مقالات علمی نجوم

[ashkan.h]

سیاره پلوتون:

آیا پلوتون سیاره است؟

رسما بله. وقتی پلوتون در سال 1930 میلادی کشف شد، اتحادیه بین المللی اخترشناسی ، آن را به عنوان "سیاره" شناسایی کرد. به رغم مباحثات اخیر، این جرم آسمانی هنوز رسما در طبقه بندی جدیدی جای نگرفته است. معیارهای اساسی شناسایی یک سیاره را می‌توان به این شرح خلاصه کرد: هر جرم آسمانی که (مستقیما) گرد ستاره‌ای حرکت کند، ستاره یا شبه ستاره نباشد و آنقدر بزرگ باشد که گرانش خود آن ، موجب شود که شکل کروی داشته باشد، سیاره است. پلوتون هر سه شرط را برآورده می‌کند. اما برخی از دانشمندان معتقدند که پلوتون ممکن است یکی از بزرگترین سیارات کوتوله کمربند کوئیپر باشد. دلایل و مدارت قابل توجهی نیز در تأیید و تقویت این نظریه وجود دارد.

منشأ پلوتون چیست و از کدام بخش از کیهان آمده است؟

نخست تصور می‌شد که پلوتون یکی از اقمار نپتون بوده است. اما وجود شباهتهایی میان ترکیبات و مدارهای پلوتون و یکی از اقمار نپتون ، موسوم به ترایتون ، دلالت بر این دارد که ممکن است هر دو آنها قبلا در مدارهای مستقلی گرد خورشید حرکت می‌کرده‌اند و بعدا سیاره نپتون ، تراتیون را به دام انداخته است. اما با اینکه مدار پلوتون ، مدار سیاره همسایه‌اش را قطع می‌کند، هرگز آنقدر به آن نزدیک نمی‌شود که تحت تأثیر نیروی گرانشی نپتون قرار گیرد و به دام بیفتد.

عده‌ای از اخترشناسان با توجه به شباهتهای موجود میان پلوتون و ترتیون با دیگر اجرام کمربند کوئیپر نتیجه می‌گیرند که هم قمر تراتیون و هم سیاره پلوتون حدود 4.5 میلیارد سال پیش ، از این کمربند به بیرون پرتاب شده‌اند. عده دیگر با توجه به مدار عجیب و مرکز گریز آن می‌گویند ممکن است پلوتون ابتدائا قمر یکی از سیارات منظومه شمسی (حتی زمین) بوده است که بعدا از آن گریخته است.

مشخصات فیزکی:

طول هر شبانه روز پلوتون (زمانی که سیاره ، یک بار گرد محور خود می‌چرخد) معادل 153 ساعت زمینی است. روزهای این سیاره بسیار تاریک است. قمر آن ، شارون ، در سال 1987 بطور تصادفی در رصدخانه مونت پالومار کشف شد. شارون در مدار همزمانی توسط پلوتون به دام افتاده است و همواره در نقطه‌ای ثابت گرد آن می‌گردد.

مدار پلوتون به دور خورشید، میل تندی دارد و فاصله متوسط آن از خورشید 5.915 میلیارد کیلومتر است که خورشید از آنجا فقط بصورت ستاره‌ای درخشان دیده می‌شود. پلوتون از سنگ و یخ تشکیل شده و اندازه‌اش کوچکتر از ماه زمین است. هنگام نزدیک شدن به خورشید جوی رقیق در اطراف آن تشکیل می‌شود که با دور شدن سیاره از خورشید یخ می‌بندد. مدار پلوتون بسیار طولانی بوده و بیشتر از سیارات دیگر نسبت به دایرة البروج انحراف دارد.

این سیاره هر 248.5 سال یک بار به دور خورشید می‌چرخد که در مدت 20 سال از این زمان فاصله‌اش نسبت به خورشید کمتر از فاصله نپتون از خورشید است. این مشخصات غیر عادی باعث شده تا بعضی ستاره شناسان ، پلوتون را نوعی سیارک بزرگ تصور کنند.

پلوتون دورترین سیاره از خورشید بوده ، کمترین دما را در بین سیارات دارد. مدار بیضوی این سیاره که 248.5 سال زمینی طول می‌کشد، طولانی‌ترین مدار در منظومه شمسی است. پلوتون کوچکترین سیاره منظومه شمسی است و کمترین نیروی جاذبه را دارد. به گفته یکی از اخترشناسان ، پلوتون تنهاترین و منزوی‌ترین سیاره منظومه شمسی است. اخترشناس دیگری پس از اینکه نخستین عکسهای تلسکوپ هابل را از نهمین سیاره منظومه شمسی مشاهده و بررسی کرد، گفت: "این سیاره‌ای شگفت است. اگر می‌توانستیم با فضاپیمایی به آنجا سفر کنیم، حقایق شگفت آور بیشتری را در مورد آن کشف می‌کردیم."

سطح پلوتون تا چه اندازه سرد است؟

دمای سطحی نهمین سیاره ، در فاصله 5.91 میلیارد کیلومتری خورشید ، احتمالا حدود منهای 230 درجه سانتیگراد است. می‌دانیم روی پلوتون مناطق تیره‌ای وجود دارد، اما نمی‌توانیم با اطمینان بگوییم که در این مناطق نیتروژن با متان یخ زده وجود ندارد. اگرچنین باشد، ممکن است این مناطق اندکی گرمتر از سایر قسمتهای سیاره باشند. تا آن هنگام که سیاره را بهتر بشناسیم، اخترشناسان فرض می‌کنند که دمای سطح آن ثابت است. در دمای منهای 230 درجه سانتیگراد، یخ درست مانند سنگ ، سخت و محکم و بادوام است. بیشتر گازها روی سطح سیاره متراکم و تبدیل به مایع می‌شوند. روشنایی روز به آن معنایی که ما زمینیها می‌شناسیم، در آنجا وجود ندارد. خورشید آنقدر دور است که در آسمان پلوتون ، تنها ستاره‌ای بسیار درخشان به نظر می‌رسد.

