up
Search      menu
ستاره شناسی :: مقاله پلوتون PDF
QR code - پلوتون

پلوتون

طفلک پلوتون

طفلک پلوتون، چه کسي توپي با قطر ۲۳۰۶ کيلومتر که يک پنجم قطر زمين هم نميشود و جرم فقط دو هزارم جرم زمين را يک سياره ميداند؟ پلوتون حتي از هفت ماه منظومهي شمسي و بدتر از همه از ماه زمين هم ريز تر است. منظومهي شمسي اينقدر گستاخانه با اعضاي ريزش برخورد نکردهاست که با پلوتون. مدار پلوتون با مدار همهي سيارات فرق ميکند. اگر بتوانيم همهي سيارهها را روي يک ميز مرتب بچينيم، پلوتون انگار به فنري وصل شده است که باعث ميشود بالاتر يا پايينتر از سطح ميز جا بگيرد. مدار پلوتون در صفحهي منظومهي شمسي نيست. يوهان کپلر در قرن شانزدهم گفت که مدار سيارات بيضي است، اما حقيقت اين است که مدار هيچ سيارهاي به اندازهي پلوتون بيضي نيست. کپلر در خواب هم نميديد که روزي سيارهاي کشف شود که مدارش به قدري بيضي باشد که عنوان دورترين سيارهي منظومهي شمسي را هر از چندگاهي با نپتون عوض کند. پلوتون وقتي به نزديکترين فاصله اش از خورشيد ميرسد از سيارهي نپتون هم به خورشيد نزديکتر ميشود. بخشي از مدار پلوتون درون مدار نپتون است. مدار پلوتون بيشتر شبيه مدار دنبالهدارهاست تا سيارهها. يعني از ۱۸ بهمن ۱۳۵۷ (۷ فوريه ۱۹۷۹) تا ۲۲ بهمن ۱۳۷۷ (۱۱ فوريه ۱۹۹۹) پلوتون درون مدار نپتون بود و نپتون دورترين سياره از خورشيد تلقي ميشد. عنواني که به نظر ميرسد ديگر هرگز از دست ندهد.
● سياره X
استان کشف پلوتون اسطورهي اخترشناسي نوين است. وقتي يوهان گاله نپتون را در ۱۸۴۶ ديد مکانيک نيوتوني حاکم مطلق جهان بود. چه کسي ميتوانست محاسبات فيزيکي که محل نپتون را در آسمان پيشبيني کردهبودند انکار کند. داستان از اين قرار بود که مدار اورانوس نامنظم بود و مطابق نظريههاي فيزيکي رفتار نميکرد. دو رياضيدان از روي دادههاي رصدي اورانوس حدس زدند که سيارهاي در وراي آن عامل اصلي اين اختلالهاست. آندو به درستي محل سيارهي جديد را تخمين زدند و گاله فقط آن را ديد. اما به نظر ميرسيد مدار نپتون هم نامنظميهايي دارد. اخترشناسان که مزهي کشف نپتون را چشيده بودند باز هم گمان بردند که سيارهاي آنسوي نپتون همهي اين نامنظميها را پديد آورده است. ويليام پيکرينگ و پرسيوال لاول چندين محل را در آسمان تخمين زدند که اگر سيارهي X در آن محلها بود ميتوانست چنين نامنظميهايي در مدار نپتون پديد آورد. جستجو براي اين سياره از سال ۱۹۰۵ در رصدخانهي لاول آغاز شد. کار جستجو حتي سالها پس از مرگ لاول در ۱۹۱۶ نيز ادامه يافت.
کلايد تامباو (Clyde Tombaugh) منجم جواني بود که تلسکوپي دستساز ساخته بود. او طرحهايي را که از پشت چشمي اين تلسکوپ از مشتري و زحل کشيده بود براي رصدخانهي لاول فرستاد. اين باعث شد که تامباو در ۱۹۲۹ در رصدخانه استخدام شود. در رصدخانهي لاول از هر بخش آسمان به فواصل زماني معين (مثلا يک هفته) دوبار عکاسي ميشد. با مقايسهي اين دو عکس اگر چيزي در زمينهي ستارههاي ثابت حرکت ميکرد پيدا ميشد. براي مقايسه هر دو عکس را داخل دستگاهي به نام مقايسه گر چشمکزن (Blink Comparator) ميگذاشتند. تامباو شبها را به عکاسي ميگذراند و روزها را به مقايسهي عکسهاي تهيه شده. و سرانجام پس از ۲۵ سال تلاش در رصدخانهي لاول، تامباو جوان پلوتون را در ۲۹ بهمن ۱۳۰۸ (۱۸ فوريهي ۱۹۳۰) در عکسهايي که ماه پيش گرفته شده بود يافت.
سيارهاي که تامباو کشف کرده بود مدتي بينام بود. نام پلوتون را دختري ۱۱ ساله به نام ونتيا فير (Venetia Phair) که آن زمان دانشآموز يک مدرسهي ابتدايي در انگلستان بود پيشنهاد کرد. پلوتون (Pluto) خداي دنياي زيرين است. صبح يکي از روزهاي اواخر زمستان ۱۹۳۰ پدر ونتيا در صفحهي ۱۴ روزنامهي Times خبر کشف سيارهي تازه را خواند و براي دخترش تعريف کرد که هنوز نامي براي اين سياره انتخاب نشده است. ونتيا هم که به اسطوره شناسي و نجوم علاقهمند بود نام پلوتون را پيشنهاد کرد. پلوتون به قدري نام موفقي بود که همان سال شخصيت پلوتو (سگ معروف والت ديزنياز روي سياره جديد نامگذاري شد.
