نجوم و کیهان‌شناسی

گازهای اصلی تشکیل دهندۀ اتمسفر زمین، یعنی نیتروژن و اکسیژن، گاز گلخانه­ای نیستند. دلیل آن این است که گازهای دو­اتمی مانند این دو، اشعۀ فروسرخ را نه جذب و نه تابش می­کنند. دی­اکسید کربن گاز گلخانه­ای اصلی در اتمسفر است. برای اعصار متمادی درصد آن در جو پایدار مانده است، اما متأسفانه سوختن سوخت­های فسیلی (که دارای کربن ذخیره شده هستند) به سرعت در حال افزایش دی­اکسید کربن است که به­طور قطع بیشترین سهم را در این حقیقت که دمای زمین درحال بالا رفتن است، دارد - پدیده­ای موسوم به گرم­ شدن زمین^[1].

بخار آب یکی از گازهای گلخانه­ای است که عملاً بیشترین سهم را در اثر گلخانه­ای دارد، یعنی چیزی بین 36% تا 66% . مقدار بخار آب موجود در هوا از جایی به جای دیگر تفاوت چشمگیر دارد، اما در کل، فعالیت انسان بر میزان غلظت آن تأثیر مستقیم ندارد (مگر در جاهایی مثل زمین­های آبیاری شده) و اثرات آن بر آب­ و هوای زمین ثابت مانده است.

هم­اکنون مقدار دو گاز گلخانه­ای دیگر هم در حال افزایش است:

1)       توانایی حفظ حرارت در متان 20 برابر دی­اکسید کربن است. ما هر ساله 500 ملیون تن متان به جو اضافه می­کنیم. این کار از طریق پرورش دام، معادن زغال­سنگ، کندوکاو برای نفت و گاز طبیعی، مزارع برنج و پوسیدگی زباله در محل انباشت آن صورت می­گیرد.

2)       هرساله بین 7 تا 13 ملیون تن اکسید نیتروژن، ناشی از کودهای نیتروژنی، فضولات حیوانی و انسانی و اگزوز خودروها، به جو وارد می­شود.

بیش از دو درجه افزایش در دمای متوسط زمین می­تواند عواقب بسیار  زیان­باری برای نسل بشر به بار آورد و به­همین دلیل موضوع با­ جدیت در حال پی­گیری است.

کتاب درآمدی بر نجوم و کیهان شناسی صفحه ۱۰۶ و ۱۰۷

The major constituents of  the atmosphere, nitrogen, N2, and oxygen, O2, are
not greenhouse gases. This is because diatomic molecules such as these nei-
ther absorb nor emit infrared radiation. Carbon dioxide is the main greenhouse
gas in the atmosphere. Over aeons of  time its percentage in the atmosphere
has remained stable but, unfortunately, the burning of  fossil fuels (which have
stored carbon within them) is rapidly increasing the amount of  carbon dioxide
in the atmosphere and this is almost certainly a major contribution to the fact
that our Earth’s temperature is increasing – termed global warming or climate
change.
Water vapour is a naturally occurring greenhouse gas and actually accounts
for the largest percentage of  the greenhouse effect, somewhere between 36% and
66%. The amount of  water vapour in the air from locality to locality is very vari-
able but overall, human activity does not directly affect water vapour concentra-
tions (except near irrigated fi elds for example) and its effects on the Earth’s climate
are remaining stable.
However, the amounts of  two further greenhouse gases are now also increasing:
(1)  Methane is 20 times more effi cient at retaining heat than carbon dioxide
and we are adding up to 500 million t of  methane into the atmosphere
per year from livestock, coal mining, drilling for oil and natural gas, rice
cultivation, and garbage decaying in landfi  lls.
(2)  Each year, 7–13 million t of  nitrous oxide is added to the atmosphere from
the use of  nitrogen based fertilizers, the disposing of  human and animal
waste in sewage treatment plants and automobile exhausts.
An increase in the Earth’s average temperature of  more than 2 degrees could
begin to have very harmful consequences for the human race, which explains
why the problem is being treated so seriously.

"Introduction to astronomy and cosmology" page 83

این خبر مهم را که می تواند به دگرگونی در فیزیک بینجامد به نقل از خبرگزاری مهر ببینید: 

در پست قبل از  فضاپیمای مسنجر یاد شد. لازم دیدم در اینجا توضیحاتی درباره این فضاپیما  آورده  شود:

مسنجر مخفف کلمات زیر است: MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry & Ranging

نام یک فضاپیمای ۴۸۵ کیلوگرمی که با هدف مطالعه سیاره تیر در اوت 2004 بکمک موشک دلتا۲ از پایگاه کیپ کاناورال به سمت آن روانه شده است.این فضاپیما مجهز به دو دوربین WACو NAC می باشد. این دو دوربین به ترتیب تصاویر با میدان دید ۱۰.۵ و ۱.۵ درجه ثبت خواهند کرد. دوربین واید این فضاپیما، قابلیت نوردهی زیاد برای ثبت ستاره های درخشان آسمان را نیز دارا است که به منظور تصحیح مداری فضاپیما به کار می‌رود و دوربین با میدان دید کم عوارض سطحی عطارد را آشکار خواهد ساخت. این فضاپیما همچنین با استفاده از دوربین‌های فرابنفش ، فروسرخ واشعه ایکس خود به بررسی این سیاره خواهد پرداخت.وسایلی که در فضاپیما قرار دارند:

