نجوم و کیهان‌شناسی

 

بنام خدا

 

با توجه به اینکه مركزمطالعات و پژوهش هاي فلكي ـ نجومي وابسته به دفتر حضرت آيت الله العظمي سيستاني(دام عزه) کتاب درآمدی بر نجوم و کیهان شناسی را به عنوان یکی از دو  منبع پیشرفته هفتمین دوره مسابقه سراسری نجوم اعلام کرده است، ضمن تشکر از این مرکز به اطلاع عزیزانی که مایل به تهیه کتاب هستند می رسانم که قرار است کتاب به وسیله همان مرکز در مراکزی که آزمون برگزار می شود توزیع گردد.

 

 

 

 

 

 

* آدرس اطلاعیه مركزمطالعات و پژوهش هاي فلكي ـ نجومي:  

 

 

نزدیک­ترین دو قمر به مشتری، یو و اروپا، بسیار مورد علاقه هستند. یو چهارمین قمر بزرگ منظومه شمسی، با قطر ۳۶۴۲ کیلومتر  است. در سال 1979، زمانی که تصاویر بسیار دقیق یو از فضاپیمای ویه­جر (Voyager) به زمین رسید، ستاره­شناسان بسیار شگفت­زده شدند. آنان سطح یو را، با بیش از 400 آتشفشان، آبله­گون یافتند. به­زودی مشخص شد که نیروهای کشندی، ناشی از فاصلۀ کم یو با مشتری، داخل آن­را کوبیده و له کرده است. بر اثر گرمای تولید شده، قسمت­های داخلی یو به­ صورت مذاب درآمده است. در نتیجه، برخلاف دیگر قمرهای خارجی منظومه شمسی که پوشیده از یخ هستند، یو پوسته­ای از سیلیکات صخره­ای دارد که بر هسته­ای مذاب از آهن یا سولفید آهن قرار گرفته است. قسمت اعظم سطح یو را دشت­هایی تشکیل می­دهد که از ترکیبات قرمز و نارنجی گوگرد و شبنمی یخ­زده از دی­اکسید گوگرد سفید و درخشان، پوشیده شده است. بر روی دشت­ها بیش از صد قله دیده می­شود، برخی از اورست بلندتر؛ یک جهان بسیار غریب!

قمر مشتری، یو. کوه­های آتشفشان و برفک­های دی­اکسید گوگرد قابل مشاهده است

در مقابل، اروپا، ششمین قمر بزرگ منظومه شمسی با قطری اندکی بیش از ۳۰۰۰ کیلومتر ، پوسته­ای یخی دارد. زیر پوسته صخره­ای سیلیکاتی است، که احتمالاً بر هسته­ای آهنی قرار دارد. سطح یخی آن یکی از صاف­ترین سطوح در منظومۀ شمسی است. تصاویر نزدیک، ترک­هایی را در یخ نشان می­دهد؛ گویا که قسمت­هایی از سطح از هم جدا می­شوند، سپس با یخ تازه پر می­گردند. این نشان می­دهد که پوسته بر روی اقیانوسی مایع شناور است؛ اقیانوسی که با حرارت نیروی کشندی، به دلیل نزدیکی آن به مشتری، گرم می­شود. با این شرایط، برخی امکان حیات بر اروپا را متصور می­دانند. پیشنهادهای بلند­پروازانه­ای نیز برای فرود فضاپیما و حفر یخ داده شده است تا مشخص شود آیا شکلی از حیات در آنجا وجود دارد یا خیر.

 

 

