فیزیک بدون فرمول

فيزيك يك جريان است ، يك راه ، براي فهميدن حقايق جهان...

اورانوس

اورانوس(دربارهٔ این پرونده /ˈjʊərənəs/ یا دربارهٔ این پرونده /jʊˈreɪnəs/ [۱۰]) (در اسطوره‌های یونان οὐρανός، خدای آسمان و معادل پارسی سره آن آهوره[۱۱]) هفتمین سیاره از نظر نزدیکی به خورشید[۱۲] وچهارمین سیاره از نظر اندازه و سومین سیاره از نظر جرم است. اورانوس هر 84 سال و 7 روز یک بار به دور خورشید می‌گردد و همچنین هر 10 ساعت و 48 دقیقه یک دور به دور خودش می‌چرخد. اورانوس دارای 5 ماه به نام‌های میراندا، آریل، آمبریل، تیتانیا و ابرون است. این سیاره را ویلیام هرشل در سال ۱۷۸۱ میلادی کشف کرد.[۱۳]

یکی از سیارات هشت گانه منظومه شمسی که از لحاظ بعد فاصله اش نسبت به خورشید در ردیف هفتم پس از زحل قرار گرفته‌است فاصله متوسط این سیاره تا خورشید۲٬۸۶۹٬۶۰۰٬۰۰۰ کیلومتر[۱۳] و۶۳ بار از کره زمین بزرگ‌تر است.اورانوس ۲۷ ماه طبیعی دارد.این سیاره با چشم غیرمسلح دیده می‌شود[۱۴] . محور حرکت وضعی این سیاره کاملاً با مدار حرکت انتقالیش منطبق است.سفرهای اکتشافی به این سیاره کمتر از ده ماموریت بوده[۱۵] که شاخصترینش ماموریت ویجر ۲ بود که این فضاپیما در ژانویه ۱۹۸۶ به آن رسید.[۱۶]

 

 


تاریخچه

افسانه‌شناسی

اورانوس کشیده شده توسط تیکو براهه

اورانوس نام یکی از اسطوره‌های یونانی است که تجسم آسمان (و بهشت[۱۷]) محسوب شده و پدربزرگ زئوس و پدر کرونوس می‌باشد.وی با گایا (تجسم زمین و مادر اورانوس[۱۷]) همبستر شد و فرزندان متعددی از وی به دنیا آورد گایا که از این موضوع خسته شده‌بود از کرونوس(یکی از فرزندان)کمک خواست و وی آلت تناسلی اورانوس را با داس برید و به دریا افکند بنابر افسانه‌ای که بین تاریخ‌شناسان مورد اختلاف است آفرودیته الهه عشق از عطری(یا خون[۱۷]) به وجود آمده است که هنگام افکنده شدن آلت تناسلی اورانوس به دریا، بلند شد.[۱۸]

کشف

این سیاره قبل از کشف به صورت یک ستاره در کاتالوگ جان فلاستمد در سال ۱۶۹۰ به عنوان ستاره «۳۴ ثور» ثبت شده بود. . اخترشناس فرانسوی پیر لمونیر این سیاره را بین ۱۷۵۰ تا ۱۷۶۹ دوازده بار رصد کرده بود[۱۹] including on four consecutive nights.

ولی توسط ویلیام هرشل و در خانه‌اش(اکنون موزه اخترشناسی) در شهر بث، سامرست و در ۱۳ مارس ۱۷۸۱ رصد شد,[۲۰] و در ۲۶ آوریل ۱۷۸۱ به عنوان دنباله‌دار گزارش دش.[۲۱] هرشل آن را به عنوان جرمی که در برابر ستارگان اختلاف منظر دارد گزارش داد,[۲۲] u

او اینگونه در ژورنال نگاشت "در نزدیکی زتا ثور … یا یک سحابی است یا یک دنباله‌دار".[۲۳] در ۱۷ مارس نگاشت "به دنبال سحابی یا دنباله‌دار به این نتیجه رسیدم که دنباله‌دار است زیرا جایش را تغییر می‌دهد".[۲۴] و حتی هنگامی که این جرم را به عنوان کشف به انجمن سلطنتی گزارش می‌داد باز براین باور بود که دنباله‌دار است و این عقیده را داشت تا زمانی که به طور مطلق اثبات شد که اورانوس یک سیاره است.[۲۵]

