نجوم و کیهان‌شناسی

شاید ساده­ترین مشاهده­ی کیهان­شناختی این باشد که در هنگام شب، آسمان تیره است! این حقیقت نخستین بار به­وسیله­ی یوهان کپلر (Johannes Kepler) مورد توجه قرار گرفت. وی تیرگی آسمان شب را گواهی بر محدود بودن جهان می­دانست. این درحالی بود که پس از انقلاب کپرنیکی، ایده­ی فضای نامحدود و پر از ستاره­هایی چون خورشید، به­طور گسترده مورد قبول واقع شده بود. از اینرو مسئله­ی آسمان تیره در شب به­صورت یک معضل باقی ماند. در قرن هیجدهم و نوزدهم، ادموند هالی (Edmond Halley)، لویز دو چسوکس (Loys de Cheseaux) و هاینریش اولبرز (Heinrich Olbers) در نوشته­های خود به این مسئله پرداختند. از آن پس، این ناسازنما به ناسازنمای اولبرز شناخته می­شود.

ناسازنما از این قرار است: فرض کنید که جهان نامحدود بوده، ستاره­ها به­صورت یکنواخت در فضا توزیع شده باشند. از هر سمتی که به فضا نگاه کنیم، دیر یا زود، خط دید به سطح یک ستاره مواجه خواهد شد. از آنجا که درخشش سطحی (Surface Brightness) به فاصله بستگی ندارد، هر نقطه­ای در آسمان باید به روشنایی سطح خورشید دیده شود. آشکار است که این واقعیت ندارد. پاسخ مدرنی که برای این ناسازنما ارائه شده این است که ستارگان تنها مدت محدودی است که به­وجود آمده­اند، از اینرو نور ستارگانِ دور هنوز به ما نرسیده است. به­جای اثبات اینکه جهان در یک فضای محدود قرار دارد، ناسازنمای اولبرز نشان داده که سن جهان محدود است.

 کتاب مبانی ستاره‌شناسی،  صفحه ۳۹۹

ناپایداری گرانشی، ایده­ی کلیدی در توضیح شیوه­ی تحول ساختارها در جهان است. اگر قرار بر این است که مواد دور هم جمع شده، ساختارها را به­وجود آورند، یک نیروی دوربُرد مورد نیاز می­باشد، و گرانش تنها نامزد شناخته شده است. (گرچه الکترومغناطیس یک نیروی دوربُرد است، خنثاییِ بار باعث می­شود که نفوذ آن در مقیاس­های بزرگ بی­اهمیت باشد.) تصویر مبنا به صورتی است که در پی می­آید.

تصور کنید در یک زمان اولیه، مثلاً هنگام واجفتیدگی، بی نظمی­های کوچکی در توزیع ماده وجود داشته باشد. مناطقی که ماده بیش­تری دارند، نیروی گرانشی بزرگ­تری را بر نقاط هم‌جوار وارد می­کنند، و لذا میل دارند مواد اطراف را به­سوی خود بکشند. این مواد اضافی به نوبه خود، آن­ها را متراکم­تر از قبل ساخته، جاذبه گرانشی را افزایش می­دهد، و بدین ترتیب کشش آن­ها بر همسایگانشان تقویت می­شود. بنابراین یک توزیع نامنظم ماده، تحت نفوذ گرانش، ناپایدار است، و با گذشت زمان بیش از پیش نامنظم می­گردد.

