید کربن 3/95 درصد از اتمسفر این سیاره را شامل می شود. بقیه گازها عبارتند از نیتروژن، 7/2 درصد، آرگون، 6/1 درصد، مونوکسید کربن، 07/0 درصد و بخار آب، 03/0 درصد.

فشار

در سطح مریخ، فشار جو عمدتا حدود تنها 7/0 کیلوپاسکال یعنی تقریبا 7/0 درصد فشار جوی سطح زمین می باشد. با تغییر فصل در مریخ این مقدار بین 20 تا 30 درصد دستخوش تغییر می گردد.

در هر زمستان تغلیظ گاز دی اکسید کربن در قطبها منجر به کاخش میزان این گاز در اتمسفر می گردد. در نتیجه فشار هوا به شکل قابل ملاحظه ای کم می شود. متضاد این فرایند در فصل تابستان صورت می گیرد. علاوه بر تغییرات فصلی، در طی روز نیز بنا به تغییر شرایط آب و هوا فشار اتمسفر نیز تغییر می کند. این پدیده در سیاره زمین نیز رخ می دهد.

دما

سردترین قسمتهای مریخ در ارتفاعات 65 تا 125 کیلومتری آن می باشد. در این ارتفاعات دمای هوا 130- درجه سانتیگراد است. با کم شدن ارتفاع نسبت به سطح، دما افزایش یافته و در طی روز به 30- تا 40- درجه سانتیگراد می رسد.

دمای اتمسفر مریخ در زمانهایی که با مقدار زیادی گرد و خاک آمیخته شده است، می تواند گرمتر از مواقع عادی باشد. گرد و خاک نور خورشید را جذب کرده و بیشتر آنرا به گازهای موجود در اتمسفر منتقل می نماید.

ابرها

در جو مریخ، ابرهایی ساخته شده از ذرات یخ زده دی اکسید کربن در ارتفاعات بالا شکل می گیرند. به علاوه تشکیل ابر و مه با ذرات یخ آب بسیار رایج است. بیشترین زمانی که مه در هوا وجود دارد اوایل صبح می باشد. در آن زمان هوا در سردترین حالت خود است درنتیجه بخار آب غلیظ می گردد.

باد

اتمسفر مریخ، مانند زمین، یک چرخه عمومی و الگوی بادی که همه سیاره را در می نوردد، دارد. دانشمندان با مشاهده حرکات باد و تغییرات آن به مطالعه الگوی وزش آن پرداخته اند.

چرخه عمومی وزش باد در مریخ با دلیلی مشابه فرایند تشکیل باد در سیاره زمین شکل می گیرد. خورشید ارتفاعات پائین تر اتمسفر را بیش از ارتفاعات بالای آن گرم می کند. هوای گرم به بالا می رود، و هوای سرد به پایین آمده و جای هوای گرم را می گیرد. این روند ادامه پیدا کرده و منجر به تشکیل باد می شود.

در مریخ، تغلیظ و تبخیر گاز دی اکسید کربن در قطبها تاثیر بسزایی در چرخه کلی دارد. با شروع زمستان، دی اکسید کربن موجود در جو در دو قطب متمرکز و غلیظ می شود. در نتیجه دی اکسید کربن بیشتری به سمت قطبها برای پر شدن جای خالی این گاز جریان می یابد. وقتی بهار از راه می رسد، دی اکسید کربن یخ زده بخار می شود و در نتیجه این گاز به سمتی دور از قطبها جریان پیدا می کند.

بادهایی که در سطح مریخ می وزند عمدتا آرامند و سرعتی در حدود 10 کیلومتر در ساعت دارند. دانشمندان تندبادهایی با سرعت 90 کیلومتر در ساعت را نیز مشاهده کرده اند. با اینحال نیروی این تندبادها بسیار کمتر از تندبادهای مشابه از لحاظ سرعت در زمین می باشد. چرا که چگالی و تراکم اتمسفر مریخ از اتمسفر زمین بسیار کمتر است.

چاله ها و حوزه های برخوردی

بسیاری از سنگ های آسمانی که در طول تاریخ سیاره مریخ با آن برخورد کرده اند منجر به ایجاد چاله هایی در سطح این سیاره شده اند. این چاله های برخوردی به دو دلیل در زمین بسیار اندک می باشند:1) چاله هایی که قبلا ایجاد شده اند در اثر فرسایش از بین رفته اند. 2) اتمسفر متراکم زمین مانع برخورد سنگها و در نتیجه تشکیل چاله ها می گردد.چاله های موجود در سطح مریخ بسیار شبیه به چاله های موجود در ماه، عطارد و دیگر اجرام منظومه شمسی است. چاله ها عمیق و کاسه ای شکلند. چاله های بزرگتر می توانند دارای قله های مرکزی باشند که در اثر ارتجاع پوسته پس از برخورد به وجود می آیند.در مریخ، شمار چاله ها از جایی به جای دیگر به شدت متغیر است. سطح مریخ در نیمکره جنوبی بسیار قدیمی و در نتیجه دارای چاله های بسیار زیادی است. بقیه جاها به ویژه در نیمکره شمالی جوانتر و دارای تعداد کمتری چاله می باشد.برخی از کوه های آتشفشانی نیز دارای چاله هایی می باشند و این امر نشان دهنده این است که زمان زیادی از فوران آنها نگذشته است. مواد مذاب آتشفشانها می تواند همه چاله های موجود را بپوشاند. پس زمان زیادی از آخرین فوران ها نگذشته است چون در غیر اینصورت تعداد چاله ها بر روی کوه های آتشفشانی بیشتر بود.