سفر به پلوتون:


تأمین هزینه چنین سفری بسیار دشوار است. مأموریت ویژه کوئیپر نیز که قرار است فقط به منظور پرواز از کنار پلوتون و شارون و گرفتن عکسهایی از سطح این دو انجام شود، مستلزم صرف مخارج هنگفتی است. در حقیقت ، پیاده کردن انسان روی پلوتون ، تا زمان ابداع شکل و شیوه جدیدی از سفر فضایی ، به تعویق می‌افتد.

شارون:

مواد تشکیل دهنده شارون ، تنها قمر پلوتون ، احتمالاً زمانی شبیه به مواد تشکیل دهنده پلوتون بوده‌اند. اما در حال حاضر شارون عمدتا از آب منجمد تیره و پلوتون از متان منجمد که رنگی روشن دارد پوشیده شده‌اند. احتمال می‌رود که مولکولهای متان بخاطر میدان جاذبه قویتر پلوتون ، از شارون جدا شده و جذب پلوتون شده‌اند. مانند تمام اجرامی که منظومه مداری دارند، پلوتون و شارون نیز به دور یک مرکز جرم مشترک می‌چرخند. شارون که قمری بزرگ است، دارای طول قطری به اندازه نصف قطر پلوتون بوده و 12 درصد جرم منظومه مداری را به خود اختصاص داده است.



مرکز جرم این منظومه در خارج از سطح پلوتون قرار دارد. مدار پلوتون 17 درجه نسبت به دایرة البروج ، صفحه مدار زمین انحراف دارد و این در حالی است که سایر مدارهای سیاره‌ای فاصله بسیار کمی با صفحه دایرة البروج دارند. پلوتون در یک نقطه معین از مدار خود ، 1.25 میلیارد کیلومتر (780 میلیون مایل) پایین‌تر از دایرة البروج قرار می‌گیرد. این فاصله تقریبا به اندازه فاصله سیاره زحل از خورشید است

[ashkan.h]

سیاره اورانوس:

اورانوس هفتمین سیاره نزدیک به خورشید و سومین غول از چهار غول گازی است. جبه‌ای از گاز و یخ هسته سنگی این سیاره را پوشانده است. جو اطراف جبه غالباً از متان ساخته شده ، که این گاز باعث وجود رنگهای آبی و سبز که از مشخصات بارز این سیاره هستند، می‌شود. اورانوس در کناره‌های خارجی و سرد منظومه شمسی قرار داشته ، دمای ابرهای فوقانی آن به 210 درجه سانتیگراد زیر صفر (346- درجه فارنهایت) می‌رسد. علی رغم داشتن 15 قمر و یک منظومه حلقوی ، سطح اورانوس مشخصه خاصی ندارد. تنها مشخصاتی که تا کنون مشاهده شده‌اند چند ابر متانی هستند که در سال 1986 بوسیله کاوشگر فضایی ویجر2 کشف شدند.



رصد اورانوس:

تحت شرایط بسیار عالی ، اورانوس را می‌توان با چشم غیر مسلح دید. هنگام مشاهده با تلسکوپ ، اورانوس بصورت حلقه کوچکی به رنگهای سبز و آبی دیده می‌شود. 15 قمر اورانوس تا کنون کشف شده‌اند که به موازات استوای سیاره و در جهت چرخش سایره ، به دور آن می‌چرخند. در اثر انحراف محور چرخش اورانوس ، صفحه استوای سیاره تقریباً عمود بر صفحه دایرة البروج است.

به همین سبب ، گاهی اوقات مانند سالهای 1945 و 1987، اگر از زمین به اورانوس بنگریم فقط قطب آن دیده شده ، مدار قمرهای سیاره تقریباً بصورت صفحه‌ای کامل به نظر می‌رسد. بعضی اوقات نیز ، مانند سالهای 1966 و 2008 ، کناره مدار قمرهای اورانوس دیده شده ، چنین به نظر می‌رسد که قمرها در مسیری مستقیم عقب و جلو می‌روند.

خواص فیزیکی اورانوس:

محور چرخش اورانوس حدود 98 درجه نسبت به صفحه مدار سیاره به دور خورشید انحراف دارد. بنابراین اورانوس بر خلاف سایر سیاره‌ها ، روی محوری تقریباً افقی می‌چرخد. انحراف محور تصادم عظیم احتمال دارد که در گذشته ،جسم آسمانی بزرگی به یک طرف اورانوس برخورد کردهو باعث انحراف محور چرخش آن شده است.


اورانوس تأثیر زیادی بر قطبهای سیاره می‌گذارد و باعث می‌شود که هر قطب از دوره تناوب مداری که 84 سال زمینی طول می‌کشد، 42 سال را در روشنایی و 42 سال دیگر را در تاریکی بگذراند. به هر حال ، اورانوس به قدری از خورشید دور است که تفاوت دما در قطبها در طول تابستان و زمستان فقط 2 درجه سانتیگراد (3.6 درجه فارنهایت) است.

اورانوس سومین سیاره بزرگ منظومه شمسی بوده ، بزرگی آن 4 برابر زمین است. دوره تناوب مداری این سیاره 84 سال زمینی است و بعد از نپتون و پلوتون ، طولانی‌ترین مدار را دارد.