این ناپایداری دقیقاً همان چیزی است که به­وسیله­ی آن می­توان مشاهداتی را که نشان می­دهد جهان کنونی بسیار نامنظم­تر از زمان واجفتیدگی است، توضیح داد. دانشمندان تقریباً به اتفاق پذیرفته­اند که ناپایداری گرانشی عامل اولیه­ای است که به تشکیل ساختارها منجر شد. این تصویر به صورت فریبنده­ای ساده است؛ و در دنیای واقعی، این حقیقت که فرایندهای متعدد دیگری نیز می­توانند علیرغم نقش اصلی گرانش، تأثیرگذار بوده، وضعیت را پیچیده­تر کنند، این تصویر ساده را ضایع کرده است. برای مثال، می­دانیم که تابش دارای فشاری متناسب با چگالی آن است، و در زمان تشکیل ساختار، بی­نظمی­ها گرادیان­های فشاری تولید می­کنند که نیروی حاصل از آن، با رمبش گرانشی مخالفت می­کند. می­دانیم که نوترینوها به­صورت نسبیتی حرکت می­کنند و با دیگر مواد برهم­کنشی ندارند، لذا می­توانند از ساختارهایی که شکل می­گیرند، بگریزند. به مجرد آغاز تشکیل ساختار، بر اثر اخترفیزیک پیچیده­ی ستارگان، به­ویژه ابرنواخترها، بار دیگر انرژی به محیط بین­کهکشانی تزریق می­شود، و مناطقی که هنوز رمبش گرانشی خود را تکمیل نکرده­اند تحت نفوذ قرار می­گیرند.

سومین گروه مهم از متغیرهای تپنده، ستاره­های آرآر شلیاق )RR Lyrae Stars( هستند. تغییرات روشنایی در این گروه کمتر از قیفاووسی­ها است، و معمولاً کمتر از یک قدر می­باشد. دوره تناوب آنها نیز کوتاه­تر است، کمتر از یک روز. ستارگان آرآر شلیاق، مانند ستاره­های دبلیو سنبله، به گروه ستارگان کهنسال جمعیت دو (Population II Stars)تعلق دارند. این متغیرها در خوشه­های کروی (Globular Clusters) فراوان­اند، از اینرو قبلاً آنها را متغیرهای خوشه­ای (Cluster Variables) می­نامیدند.

قدر مطلق  ستاره­های آرآر شلیاق حدود ۰/۳ ± ۰/۶ می­باشد. آنها تقریباً ­سن و جرم یکسانی دارند.؛ از اینرو، مرحله­ی تحولی یکسانی را به­نمایش می­گذارند. در این مرحله، هلیوم سوختن خود را تازه در هسته آغاز کرده است. با توجه به اینکه قدر مطلق ستاره­های آرآر شلیاق معلوم است، می­توان از آنها در تعیین فاصله تا خوشه­های کروی استفاده نمود.

کتاب مبانی ستاره‌شناسی، صفحه 291

10 سال پیش سازمان ناسا یکی از کاوشگرهای دوقلوی خود را به سطح سیاره مریخ فرستاد تا با آغاز یک ماموریت موفقیت‌آمیز، اطلاعاتی در مورد سیاره سرخ و گذشته مرطوبتر و گرمتر آن برای زمین ارسال کند.

کاوشگر اسپیریت (به معنی روح) در روز چهارم ژانویه 2004 در سطح مریخ فرود آمد و سه هفته بعد، کاوشگر آپورتونیتی (به معنی فرصت) نیز به آن ملحق شد.

در آن سال‌ها مدیریت برنامه‌های اکتشافات مریخ ناسا را دکتر فیروز نادری، دانشمند برجسته ایرانی عهده دار بود. وی، فروردین ماه 1379 در شرایطی این مسوولیت را پذیرفته بود که دو ماموریت مهم قبلی ناسا برای اعزام سفینه به مریخ با شکست مواجه شده بود.

این دو روبات درابتدا قرار بود برای 90 روز سطح اسرارآمیز سیاره مریخ را کاوش کرده و مناطق متفاوت فرود خود را به دنبال نشانه‌هایی از فعالیت آبی در گذشته بررسی کنند. هر دو کاوشگر توانستند شواهد بسیاری پیدا کرده و به کار خود بسیار بیشتر از آنچه از آنها انتظار می‌رفت، ادامه دهند.

مریخ‌نورد اسپیریت در سال 2010/1389 در شن گیر کرد و یک سال بعد، ناسا آنرا مرده اعلام کرد، اما کاوشگر آپورتونیتی تا به امروز به کار خود ادامه داده و هیچ نشانه‌ای از کند شدن نشان نداده است.

