سیاره تیر

اولین،کوچکترین ونزدیکترین سیاره به خورشید سیاره تیر یا عطارد(عربی) است.از میان 5 سیاره قابل مشاهده با چشم غیر مسلح مشاهده آن بدلیل نزدیکی به خورشید وتحت تاثیر قرار گرفتن نور آن بسیار مشکل است.فاصله زاویه ای میان تیر وخورشید در بیشترین مقدار تنها به ۳/۲۸درجه می رسد.بهمین دلیل مشاهده آن با چشم غیرمسلح فقط به دقایق نخستین غروب خورشید ویا دقایقی پیش از طلوع خورشید منحصر می گردد.

این سیاره در شرایط مساعد با چشم غیر مسلح بصورت ستاره ای پرنور در افق که بدلیل کوچکی ونزدیکی به افق چشمک زن است ٬مشاهده می شود(قدر ظاهری بین ۲- تا۵/۵ ).در یک تلسکوپ متوسط بصورت قرصی سفید رنگ کوچک وبا تلسکوپهای قوی بهمراه بعضی علائم سطحی با رنگ خاکستری مشاهده می شود.در مجموع بدلیل کوچکی(حتی کوچکتر از دو قمر منظومه شمسی با نامهای تیتان و گانیمید) ودوری ،اطلاعاتی که از آن بکمک تلسکوپهای زمینی بدست آمده ناچیز است.

یونانیان باستان آنرا با دو اسم می شناختند٬ زمانیکه در هنگام غروب دیده می شد آنرا هرمس HERMES و زمانیکه صبحگاه دیده می شد آپولو می نامیدند.تیر روی یک مدار کاملا” بیضی شکل حول خورشید می چرخد.خروج از مرکز مدار آن ۲۰۶/۰ از تمام سیارات منظومه شمسی بیشتر است .کوتاهترین فاصله آن (حضیض)باخورشید 46001272کیلومتر و بیشترین فاصله (اوج)به 69817079 کیلومتر می رسد.

بدلیل بیضی بودن مدار طبق قوانین کپلر سرعت مداری آن بین 58.98 تا 38.86 کیلومتر در ثانیه تغییر می کند.زاویه بین محور دوران سیاره با صفحه منظومه شمسی حدود ۷ درجه است.

سیاره تیر مانند سیاره ناهید بدلیل اینکه از زمین به خورشید نزدیکتر است مانند ماه یک دوره هلالی کامل دارد.زمانیکه به زمین نزدیکتر است بصورت هلالی دیده می شود وزمانیکه از زمین دور می شود به حالت بدر(قرص کامل) نزدیک شده وبسیار کوچک دیده می شود.زمان تکرار شدن وضعیت هلالی یا همان دوره گردش هلالی این سیاره 115.8۷7 روز است.تقریبا”یک چهارم این مدت زمان در سمت چپ خورشید است وباید در هنگام غروب خورشید انتظار دیدن آنراداشت٬ تقریبا” یک چهارم این مدت زمان در سمت راست خورشید است و هنگام طلوع خورشید وقبل از آن باید انتظار دیدن آنرا داشت و تقریبا” نصف این مدت زمان٬ بدلیل اینکه در سمت آنطرف خورشید و یا بین زمین وخورشید واقع است بدلیل درخشش نور خورشید قابل مشاهده نیست.

چند روز قبل از اینکه سیاره به بیشترین فاصله زاویه ای با خورشید برسد (هنگامیکه زمان غروب مشاهده می شود) ودر سمت مقابل ٬زمانیکه صبح هنگام مشاهده می شود ٬چند روز بعد از گذشتن از بیشترین فاصله زاویه ای به بیشترین نورانیت می رسد.

بدلیل نزدیکی به خورشید این سیاره تحت تاثیر شدید میدان گرانشی خورشید می باشد وطبق پیش بینی روابط نسبیتی قطر بزرگ مداری آن هر صد سال حدود 4۳ ثانیه قوسی جابجا می شود.

مدار این سیاره درون مدار زمین قرار دارد و ناچارا”هر از چند گاهی از بین زمین وخورشید عبور می کند ولی از آنجاییکه صفحه چرخش آن با صفحه چرخش زمین بدور خورشید متفاوت است٬ طی عبور از میان زمین وخورشید از مقابل قرص خورشید گذر نمی کند . بااین وجود دونقطه مشخص در دوتاریخ مشخص وجود دارد که سیاره در صفحه چرخشی زمین بدور خورشید قرار می گیرد.اگر زمان رسیدن سیاره به این دونقطه٬ زمین در نزدیکی یا دقیقا” در آن دو نقطه قرار داشته باشد به نظر می رسد که از دید ساکنان زمین٬ قرص سیاره از مقابل قرص خورشید عبور می کند .این وضعیت با دوره ۱۳ بار در هر قرن تکرار می شود .این پدیده عبور یا transit نامیده می شود.این وضعیت درمورد سیاره زهره نیز وجود دارد. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره پدیده عبور اینجارا کلیک نمایید.