در اطراف برخی از چاله ها رسوبات غیر معمولی به چشم می خورد. این رسوبات موادی می باشند که به هنگام برخورد سنگ آسمانی از چاله تشکیل شده به بیرون پرتاب شده اند. این شکل از رسوبات می تواند مبین این باشد که سنگ آسمانی به هنگام برخورد با آب و یا یخ در زیر زمین مواجه شده است.مریخ تعدادی چاله بسیار بزرگ دارد. بزرگترین این چاله ها پلانیتیا (Planitia) به معنای دشت یا حوزه پائین نام گرفته است. این چاله در نیمکره جنوبی قرار دارد و قطر آن 2300 کیلومتر می باشد. کف این چاله 9 کیلومتر پائین تر از سطح است.کانالها، دره ها و آبگذرهایی که در نتیجه سایش و فرسایش آب به وجود می آیند در بسیاری از مناطق مریخ به چشم می خورند. از مهمترین این شواهد می توان به "کانال های طغیان" اشاره نمود. این کانالها می توانند عرضی معادل 100 کیلومتر و طولی به اندازه 2000 کیلومتر داشته باشند. گمان می رود که این کانالها در پی سیلهایی مهیب شکل گرفته باشند. در بسیاری موارد به نظر می رسد که آب به طور ناگهانی در این مناطق از زیر زمین فوران کرده است.در نواحی دیگری از مریخ پدیده های بسیار کوچکتری به نام شبکه های دره ای وجود دارند. این شبکه ها بسیار شبیه به سیستم های رودخانه ای در روی زمین می باشند. شبکه های دره ای مریخ عرضی برابر چندین کیلومتر و طولی برابر چند صد کیلومتر دارند. این شبکه ها به نوعی پدیده هایی باستانی در مریخ به حساب می آیند. وجود آنها می تواند بیانگر این باشد که روزگاری هوا در مریخ به قدری گرم بوده که امکان وجود آب به شکل مایع وجود داشته است.آبگذرها از شبکه های دره ای نیز کوچکترند. آنها اغلب در ارتفاعات قرار دارند. احتمالا وجود آنها بر اثر تراوشات آب از زیر زمین به سطح، ظرف چند میلیون سال پیش می باشد.

خصوصیات سطح مریخ

سطح مریخ دارای ویژگی های متعددی است که اغلب آنها در زمین نیز وجود دارند نظیر دشتها، دره ها، آتشفشانها، آبگذرها و یخ های قطبی. البته چاله هایی نیز در مریخ وجود دارند که در اثر برخورد سنگهای آسمانی با این سیاره به وجود آمده اند. این چاله ها به ندرت بر روی زمین دیده می شوند. گردی متمایل به رنگ قرمز تقریبا همه سطح این سیاره را فرا گرفته است.

دشتها

بسیاری از نواحی مریخ به صورت دشت می باشد. بیشتر این مناطق در نیمکره شمالی قرار گرفته اند. در قسمتهای شمالی نیمکره شمالی، مسطح ترین و صاف ترین مناطق منظومه شمسی قرار گرفته اند. صاف بودن این مناطق به احتمال قوی به این دلیل است که رسوبات به وجود آورنده آنها بوده اند. دلایل فراوانی وجود دارد که زمانی در سطح مریخ آب جاری بوده است. وجود آب مسبب تشکیل و جمع شدن رسوبات بوده است.

دره ها

در امتداد استوا نمادی چشمگیر در این سیاره قرار گرفته است. یک مجموعه بزرگ از دره ها به نام دره های مریخی. سفینه فضایی مارینر 9 در سال 1971 این پدیده را در سطح مریخ کشف نمود. دره از شرق به غرب کشیده شده و طول آن حدود 4000 کیلومتر یعنی به اندازه عرض استرالیا و یا به اندازه فاصله بین فیلادلفیا تا سندیگو است.

دانشمندان بر این باورند که این سیستم بر اثر شکاف خوردن قسمتی از پوسته ایجاد شده است. دره های منحصر به فرد در مجموعه دره های مریخی عرضی به بزرگی 100 کیلومتر دارند. دره ها در قسمت مرکزی، جاییکه 600 کیلومتر عرض دارد به یکدیگر وصل می شوند. عمق دره ها در برخی نقاط به 8 تا 10 کیلومتر می رسد.