عجيب نيست که نشان پلوتون براي پاسداشت لاول ترکيبي از حروف P و L است. اما…، اما اين پلوتون نميتوانست سيارهي X لاول باشد، با اينکه پلوتون تقريبا در يکي از محلهايي کشف شد که لاول پيشبيني کرده بود. از همان ابتدا بعد از اينکه معلوم شد قرص پلوتون از پشت چشمي ديده نميشود همه ميدانستند که پلوتون کوچکتر و کمجرمتر از آن است که چنين تغييراتي بر مدار نپتون وارد کند. تازه به نظر ميرسد اين نپتون است که مدار پلوتون را بسيار آشفته کرده است، پلوتون هرگز نميتواند تأثير چشمگيري بر نپتون بگذارد.
پس سيارهي X کجاست؟ پس از کشف پلوتون تامباو جستجويش را ادامه داد. او چندين سيارک، ستارهي متغير و حتي يک دنبالهدار يافت. اما خبري از سيارهي ديگري نشد. پايونير ۱۰ و ۱۱ و ويجرهاي ۱ و ۲ که به ملاقات اورانوس و نپتون رفتند مشکل مدار آنها را براي هميشه حل کردند. وقتي فضاپيماها از کنار سيارهها ميگذشتند مقداري شتاب ميگرفتند. اين شتاب مستقيما به جرم سياره مربوط ميشود. با اندازهگيري اين شتاب دانشمندان دريافتند که جرم اورانوس و نپتون را ۱ درصد کمتر از جرم واقعي آنها محاسبه کرده بودند. با جايگذاري اعداد جديد مشکل نامنظميهاي مدار هر دو سياره براي هميشه حل شد. پس هيچ سيارهاي X اي وجود ندارد.
● اجرام کوئيپر
با اين همه پلوتون بيش از هفتاد سال بدون مشکل بزرگي يک سياره بود. ولي همه چيز در پاييز ۱۳۸۰ (۲۰۰۲) تغيير کرد؛ زماني که اخترشناسان کوآوار را يافتند. از ۱۹۹۲ که اولين جرم در کمربند کوئيپر کشف شد تا کنون بيش از ۸۰۰ جرم در اين ناحيه از منظومهي شمسي شناخته شده است. کمربند کوئيپر منطقهاي است دورتر از مدار نپتون که پيشبيني ميشود شامل هزاران جرم کوچکي باشد که از ابتداي پيدايش منظومهي شمسي به همراه خود سيارهي نپتون به آن محل رانده شدهاند. هيچکدام از اين ۸۰۰ جسم در حد و اندازههاي پلوتون و حتي قمرش، کارن، نبودند. ولي کوآوار جسمي با قطر ۱۲۶۰ کيلومتر بود. بيشک کوآوار به گروهي از اجرام منظومهي شمسي تعلق داشت که پيش از اين نامگذاري شده بود: اجرام کمربند کوييپر (KBO). مشکل اينجا بود که پلوتون هم ميبايست جزء اين گروه قرار ميگرفت. اگر تنها تفاوت پلوتون با ديگر اجرامي کوييپر اندازهاش بود، کوآوار فقط چند کيلومتر از پلوتون کوچکتر بود. سال پيش مسئله براي پلوتون وقتي حياتيتر شد که جرم کوئيپر ۲۰۰۳ VB۱۲ (معروف به سدنا، Sedna) پا به خانوادهي منظومهي شمسي گذاشت. سدنا از پلوتون بزرگتر بود. مدار سدنا بياندازه کشيدهتر از مدار پلوتون است طوري که در نزديکترين فاصله از خورشيد به ۷۶ واحد نجومي (AU، هر واحد نجومي فاصلهي متوسط زمين از خورشيد و تقريبا معادل ۱۵۰ ميليون کيلومتر است) و در دورترين نقطهي مدارش به فاصلهي ۵۲۶ واحد نجومي از خورشيد ميرسد. به هرحال همين کشف باعث شد تا اخترشناسان به فکر تعيين ماهيت يک سياره بيافتند.
● ماهيت يک سياره