تلسکوپی که ویلیام هرشل با آن اورانوس را کشف کرد واقع در موزه ویلیام هرشل، بث

هرشل در ۲۳ آوریل به ستاره‌شناس سلطنتی نویل ماسکلین نگاشت: "من نمی دانم چه باید صدایشش کرد. شاید بتوان آن را به سیاره نامید.".[۲۶]

توسط ویلیام هرشل و در ۱۳ مارس ۱۷۸۱ به عنوان دنباله‌دار کشف شد و نام آن توسط جان بوده پیشنهاد گردید[۱۵]

علائم اختصاری وجه تسمیه

اورانوس واژه‌ایست یونانی به معنای آسمان، و نیز خدایگان آسمان نیز در میان یونانیان به همین نام خوانده می‌شد. میان غربیان در بین سیارات هشگانه اورانوس تنها سیاره‌ای است که نام خود را از افسانه‌های یونانی برگرفته‌است. (برخلاف سایرین که نامی برگرفته از افسانه‌های رومی دارند.[۱۷]).

مدار و چرخش

 

تصویر HST از اورانوس که شامل نوارهای ابر، حلقه‌ها و ماه‌هایش است.

فاصله متوسط آن از خورشید ۳ میلیارد کیلومتر(۲۰ واحد نجومی است)[۲۷].در مدار آن بی‌نظمی‌هایی دیده شده‌است[۲۸] به علت اینکه کجی مححور چرخش آن از ۹۰ درجه بیشتر و برابر ۹۸ درجه[۲۹][۳۰] یا دقیقتر '97º54 [۳۱] است چرخش سیاره پادساعتگرد است.[۳۲] نزدیک‌ترین فاصله آن به زمین 27٬200 میلیون کیلومتر است.[۳۳]خروج از مرکز آن 0.0742 بوده که بسیار به دایره نزدیک است.به علت اینکه این سیاره 98 درجه انحراف دارد در یک چهارم حرکت آن به دور خورشید یکی از قطب‌هایش به سمت زمین است و یک چهارم بعد استوایش و یک چهارم پس از آن قطب مخالف و در انتها دوباره استوایش به سمت زمین خواهد بود.[۳۴][۳۵] نور خورشید در اورانوس ۱/۴۰۰ نور خورشید در زمین است[۲۷]حرکت آن به درو خورشید ۸۴.۰۱ سال طول می‌کشد.[۳۶]

اولین بار عناصر مداری آن در سال ۱۷۸۳ توسط پیر سیمون لاپلاس محاسبه شد.[۳۷] بی نظمی در مدار آن اولین بار توسط جان کوچ آدامز و در سال ۱۸۴۱ مطرح شد و او پیشنهاد داد که جاذبه سیاره‌ای کشف نشده بر آن تاثیر می‌گذارد.در سال ۱۸۴۵ اوربین له وریر مستقلا شروع به پژوهش در زمینه مدار اورانوس پرداخت.در ۲۳ سپتامبر ۱۸۴۶ یوهان گوتفیلد گاله سیاره را کشف و نام نپتون را بر آن نهاد[۳۸] [۳۹]

کجی محور

تنها ناهید کجی محور بیشتری از اورانوس و برابر ۱۷۷ درجه دارد.اما علت این کجی احتمالا برخورد جسمی به ابعام زمین به این سیاره و در اوایل دوران زندگی‌اش بوده‌است.[۳۰][۴۰] البته کاندیدهای دیگری هم مطرح هستند مانند برخورد یک دسته بزرگ از دنباله‌دارها در اوایل تشکیلش که این خود وجود یک اقیانوس بزرگ داخلی آن را نیز توجیه می‌کند.[۴۱]