دره های مریخی با طولی حدود 4000 کیلومتر (تقریبا یک پنجم مسافت دور سیاره) با 10 کیلومتر عمق. عکس از ناسا

کانال های بزرگی در انتهای شرقی دره ها به چشم می خورند و همچنین در برخی نقاط، دره ها لایه های رسوبی دارند. وجود این کانالها و رسوبات حاکی از این است که زمانی قسمتهایی از این دره ها پر از آب بوده است.

آتشفشانها

مریخ بزرگترین کوه های آتشفشانی موجود در منظومه شمسی را در خود جای داده است. بلندترین آنها الیمپوس(Olympus)، ارتفاعی معادل 27 کیلومتر و قطری به اندازه 600 کیلومتر دارد که با دشتهای مسطح احاطه شده است. سه آتشفشان بزرگ دیگر مریخ آرسیا (Arsia)، آسکرئوس (Ascraeus) و پاونیز (Pavonis) نام دارند و در منطقه مرتفعی به نام تارسیس (Tharsis) قرار گرفته اند.

همه این آتشفشانها، مانند آتشفشانهای هاوایی، دارای شیبی هستند که به تدریج زیادتر می شود. مریخ همچنین انواع زیاد دیگری از آتشفشانها را دارا می باشد. از تپه های مخروطی کوچک تا دشتهای پوشیده شده با مواد مذاب منجمد شده. دانشمندان نمی دانند که آخرین فوران آتشفشانی چه زمانی در مریخ به وقوع پیوسته است اما فورانهای جزئی ممکن است همچنان در این سیاره به وقوع بپیوندد.

خصوصیات فیزیکی مریخ

دانشمندان هنوز مطالب زیادی در مورد درون مریخ نمی دانند. یک روش خوب برای شناسایی درون این سیاره کار گذاشتن تجهیزات لرزه سنج در سطح مریخ است. این تجهیزات کوچکترین حرکات و تکان های سطح و درون سیاره را ثبت کرده و به این شکل به دانشمندان برای تشخیص آنچه که درون مریخ است کمک می کند. محققان اخیرا از این روش برای مطالعه درون زمین نیز استفاده کرده اند.

دانشمندان چهار منبع اصلی اطلاعاتی برای مطالعه درون سیاره سرخ دارند: 1) محاسبات شامل جرم، چگالی، گرانش و ویژگی های گردش مریخ. 2) دانش ما از دیگر سیارات. 3) آنالیز سنگ های آسمانی پیدا شده در زمین که از مریخ آمده اند. 4) اطلاعات جمع آوری شده توسط ماهواره هایی که دور مریخ در گردشند. آنها فکر می کنند که احتمالا مریخ نیز مانند زمین دارای سه لایه است: 1) پوسته سنگی 2) جبه ای متشکل از سنگهای متراکم تر که در زیر پوسته قرار گرفته است 3) هسته ای که بیشتر از آهن تشکیل شده است.

پوسته

دانشمندان بر این گمانند که میانگین ضخامت پوسته مریخ در حدود 50 کیلومتر می باشد. از آنجا که ارتفاعات بیشتر در نیمکره جنوبی قرار گرفته اند در نتیجه میتوان گفت که ضخامت پوسته نیمکره شمالی کمتر است.

بیشتر پوسته احتمالا از سنگهای آتشفشانی به نام بازالت تشکیل شده است. بازالت علاوه بر مریخ در سطح زمین و ماه نیز وجود دارد. بعضی دیگر از سنگهای سطح مریخ، به ویژه در نیمکره شمالی، آندزیت (Andesite) نام دارند. آندزیت نیز نوعی سنگ آتشفشانی است که در زمین نیز یافت شده است. مقدار سیلیکای موجود در این سنگ نسبت به بازالت بیشتر است. سیلیکا ترکیبی از سیلیکون و اکسیژن می باشد.

جبه

جبه مریخ نیز احتمالا شبیه به ترکیب های جبه زمین است. بیشتر جبه زمین متشکل از سنگی به نام پرایدوتیت (peridotite) است. این سنگ عموما از سیلیکون، اکسیژن، آهن و منیزیوم تشکیل شده. فراوان ترین ماده معدنی در پرایدوتیت الیوین (olivine) می باشد.

منبع اصلی گرمای درون مریخ باید شبیه به زمین باشد یعنی فعل و انفعالات هسته ای اتمهایی مانند اورانیوم، پتاسیوم و تریوم. در حین این فعل و انفعالات، میانگین دمای جبه مریخ می تواند حدود 1500 درجه سانتیگراد باشد.