حلقه‌های اورانوس:


بخاطر تیرگی زیاد مواد سازنده حلقه‌های اورانوس ، مشاهده آنها بسیار مشکل است. در سال 1977، این حلقه‌ها در مسیر نور یک ستاره قرار گرفته و بدین ترتیب کشف شدند. کاوشگر فضایی ویجر2 در سال 1986 یازده حلقه باریک این سیاره را از نزدیک مورد بررسی قرار داد. مواد تشکیل دهنده این حلقه‌ها سنگهایی به اندازه یک متر (یک یارد) هستند. پهنای حلقه "اپسیلون" از 20 تا 100 کیلومتر (12 تا 60 مایل) متغیر است.

قمرهای اورانوس:

15 قمر تا کنون برای اورانوس شناخته شده‌اند که مواد تشکیل دهنده تمام آنها مخلوطی از سنگ و یخ است. در سطح چهار قمر بزرگ اورانوس (ابرن ، تیتانیا ، آمبریل ، آریل) گودالهای شهابسنگی وجود دارند. سطح میراندا ، پنجمین قمر بزرگ اورانسو ، مشخصات مختلفی دارد، از جمله دشتهایی پوشیده از گودالهای شهابسنگی قدیمی ، تپه‌های بزرگ و دره‌های عمیقی که سطح این قمر را شکافته‌اند. به نظر ستاره شناسان ، دلیل ویژگیهای متفاوت سطح میراندا این است که این قمر احتمالاً بر اثر یک تصادم عظیم متلاشی شده و سپس دوباره جمع شده است.

[ashkan.h]

ماهواره ها و فرکانس های مخابراتی:

. فرکانسهای 30 تا 300 مگاهرتز بسیار مفید و کارامد هستند چون انتشار آنها با وجود محدود بودن پایدار است. این امواج با چنین فرکانسی برای امواج تلویزیون کارامدند زیرا فرکانسهای بالای آن ها اجازه حمل مقادیر فراوانی از اطلاعات مورد لزوم را می دهد و برای پخش صدای دارای کیفیت بالا نیز سودمند می باشد. علت این امر این است که در این محدوده از فرکانس برای کانالهای پهن جا وجود دارد. قسمتی از باند UHF را که بین 790 تا 960 مگاهرتز قرار دارد می توان برای مرتبط ساختن ایستگاههایی با فاصله بیش از 320 کیلومتر به شیوه به اصطلاح پراکندگی در لایه تروپوسفر زمین به کار برد. این شیوه به توانایی گیرنده دوردست در گرفتن بخش کوچکی از علائم فرکانس UHF که به دلیل ناپیوستگی های بالای لایه تروپوسفر پراکنده شده بستگی دارد. یعنی علائم در جایی پراکنده می شوند که تغییرات شدیدی و تندی در ضریب شکست هوا وجود دارد.

امواج مایکروویو چه نوع امواجی هستند؟

فرکانس های بین 3000 تا 12000 مگاهرتز برای رابطهای در خط مستقیم که در آن پیام رسانی از طریق آنتن هایی بر فراز برجهای بلند ارسال می شود به کار می رود. ایستگاههای تکرار کننده را که ساختاری برج مانند دارند نیز در فواصل 40 تا 48 کیلومتری ( معمولا بالای تپه ها ) کار می گذارند. این ایستگاهها امواج را می گیرند تقویت می کنند و دوباره به مسیر خود می فرستند. بخش مربوط به امواج مایکروویو برای ارتباط مراکز پرجمعیت بسیار مفید است چون فرکانس بالا به معنای آن است که امکان حمل باند عریضی از طریق مدولاسیون وجود دارد و این نیز به این معنی است که هزاران کانال تلفن را می توان روی یک فرکانس مایکروویو فرستاد. باند عریض این نوع فرکانس اجازه می دهد که علائم ارسالی تلویزیون سیاه و سفید و تلویزیون رنگی بر روی یک موج حامل منفرد ارسال شوند و چون این امواج دارای طول موج بسیار کوتاه هستند برای متمرکز کردن علائم رسیده می توان از بازتابنده های بسیار کوچک و اجزای هدایت مستقیم بهره گرفت.