رصدهای سال 1676 توسط ستاره­شناس دانمارکی کریستین رومر (Christensen  Roemar)، پیرامون زمان مخفی شدن آنها وقتی که از پشت مشتری عبور می­کردند، به اولین تعیین سرعت نور انجامید. هر گرفت یو در 5/42 ساعت، یعنی دوره­ تناوب آن، یک­بار رخ می­دهد^[2]، و بدین ­ترتیب یک ساعت کیهانی می­سازد. رومر مجموع زمان 40 بار گردش یو را در دو موقعیت مختلف زمین نسبت به مشتری اندازه­گیری کرد و متوجه شد که در حین نزدیک شدن زمین به مشتری، 40 بار گردش یو، در مجموع، 22 دقیقه کمتر از زمانی که زمین در حال دورشدن از مشتری است، یعنی شش ماه بعد، طول می­کشد. این تغییر در دوره­ تناوب براثر پدیدۀ دوپلر رخ می­دهد، از اینرو او توانست نسبت سرعت نور به سرعت مداری زمین به­دور خورشید را حساب کند. او این نسبت را 9300 به­دست آورد. با توجه به این­که سرعت مداری زمین  ۳۰ کیلومتر بر ثانیه است، سرعت نور ۲۷۹۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه  محاسبه شد. (این کار عملاً توسط هویگنس و براساس رصدهای رومر صورت پذیرفت.)

کتاب "درآمدی بر نجوم و کیهان شناسی" صفحه 143

---

 

 

در زمان تحویل سال چه اتفاقی رخ می دهد؟

در مقاله ای که لینک آن را در زیر می بینید این موضوع به خوبی توضیح داده شده است:

 

 ماده­ای که به فضا پرتاب شده بود، پس از اندکی به سطح مشتری بازگشت و لکه­های سیاهی را به وسعت زمین بر روی آن به­وجود آورد. آنها به­راحتی با تلسکوپی کوچک قابل رؤیت بودند. نویسنده هرگز اولین نگاهش را، که به دو لکۀ سیاه ناشی از قطعات F و G مربوط می­شد، فراموش نخواهد کرد. قطعۀ G لکه­ای به­ قطر حدود ۱۲۰۰۰ کیلومتر ایجاد نمود و تصور می­شود که انرژی­ای معادل شش میلیون تن

 تی­ان­تی آزاد کرده باشد! در مدت شش روز 21 برخورد مجزا رصد شد (آخرین آنها در 22 ژوئیه رخ داد، زمانی که قطعۀ W به سطح مشتری برخورد نمود). اثرات آشکار این برخوردها، نتیجۀ چنین اتفاقاتی را چنانچه زمین و نه مشتری هدف قرار می­گرفت، نشان می­داد و تحریکی بود برای برنامه­های کشف سیارک­های تهدید کنندۀ زمین، که پیش از آن در حال اجرا بود.

 

کتاب درآمدی بر نجوم و کیهان شناسی صفحه ۱۴۲

 

 

Further observations showed that the impact sites would lie just over  Jupiter’s
limb, so would not be directly visible from Earth. However, in the same way
that a nuclear explosion creates a giant mushroom cloud that rises up into the
 atmosphere, the Hubble Space Telescope was trained on the limb in the hope
of  observing a fi  reball above the impact site. The spacecraft Galileo, en route to
 Jupiter, was in a position to image the impact site and on July 16, 1994 detected a
fi  reball which had a peak temperature of  24 000 K. Observations from Earth soon
detected the plume from the fi reball that reached over 3000 km above the Jovian
atmosphere.
The material thrown up into space soon fell back to the surface and formed
dark spots, similar in size to the Earth, on the surface. They were easily visible
with a small telescope and the author will never forget his fi rst sight of  the pair of 
giant spots produced by the F and G fragments. The latter produced a spot some
12 000 km across and is thought to have released the equivalent of  6 000 000 t
of  TNT! Over 6 days, 21 discrete impacts were observed (the last on July 22 when
fragment W struck the planet). The visible effects of  these impacts highlighted
the effects such events would have should the Earth, not Jupiter, be the target and
spurred on the programmes that were already in place to detect those asteroids
that might be a threat to the Earth.

"Introduction to Astronomy and Cosmology" Page 111

 