هسته

مریخ احتمالا دارای هسته ای با ترکیبات آهن، نیکل و سولفور است. چگالی مریخ به نوعی مبین اندازه هسته آن می باشد. چگالی این سیاره از زمین بسیار کمتر است. در نتیجه، شعاع هسته آن نیز نسبت به شعاع هسته زمین کوچکتر است. شعاع هسته مریخ احتمالا بین 1500 و 2000 کیلومتر می باشد.برخلاف زمین که هسته آن عمدتا مایع و مذاب است، هسته مریخ احتمالا به صورت جامد می باشد چرا که مریخ میدان مغناطیسی چشمگیری ندارد. میدان مغناطیسی تاثیری است که یک جسم مغناطیسی در اطراف و پیرامون خود ایجاد می نماید. حرکت یک سیاره با هسته مذاب منجر به شکل گیری میدان مغناطیسی در اطراف سیاره می گردد. اطلاعات به دست آمده توسط پیمایشگر سراسری (Global Surveyor) نشان می دهند که برخی از قدیمی ترین سنگهای موجود در سیاره مریخ در شرایطی شکل گرفته اند که میدان مغناطیسی شدیدی در محیط وجود داشته است. بنابراین، در گذشته دور، مریخ می توانسته است که دارای درونی داغ تر و هسته مذاب باشد.

جرم و چگالی

 

جرم مریخ معادل 10²⁰*42/6 تن می باشد این عدد را می توان به صورت 642 همراه با 18 صفر مقابل آن نوشت. جرم زمین حدودا 10 برابر جرم مریخ است. چگالی مریخ 933/3 گرم در هر سانتیمتر مکعب می باشد که این رقم تقریبا معادل 70 درصد چگالی زمین می شود.

 

نیروی گرانش

از آنجائیکه مریخ بسیار کوچکتر و کم جرم تر از زمین است لذا نیروی گرانش آن نیز از زمین ضعیف تر و تنها 38 درصد گرانش زمین می باشد. بنابراین اگر شخصی در سطح مریخ بایستد تصور می کند که 62 درصد از وزن خود را از دست داده است. همینطور اگر سنگی در مریخ رها شود بسیار کندتر از زمین به سطح سیاره می رسد.

مدار و گردش

 

مانند دیگر سیارات منظومه شمسی مدار مریخ نیز به شکل بیضی می باشد. اما کشیدگی بیضی مدار مریخ از همه سیارات بیشتر است. فاصله مریخ تا خورشید در کمترین حالت 206.620.000 کیلومتر و در بیشترین حالت 249.230.000 کیلومتر می باشد. مریخ در هر 687 روز زمینی یک دور کامل به دور خورشید گردش می کند. این مدت زمان یکسال در مریخ است.

فاصله مریخ تا زمین به موقعیت هر دو سیاره در مدار خود بستگی دارد. کمترین فاصله بین این دو سیاره همسایه از یکدیگر 54.500.000 کیلومتر و بیشترین فاصله آنها از هم 401.300.000 کیلومتر میباشد.

مانند زمین، مریخ نیز حول محور طولی از غرب به شرق د رحرکت است. روز خورشیدی مریخ 24 ساعت و 39 دقیقه و 35 ثانیه طول می کشد. این مدت زمانیست که مریخ یک دور کامل حول محور خود نسبت به خورشید طی می کند.

محور طولی مریخ نسبت به صفحه مداری آن عمود نیست بلکه زاویه ای تقریبا برابر 19/25 درجه دارد. انحراف این سیاره باعث می شود که در زمانهای مختلف، تابش نور خورشید به قسمتهای مشخص، متغیر باشد. در نتیجه در مریخ نیز مانند زمین شاهد تغییر فصل می باشیم.

مریخ

مریخ چهارمین سیاره از سمت خورشید در منظومه شمسی است. این سیاره یکی از همسایه های نزدیک زمین در فضا می باشد. مانند بقیه اجرام موجود در منظومه شمسی عمر مریخ نیز در حدود 6/4 بیلیون سال تخمین زده می شود.

رومیان باستان به تقلید از یونانیان، نام خدای جنگ خود یعنی مارس را بر روی این سیاره گذاشتند. دلیل این نامگذاری رنگ سرخ تداعی کننده خون این سیاره است. سرخ بودن این سیاره به دلیل وجود مقادیر زیاد آهن در خاک آن می باشد.

سیاره مریخ، مانند زمین، دارای ابر در اتمسفر و رسوبات یخ در قطبها می باشد. اما بر خلاف زمین، مریخ در سطح خود آب مایع ندارد. قرمز بودن رنگ این سیاره به دلیل وجود مقادیر زیاد آهن در خاک آن است. عکس از ناسا

دانشمندان این سیاره را از طریق تلسکوپ های مستقر در زمین و فضا مشاهده کرده اند. سفینه هایی نیز تلسکوپ و تجهیزاتی دیگر را با خود به این سیاره برده اند. سفینه های نخستین طوری طراحی شده بودند که با گذر از کنار مریخ به مشاهده آن بپردازند. بعدها، سفینه هایی در مداری به دور مریخ شروع به گردش نموده و یا حتی بر سطح آن فرود آمده اند اما تا کنون هیچ انسانی پای بر روی این سیاره نگذاشته است.دانشمندان شواهدی را مبنی بر اینکه زمانی در سطح مریخ آب جریان داشته است، پیدا نموده اند. شواهدی شامل کانال ها، دره ها و آبگذرها بر سطح مریخ. اگر این بیان از شواهد درست باشد، این امکان وجود دارد که همچنان در لایه های زیرین این سیاره آب مایع یافت شود. ضمنا یک سفینه مقادیر زیادی از یخ را در سنگهای زیرین مریخ که بیشتر نزدیک قطب جنوب این سیاره می باشند کشف کرده است.