ماهواره چیست ؟

دستگاههای ارتباطی ماهواره ها در باند مایکروویو عمل می کنند در واقع ماهواره ها صرفا ایستگاه مایکروویو غول پیکری است در مدار زمین که با کمک پایگاه زمینی بازپخش می شود. این مدار تقریبا دایره شکل در ارتفاع 36800 کیلومتری بالای خط استوا قرار دارد و در این فاصله سرعت ماهواره با سرعت زمین برابر است و نیروی خود را به وسیله سلولهای خورشیدی از خورشید می گیرد. نیروی جاذبه زمین شتاب زاویه شی قرار گرفته در مدار را دقیقا بی اثر می سازد. در این فاصله دور چرخش ماهواره ها با حرکت دورانی زمین کاملا همزمان و برابر است و باعث می شود ماهواره نسبت به نقطه مفروض روی زمین ثابت بماند.ایستگاه زمینی در کشور اطلاعات را با فرکانس 6 گیگاهرتز ارسال می کند. این فرکانس فرکانس UPLINK نامیده می شود. سپس ماهواره امواج تابیده شده را گرفته و با ارسال آن به نقطه دیگر که بر روی فرکانس حامل متفاوت DownLink برابر 4 گیگا هرتز است عمل انتقال اطلاعات از فرستنده به گیرنده را انجام می دهد. در واقع ماهواره اطلاعات گرفته شده را به سمت مقصد تقویت و رله می کند. آنتن ماهواره ترانسپوندر نام دارد. از مدار همزمان با زمین هر نقطه از زمین بجز قطبین در Line of sight است. و هر ماهواره می تواند تقریبا 40 % از سطح زمین را بپوشاند. آنتن ماهواره ها را طوری می شود طراحی کرد که علائم پیام رسانی ضعیف تر به تمام این ناحیه فرستاده شود و یا علائم قویتر را در نواحی کوچکتری متمرکز کند. بر حسب مورد این امکان وجود دارد که از ایستگاه زمینی در کشوری فرضی به چندین ایستگاه زمینی دیگر واقع در کشورهای گوناگون علائم ارسال کرد. به طور مثال : وقتی برنامه ای تلویزیونی در تمام شهر ها و دهکده های یک یا چند کشور پخش شود در این حالت ماهواره ماهواره پخش برنامه است ولی وقتی علائم ارسال ماهواره در سطح گسترده ای از زمین انتشار یابد ایستگاههای زمینی باید آنتنهای بسیار بزرگ و پیچیده ای داشته باشند. هنگامی که علائم ارسالی ماهواره در محدوده کوچکترین متمرکز می شوند و به حد کافی قوی هستند می توان از ایستگاههای زمینی کوچکتر ساده تر و ارزانتر استفاده کرد.از آنجاییکه ماهواره ها برای جلوگیری از تداخل امواج رادیویی باید جدا از هم باشند لذا شماره مکان های مداری در مدار همزمان با زمین که امکان استفاده آن برای ارتباطات وجود دارد محدود است. از این رو جای شگفتی نیست که وظیفه مدیریت در امور دستیابی به مدار و استفاده از فرکانس ها برای انواع روز افزون و متنوع کاربردهای زمینی و ماهواره ای بوسیله شمار روزافزونی از کشورها بی نهایت دشوار شده است.
از سویی استفاده از ماهواره ها در کش.رهای متمدن و پیشرفته به عملکرد دقیق و عملیات روز به روز دقیق تر نه تنها از نظر به کارگیری شیوه خودشان بلکه از نظر همسایگانشان در مدار همزمان با زمین نیاز می باشد. برخی از ماهواره ها نیز در مدار ناهمزمان با چرخش زمین non- geosynchronous قرار داده می شوند.در ماهواره های ناهمزمان با مدار زمین ماهواره دیگر در دید ایستگاه زمینی نیست زیرا که سطح افق زمین را پشت سر می گذارد و از دیررس خارج می شود در نتیجه برای اینکه ارسال همواره ادامه یابد به چندین ماهواره از این نوع نیاز است و چون نگهداری و ادامه کار چنین شیوه ارتباطی بسیار پیچیده و گران است لذا کاربران و متخصصان طراحی ماهواره ها بیشتر جذب ماهواره همزمان با زمین می شود.

فرکانس های بالای فرکانس مایکروویو چه نوع فرکانس هایی هستند؟

با کشف لیزر برای نخستین بار آن قسمت از محدوده فرکانسی که بالاتر از باند فرکانس های مایکروویو بودند به منظور حمل پیام های بی سیم در نظر گرفته شدند. پرتو های لیزری تحت تاثیر عواملی مانند مه - غبار -- خرابی وضع هوا و روزهای بسیار داغ به شدت ضعیف می شوند. اگر چه لیزر برای حمل اطلاعات تا مسافت های کوتاه خط ارتباطی بسیار عالی ایجاد می کند ولی چون پرتو لیزر خاصیت هدایت شونده بالایی دارد بازداشتن یا سد کردن آن بسیار دشوار است. این امر سبب می شود برای ارتش و بعضی از مقاصد نظامی که شیوه های آن ها باید دارای حفظ اسرار باشد بسیار سودمند است در ضمن دستگاه لیزر برای کاربردهای ارتباط سیار از سبکی و قابلیت حمل خوبی برخوردار است.
برخلاف امواج رادیویی امواج نوری را نمی توان با عبور دادن جریان های متناوب در سیم ها تولید کرد آن ها تنها با فرایند هایی که داخل اتم روی می دهد به وجود می ایند فن آوری تار نوری مشابه موج رسان فلزی مایکروویو برای پرتو تابانی الکترومغناطیسی در ناحیه نور مرئی تعریف شده است. این شیوه به طور کلی شامل رشته ای شیشه ای با نازکی موی انسان است که از هدر رفتن انرژی نور در مسافت طولانی جلوگیری می کند همچنین بر خلاف پرتوی نور معمولی پرتوی نور لیزری تکفام است یعنی فقط دارای یک فرکانس تنها است. پرتوی لیزر دارای گستره پهن فرکانس است که خاصیت گسیختگی نور را ندارد به همین دلیل آن ها را می توان دقیقا به همان طریق که با فرکانس های مایکروویو تعدیل می شوند و تغییر نوسان می دهند را با پیام های تلفنی و اطلاعات و علائم تصویری تعدیل کرد.به هر حال چون فرکانس آن ها خیلی بالاتر است به تناسب آن می توان تعداد بیشتری از امواج و کانالها را انتقال دهند.
به طور کلی مقایسه بین شیوه های مختلف ارسال امکان پذیر می باشد. روابط بین فرستنده و گیرنده خواه انتشار از روی سیم و خواه از هوا به نوع ساخت شیوه ارتباطی بستگی دارد و به همین ترتیب باند به فرکانس به کار رفته به شرایط حل مساله ارتباطاتی وابسته است. بیشتر فرکانسهای در دسترس را مقررات ملی و توافق های بین المللی تعیین می کنند. اگر چه تصمیمات مربوط به شیوه ها و نحو ارسال امری فنی به شمار می آید ولی در اکثر اوقات ملاحظات سیاسی آن را در بر می گیرد.