اين اولين باري نبود که اخترشناسان به دنبال تعريفي براي يک سياره بودند. وقتي ويليام هرشل در ۱۷۸۱ به دنبال ستارههاي دوتايي ميگشت جرمي را در صورت فلکي ثور ديد که ابتدا تصور ميکرد يک دنبالهدار است. اما مدار اين جرم تازه کشف شده بيشتر شبيه مدار سيارهها، دايرهاي، بود. به زودي همه قبول کردند که جرم تازه سيارهي هفتم منظومهي شمسي است و نامش را اورانوس نهادند. اورانوس يک قانون کهنه را زنده کرد: قانون بده (Bode) که اندازه و فاصلهي سيارات از خورشيد را بر حسب يک رابطهي رياضي بيان ميکند. اخترشناسان تا پيش از کشف اورانوس قانون بده را بيمعني ميپنداشتند(اين قانون امروزه هم بي معني تلقي ميشود و صرفا از نظر تاريخي اهميت دارد) ولي اورانوس درست در محلي کشف شد که قانون بده پيشبيني ميکرد سيارهاي آنجا باشد. اما در قانون بده يک مشکل وجود داشت، اين قانون پيشبيني ميکرد که ميبايست سيارهاي بين مريخ و مشتري وجود داشته باشد، ولي تا آن زمان چنين جرمي کشف نشده بود. پس کاوشهاي بعدي براي کشف اين سياره ادامه يافت، تا اينکه در ۱۸۰۱ درست در همان فاصلهي بين مريخ و مشتري سرس (Ceres) کشف شد. بلافاصله اين جرم را يک سياره دانستند. اما يک سال بعد در همان منطقه پالاس کشف شد. چند سال بعد جونو پيدا شد که مداري مشابه مدار دو جرم قبلي داشت. با ادامهي اين کشفها ويليام هرشل پيشنهاد کرد که اين اجرام جديد در دستهاي جدا از سيارات طبقه بندي شوند. به هرحال حتي سالها پس از مرگ هرشل اين طبقه بندي را همه قبول نداشتند. امروزه هزاران سيارک کشف شده است که سرس از همهيشان بزرگتر است. ديگر سيارکها صخرههاي سرگرداني هستند که بين مدار مريخ و مشتري دور خورشيد در گردشند.
بار بعد که موضوع تعريف علمي سياره مطرح شد به طرح وجود کوتولههاي قهوهاي باز ميگردد. کوتولههاي قهوهاي ستارههاي نارسي هستند که نه آنقدر پرجرماند که يک ستاره باشند، نه آنقدر کم جرم که يک سياره تلقي شوند. موضوع ديگر سيارات فراخورشيدي بودند. دهها جرم سياره مانند کشف شدهاند که به دور ستارههاي ديگر ميگردند. از نظر اتحاديهي بينالمللي نجوم يک سيارهي فراخورشيدي جسمي است که:
اجرامي با جرمي کمتر از کمينهي جرم لازم براي آغاز واکنشهاي گرما-هستهاي (۱۳ برابر جرم مشتري براي جرمي با ترکيب شيميايي مشابه) که دور يک ستاره يا بازماندهي يک ستاره ميگردد. اهميتي ندارد که اين جرم چگونه شکل گرفته است. کمينهي جرم يا اندازهي لازم براي يک سيارهي فراخورشيدي تا يک سياره تلقي شود همانهايي است که براي منظومهي شمسي تعريف ميشود.
اين تعريف مشکلي از ما نميکاهد، بايد کمينهها را در منظومهي شمسي خودمان تعريف کنيم. با کشف پلوتون، کوآوار، سدنا و ديگر اجرام کمربند کوييپر بار ديگر بحث تعريف ماهيت يک سياره به زبانها افتاد.اتحاديهي بينالمللي نجوم مجبور بود که پس از سالها سکوت تعريف جامعي از يک سياره ارائه دهد. تا همين هفتهي پيش (اواخر مرداد ۸۵) تعريف رسمياي از يک سياره وجود نداشت.
پيش از اين مايک براون از MIT يک سياره را چنين تعريف کرده بود: «سياره به هر جسمي در منظومهي شمسي ميگويند که جرمش از مجموع جرمهاي ديگر اجرامي که در مدار مشابه به مدار آن دور خورشيد ميگردند بيشتر است». طبق اين تعريف پلوتون سياره نبود. در پاييز ۱۳۸۵ گروه ۱۹ نفرهي اتحاديهي بينالمللي نجوم (IAU) که به مطالعه دربارهي تعريف يک سياره ميپرداخت سه گزينه مقابل خود داشت:
سياره هر جسمي است که به دور خورشيد ميگردد و قطرش بيش از ۲۰۰۰ کيلومتر است
سياره هر جسمي است که به دور خورشيد ميگردد و شکلش به دليل گرانشش ثابت است
سياره هر جسمي است که به دور خورشيد ميگردد و جرم اصلي در منطقهاش محسوب ميشود.
سرانجام مسئلهي تعريف سياره به همايش تابستان ۱۳۸۵ (۲۰۰۶) IAU در پراگ جمهوري چک رسيد.
● هر جسم گردي يک سياره نيست
پيشنويسي که به جلسهي IAU رسيد بيان ميکرد که يک سياره جسمي است که به دور خورشيد ميگردد و آن قدر جرم دارد که بر اثر نيروي گرانش خودش شکلي کروي داشته باشد. بر اساس اين تعريف کميتهي تعيين ماهيت سيارات پيشنهاد کردهبود که سرس، پلوتون و قمرش کارن و سدنا در فهرست سيارات منظومهي شمسي قرار بگيرند. به اين ترتيب تعداد سيارات به ۱۲ عدد ميرسيد. مشکل همينجا تمام ميشد اگر منظومهي شمسي هيچ جسم ديگري نداشت. ولي پيشبيني ميشود که بيش از ۲۰۰ جرم در کمربند کوييپر وجود دارد که همگي گرد اند. فکرش را بکنيد چه کسي ميتوانست نام تمامي سيارات منظومهي شمسي را از حفظ باشد.