به علاوه، یک گروه از دانشمندان ادعا کرده اند که مدرکی پیدا نموده اند که نشان می دهد زمانی در مریخ موجودات زنده اقامت داشته اند. این مدرک شامل مواد موجود در سنگ های آسمانی پیدا شده در زمین می باشد. اما تشریح این گروه از این سنگ آسمانی هنوز نتوانسته است که بقیه دانشمندان را متقاعد کند.

سطح مریخ نشانه ها و خصوصیات برجسته ای از قبیل یک تنگه بسیار عمیق تر و بلند تر از تنگه های موجود در زمین و کوه هایی بسیار مرتفع تر از اورست دارد.

بر فراز سطح این سیاره اتمسفری وجود دارد که 100 مرتبه از اتمسفر زمین رقیق تر است. با این حال این اتمسفر به اندازه ای تراکم دارد که بتواند یک سیستم آب و هوایی شامل ابرها و بادها را ایجاد نماید. طوفانهایی مهیب همراه با گرد و خاک گاهی همه سطح این سیاره سرخ را در بر می گیرند.مریخ از زمین بسیار سرد تر است. دمای آن از 125- درجه سانتیگراد در نزدیک قطبها در فصل زمستان تا 20 درجه سانتیگراد در میان روز و نزدیک استوا متغیر است. میانگین دمای مریخ حدود 60- درجه سانتیگراد می باشد.

مریخ با زمین تفاوت های زیادی دارد و این تفاوت ها بیشتر از فاصله دور مریخ از خورشید و کوچکتر بودن آن نسبت به زمین ناشی می شود. میانگین فاصله مریخ از خورشید حدود 227.920.000 کیلومتر می باشد این فاصله تقریبا 5/1 برابر فاصله زمین تا خورشید است. میانگین شعاع مریخ 3.390 کیلومتر یعنی تقریبا نصف شعاع کره زمین می باشد.

 

مشخصات مریخ

همانطور که دانشمندان سیاره نپتون را با توجه به آشفتگی و انحرافی که در مدار اورانوس گذاشته بود، کشف کردند ، این بار نیز انحرافی در حرکات محاسبه شده نپتون ، دانشمندان را بدان وا داشت تا به جستجوی سیاره ای دیگر در دور دست بپردازند.

 

از پیشگامان این کاوش می توان به پرسیوال لاول از فلگستاف آریزونا ، پیکرینگ و کلاید تامباو که دانشجوی دستیار رصد خانه فلگستاف بود اشاره کرد.

مهمترین دلیل عدم موفقیت لاول و پیکرینگ در کشف سیاره نهم ، جستجوی سیاره ای گازی شکل و بزرگ بود.

این جستجو بیش از بیست سال به طول انجامید و در نهایت کلاید تامباو با بررسی های شبانه روزی بر روی هزاران عکس موجود ، موفق به کشف سیاره نهم شد.

 

...لحظه ای پس از کشف سیاره:

تامباو پس از کشف سیاره نهم به طرف اتاق رئیس رفت، پیش از ورود کمی خود را مرتب کرد، در زد و وارد شد ،سپس گفت قربان من سیاره نهم را پیدا کردم ....

 

اعلام کشف سیاره جدید در 13 مارس 1930 همزمان بود با روز تولد پرفسور لاول و سالگرد کشف اورانوس توسط ویلیام هرشل.

نشانه این سیاره PL (P,L) حرف اول پرسيوال لاول است.

برای سیاره جدید اسم های مختلفی پیشنهاد شد که سرانجام به پیشنهاد دختری 11 ساله از انگلیس نام پلوتن (پلو تو)Pluto برایش انتخاب شد.

 

از آن تاریخ به مدت 73سال (تا قبل از کشف سیاره 2003 ub 313) پلو تو به عنوان آخرین عضو از خاندان منظومه شمسی به حساب می آمد.

عضوی که آرام و بی صدا به همراه سه قمر ش شارون ، p1 2005s و p2 2005s در کمر بند کویپر به دور خورشید در گردش است.

هرچه قد ر که ما از نور و گرمای هستی بخش خورشید بهره می گیریم ، پلو تو از این نعمت محروم است.نور خورشید برای رسیدن به این سیاره باید فاصله ای حدود 6000000000 کیلومتری را طی کند . پس بدون شک خورشید از پلوتو همچون ستاره ای کوچک کم فروغ دیده می شود.