منبع : www.hupaa.com

[ashkan.h]

محاسبه فواصل نجومی و ابعاد جهان:


مقدمه :

یکی از مهمترین پارامترهای یک جسم در جهان که برای محاسبه دیگر پارامترهای آن مورد محاسبه قرار می‌گیرد، فاصله آن از ما است. از روی فاصله اجسام می‌توان به اطلاعاتی مهم و اساسی در مورد آنها رسید. از گذشته‌های دور برای محاسبه فاصله اجرام آسمانی روشهایی ابداع شده بود. اما معمولا تمامی آنها در مورد اجرامی دورتر از سیاره‌های مریخ و مشتری جواب نمی‌دادند؛ زیرا دقت بسیار پایینی در ابزار اندازه گیری موجود بود. اما این روشها با گذر زمان پیشرفت کرد و روشهای جدیدی بوجود آمدند. در این مقاله به چهار نمونه از مهمترین روشهای اندازه گیری اشاره می‌کنیم.

اختلاف منظر ظاهری:

انگشتتان را مقابل خود بگیرید، چشم چپ خود را ببندید و با چشم راست به پشت زمینه انگشت خود نگاه کنید حال این کار را با چشم چپ هم انجام دهید. در هر مورد پشت زمینه انگشت شما تغییر می‌کند، زیرا دو چشم شما از هم فاصله دارند و به دلیل اختلاف منظری که باهم دارند زمینه‌های متفاوت را به شما نشان می‌دهند. با این روش می‌توان با داشتن فاصله دو چشم از هم فاصله انگشت را محاسبه کرد، این روش که اختلاف منظر نامیده می‌شود. برای محاسبه فاصله اجرام نزدیک بسیار خوب و ساده است (برای اندازه گیری در ارتش از این روش استفاده می‌شود.)

برای محاسبه جابجایی منظره پشت یک جرم در دو نوبت که معمولا در طرفین مدار زمین است عکس می‌گیرند و جابجایی زاویه‌ای آن را با حالت قبلی مقایسه کرده و بر حسب درجه قوسی بدست می‌آورند. حال با استفاده از معادله زیر به راحتی فاصله را بر حسب واحد نجومی بدست می‌آورند(همانطور که می‌دانید هر واحد نجومی (Au) برابر فاصله زمین تا خورشید یا 150میلیون کیلومتر است). که طبق تعریف هر 206265 واحد نجومی را یک پارسک در نظر می‌گیرند و رابطه را به صورت زیر می‌نویسند. که با محاسبه P (جابجایی ظاهری بر حسب ثانیه) قوس d بدست می‌آید. (P = 1/d (pc

با این روش به دلیل ناتوانی فقط می‌توان تا 100 پارسک را اندازه گیری کرد که با حذف اثر جو به 1000پارسک قابل تغییر است. بنابراین زیاد کاربردی نیست و معمولا در مورد اندازه گیری در منظومه شمسی خودمان استفاده می‌شود.

اختلاف منظر طیفی :

ستارگان بر اساس دمای سطحی و شکل طیفشان ، دسته بندی طیفی می‌شوند که این دسته بندی نوع طیف ستاره را مشخص می‌کند و با دانستن نوع طیف ستاره می‌توان اطلاعاتی از جمله درخشندگی مطلق ستاره را محاسبه کرد. نموداری به نام هرتز پرونگ - راسل (H - R) وجودارد که درخشندگی مطلق ستارگان بسیاری را بر حسب رده بندی طیفی آنها به صورت تجربی و آماری مشخص می‌کند. از روی این نمودار و با طیف نگاری از این ستارگان می‌توان درخشندگی مطلق هر ستاره را مشخص کرد. با بدست آوردن درخشندگی مطلق (L) با استفاده از فرمول ساده‌ای که در مورد درخشندگی مطلق و ظاهری وجود دارد فاصله جرم محاسبه می‌شود.

در این فرمول درخشندگی ظاهری (b) نیز لازم است که بوسیله فوتومتری از روی زمین تعیین می‌شود. به این روش که طیف نگاری مبنای تعیین فاصله است اختلاف منظر طیفی می‌گویند. این روش بدلیل نداشتن دقت کافی و لازم برای ستارگان کم نور و دور دست محدودیتهایی دارد، ولی بهتر از اختلاف منظر ظاهری است. زیرا تا حدود فاصله دهها میلیون پارسک را برای ستارگان پر نور تعیین می‌کند که مزیت بزرگی نسبت به روش قبلی است، اما در مورد خوشه‌ها و کهکشانها با توجه به کم نور بودن ستارگانشان استفاده ار این روش دقت کمی دارد.


استفاده از متغیرهای قیفاووسی و ابر نواختران :


متغیرهای قیفاووسی و ابرنواختران از شاخصهای اندازه گیری فاصله هستند، زیرا تناوب آنها مستقیما با درخشندگی آنها رابطه دارد. متغییرهای قیفاووسی مهمترین ابزار برای محاسبه فاصله کهکشانها هستند. اخیرا ستاره شناسان با استفاده از ابرنواخترهای گروه I) a) می‌توانند فاصله اجرام بسیار بسیار دور را نیز بدست بیاورند. زیرا درخشندگی این ابرنواختران به قدری زیاد می‌شود که می‌توان آنها را از فواصل دور نیز رصد کرد. برای مثال در سال 1992 یک تیم از اخترشناسان از تغییرهای قیفاووسی یک کهکشان به نام IC 4182 برای تعیین فاصله آن از زمین استفاده کردند.

آنها برای این منظور از تلسکوپ فضایی هابل بهره جستند. در 20 نوبت جداگانه از ستارگان آن کهکشان عکسبرداری کردند. با مقایسه عکسها با یکدیگر آنها 27 متغییر را در عکسها شناسایی کردند. با رصدهای متوالی از آن متغییرها توانستند منحنی نوری آنها را رسم کنند، سپس با طیف سنجی ، طیف ستارگان متغییر را مورد بررسی قرار می‌دهند و از روی طیف آن مقدار آهن موجود در متغییر را شناسایی می‌کنند. اگر مقدار آهن زیاد باشد متغییر I) a) است و کم باشد از نوع II است.