سیستم تصویربرداری دوگانه تیر شامل دو دوربینی که در بالا به آن اشاره شده با نام (MDIS) طیف سنج اشعه گاما ونوترون(GRNS) طیف سنج اشعه ایکس(XRS) ارتفاع سنج لیزری (MLA) طیف سنج ترکیب سطحی وجوی(MASCS) طیف سنج ذرات پرانرژی وپلاسما(EPPS) مغناطیس سنج  (MAG)

این فضاپیما در ژانویه 2008 به ارسال اولین تصاویر گرفته شده به زمین پرداخت.

اهداف اصلی ماموریت:
تهیه اطلاعات کامل از عناصر معدنی سیاره و نقشه برداری زمین شناسی.
عکسبرداری سراسری از سطح سیاره.
بررسی میدان مغناطیسی سیاره.
بررسی گرانش سیاره.
و...

این فضاپیمای۴۳۰ میلیون دلاری متعلق به ناسا بعد از فضاپیمای مارینر 10(که در سال 1975 با نقشه برداری از تنها ۴۵ درصد سطح سیاره ماموریت خود را تکمیل کرد) اولین فضاپیمایی به حساب می آید که در مداری حول سیاره تیر قرار گرفته است.در مسیر خود به سمت هدف برای استفاه از گرانش سیارات یک سال بعد از پرتاب از فاصله ۲۳۴۷ کیلومتری زمین :دو بار از کنار سیاره زهره(در تاریخهای:اکتبر 2006از فاصله ۲۹۹۰کیلومتری  وژوئن 2007از فاصله ۳۳۷ کیلومتری سطح سیاره) و3 بار در سال 2008 با فاصله زمانی دو ماهه از کنار خود سیاره  گذشته (در اولین عبور از نزدیکی سیاره از فاصله ۲۰۰ کیلومتری )تااینکه در سال 2011 در مداری حول سیاره قرار بگیرد ..در این مدار  حداقل فاصله 200 کیلومتر وحداکثر فاصله نیز 15193 کیلومتر خواهد بود.این فضاپیما به مدت یک سال در همین وضعیت به عملیات خواهد پرداخت.

منبع:سایت هفت آسمان http://www.haftaseman.ir/webdb/article.asp?id=1052

تصویری ذهنی از مسنجر به دور عطارد

در ادامه مطالب، اخبار جدیدتری را از ورود مسنجر به مدار عطارد ببینید:

در سال 2004، فضاپیمای دوم ناسا زمین را به مقصد عطارد ترک کرد. این فضاپیما اولین عبورش (fly-by) را از کنار عطارد در ژانویه 2008 انجام داد. در سال 2011، پس از سه بار عبور از کنار سیاره، فضاپیما وارد یک مدار بیضوی به­دور آن می­شود. شاید تعجب کنید که ورود به مداری به­دور عطارد هفت سال طول  می­کشد، اما این کار از آنچه تصور می­شود مشکل­تر است. هر فضاپیمایی که به سمت عطارد حرکت می­کند، به تعبیری در حال سقوط به طرف خورشید است و در نتیجه انرژی جنبشی قابل ملاحظه­ای به­دست می­آورد. بنابراین مشکل رسیدن به آنجا نیست، بلکه کم کردن سرعت تاحدی است که بتوان در مدار قرار گرفت. عملاً انرژی لازم برای گردش به­دور عطارد بیش از  فرار از منظومه شمسی است. اروپا و ژاپن در حال طراحی مأموریتی مشترک به عطارد هستند که قرار است در سال 2013 شروع شود. فضاپیمای بپی­کولومبو (BepiColumbo) در سال 2017 به عطارد خواهد رسید.

به علت فاصلۀ کم عطارد و خورشید، این سیاره در هر بار تنها برای مدت نسبتاً کوتاهی مشاهده می­شود؛ ضمن این­که علائم سطحی آن از زمین چندان قابل تشخیص نیست. هر دوی این عوامل باعث گردید که در ابتدا طول دوره­ تناوب چرخشی آن (شبانه­روز آن) اشتباه به­دست آید و تصور شود که با دوره­ تناوب مداری آن برابر است. در این­صورت عطارد به­طور کِشندی به سمت خورشید قفل شده بود؛ یعنی یک طرف آن همواره به سمت خورشید بود و طرف دیگر پشت به آن. رصدهای راداری نشان داد که سمت تاریک عطارد به مقدار قابل ملاحظه­ای گرم­تر از آن چیزی است که برای آن، اگر پیوسته پشت به خورشید می­بود، تصور می­شد. همین رصدها و مطالعات راداری توانست دوره­ تناوب چرخشی آن ­را حول محورش نشان دهد؛ طول شبانه­روز در عطارد دو سوم دوره ­تناوب مداری آن است.

