همه چیز درباره سیاره خارق العاده زحل (کیوان)

زحل سیاره حلقه دار، یکی از سیارات بزرگ، با قطری بزرگ و جرم زیاد است. از حیث اندازه تنها از مشتری کوچکتر است و جرم آن 95 برابر جرم زمین است.

چگالی آن، مانند سیارات بزرگ دیگر، کم است کمتر از آب، یعنی می‌تواند بر روی آب شناور شود و همانند سیارات دیگر با سرعت زیاد بر گرد محورش می گردد.

دوره تناوب برای تمام سیاره یکی نیست.

حرکت لکه هایی که بر استوای آن قرار دارند حاکی از دوره تناوب 10ساعت و 14 دقیقه ای است در حالی که لکه های واقع در 60 درجه N یک دوران کامل را در 10 ساعت و 40 دقیقه انجام می‌دهند. نامحتمل نیست که این دو دوره تناوب، دورهای تناوب اصلی دوران باشند درصورتی که عرض جغرافیایی خط فارق این دو هنوز معلوم نیست.

این مقادیر مربوط به جو بیرونی سیاره است که راس آن، به دلیل کدر بودن، تنها ((سطح)) قابل رویت است.

حلقه های زحل:

ویژگی خاص این سیاره به خاطر دستگاه حلقه هایی است که آن را احاطه می‌کنند. این حلقه ها نخستین بار در سال 1610 به وسیله گالیله دیده شدند. ژان دومینیک کاسینی منجم ایتالیایی _فرانسوی نخستین کسی بود که آنها را به روشنی توصیف کرد.

ناظران زمینی می‌توانند حلقه ها را تحت زوایای گوناگون ببینند.

وسیع ترین سیمای شمالی زحل در 1989دیده شد عرض ظاهری حلقه ها درآن زمان تقریبا نصف طول آن ها بود.

وقتی که حلقه ها باز و گشوده اند، زحل در روشن ترین وضع خود است، حلقه ها نور را دو برابر بیش از خود سیاره منعکس می‌کنند. یک دوره کامل اهله حلقه ها حدودا 29 سال طول می‌کشد و این دوره تناوب حرکت انتقالی زحل به دور خورشید است.

تصور می‌شود که حلقه های این سیاره از تعداد بیشماری ذرات خرد به اندازه دانه های شن یا قلوه سنگ ریز تشکیل شده باشد این گمان بر دو واقعیت مبتنی است:

1. حلقه ها نیمه شفاف اند که گاه می‌توان ستاره ای را از خلال آن ها دید.
2. بخش داخلی هر کدام در زمانی کوتاه تر از بخش خارجی به دور سیاره می‌گردد که اگر حلقه ها جامد یا مایع بودند، دوره تناوب دوران هر حلقه ثابت می بود.

شکاف های میان حلقه ها معلول تشدید گرانشی است. عکس هایی که به وسیله سفینه های ویه جر ارسال شد نشان داد که حلقه های زحل دستگاه های پیچیده ای از حلقه های اصلی و فرعی اند که تعدادشان به راستی زیاد است. درواقع این حلقه ها بیشتر به یک صفحه گرامافون شباهت دارد یا چند حلقه مشخص مجزا.

این تصاویر نشان دادند که شکاف تاریک کاسینی نیز خود متشکل از چندین حلقه است حلقه مشخصی که در منتها الیه بیرونی دستگاه حلقه ها کشف شد حلقه F نام گرفت. این حلقه به فاصله تقریبی 80000 کیلومتر از راس ابرهای زحل قرار دارد و قراینی بر وجود آن نیز از پایونیر 11 به دست آمده بود.

رصد در آسمان:

زحل با چشم برهنه رنگ زرد تیره ای دارد. نورش پایدار و همیشه در زمره پرنور ترین اجرام آسمان است. در پر نور ترین حالت با ستاره ای از قدر کمتر از صفر قابل قیاس است و در کم فروغ ترین حالت چون ستاره ای از قدر اول می نماید.

با سرعتی بسیار کند تر از مشتری، صورت های فلکی را می‌پیماید و سیاحت منطقه البروج را در 30 سال تمام می‌کند. با تلسکوپ زحل در مرتبه دوم پس از مشتری قرار دارد می‌توان موارد زیر را با تلسکوپ مشاهده کرد:

1. پخ بودن سیاره
2. وجود کمربند های سطحی (لازم به ذکر است کمربندهای زحل به وضوح کمربندهای مشتری نیستند.)
3. لکه ها که به فواصل زمانی نامنظم پدیدار می‌شوند. (لکه بزرگی که در سال 1933 ظاهر شد که لکه بزرگ سفید نام گرفت، در طی چند ماه دراز شد و به صورت نوارسفیدی به دور سیاره درآمد.)
4. حلقه ها که به وضوح تمام دیده می‌شوند. شکاف میان دوحلقه روشن تر را که شکاف کاسینی نامیده می‌شود، می‌توان با تلسکوپی کوچکتر در شرایط مساعد مشاهده کرد.
5. مشاهده بزرگترین قمر زحل، تیتان و قمربزرگ بعدی یاپتوس آسان است، سه قمر دیگر (رئا، تتیس و دیون) را می‌توان در شرایط بسیار مساعد مشاهده کرد.

سفینه ها فضایی و کاوشگرها:

رصدهای سفینه های فضایی نخستین سفینه ای که از نزدیکی زحل عبور کرد پایونیر 11 بود که دو قمر جدید سیاره را درسال 1979 کشف کرد.