از روی منحنی نوری ستاره میانگین قدر ظاهری آن را محاسبه می‌کنند و دوره تناوب آن را بدست می‌آورند. همان گونه که گفتیم دوره تناوب با درخشندگی متغییرها رابطه مستقیم دارد. این رابطه از روی نمودار زیر که یک نمودار تجربی است بدست می‌آید. با قرار دادن دوره تناوب متغییر مورد نظر و دانستن نوع طیف آن (I)یا (II) می‌توان درخشندگی مطلق آن را بدست آورد. از طرفی چون افزایش درخشندگی برای قدر مطلق به صورت لگاریتمی و (در پایه 2.54) تغییر می‌کند. به ازای دانستن نسبت درخشندگی مطلق به درخشندگی خورشید می‌توان قدر مطلق ستاره را محاسبه کرد. حال با دانستن قدر مطلق و قدر ظاهری از روی نمودار منحنی نوری با استفاده از رابطه مودال فاصله ، فاصله بدست می‌آید:

m - M = distance modulus =5 log d - 5


استفاده از قانون هابل :

روش دیگر برای محاسبه فاصله اجرام مخصوصا کهکشانها استفاده از قانون هابل است. در این روش از صورت ریاضی قانون هابل که به صورت زیر است استفاده می‌کنیم:

V = d×H

که درآن v سرعت جسم در راستای دید ما است و H ثابت هابل است. برای محاسبه فاصله کهکشانها و اجرام دور دست سرعت شعاعی (در راستای دید) جرم را بوسیله انتقال به سرخ (red shift) ستاره از روی طیف آن محاسبه می‌کنند. طبق پدیده انتقال به سرخ اگر جسمی از ناظر دور شود انتقال به سرخ و اگر به آن نزدیک شود انتقال به آبی صورت گرفته که مقدار آن از رابطه زیر بدست می‌آید، که در آن Z انتقال به سرخ است. بوسیله رابطه زیر از روی انتقال به سرخ می‌توان سرعت را بدست آورد:

v = C×Z

حال با قرار دادن سرعت در رابطه هابل فاصله بدست می‌آید:

d = C×Z/H

البته روش فوق دقت زیادی ندارد. دلیل آن مشخص نبودن مقدار دقیق ثابت هابل است. زیرا این ثابت با سن جهان رابطه دارد و با توجه به نظریات مختلف مقدار آن تغییر می‌کند. هم چنین وابستگی این عامل به زمان نیز در محاسابت اختلال بوجود می‌آورد. در حال حاضر بهترین روش برای اندازه گیری فاصله اجرام استفاده از ابرنواخترهاست که تا فواصل چند ده مگا پارسکی را با دقت خوبی محاسبه می‌کند.

تعداد آسمانها :

از قرنهای چهارم تا ششم پیش از میلاد مسیح ، اخترشناسان یونانی پی بردند که باید بیشتر از یک سایبان (آسمان) وجود داشته باشد. چون اوضاع نسبی ستارگان ثابت ، که حول زمین حرکت می‌کنند، ظاهرا تغییری نمی‌کند، اما اوضاع نسبی خورشید ، ماه و پنج جسم درخشان ستاره مانند که امروزه سیارات عطارد ، زهره ، مریخ ، مشتری و زحل می‌گویند) تغییر می‌کنند. در قرآن مجید نیز ، جایی که صحبت از حقیقت آسمان می‌کند، لفظ آسمان های هفتگانه بکار برده می‌شود.
روشهای مختلف اندازه گیری فواصل کیهانی

در حدود صد و پنجاه سال پیش از میلاد ، هیپارکوس (Hyparchus) ، فاصله زمین تا ماه را بر حسب قطر زمین بدست آورد. وی روشی را بکار برد که یک قرن پیش از او ، بوسیله جسورترین اخترشناس یونانی آریستارکوس (Aristarchus) ، پیشنهاد شده بود. آریستاکوس متوجه شده بود که انحنای سایه زمین ، وقتی که از ماه می‌گذرد، باید ابعاد نسبی زمین تا ماه را نشان دهد. با پذیرش این نظر و به کمک روشهای هندسی می‌توان فاصله زمین تا ماه را بر حسب قطر زمین محاسبه کرد.

برای تعیین فاصله خورشید نیز ، آریستاکوس ، یک روش هندسی را بکار برد که از نظر تئوری درست بود. اما نیاز به اندازه گیری زاویه‌هایی چنان کوچک داشت که جز با استفاده از وسایل امروزی ممکن نبود. هر چند که ارقام وی درست نبود، اما او نتیجه گرفت که خورشید حداقل باید هفت برابر بزرگتر از زمین باشد و لذا گردش خورشید به دور زمین که در آن زمان رایج بود، غیر منطقی دانست.

اختر شناسان بعدی حرکات اجرام آسمانی را بر مبنای این نظریه مورد مطالعه قرار دادند که زمین ساکن است و در مرکز عالم قرار دارد. نفوذ و سلطه این نظریه تا سال 1543 ، یعنی تا زمانی که کوپرنیک (Nicilaus Copernicus) کتاب خود را منتشر کرد و با پذیرش عقیده آریستاکوس ، زمین را برای همیشه از مرکز جهان بودن بیرون راند، حاکم بود.

• یکی دیگر از روشهایی که با آن می‌توان فاصله‌های کیهانی را محاسبه کرد، استفاده از روش پارالاکس (Paralax) است.• روش دیگر استفاده از مثلثات است. بطلیموس با استفاده از مثلثات توانست فاصله راه را از روی پارالاکس آن تعیین کند و نتیجه‌اش با رقم پیشین ، که بوسیله هیپارکوس بدست آمده بود، تطبیق می‌کرد.