بینایی

از سال ۱۹۹۵ تا ۲۰۰۶ قدر ظاهری اورانوس بین +۵.۶ تا +۵.۹ متغییر بوده است و در صورتی که در حالت ایده‌آل چشم غیرمسلح توانایی دیدن قدر ۶.۵ را دارد*[۴۲](این به این معنی است که می‌توان در شرایط ایده‌آل این سیاره را دید)[۷] اندازه زاویه‌ای این سیاره بین ۳.۴ تا ۳.۷ ثانیه قوسی متغییر است[۷]اما در حالت مقابله به ۳.۶ ثانیه قوسی می‌رسد.[۴۳] در صورتی که اندازه زاویه‌ای زحل ۱۶ تا ۲۰ ثانیه قوسی و مشتری بین ۳۲ تا ۴۵ ثانیه قوسی است.[۷]

ساختار درونی

جرم این سیاره برابر (۰٫۰۰۱۳ ± ۸٫۶۸۱۰)‎×۱۰۲۵ kg و ۱۴٫۵۳۶ برابر زمین است[۶]و چگالی آن ۱.۲۵ برآورد می‌شود[۳۰] در نتیجه احتمال می‌رود از جو بسیار ضخیم، گوشته‌ای مایع و هسته‌ای جامد و کوچک تشکیل شده باشد[۴۴][۴۵].شتاب گرانشی آن نیز ۹۰ درصد شتاب گرانشی زمین تخمین زده شده‌است.[۳۰] دمای بخش مایع آن ۲۳۰۰ درجه سانتیگراد و هسته آن ۷۰۰۰ درجه سانتیگراد است.[۳۰]

گرمای درونی

این سیاره برخلاف دیگر سیارات مشتری‌گون منبع گرمای داخلی قابل توجهی ندارد.[۳۶]

جو

در جو آن هیدروژن(به شکل H2) و ۱۲ درصد هلیوم و ۲ درصد[۳۶] متان وجود دارد اما از آنجایی که متان به شدت نور قرمز را جذب می‌کند این سیاره به رنگ آبی مایل به سبز دیده می‌شود.[۴۶][۴۷] برررسی مادون قرمز حاکی از آن است که دمای این سیاره برابر 58 درجه کلوین است.[۴۸][۳۳][۳۰][۴۹]

تصاویر رایانه‌ای نشان می‌دهدابرهای آمونیاکی به بزرگی ۲ تا ۴ کیلومتر[۱۳] در زیر جو اورانوس و در ارتفاعات پایین قرار دارند و این ابرها در استوا در طی 15 ساعت یک بار دور سیاره می‌زنند ولی در نزدیکی قطب این مقدار به 15 ساعت می‌رسد.[۵۰] به نظر می‌رسد این سیاره دارای یونیسفر قوی باشد.[۱۳]بیشتر بادهای این سیاره برخلاف دیگر سیاره‌های مشتری‌گون منظومه شمسی از شرق به غرب می‌وزند نه از شمال به جنوب.[۴۱]

جنس سطح سیاره

 

تروپوسفر

 جو بالایی

در ارتفاعات بالایی دما ۶۴ کلوین (با تلورانس ۵ کلوین) می‌گردد[۴۱] و در این ارتفاعات آن بادهایی با سرعت ۳۰۰ تا ۴۰۰ متر می‌وزند و البته گردبادهایی نیز در آن وجود دارند که به شکل لکه‌هایی دیده می‌شوند.[۳۰]

حلقه‌ها

حلقه‌ها و ماه‌های اورانوس

حلقه‌های اورانوس در ده مارس ۱۹۷۷ در رصدخانه ایربورن کوئی‌پر ناسا و توسط جیمز الیوت[۵۱] کشف شد شد بدین گونه که قبل و بعد از اختفای یک ستاره پشت اورانوس، نور ستاره متناوبا کم و زیاد می‌شد و با بررسی های انجام گرفته در آن هنگام ثابت شد این سیاره ۵ حلقه دارد و بعدا به ۹ حلقه رسید[۵۲] بعد از گذر ویجر 2 از اورانوس به یازده حلقه افزایش یافت.[۵۳] این حلقه‌ها به ترتیب از بیرونی‌ترین به درونی‌ترین عبارتند از:اپسیلون،1986U1R، دلتا، گاما، اتا، بتا، آلفا،4،5،6 و ‎1986U2R‏[۵۴][۵۵] پهنای حلقه اپسلیون به صد کیلومتر می‌رسد و خرده ریزه‌های آن بین ۱۳ تا ۱۳.۶ سانتی‌متر است اما پهنای بقیه حلقه‌ها از ۱۰ کیلومتر تجاوز نکرده و از خرده ریزهای حلقه اپسیلون کوچکترند اما کل حلقه آلبدویی برابر ۵ درصد دارد.[۵۱]