 

 

 

 

پلوتون در زمينه ستارگان به صورت شی کوچکی ديده می شود كه جايش را تغيير می دهد. (عكس ازرصد خانه هيل).

 

 

از ویژگی های پلو تو می توان به میل 17 درجه ای آن نسبت به دایره البروج اشاره کرد ، با در نظر گرفتن این موضوع که پلوتو در حضیض خورشیدی مدار نپتون را قطع می کند و سیاره هشتم به حساب می آید، این میل 17 درجه ای باعث عدم برخورد این دو سیاره(در فاصله400 میلیون کیلومتری) به یکدیگر می شود .

البته رکورد میل یا انحراف نسبت به دایره البروج در منظومه شمسی متعلق به سیاره 2003 ub 313 با انحراف 45 درجه ای است ، که مانند یک نیمساز دایره البروج را قطع می کند .(همین امر یکی از مهمترین دلایلی بود که کشف سیاره دهم را بیش از 70 سال به تعویق انداخت.)

 

عده ای از دانشمندان این نظریه را مطرح کردند که پلوتو و تریتون زمانی هر دو قمر های نپتون بودند و حرکت مستقیم داشتند ، رویارویی نزدیک این دو باعث دفع پلوتو (تبدیل شدن آن به سیاره ای مستقل) و معکوس شدن جهت حرکت تریتون شده است.

 

اين سياره از نوع سنگی- یخی بوده و فاصله چنان زياد دارد كه تلسكوپ فضایی هابل آن را به سختی می بیند. پلوتن كه در حاشيه خارجی منظومه شمسی قرار دارد چنان از خورشيد دور است كه سطح آن را بايد سرد و بی روح خواند. اتمسفر رقيق آن از جنس نيتروژن و متان است كه احتمالاً در فصل زمستان يخ می بندد و به صورت برف آبی كم رنگ می‎بارد. پلوتن با دمای 240- از هر جای ديگری برای زندگی ما آدميان نامناسب‎تر است.

پلوتو هر 153 ساعت یک بار به دور خودش می چرخد ، پس روز آن تقریبا 6 برابر روز ماست.

دوره تناوبی انتقالی آن به دور خورشید (نجومی 4/248 سال ) و (هلالی 367 روز ) است. در این صورت هر یک سال آن برابر 248 سال ما است!

 

پلو تو سیاره ای است که در ژرفای فضا آرمیده است، سیاره ای که اغلب در فهرست رصدی با تجربه ترین منجمان هم به چشم نمی خورد.آری پلوتو به خاطر فاصله زیادش بسیار کم فروغ جلوه می کند.

این سیاره با قطری حدود 2274 کیلومتر مقام کوچکترین سیاره منظومه شمسی را به خود اختصاص داده است ، به طوری که حتی از 7 قمر گانیمد ، کالیستو ، تیتان ، یو ، تریتون و ماه نیز کوچکتر است.

 

همین موضوع باعث شده که حتی بزرگترین تلسکوپ ها هم نتوانند جزئیات سطحی آن را به صورت واضح آشکار کنند،و با وجود پیشرفت فناوری های کنونی پلو تو هنوز هم ناشناخته باقی مانده است.

 

 

در خارج از منظومه شمسی ، خورشيد فقط شبيه يك ستاره پر نور ديده می شود كه چندان گرمایی نيز ندارد . روی سطح سياره پلوتو به قدری سرد است كه جاندا ران در چند ثانيه مانند سنگ يخ می زنند.

 

 

بر همیمن اساس ناسا تصمیم گرفت تا با اجرای ماموریت افق های نو New Horizons پرده از اسرار این سیاره دور دست بردارد.

این فضا پیما سر انجام پس از تاخیری دو روزه در تاریخ19 ژانویه 2006 (29 دی 84) به فضا پرتاب شد تا ماموریت 10 ساله خود را آغاز کند.

فضا پیما افق های جدید یا New Horizons در ادامه سفر خود به طرف سیاره مشتری خواهد رفت تا با بهره گرفتن از نیروی جاذبه ی این سیاره بر سرعت خود بی افزاید این فضا پیما در این صورت بسیار زودتر به سیاره پلوتون خواهد رسید این درحالی است که اگر فضا پیما با تاخیر بیشتری پرتاب می شد نمی توانست از جاذبه ی سیاره مشتری برای بالا بردن سرعت خود استفاده کند .

علاوه بر این فضا پیمای افق های نو اطلاعات بسیار مهمی را درباره ی کمربند کویپر و اجرام موجود در آن در اختیار ما خواهد گذاشت . آقای استفان لوری از دانشگاه کویین بر این باور است که افق ها جدید با نشان دادن تفاوت بارز سطح سیاره پلوتون این نظریه که می گوید سیاره های کوچک به خاطر داشتن قوه جاذبه ی زیاد ذرات کوچک تر را به خود جذب نموده و سیارات کنونی را به وجود آورده اند – را تثبیت می کند از این حیث این پروژه ی ناسا از اهمیت بسیاری برخوردار است البته باید تا سال 2015 میلادی (1394 خورشیدی) به انتظار خبر رسیدن این سیاره به پلوتون باشیم.