البته امروزه روشهای مختلف دیگری که خیلی دقیقتر از روشهای فوق است، فاصله خورشید از زمین بطور متوسط تقریبا ، برابر 5‚149 میلیون کیلومتر است. این فاصله متوسط را واحد نجومی (با علامت اختصاری A.U) می‌نامند و فاصله‌های دیگر منظومه شمسی را با این واحد می‌سنجند. سیر تحولی و رشد با گسترش روز افزون علم و ساخت تلسکوپهای دقیق ، دانشمندان ، در اندازه گیری ابعاد جهان روز به روز به نتایج جدیدتری نائل می‌شدند. با ساخته شدن و گسترش این وسایل اندازه گیری ، دید بشر نسبت به جهان نیز تغییر یافت. به عنوان مثال با چشم غیر مسلح تقریبا می‌توانیم در حدود 6 هزار ستاره را ببینیم، اما اختراع تلسکوپ ناگهان آشکار کرد که این فقط جزیی از جهان است.

هر چند با بوجود آمدن وسایل دقیق اندازه گیری ، دانش نیز نسبت به جهان هستی ، گسترش پیدا می‌کرد، اما نظریه‌های مختلفی توسط دانشمندان ارائه می‌گردد. از جمله دانشمندانی که نسبت به ارایه این نظریه‌ها اقدام کردند می‌توان به ویلیام هرشل (Wiliam Herschel) ، اختر شناس آلمانی الاصل انگلیسی یا کوبوس کورنلیس کاپیتن (Jacobus cornelis kapteyn) ، اخترشناس هلندی ، شارل مسیر (Charles Messier) و هابل و ... اشاره کرد.
پایان جهان کجاست؟

سرانجام بعد از تحقیقات گسترده توسط پیچیده‌ترین تلسکوپها ، دانشمندان دریافتند که:



• غیر از کهکشان ما ، کهکشانهای دیگری نیز وجود دارد. • کهکشانهایی وجود دارند که جرم آنها بیشتر از کهکشان ماست. • بر اساس مقیاس جدید فاصله‌ها ، سن زمین حد اقل 5 میلیارد سال است و این حد با حدسیات زمین شناسان در مورد سن زمین مطابقت دارد.



همچنین تلسکوپهای جدید وجود خوشه‌های کهکشانی را نشان می‌دهد. کهکشان ما نیز ظاهرا جزیی از یک خوشه محلی است که شامل ابرهای ماژلان ، کهکشان امرأة المسلسله و سه‌ها ، کهکشان کوچک نزدیک آن و چند کهکشان کوچک دیگر هست که روی هم رفته نوزده عضو را تشکیل می‌دهند.

اگر کهکشانها خوشه ها را و خوشه‌ها نیز خوشه‌های بزرگتری را تشکیل می‌دهند، آیا می‌توان گفت که جهان و به تبع آن فضا ، تا بینهایت گسترده شده است؟ یا اینکه چرا برای جهان و چه برای فضا انتهایی وجود ندارد؟ در هر حال ، دانشمندان با وجود اینکه با تخمین می‌توانند تا فاصله 9 میلیارد سال نوری ، چیزهایی را تشخیص دهند، ولی هنوز هم نشانه‌ای از پایان جهان پیدا نکرده‌اند.
ابعاد جهان:
دید کلی :

بعد از انفجار بزرگ ، موادی که بعدها کهکشانها از آن بوجود آمدند، به سرعت در تمام جهات منتشر شدند. خود این کهکشانها هنوز هم در حال دور شدن از یکدیگر هستند. تعیین ابعاد و اندازه جهان ، به توانایی ما در تعیین فاصله دورترین کهکشانها با زمین بستگی دارد. ستاره شناسان نور رسیده از کهکشانها را بررسی می کنند تا به فاصله آنها از زمین پی ببرند. آنها تخمین می‌زنند که دورترین کهکشانها حدود 15 میلیارد سال نوری با ما فاصله داشته باشند.

در یک نگاه ساده اولیه در آسمان چیزی وجود ندارد که خیلی دور به نظر برسد. به همین علت است که کودکان ، پنداره‌ای از این قبیل را که گاو بر پشت ماه جهید یا کسی آن قدر بالا پرید که دستش به آسمان رسید، به آسانی قبول می‌کنند. در یک نگاه اولیه چنین گمان می‌گردد که آسمان سایبان محکمی است که اجسام درخشان آسمانی ، همچون دانه‌های الماس ، بر سقف آن نصب شده است. در قرآن مجید نیز به تعبیر عرش از آسمان یاد می‌گردد.

تاریخچه :

نخستین اندازه گیری علمی فاصله‌های کیهانی ، در حدود سال 240 پیش از میلاد مسیح بوسیله اراتوستن (Eratostenes) ، مدیر کتابخانه اسکندریه ، انجام گرفت. در آن زمان اسکندر ، پیشرفته‌ترین مرکز علمی جهان بود. ارقامی که اراتوستن پیدا کرده بود، بر حسب واحدهای امروزی برای قطر زمین در حدود 800‚12 کیلومتر و برای محیط زمین در حدود 000‚40 کیلومتر بوده است و این نتیجه تقریبا درست است. اما متأسفانه این تعداد پذیرفته نشد.

در حدود صد سال پیش از میلاد ، اختر شناس دیگر یونانی ، بنام پوزیدونیوس (Posidonius) کار اراتوستن را تکرار کرد، و نتیجه‌ای که گرفت در حدود 000‚29 کیلومتر برای محیط زمین بود. بطلیموس (ptolemy) رقم کوچکتر را پذیرفت و لذا در سراسر قرون وسطی همین رقم مورد پذیرش قرار گرفت. کریستوف کلمب (Colombus) نیز رقم کوچکتر را پذیرفت. بعدها افراد دیگری نیز ابعاد زمین را مورد ارزیابی قرار داد. و آنرا را بدست آوردند.

