نجوم و کیهان‌شناسی

اگر همه ستاره‌ها در یک فاصله قرار داشتند، در آن صورت روشنایی نسبی آنها به طور حقیقی نشان دهنده درخشندگی نسبی آنها بود. ستاره‌شناسان با استفاده از این ایده مقیاس قدر مطلق (Absolute Magnitude) را تعریف نموده‌اند. در این مقیاس، قدر مطلق ستاره برابر است با قدر ظاهری آن، چنانچه در فاصله 10 پارسکی قرار می‌گرفت. بدین ترتیب قدر مطلق ستارگان نزدیکتر از نسبت به قدر ظاهری آنها افزایش می‌یابد و ستارگان دورتر کاهش پیدا می‌کند. یکی از مشکلات تعیین قدر ظاهری، کاهش نور به دلیل جذب توسط غبار است، پدیده‌ای که به خاموشی (Extinction) معروف است. این پدیده باعث برآورد کمتر درخشندگی ظاهری شده، بالطبع عدد قدر ظاهری بالاتر می‌رود و قدر مطلقی متفاوت را نتیجه می‌دهد. صرف نظر از خاموشی، ستاره‌ای با قدر ظاهری 20 و در فاصله 100 پارسک چنانچه در فاصله 10 پارسک قرار گیرد، 10²مرتبه روشنتر به نظر می‌رسد (قانون مربع معکوس). نسبت 100 در روشنایی دقیقاً معادل اختلاف پنج قدر است، لذا قدر مطلق آن برابر است با 10 منهای دو، یعنی قدر 15.

کتاب درآمدی بر نجوم و کیهانشناسی صفحه ۲۵۸

این نوع تلسکوپ سه وظیفه­ی عمده در مشاهدات نجومی بر عهده دارد:

1)      جمع­آوری نور در یک سطح وسیع. بدین وسیله مطالعه­ی منابع بسیار ضعیف نیز ممکن می­شود.

2)      افزایش قطر زاویه­ای ظاهری جسم و به دنبال آن، ارتقاء تفکیک­پذیری (Resolution).

3)      استفاده در اندازه­گیری و تعیین موقعیت اجسام.

از دهه­ی 1960 تا کنون، فضاپیماها اطلاعات بسیار زیادی را جمع­آوری کرده­اند. این فضاپیماها، یا از کنار یک جسم گذشته­اند، یا آن را دور زده­اند، و یا بر آن فرود آمده­اند. این روش مزیت زیادی نسبت به سایر رصدهای نجومی دارد؛ حتی می­توان از یک انقلاب یاد کرد، چرا که اجسام منظومه شمسی از یک جسم نجومی به یک جسم ژئوفیزیکی تبدیل شده­اند. بسیاری از شیوه­های مورد استفاده در شاخه­های گوناگون ژئوفیزیک، هم­اکنون در مطالعات سیاره­ای به­کار می­رود.

شکل میدان گرانشی یک سیاره و بی­نظمی­های این میدان، منعکس کننده­ی شکل، ساختار داخلی و توزیع جرم سیاره است. از سطح سیاره نیز می­توان به برخی اطلاعات پیرامون فرایندها و ساختار درونی آن دست یافت.

اختلالات پیش آمده در مدار یک ماهواره یا فضاپیما، به ما در مطالعه­ی ساختار درونی سیاره کمک می­کند. هرگونه انحراف از تقارن کروی، در میدان جاذبه­ی خارجی هویدا می­شود.

تعادل هیدرواستاتیک به این معنی است که سطح جسم تقریباً از یک سطح هم­پتانسیل گرانشی پیروی می­کند. این موضوع، برای مثال، در زمین صادق است؛ چرا که سطح دریا بسیار به سطح هم­پتانسیل، موسوم به زمین­واره، نزدیک می­باشد. به­دلیل استحکام درونی صخره­ها، قاره­ها از سطح زمین­واره تا چند کیلومتر انحراف دارند. اما در مقایسه با قطر زمین، عوارض سطحی ناچیز است.

منظومه شمسی شامل یک ستاره مرکزی به­نام خورشید، هشت سیاره، چند سیاره کوتوله، ده­ها قمر، میلیون­ها سیارک و اجسام فرا نپتونی، و هزاران دنباله­دار و شهاب­واره^[1] می­شود.

مرز بین این دسته­ها چندان واضح نیست. کشف اجسام جدید در منظومه شمسی سبب شد که در سال 2006، اتحادیه­ بین­المللی ستاره­شناسی^[2] (IAU) در نشست عمومی خود سه گروه متمایز را برای روشن شدن وضعیت تعریف کند:

1)       سیاره یک جسم سماوی است که:

الف) به­دور خورشید می­چرخد.

ب) آنقدر جرم دارد تا خودگرانیِ^[3] آن بر نیروهای جسم صلب غلبه کرده، جسمی با تعادل هیدرواستاتیک (تقریباً گِرد) به­وجود آید.

ج) در اطراف مدار خود، محیط را پاک کرده است^[4].

2)       سیاره­ کوتوله یا شبه­سیاره⁵ یک جسم سماوی است که:

الف) دور خورشید می­چرخد.

ب) آنقدر جرم دارد تا خودگرانی آن بر نیروهای جسم صلب غلبه کرده، جسمی با تعادل هیدرواستاتیک (تقریباً گِرد)  به­وجود آید.

ج) در اطراف مدار خود، محیط را پاک نکرده است.

د) یک قمر نیست.

3)    تمام اجسام دیگری که اطراف خورشید در گردش هستند، روی هم،اجسام کوچک منظومه شمسی^[6] نامیده می­شوند. بیش‌تر سیارک­ها، اجسام فرا نپتونی^[7]، دنباله­دارها و دیگر اجسام کوچک در این گروه قرار می­گیرند.