 

 

دوست قدیمی پس از سال ها انتظار به ملاقات تو می آییم، منتظر باش....

به امید یافتن افق های نو...

 

سید اسماعیل حسینی مروجی

 

 

17 بهمن 1384

 

آینده در درون سیاهچاله

 

فرض کنید شما یک فضا نورد باشید و یک قدم به لبه ی سیاهچاله یا همان افق رویداد فاصله دارید . اگر کمی در زمینه ی آناتومی سیاهچاله ها مطالعه داشته اید حتما" می دانید که در نمودار پن روز راهی وجود دارد که از آن طریق می توان به سیاهچاله وارد شد و از جهانی دیگر که به جهان موازی معروف است ملحق شد . در ابتدا اگر نمودار پن روز را مشاهده کنید شاید کمی به نظرتان مشکل آید ولی در کل ساده است . شما پس از ورود به آن راه وارد سیاهچاله می شوید و پس از مدتی از یک جسم دیگر که سفید چاله نام دارد بیرون پرت می شوید ؛ کاربرد سفید چاله دقیقا" عکس کاربرد سیاهچاله است یعنی اینکه بر خلاف سیاهچاله هر چیزی را از خود می راند . شما پس از خروج از این سفید چاله وارد جهانی دیگر شده اید که ممکن است زندگی در آن جریان داشته باشد و آن زندگی شاید اندکی با زندگی ما تفاوت کند . خلاصه شما حالا در جایی دیگر به غیر از این جهان هستید .

قلب تاریکی

 

بیشتر ستاره شناسان این امر را تصدیق می کنند که سیاهچاله های سنگین وزن در مرکز کهکشان هایی همچون راه شیری هستند . آخرین برآوردها نشان می دهد که این گونه سیاهچاله را فوق العاده بزرگ یا سنگین می نامند که در کیهان موجود می باشند .

 

در دهه ی 1950 با تلسکوپ های نوری امواج بسیار قوی دریافت کردند و آنها را با تلسکوپ های رادیویی مورد مطالعه قرار دادند . منابع جستجو شده همچون ستاره نورانی بودند و امواج بسیار قوی که آن را با نام " جت " می شناسیم را از خود ساتع می کردند . این ها نخستین اجرامی بودند که شناسایی شدند و سپس کوازار یا منابع رادیویی شبه اختری نام گذاری شدند .

 

کوازار ها در قلب فعال کهکشان فعال قرار می گیرند و گازهای بسیار داغی که به گرد آن به چرخش در می آیند با سرعتی نزدیک به سرعت نور به چرخش در می آیند و درخشنده می شوند . جت های عظیم ذرات باردار جریان هزار سال نوری هستند که به بالا و پائین فضا راه می یابند ، درست همانند محور چرخ ها در اتومبیل . و همچون موتوری که تمام فعالیت ها به طور پنهانی در آن انجام می گیرد . با این تفاوت که در مرکز کهکشان سیاهچاله بسیار کوچک و فوق العاده چگال و فشرده است . در سیاهچاله های سنگین تر گازهای در دور آنها با سرعت بیشتری می چرخند . دانشمندان با تخمین هایی که زده اند این گونه کهکشان پنج هزار میلیون برار خورشید جرم دارند .

 

فرضیه ی ساخته شدن این کهکشان ها وسیاهچاله هایشان بدین صورت است که می گوید این کهکشان های از چرخش عظیم ابری از گاز به وجود می آید که همین ابری پس از مدتی تبدیل به میلیون ها و یا میلیارد ها ستاره می شود ؛ در مرکز جایی که گاز ها متمرکز شده است ماده ی کافی برای ساخته شدن میلیون ها و یا میلیارد ها ستاره وجود دارد و پس مدتی این ها دست خوش تغییراتی می شوند که توسط گرانش فرومی ریزند و سیاهچاله ای فوق العاده بزرگ را پدید می آورند . در صورتیکه همان حفره ی ایجاد شده هنوز در مرکز کهکشان ها قرار دارد و از گازها مصرف می کند . پس از مدتی که تمام ستاره ها را بلعید سیاهچاله به حالت خاموشی و آرامی فرو می رود . و نسبتا" به آرامی هسته ی کهکشان را ترک می کند . این تئوری درست است زیرا در حال حاضر سیاهچاله ها در مرکز کهکشان ها قرار دارند .

جاروبرقی کیهانی

 

اگر چه سیاهچاله چنان قدرتی دارد که می تواند تمام اجرام را اعم از غبار و گاز را همانند جاروبرقی به درون بکشد ولی توانایی شکار کردن را ندارد . این چیزی برخلاف اعتقادات ما است . ولی شاید اگر این مووضع را بدانیم بهتر به درک این مطلب کمک می کند . اگر ما در جای خورشید خودمان در مرکز منظومه ی شمسی سیاهچاله ای با همان جرم قرار دهیم نخواهد توانست را زمین را مدار زمین را جذب خود کند و فقط ما از نور خورشید محروم خواهیم شد .