در نهايت اين نظر مورد موافقت همهي اعضا قرار نگرفت و در جلسهي IAU ۴۷۴ نفر از اخترشناسان دربارهي ماهيت يک سياره و آنچه که يک سياره را از صخره يا اجرام ريز منظومهي شمسي متمايز ميکند رأي دادند و تصميم گرفتند به جاي اينکه دهها جرم ديگر را به فهرست سيارات منظومهي شمسي وارد کنند، فقط پلوتون بيچاره را از مقامش عزل کنند. نتيجهي رأي گيري اين شد که تمام اجرام منظومهي شمسي به سه دسته تقسيم شدند:
▪ سيارات: يک سياره جسمي آسماني است که
۱) در مداري به دور خورشيد بگردد
۲) به قدر کافي جرم داشته باشد تا به تعادل هيدرواستاتيکي برسد (يعني شکلي گرد داشته باشد)
۳) منطقهي اطراف مدارش را پاک کرده باشد.
▪ سيارات کوتوله: يک سيارهي کوتوله جسمي آسماني است که
۱) در مداري به دور خورشيد بگردد
۲) به قدر کافي جرم داشته باشد تا به تعادل هيدرواستاتيکي برسد (يعني شکلي گرد داشته باشد)
۳) منطقهي اطراف مدارش را پاک نکرده باشد
۴) يک قمر نباشد.
▪ اجرام کوچک منظومهي شمسي: هر جسم ديگري که در دستهبنديهاي گفته شده جاي نگيرد يک جرم کوچک منظومهي شمسي محسوب ميگردد.
بنابراين هشت سيارهي منظومهي شمسي: عطارد، زهره، زمين، مريخ، مشتري، زحل، اورانوس و نپتون هستند.
پلوتون يک سيارهي کوتوله است. و از اين پس به اجرام فرانپتوني (اجرامي که در مدارهايي اطراف يا دورتر از نپتون به دور خورشيد ميگردند، چه سيارهي کوتوله باشند مثل سدنا يا چه جرم کوچک
منظومهي شمسي) اجرامي پلوتوني گفته ميشود
● ترديدها
اين تعريف جديد براي برخي اخترشناسان چندان خوشآيند نيست. مدير پروژهي افقهاي نوي ناسا در ميان اين افراد است. آنها عقيده دارند که معني «پاک کردن منطقهي اطراف مدار» که ويژگي سوم يک سياره است چندان واضح نيست. فرضيهي شکلگيري سيارات بيان ميکند، نيروي گرانش يک سياره يا يک پيشسياره (سيارهاي در حالت شکلگيري) با گذشت منطقهي اطراف مدارش را جاروب ميکند. با صدها بار گردش سياره به دور ستارهي اصلي سياره ديگر تمامي اجرام منطقهي اطراف مدارش را يا جذب ميکند يا به آنها آنقدر شتاب ميدهد که از آن ناحيه ميگريزند.
طبق تعريف سياره وقتي منطقهي اطراف مدارش را جاروب کرده است که هر جرم ديگري در آن منطقه يا قمر سياره باشد يا تحت کنترل نيروي گرانش آن سياره قرار داشته باشد. براي مثال سيارکهاي گروه تروجان همگي در مدار مشتري به گرد خورشيد ميگردند ولي همهي آنها تحت کنترل جاذبهي مشتري اند. اجرام پلوتوني (طبق تعريف جديد IAU همان اجرام فرانپتوني) تحت تأثير گرانش نپتون هستند، بنابراين نپتون يک سياره است و ماه زمين (که هم گرد است و هم دور خورشيد ميگردد) قمر يک سياره ديگر (زمين) است، پس يک سياره نيست.
دربارهي گردي يک سياره هم ترديدهايي وجود دارد. تصميمگيري دربارهي اينکه چه اجسامي گرد اند يا چه اجسامي بر اثر نيروي گرانش خودشان شکل گرد پيدا کردهاند کار سادهاي نيست. به نظر نميرسد ويژگيهاي فيزيکي سادهاي مثل جرم، اندازه يا چگالي کمکي به دستهبندي اجرام گرد بکنند. چون براي مثال سيارک پالاس با چگالي ۲.۹ گرم بر سانتيمتر مکعب شکلي نامنظم دارد ولي قمر انسلادوس با چگالي ۱.۶۱ گرم بر سانتيمتر مکعب نه تنها گرد است، بلکه کروي است.
با اين همه مصوبههاي اتحاديهي بينالمللي نجوم منبع اصلي کتابها و مقالات علمي است. اگر احساس ميکنيد چيزي در دنيا تغيير کرده و سر جايش نيست، بله درست فکر ميکنيد. از دوم شهريور ۱۳۸۵ پلوتون پس از ۷۶ سال ديگر عضو منظومهي شمسي نيست. از اين پس منظومهي شمسي هشت سياره دارد.