میدان مغناطیسی

انحراف میدان مغناطیسی اورانوس

میدان مغناطیسی این سیاره ۵۵[۵۶] تا 58.5 درجه[۱۳] نسبت به محور چرخش آن تفاوت دارد و این بیشترین مقداری است که در میان سیارات ثبت شده‌است[۴۱] و پیش‌بینی می‌شود که مرکز مغناطیسی آن در مکان متفاوتی نسبت به مرکز سیاره و با فاصله‌ای حدودا 8٬000 کیلومتری[۱۳] باشد.[۵۷] ویجر 2 اثبات نمود که در اطراف اورانوس میدان مغناطیسی قوی‌ای قرار دارد اما شدت آن یک دهم میدان مغناطیسی زحل است.[۵۸] با این حال قدرت آن به طور متوسط 50 بار نیرومندتر از میدان مغناطیسی زمین است و دنباله‌ای به طول 465٬000 کیلومتر(18 برابر شعاع خودش[۴۱]) دارد.[۵۱] و در این مغناطوکره به علت برخورد طوفان‌های خورشیدی و دیگر پرتوهای کیهانی پلاسماهایی با دمای ۱۰٬۰۰۰ کلوین به وجود می‌آید.[۴۱]

اقلیم

لکه تاریک اورانوس

قمرها

اورانوس و آریل
نوشتار اصلی: قمرهای طبیعی اورانوس

اورانوس ۲۷ قمر طبیعی دارد که از آن ده قمر توسط ویجر ۲ کشف شد.[۵۹](9 قمر در ژانویه 1996 کشف شده و در نام آنها 1996 وجود دارد و یک قمر در 31 دسامبر 1995 کشف و در نام آن 1995 وجود دارد.[۶۰])بیرونی‌ترین قمر آن اوبرون[۶۱] و بزرگترین قمر آن تیتانا با قطر 1٬580 کیلومتر است.[۶۰]دو قمر کوردلیا و اوفلیا لبه‌های حلقه اپسلیون را جاروب می‌کنند.[۶۲]

نامقطر(کیلومتر)شعاع مدار گردش(کیلومتر)
اوبرون ۱۵۵۰ ۵۸۰۱۶۰
تیتانا ۱۵۸۵ ۴۳۳۴۴۰
اومبریل ۱۱۸۵ ۲۶۴۸۰۰
آریل ۱۱۶۰ ۱۸۹۹۲۰
میراندا ۴۸۰ ۱۲۸۶۴۰
پوکا ۱۶۰×۱۶۸ ۸۵۴۹۰
بلیندا ۴۸ ۷۴۶۶۰
روالیند ۴۸ ۶۹۵۲۰
پورشیا ۹۶ ۶۵۷۱۰
ژولیت ۸۰ ۶۳۹۸۰
دزدیمونا ۴۸ ۶۲۳۴۰
کرسدا ۸۰ ۶۱۳۹۰
بیانکا ۴۸ ۵۸۷۵۰
اوفیلیا ۲۴ ۵۲۹۹۰
کوردلیا ۱۶ ۴۹۰۱۰

در فرهنگ

اورانوس در اختربینی(با نماد Uranus's astrological symbol.svg) مورد استفاده قرار می‌گیرد و به عنوان سیاره برج دلو محسوب می‌شود.

عنصر کشف شده در سال ۱۷۸۹ به خاطر اورانوس اورانیوم نامیده‌شد.[۶۳]

عملیات اورانوس همچنین نام یک عملیات در جنگ جهانی دوم بود که توسط ارتش شوروی در مقابل ورماخت به اجرا درآمد و موجب بازپس گیری استالین‌گراد

  
نویسنده : مهدی علی خاصی ; ساعت ٩:۱٤ ‎ق.ظ روز ۱۳٩٠/٥/٤
تگ ها : نجوم