 

الیته شما می توانید از زمین خارج شوید و رویداد های جالبی را تجربه کنید شما پس از نزدیک شدن به افق رویداد کشیده می شوید و لاغر به نظر می آیید در این صورت شما می توانید پاهای خود را با طول به اندازه ی چند کیلومتر بیابید . پس از ورود به افق رویداد شما به ذرات بنیادی تجزیه می شوید و در پرده ی تاریکی از نظرها ناپدید می شوید .

 

همانطور که گفته شد پس از ورود به افق رویداد شما هرگز دیده نخواهید شد ، زیرا زمان اتساع می یابد و فوتون های حمل کننده ی تصویر شما نیز در دام چنین گرانش عظیمی خود را گرفتار می بینند و بسیار تقلا می کنند تا بدن شما را ترک کنند و به بیرون روند هرچند که چنین چیزی امکان پذیر نیست یعنی از یک میلیون سال هم تلاش کند نمی تواند .

سیاهچاله یا فیل سفید

 

اینشتین خود به شخصه قادر نمی توانست باور کند که سیاهچاله های نامرئی در جهان ما واقعا" وجود دارند و آنها نتیجه معادلات خودش نیز می باشند . امروزه اما امروزه دانشمندان با شناسایی تعداد زیاد سیاهچاله در درون و بیرون کهکشان راه شیری دلیلی ارائه کرده اند که پیش بینی ها اینشتین و نسبیت او درست بوده است .

 

یک سیاهچاله شکار خود را با استتار استادانه ی خود به دست می آورد ، جایی که از تاریک ترین جاهای کیهان است . برای جستجوی یک سیاهچاله اول شما باید یک ستاره ی مرئی را بیابید که در مدار یک سیاهچاله به دام افتاده است ؛ سپس شما باید چگونگی حرکت ستاره را مورد مطالعه قرار دهید . جان ویلر یک توصیف زیبا را برای رقص این دو جسم در فضا گفته است : « مانند یک مرد سنگین که چیز سیاهی را پوشیده و نا مرئی است می تواند به راحتی یک زن را که لباسی روشن و نورانی را پوشیده است به دور خود بچرخاند . ستاره شناسان به نور ستاره ای که در مدار یار تاریک خود اسیر است توجه می کنند .

یکی از بهترین نماینده ها برای این امر ستاره است که V404 گایگنی نامیده می شود . محاسبات نشان داده است که همدم مستتر V404 دوازده برابر خورشید جرم دارد . البته هنوز مجموع جرم آن به طور کامل مشخص نشده است . اما مدار هر سیاهچاله برای به دام انداخت یک سیاهچاله باید نامرئی باشد . یکی از این سیاهچاله ها می توانند در کمین ستاره ای پنهان شده باشد .

آن سوی تاریکی

 

لبه ی سیاهچاله را افق رویداد می خوانند زیرا همه ی رویداد آن سوی آن بر ما پوشیده است و بر ما نامرئی است و فقط تا جایی ما حق مشاهده داریم که افق رویداد وجود دارد . در برخی از سیاهچاله ها ممکن شعاع افق رویداد تنها چند کیلومتر باشد . هرگاه ستاره ای در مداری دوتایی با سیاهچاله ای قرار گیرد هر از چند گاهی مقداری از گازهای خود را برای سیاهچاله پرتاب می کند و سپس سیاهچاله آنها را به وسیله ی تکینگی می رباید ؛ همانطور که گفته شد تکینگی نقطه ای است که در آن چگالی بی نهایت است ، در واقع جرم آن بی نهایت است ولی حجم آن بسیار بسیار کوچک است .

 

تکینگی جایی است پایان علم است و دانشمندان تفکر در زمینه ی آن را آغاز کرده اند . در این مکان موجودیت فضا و زمان متوقف می شود و جایگزین آن جرم آشفته و خروشانی می شود که آن را اسفنج کوانتومی می نامند . دانشمندان حدس می زنند این نقطه جایی باشد که قوانین اینشتین و نسبیت و مکانیک کوانتوم شکسته می شود . این حوضه ی چیزی است که کوانتوم گرانشی نامیده می شود ، در این مکان از یافته های بسیار پیشرفته ی ریاضی استفاده می شود .

 

گفته می شود که تکینگی وجود داشته است که جهان از آن آغاز شده است . در بسیاری از راه های یک ستاره به تکینگی یک سیاهچاله فرومی ریزد و این معکوس بیگ بنگ است . ما نمی دانیم که در آن سوی افق رویداد چه می گذرد شاید در آن سویش جهانی هم چون جهان ما پنهان باشد و شاید حتی این جهان نمونه ای از جهان های موازی خود باشد .