طفلك پلوتون چه كسي توپي با قطر 2306 كيلومتر كه يك پنجم قطر زمين هم نمي‌شود و جرم فقط دو هزارم جرم زمين را يك سياره مي‌داند؟ پلوتون حتي از هفت ماه منظو ...

سينيت – مونزونيت . سينيت ، يک سنگ دانه اي روشن رنگ و بافتي يکنواخت است که اساسا از فلدسپات پتاسيم و اليگوکلاز با مقدار کمتري هوربلند ، بيوتيت و پيروکس ...

آشنايي مخلوط متفاوتي از کاني‌هاي اليوين ، پيروکسن ، هورنبلند و احتمالا بيوتيت يا فلوگوپيت و غالبا گارنت ، بيش از 90 درصد کانيهاي اين سنگها را تشکيل مي ...

سن شهاب سنگ ها چقدر است ؟ ▪ در زندگي هر شهابسنگ چهار دوره زماني مجزا وجود دارد : ۱) سن زميني (يعني مدت زماني که بر سطح زمين گذرانده است) ۲) سن تابش پر ...

به شهابواري که با زمين يا سطح يک سياره برخورد مي کند شَهاب سَنگ گفته مي شود. در ستاره شناسي به قطعه هاي صخره با فلز که در فضا شناورند شهابوار (Meteoro ...

هر ستاره دنباله دار، هسته اي متشکل از يخ و غبار (موسوم به گلوله برفي کثيف) دارد که پهناي آن حدود ۲۰ کيلومتر (۱۲ مايل) است. هنگاميکه اين ستاره به خورشي ...

پاندورا براي يونانيان باستان واژه اي خوشايند نبود اما پس از ساخته شدن فيلم آواتار به راه حلي براي يکي از مسائل علم نجوم تبديل شده و اکنون براي نامي ...

مطمئناً اگر از پشت يک تلسکوپ کوچک حتي در شهرهاي بزرگ که همواره آلودگي نوري زيادي دارند به سمت سياره زحل نگاه کنيد آنچنان شگفت زده مي شويد که پشت تلسکو ...

دانلود نسخه PDF - پلوتون