زمان گردش سیاره بدور خورشید یا همان زمان گردش نجومی 87.9۷ روز است .این دوره برای زمین 365 روز یا یک سال است.درمورد چرخش سیاره بدور خود نیز مطالبی گفتنی وجود دارد.در سالهای حدود 1880 گیووانی شیپارلی توانست مقداری از جزئیات سطحی سیاره را ترسیم کند.بعد از مدتی نتیجه گیری کرد که بایداین سیاره به خورشید قفل شده باشدیعنی دوره گردش بدور خود با دوره گردش بدور خورشید برابر باشدونیمی از آن هرگز به سمت خورشید قرار نمی گیرد.مطالعات راداری در سال 1962 نشان می داد که سمت تاریک سیاره از آنچه که باید گرمتراست.چون اگر واقعا”هرگز به سمت خورشید قرار نمی گرفت باید خیلی سردتر می بود.در سال 1971 ستاره شناسی به نام گلدشتاین دوره چرخش بدور خود را(حرکت وضعی) 58.65 روز محاسبه نمود تااینکه سفینه مارینر 10 مقدار 58.646روز را بدست آورد٬عددی که در حال حاضر مورد قبول است(این زمان چرخش از دوره چرخش تمام سیارات منظومه شمسی بجز زهره کوتاهتر است.)

بااین حساب گرچه سیاره تیر به خورشید قفل نشده ولی به دوره تناوب مداریش جفت شده است.تیر طی هرچرخش بدور خورشید دقیقا” 1.5 بار بدور خودش می چرخد(یا هر دوبار چرخش حول خورشید سه بار دور خودش).هر طلوع تا طلوع روز بعد خورشید بر سطح تیر 176 روز زمینی طول می کشد.طولانی بودن شبانه روز بعلاوه بیضی بودن مداری٬ ویژگیهای بی نظیری به دمای سطحی سیاره داده است بطوریکه بیشینه دمادر روز درمناطق استوایی آن بویژه سمتی که روبه خورشید است به 700 درجه کلوین (۴۲۷ درجه سانتیگراد)وکمینه دما در شب در قعر بعضی حفره ها در مناطق قطبی سیاره به ۹۰ درجه کلوین (۱۸۳- درجه سانتیگراد)می رسد.از لحاظ تفاوت دمای شبانه روز این سیاره همتا ندارد.

جالب است بدانید تغییر دمای شبانه روز در زمین جدای از تغییرات ناشی از فصول یا آب وهوا تنها 11 درجه است.نور دریافتی از خورشید برای این سیاره ۹/۸ برابر بیشتر از نور دریافتی زمین است.

قطر سیاره تیر ۴/۴۸۷۹ کیلومتر حجم آن ۰۵۶۲/۰برابرحجم زمین مساحت آن ۱۴۷/۰ برابر زمین جرم آن ۰۵۵/۰برابر جرم زمین وچگالی آن ۹۹/۰ چگالی زمین یا ۴۳/۵ گرم بر سانتی متر مکعب است،با این چگالی بعنوان دومین سیاره چگال منظومه بعد از زمین شناخته می شود..یکی از شگفت انگیزترین ویژگیهای تیر همین چگالی زیاد(به نسبت قطر) آن است که تقریبا”با زمین برابری می کند .بنابراین می توان پذیرفت که بین 65 تا 70 درصد وزن این کره از فلزات سنگینی مثل آهن و۳۰ درصد بقیه نیز از سیلیکاتها باشد.اگر قسمت بیشتر این آهن در توده مرکزی سیاره وجود داشته باشد قطر این توده یعنی هسته باید چیزی در حدود 70 تا80 درصد قطر سیاره باشد .بالای هسته جبه (mantle)با ضخامت ۵۰۰ تا ۷۰۰ کیلومتر ونهایتا پوسته ای (crust)مشابه سنگهای سیلیکاتی زمینی با ضخامت ۱۰۰ تا ۳۰۰ کیلومتر قرار دارد.

هسته آهنی در این سیاره 42 درصد حجم را دربرمی گیرد درحالیکه در زمین هسته تنها 17درصد حجم را اشغال می کند.(هسته تیر ومریخ آهنی بوده در حالیکه هسته زمین وزهره ترکیبی از آهن ونیکل است.)

درتوجیه چگالی زیاد تیر چند دلیل مطرح شده است.

1-تمرکز اتمهای سنگین در ابر اولیه تشکیل دهنده منظومه شمسی در نزدیکی خورشید یعنی جایی که سیاره تیر متولد شده است بسیار زیاد بوده است.

2-تابش خورشید در اوائل شکل گیری سیاره اکسیدهای سبکتر رابه اکسیدهای سنگینترفلزی تبدیل کرده است.