اکتشافات انجام شده توسط کاوشگرهای آپورتونیتی و اسپیریت در سالهای گذشته به طور اساسی درک دانشمندان را از مریخ و تاریخ دینامیک آن تغییر دادند.

برای مثال در سال 2007/1386، چرخ جلو سمت راست اسپیریت که از کار افتاده بود، یک شیار در خاک قرمز مریخ حفر کرد که شکل‌گیری آن مانند واکنش آب داغ به سنگ بود. این مریخ‌نورد توانست شواهد قدرتمندی از وجود یک سیستم گرمابی باستانی کشف کند که نشان می‌دهد حداقل برخی بخشهای سیاره سرخ در گذشته از دو عنصر اصلی ضروری برای حیات یعنی آب مایع و منبع انرژی برخوردار بوده‌اند.

کاوشگر آپورتونیتی نیز چند کشف را انجام داده که برخی از آنها پس از ورود این روبات به دهانه 22 کیلومتری «اندوور» (Endevour) در ماه اوت 2011/مرداد 1390 بدست آمده‌اند.

کاوشگر کیوریاسیتی (به معنی کنجکاوی) ناسا که در اوت 2012/مرداد 1391 در دهانه گیل مریخ وارد شده است، تحقیقات به دنبال نشانه‌های حیات را در مرحله بالاتری انجام می‌دهد. مشاهدات کنجکاوی نشان داده که ناحیه‌ای موسوم به «خلیج یلونایف» احتمالا چند میلیارد سال پیش در دریاچه آب شیرینی که احتمالا 50 در پنج کیلومتر وسعت داشته، از حیات اولیه برخوردار بوده است.

کاوشگر اسپیریت در کل عمر عملیاتی خود 7.7 کیلومتر در سیاره مریخ حرکت کرده، در حالیکه مسیر طی شده توسط کاوشگر آپورتونیتی تا به امروز 38.7 کیلومتر بوده است. آپورتونیتی اکنون رکورددار مسافت طی شده توسط یک خودروی روباتیک آمریکایی در فضا بوده و در حال نزدیک شدن به رکورد بین‌المللی 42 کیلومتر است که در اختیار ماهنورد «لونوخود 2» اتحاد جماهیر شوروی سابق قرار دارد؛ این رکورد تاریخی در سال 1973/1352 ثبت شده بود.

منبع: http://www.khabaronline.ir/detail/330990/science/astronomy

پیامبر اعظم صلی الله علیه و آله:

 نزدیك ترین مردم به مقام نبوّت، اهل جهاد و دانش اند.

(كنزالعمّال، ح 10647 )

گانیمد با قطر 5300 کیلومتر، بزرگ­ترین قمر در منظومه شمسی است. این قمر حتی از سیاره­ی عطارد نیز بزرگ­تر است. تراکم دهانه­ها بر روی سطح آن متفاوت است؛ و این نشان می­دهد که مناطق مختلف، سن متفاوتی دارند. بخشی از سطح گانیمد، با تعداد زیادی حفره­ی تیره­رنگ، بسیار قدیمی است؛ و مناطق تا حدی جوان­تر، پر است از شیار و پشته. منشأ این عوارض، زمین­ساختی (Tectonic) است؛ هر چند جزئیات آن همچنان ناشناخته می­باشد. حدود 50% جرم این قمر را آب و یخ تشکیل می­دهد، و نیم دیگر به سیلیکات (صخره) اختصاص دارد. بر خلاف کالیستو، گانیمد دچار تفریق (Differentiation) شده است: یک هسته­ی کوچک آهنی یا آهنی-گوگردی که یک گوشته­ از سیلیکات صخره­ای آن­را احاطه کرده است و پوسته­ای از یخ (یا آب مایع) روی آن قرار دارد. گانیمد دارای یک میدان مغناطیسی ضعیف است.

کتاب مبانی ستاره‌شناسی، صفحه 189