کنار گذر سفینه های ویه جر 1 و 2 نیز اطلاعات مهمی در مورد اقمار یخ زده زحل در اختیارمان گذاشتند.

سفینه کاسینی، به قصد خاص مطالعه و بررسی زحل و اقمار آن در سال 1997 پرتاب شد و در سال 2004 به این سیاره رسید.

کاسینی اولین سفینه ای بود که بر گرد این سیاره به گردش درآمد. از این سفینه کاوهٔ هویگنس جدا شد وبر تیتان قمر بزرگ این سیاره فرود آمد. بررسی های حاصل نشان داد که ساختار حلقه ها بسیار پیچیده تر از آن است که تصور می‌شد.

مشخص شد که جو تیتان بسیار غلیظ است. به علاوه کاسینی، لکه داغی به قطر 500 کیلومتر و دهانه ای به قطر 400کیلومتر را بر این قمر رصد کرد.

ساختمان سیاره:

ساختمان زحل بسیار شبیه مشتری است:

1. در این سیاره نیز عنصر اصلی ئیدروژن است.
2. طیف نما نشان می‌دهد که در جو سیاره CH4 وجود دارد.
3. با آنکه آمونیاک NH3 وجود دارد خطوط مربوط به آن دیده نمی‌شود. تمام آمونیاک سیاره، بر اثر دمای کم زحل، احتمالا به صورت جامد بلوری در نوار های ابر ها جای دارند و به این دلیل در طیف نما ظاهر نمی‌شوند.
4. طیف نما هیچ خطی را که مربوط به ئیدروژن مولکولی H2 باشد نشان نمی‌دهد. اما دلایل خوب و محکمی وجود دارد که H2 در جو زحل موجود است یکی از این قراین مشابهت زحل است با مشتری که 80 درصد جو آن متشکل از این گاز است. مواد دیگر جو این سیاره استیلن، اتان، فسفین و بخار آب است.
5. دما در راس نوار های ابر یا کمربند ها 160 درجه است.
6. زحل دارای هسته ای است به اندازه زمین که آکنده از آهن است و پوششی از ئیدروژن فلزی مایع آن را در بر گرفته است در این پوشش است که میدان مغناطیسی سیاره به وجود می آید لازم به ذکر است این میدان از میدان مغناطیسی مشتری ضعیف تر است.

اقمار و کشفیات پیرامون آنها:

سفینه های فضایی قمر های کوچکی را در نزدیکی یا در داخل حلقه ها یافته اند که این قمر ها در پایداری حلقه ها واجد اهمیت اند.

اکنون عقیده بر این است که حلقه ها یا بقایای قمری هستند که بر اثر نیرو های کشندی سیاره اصلی از هم گسیخته است ویا قمری که هرگز به طور کامل تکوین نیافته است.

در مورد فرض اول فرض می‌شود که قمری بسیار نزدیک به زحل بر اثر نیرو های کشندی تکه پاره شده است، و در مورد دوم فرض می‌شود که نیروهای کشندی مانع از آن شده اند که از این مواد که بایستی قمری را تشکیل می‌دادند قمری پدید آید.

تجزیه و تحلیل ریاضی این فرضیه ها را تایید می‌کند و نشان می‌دهد که هیچ قمری نمی‌تواند از 2 برابر شعاع سیاره بدان نزدیکتر شود و یا در داخل فاصله حدودا 1 برابر شعاع از سیاره قرار گیرند این ارقام را به افتخار ادوار روش دانشمند فرانسوی که آنها را در 1850 کشف کرد، (حد رو‌ش) می‌خوانند.

نظریه جدید تری نیز توسط یوجین شومیکر ارائه شده او نشان داده است که اگر قمر کوچکی در داخل حد روش در برخورد با شهابواره ای خرد و تکه پاره شود، بقایایش به سرعت حلقه ای را پدید می آورند. بنابر این اقمار داخل حلقه، قطعات بزرگتر سنگ هایی اند که از نابودی قمرهای اولیه بر جا مانده اند.

نام اقمار زحل:

این سیاره زیبا 47 قمر دارد که 15 تای آنها در سال 2004 میلادی کشف شد قمرهای بزرگ زحل به ترتیب فاصله از سیاره عبارتند از:

میماس، انسلادوس، تتیس، دیون، رئا، تیتان ویاپتوس. میماس، در فاصله 188000 کیلومتری از مرکز سیاره است و فوب دورترین قمر زحل متجاوز از 16000000 کیلومتر از سیاره اصلی فاصله دارد.

دوره تناوب قمرها از 14 ساعت برای پان تا 550 روز برای فوب تغییر می‌کند و به جز 1 استثنا همگی در جهتی عادی به دور زحل می‌گردند. تنها فوب است که حرکتی معکوس یا رجعی دارد وبدین طریق بر پایداری مدارش می افزاید.

می‌توان از راه ریاضی نشان داد که قمری دور دست را که جهت حرکتش عادی است به سهولت بیشتری می‌توان از چنگ سیاره ای ربود تا قمری را که جهت حرکت آن معکوس است.

مطالعاتی که اخیرا به وسیله گروهی از دانشمندان در دانشگاه ایالتی نیویورک در استونی بروک انجام شده وجود اتان را در تیتان آشکار کرده است. اتان یکی از چند مولکول لازم برای تشکیل اسید های آمینه است که از اجزا اساسی حیات اند.