3-گرمای خورشید در ابتدای شکل گیری مقدار زیادی از گوشته را بخار کرده است و این بخارات فلزی توسط بادهای خورشیدی که در ابتدا قویتر از مقدار کنونی بوده به مناطق بیرونی دمیده است.

4- جرم سیاره در ابتدای شکل گیری بیشتر از مقدار کنونی (2/2مقدار کنونی)ترکیب آن مانند شهابسنگهای کندریتی با نسبت فلز به سیلیکات مشابه بوده است.بدنبال یک برخوردبزرگ با یک پیش سیاره چند صد کیلومتری قسمت بزرگی از پوسته وجبه صخره ای جداشده ویک هسته بزرگ فلزی بجای مانده است.چنین نظریه ای درباره شکل گیری ماه نیز مطرح می باشد.

جزییات سطحی سیاره

سطح سیاره مانند سطح ماه دارای دهانه های برخوردی٬ دره ها ٬کوهها ودشتهای وسیع مانند دریاهای ماه می باشد.در بعضی نقاط چین وچروکهایی به شکل دره هایی (ridge)نیز مشاهده می شود که ناشی از سرد شدن وانقباض تدریجی سیاره بوده است.ارتفاع ناهمواریها به چند کیلومتر وطول آنها نیز به صدها کیلومتر می رسد.در آخرین مراحل تکامل لایه هایی از غبارهای ناشی از بمبارانهای شهابی بر سطح تیر شکل گرفته است.بزرگترین دهانه برخوردی تیر٬ کالوریس (CALORIS Planitia) نام دارد که قطر آن در حدود 1350 کیلومتر است.در نقطه مقابل این دهانه در سمت دیگر سیاره نیز عوارضی ناشی از همین برخورد بوجود آمده که نشاندهنده بزرگی برخورد بوده است.این برخورد حدود 4 میلیارد سال پیش رخ داده است.

بیشتر تغییرات سطحی سیاره قبل از 3.5 میلیارد سال پیش رخ داده اند.در آن زمان برخورد شهابی بسیارزیادبوده است بویژه اگر در نظر بگیریم که جوی وجود نداشته است که بتواند حتی جلوی فرود شهابهای کوچک را بگیرد.سیاره حدود 4 میلیارد سال قبل وپیش از اتمام بمبارانها دارای فعالیت شدید آتشفشانی نیز بوده است.در این سیاره برخلاف زمین نشانه ای از فعالیت تکتونیک صفحه ای به چشم نمی خورد.

جزییات گرانشی و جو سیاره

شتاب گرانش در این سیاره در حدود 0.37 شتاب گرانش در سطح زمین است ونیرو سنج وزن یک شیی 9 کیلوگرمی را در سطح آن در حدود 3 کیلوگرم نشان می دهد.از آنجاییکه گرانش سطحی آن کم است سرعت گریز از سطح آن نیزکه برای زمین در حدود 11 کیلومتر درثانیه است فقط 4.435 کیلومتر در ثانیه است.باتوجه به اینکه بدلیل گرم بودن سطح سیاره سرعت مولکولهای گاز از این مقدار بیشتر است مولکولها براحتی از آن فرار می کنند بنابراین سیاره نمی تواند مولکولهای گاز را نگه دارد وهمانطور که اینک شاهد هستیم دارای جوی آنچنانی نمی باشد.از طرف دیگر مشاهدات نشان می دهند که دارای یک جو بسیار رقیق است وفشار جو در سطح آن نیز یک میلیاردیم فشار جو زمین است.عناصر جوی سیاره عبارتند از اکسیژن٬ پتاسیم٬ سدیم ٬آرگون و هلیم.

جو سیاره چگونه شکل گرفته است؟بررسیهای دقیق نشان داده که این عناصر بدلیل گرمای زیاد دائما” در حال فرار به فضا هستند (اتمهای پتاسیم وسدیم فقط حدود 3 ساعت در جو باقی می مانند)بنابر این اتمها توسط مکانیزمهایی دوباره جای گزین می شوند.بادهای خورشیدی که توسط میدان مغناطیسی ضعیف سیاره (با توان یک درصد میدان مغناطیسی زمین)بدام افتاده اند٬ بخارهای ناشی از ورود شهابهای میکرومتری٬ بخارشدن یخهای قطبی وتلاشی مواد رادیواکتیویته از عوامل احتمالی این جای گزینی هستند.

مطالعات راداری در سال 1992 نشان می دهد که یخ آب یا سولفور در بعضی دهانه ها در نواحی قطب شمال سیاره وجود دارد این مواد یا از طریق شهابها وارد شده اند یا از پوسته سرچشمه گرفته اند.دمای داخل این دهانه ها احتمالا”به 1۸۱- درجه می رسد متاسفانه مارینر 10 نتوانست از مناطق قطبی سیاره عکسبرداری کند.