تاکنون تنها دو فضاپیما به دیدار عطارد رفته است؛ مارینر 10 (Mariner 10) که در دهۀ 1970 سه بار از کنار آن عبور کرد، و فضاپیمای مسنجر (Messenger) که اوایل سال 2008 (و برای دومین بار در اکتبر همان سال) از کنار آن گذشت. عطارد شباهت بسیاری به نقاط کوهستانی ماه دارد.

در سال 1991 و با استفاده از آنتن 70 متری گلداستون و فرستندۀ 500 کیلوواتی، عطارد مورد مشاهدۀ راداری قرار گرفت. انعکاسات رادار توسط «آرایۀ بسیار بزرگ^[1]» در نیومکزیکو دریافت شد تا تصاویر راداری با وضوح بالا فراهم گردد. در کمال تعجب، انعکاسی بسیار قوی از ناحیۀ قطب شمال عطارد دریافت شد که به بازتاب­های قوی دیده­ شده از کلاهک­های قطبی پوشیده از یخ مریخ بسیار شبیه بود. در دماهای خیلی پایین، یخ به خوبی سیگنال­های رادار را بازتابش می­کند.

کسی انتظار یافتن یخ در عطارد را نداشت، اما سطح درونی گودال­های نزدیک به دو قطب همواره در سایه است، با دمایی که تا ۱۲۵ کلوین کاهش می­یابد. بنابراین اگر یخی در آنجا وجود داشته باشد، می­تواند ملیاردها سال باقی بماند. تصور بر این است این یخ، که بعداً در قطب جنوب نیز مشاهده گردید، به­جا مانده از دنباله­دارهایی است که در گذشته به عطارد برخورد کرده­اند.

[1]- Very Long Array or VLA

عکس­های دقیق فضا­پیمای مارینر دره­های بزرگ و آتشفشان­های پهناوری را نشان داد. یکی از اینها قلۀ اولمپوس (Olympus Mons)، بزرگ­ترین آتشفشان شناخته شده در منظومه شمسی است. قطر دهانۀ آن ۸۵ کیلومتر  است و پهنای پایۀ مخروط آتشفشان به ۵۵۰ کیلومتر می­رسد. دهانۀ آتشفشان تقریباً ۲۷ کیلومتر بالاتر از سطح مریخ است، سه بار بلند­تر از کوه اورست! دانشمندان دریافتند که در زمان­ فعالیت این آتشفشان­های عظیم­الجثه، حدود سه ملیارد سال قبل، جو مریخ بسیار غلیظ­تر از حال بوده است. اثر گازهای گلخانه­ای در جو سبب می­شده است که دمای سطح مریخ آنقدر بالا رود که آب امکان وجود روی آن را پیدا نماید. دیگر مشخصه­های قابل رؤیت بر سطح مریخ به­خوبی نشان می­داد که جریان آب در آنجا وجود داشته است. این موضوع گمانه­زنی­هایی را دامن زد که شاید گونه­هایی از حیات ساده در آن زمان در مریخ وجود داشته است.

همین احتمال کافی بود که در سال 1976 دو مریخ­نورد وایکینگ به آنجا فرستاده شود. هدف آنها، علاوه بر عکس­برداری از سطح و جمع­آوری داده­های علمی، جستجوی هرگونه دلیل و مدرکی از حیات بود. آنها سه آزمایش انجام دادند و گرچه فعالیت شیمیایی غیرمنتظره­ای را در خاک مریخ یافتند، اما به هیچ­گونه گواهی دال بر وجود موجودی زنده دست پیدا نکردند. با توجه به جو رقیق مریخ (بدون لایۀ اوزون)، اشعۀ فرابنفش بسیار بیشتر از زمین به سطح آن می­رسد، به­طوری که از وجود حیات بر روی آن جلوگیری می­نماید. اگر روزی حیات در مریخ وجود داشته است، انتظار یافتن شواهد آن ­را تنها در زیر سطح مریخ می­توان داشت.

از آن زمان تاکنون فضاپیماهای بسیاری به مریخ رسیده­اند. دو مریخ­نورد روح و فرصت^[1] به گشت­زنی در آنجا پرداخته­اند و دلایلی را برای این­که آب زمانی بر سطح وجود داشته است، فراهم نموده­اند. از دهۀ 1970 تاکنون تنها یک مریخ­نورد، بیگل 2 (Beagle 2)، مستقیماً برای یافتن مدرکی بر وجود حیات ساده اقدام کرده است؛ اما متأسفانه در کریسمس 2003، ظاهراً در حین فرود، دچار حادثه شد.

کتاب «درآمدی بر نجوم و کیهان­شناسی» صفحه 133