[ashkan.h]

زیر ابرهای زهره:

نگین زیبای آسمان، در زیر پوشش ابرهای ضخیم خود دنیای بی‌رحمی را پنهان کرده است؛ جهنمی با دمای سطحی حدود ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد و فشار خُرد‌کننده‌ای که موجود زنده‌ای تاب تحمل آن را ندارد.



زهره یا ناهید، دومین سیارهِ نزدیک به‌خورشید، برای اخترشناسان باستان به‌نام ستاره صبحگاهی و ستاره شامگاهی شناخته شده بود. آن را همچنین به‌نام الهه عشق و زیبایی می‌شناسیم. این سیاره نمادِ آسمانی ونوس رومی، آفرودیت یونانی، ایشتَر بین‌النهرینی، و آناهید ایرانی بوده است. زهره درخشان‌ترین جرم آسمان شب پس از ماه است و به‌همین دلیل گاهی آن را جواهر آسمان می‌نامند. زهره هم همچون ماه از دید ناظر زمینی اَهِله دارد که شکل‌های آن به‌موقعیتش نسبت به‌خورشید و زمین بستگی دارد که گاهی همچون قرصی کامل و گاهی مانند هلا‌لی باریک دیده می‌شود.



زهره از نظر اندازه، جرم، چگالی، و حجم بسیار به‌زمین شباهت دارد و هر دو در دوره‌ای یکسان از سحابی اولیه خورشیدی شکل گرفته‌اند. البته شباهت‌ها به‌همین‌جا خَتم می‌شود. مثلا‌ً زهره قمری ندارد و با این که هر دو سیاره در ابتدا جوّی از دی‌اکسیدکربن داشته‌اند زمین، که نسبت به زهره از خورشید دورتر بوده است، نور و گرمای کمتری دریافت کرده و فرصت یافته است مقداری از آن را هم به‌فضا بازتاب کند تا به‌دمای متعادلی برسد که بخار آب فشرده شود، باران ببارد، و اقیانوسی شکل بگیرد. از سوی دیگر زهره به‌خورشید نزدیک‌تر بوده ولی قادر نبوده بخشی از نور و گرمای بیشتری را که دریافت می‌کرده است به‌فضا بازتاب دهد.
بنابراین حرارت زیر جوّ ضخیمش به‌دام افتاد و موجب اثر گلخانه‌ای شدیدی شد. بنابراین، امروز زهره هیچ اقیانوسی ندارد و هنوز جوّی چگال دارد که فشاری معادل ۹۲ برابر فشار هوا در سطح دریاهای زمین را روی سطحش ایجاد می‌کند. فشار جوّ بر سطح زهره چنان زیاد است که هرگز نمی‌توان در برابر آن دوام آورد؛ معادل فشار کُشنده‌ای که بر یک غواص در عمق ۹۰۰ متری زیر سطح اقیانوس وارد می‌شود. جرم جوّ زهره ۹۰ برابر جرم جوّ زمین است. این جوّ پُرتراکم مثل آینه‌ای حدود۷۰ درصد نور خورشید را بازتاب می‌کند که سبب درخشش خیره‌کننده این همسایهِ سیاره‌ای ما می‌شود. جوّ زهره هنوز هم بیشتر از دی‌اکسید کربن و تقریباً بدون هیچ بخار آبی است و ابرهایی از جنس قطرات اسید سولفوریک در آن وجود دارند. دمای سطح زهره ۴۸۲ درجه سانتی‌گراد است -‌آن‌قدر داغ که سُرب را ذوب می‌کند- و وجود جوّ نگهدارنده گرما موجب داغ‌تر شدن زهره نسبت به‌عطاردِ عاری از جوّ شده است. البته افزایش گرمای حاصل از اثر گلخانه‌ای زهره نیز حدّی دارد. وقتی سیاره به‌آستانهِ گرما می‌رسد، دمای زیاد مقداری از ملکول‌های گلخانه‌ای جوّ را می‌شکند و دما دوباره تعدیل می‌شود.



تا پیش از ظهور عصر فضا، ابرهای چگالی که زهره را دربر گرفته‌اند چهره‌اش را به‌صورت توپی مِه‌آلود درآورده بودند که اجازه نمی‌داد دانشمندان چیزی از عوارض زمین‌شناختی طبیعی سطحش را ببینند. تنها راه <دیدن> سطح زهره به‌کمک رادار بود که پرتو آن می‌تواند از پوشش ابرها عبور کند و به‌سطح برسد و به‌بیرون بازتاب شود. اختلاف زمان برای بازگشت پرتو بازتاب‌شده از سطح به‌منبع، نشان‌دهندهِ ارتفاع عوارض سطحی همچون کوه‌ها و دره‌هاست. سپس این داده‌ها به‌رایانه‌ای منتقل شدند که می‌توانست نقشه‌ای از ارتفاعات سطح زهره به‌کمک کم و زیاد شدن شدت رنگ‌ها تهیه کند. در فاصله سال‌های ۱۳۶۹/۱۹۹۰ تا ۱۳۷۳/۱۹۹۴ فضاپیمای نقشه‌برداری به‌نام ماژلان در مداری قطبی به‌دور زهره می‌گشت و به‌این ترتیب چشمان رادارش می‌توانست تمام سطح سیاره را بررسی کند. نقشه‌ای از عوارض سطحی زهره نشان داد که سطح زهره حدود ۳۰۰ تا ۵۰۰ میلیون سال پیش نو شده است که البته از نظر زمین- ‌شناختی در مقایسه با سنّ ۵/۴ میلیارد ساله منظومهِ شمسی سطح بسیار جوانی است. این که این اتفاق چطور و چرا رخ داده هنوز موضوعِ بحث دانشمندان است.


منبع : www.aftab.ir