شاید مهیج­ترین حادثه مشتری در دوران اخیر، برخورد قطعات دنباله­دار شومِیکر- لِوی 9 (Shoemaker-Levy 9) به سطح آن در جولای سال 1994 باشد. تصور می­شود که مشتری این دنباله­دار را در اواخر دهۀ 1960 یا اوایل دهۀ 1970 به چنگ انداخته، از آن پس دنباله­دار مانند یک قمر موقت، مشتری را در حدود هر دو سال یک­بار دور می­زده است. به نظر می­رسد که در 7 ژوئیه سال 1992، دنباله­دار در فاصله­ای کمتر از  ۴۰۰۰۰ کیلومتر از سطح مشتری از کنار آن عبور کرده است. این فاصله درون حد روش سیاره (Roche Limit) قرار دارد و در این حد، نیروهای جاذبه­ای که بر دنباله­دار وارد می­شده، توانسته است آن­را تکه­تکه کند. اگر بزرگی جسمی به­اندازۀ مشخصی باشد، نیروی گرانش مرکز جرم سیاره­ای که در مجاورت آن قرار گرفته است بر قسمت­های دورتر آن کمتر از قسمت­های نزدیک­تر اثر می­گذارد. بدین­ترتیب یک نیروی کِشندی تفاضلی از یک سوی جسم به سوی دیگر آن عمل می­کند. اگر این نیرو از نیروی گرانشی که جسم را به­صورت یک­پارچه نگه­ داشته است، بیشتر شود، جسم به قطعات کوچک­تری تقسیم می­گردد. با توجه به جرم بالای مشتری، نیروهای کشندی آن بسیار بزرگ است و همچنین اثر برجسته­ای بر نزدیک­ترین قمر گالیله­ای مشتری، یو (Io)، دارد.

 

دنباله­دار در شب 24 مارس سال 1993 کشف شد. کارولین، شومِیکر و لِوی^[1] آن ­را در عکسی یافتند که به­وسیلۀ تلسکوپ ۴۰ سانتیمتری اشمیت واقع در رصدخانۀ کوه پولامور^[2] در کالیفرنیا گرفته بودند. (آنها در حال اجرای برنامه­ای از یک سلسله رصدها برای کشف اجسام نزدیک به زمین بودند.)

تصاویر بسیار دقیق، مانند آنهایی که به­وسیلۀ تلسکوپ هابل گرفته شد، قطعاتی را در اندازه­های ختلف، از چند صد متر تا 2 کیلومتر، نشان می­داد. این قطعات برچسب­هایی از A تاW  دریافت کردند. تصور می­شود که قطر اولیۀ دنباله­دار حدود ۵ کیلومتر  بوده است. پس از بررسی دقیق مدار این قطعات، مشخص شد که آنها به احتمال بسیار زیاد در سال بعد و در مدت کمتر از یک هفته به­­صورت مجزا به سطح مشتری اصابت خواهند نمود.

کتاب درآمدی بر نجوم و کیهان شناسی صفحه ۱۴۰

 

Perhaps the most exciting event in recent Jovian history was when the fragments
of  Comet Shoemaker-Levy 9 impacted on its surface in July 1994 .
It is thought that Jupiter had captured the comet in the late 1960s or early 1970s
so it had become a temporary satellite of  Jupiter orbiting it once every 2 years or
so. It appears that the comet had passed within 40 000 km of  Jupiter’s surface on
July 7, 1992. This distance is within what is called the Roche limit of  the planet
within which the gravitational forces acting on the comet were able to break it up
into a number of  fragments. If  a body has a particular size, the force of  gravity
acting on those parts of  the body furthest from the centre of  mass of  a nearby
planet will be less than that on the nearer parts. A differential ‘tidal’ force thus
acts across the body. If  this force is greater than the gravitational forces keeping
the body whole, the body will break up into smaller parts. As Jupiter is very mas-
sive, its tidal forces are very great and also have a signifi cant effect on Jupiter’s
innermost Galilean moon, Io.
The comet was discovered on the night of  March 24, 1993 by Carolyn and
Eugene Shoemaker and David Levy in a photograph taken with the 0.4 m Schmidt Telescope at the Mount Palomar Observatory in California. (They were  conducting
a programme of  observations designed to uncover NEOs.)
High resolution images, such as that made by the Hubble Space Telescope,
showed a number of  fragments (labelled A to W) which ranged in size from a
few hundred metres up to 2 km. It is thought that the initial diameter of  the
comet would have been about 5 km. As the orbits of  the fragments were refi  ned,
it became apparent that they were very likely to impact on the surface of  Jupiter
the  following year with the individual impacts to be spread out over just under
a week.

"Introduction to Astronomy and Cosmology" Page 110 -111