تحقیق مقاله سیاره مشتری

سیاره مشتری

ستاره شناسان در جولای 1994 شاهد رویداد منحصر به فردی در این سیاره بودند. برخورد 21 تکه از شهاب سنگ شومیکر-لوی 9 (Shoemaker-Levy 9) که به اتمسفر مشتری برخورد کرد. این برخورد منجر به وقوع انفجارهای مهیب و پراکندگی مقدار بسیار زیادی گرد و خاک در منطقه ای با وسعت بیشتر از قطر کره زمین گردید.
ویژگی های فیزیکی مشتری
مشتری یک گوی غول پیکر از گاز، مایع و مقدار بسیار ناچیزی سطح جامد می باشد. سطح این سیاره ترکیبی است از ابرهای متراکم و غلیظ قرمز، قهوه ای، زرد و سفید رنگ. این ابرها در مناطقی با رنگ روشن به نام حوزه و مناطقی با رنگ تیره به نام کمربند به شکل موازی با استوا به طور منظم دور سیاره چرخیده شده اند.
مدار و گردش
مشتری در مداری بیضی شکل به دور خورشید گردش می کند. یک دور کامل مشتری به دور خورشید معادل 4333 روز زمینی و یا تقریبا 12 سال زمینی می باشد.
مشتری علاوه بر گردش به دور خورشید، حول محور طولی خود نیز گردش می کند. زاویه این محور حدود 3 درجه می باشد.
مشتری سریع تر از دیگر سیارات به دور خود می چرخد. یک روز در مشتری معادل 9 ساعت و 56 دقیقه می باشد. دانشمندان نمی توانند سرعت گردش درون این غول گازی را به طور مستقیم اندازه گیری کنند. آنها نخست میانگین سرعت ابرهای قابل رویت این سیاره را محاسبه کردند.

مشتری امواج رادیویی از خود متساطع می کند که توسط تلسکوپ های مستقر در زمین نیز قابل ردیابی می باشد. دانشمندان با مطالعه این امواج سرعت گردش سیاره را محاسبه نمودند. قدرت این امواج طی یک الگوی ثابت که در هر 9 ساعت و 56 دقیقه تکرار می شود، تغییر می کند.
سرعت زیاد گردش مشتری باعث برآمدگی این سیاره در استوا و مسطح شدن قطبها گردیده است. قطر استوایی این سیاره 7 درصد بیش از قطر قطبی آن است.
جرم و چگالی
مشتری از دیگر سیارات منظومه شمسی سنگین تر است. جرم آن 318 بار بیشتر از جرم زمین می باشد. اگرچه این سیاره جرم زیادی دارد اما چگالی آن نسبتا کم است. میانگین چگالی این سیاره 33/1 گرم در هر سانتیمتر مکعب است یعنی اندکی بیش از چگالی آب.
چگالی مشتری 4/1 برابر چگالی زمین می باشد. به خاطر کم بودن چگالی این سیاره، ستاره شناسان بر این باورند که عناصر عمده این سیاره هیدروژن و هلیوم می باشند. از این رو این سیاره بیشتر به خورشید شبیه است تا به سیاره ای نظیر زمین.
هسته مشتری باید از عناصر سنگینی تشکیل شده باشد. احتمالا ترکیب بندی این عناصر نظیر ترکیب بندی عناصر هسته زمین است اما 20 تا 30 برابر سنگین تر.
نیروی جاذبه سطح مشتری 4/2 برابر جاذبه زمین است. به این ترتیب جسمی که در روی زمین 100 کیلوگرم است بر روی مشتری 240 کیلوگرم وزن خواهد داشت.
اتمسفر مشتری ترکیبی است از حدود 86 درصد هیدروژن، 14 درصد هلیوم و مقادیر کمی متان، بخار آمونیاک، آب، هیدروکربور اشباع نشده، اتان، ژرمانیوم و مونوکساید کربن. درصد هیدروژن یاد شده بر اساس تعداد مولکولهای این عنصر است نه بر اساس جرم کلی آن. دانشمندان این مقادیر را به کمک اندازه گیریهای تلسکوپی و اطلاعات سفینه ها محاسبه و به دست آورده اند.
این عناصر شیمیایی لایه های رنگارنگی از ابرها را در ارتفاعات مختلف شکل داده اند. بالا ترین لایه سفید رنگ از کریستالهای بخار آمونیاک یخ زده به وجود آمده است. لایه های پایین تر و تیره رنگ تر ابرها مناطق کمربندها را تشکیل داده اند. در پایین ترین لایه قابل رویت، ابرهای آبی رنگی وجود دارند. ستاره شناسان انتظار دارند که در عمق 70کیلومتری پایین تر از ابرهای آمونیاک، ابرهای آب را تشخیص دهند. البته تا کنون این ابرها در هیچ لایه ای کشف نشده اند.
بارزترین ویژگی سطح سیاره مشتری، یک نقطه قرمز بزرگ است. این نقطه حجم زیادی از گاز در حال دوران می باشد و شبیه به گردبادهای زمینیست. بزرگترین قطر این نقطه سه برابر قطر زمین طول دارد. رنگ این نقطه بین آجری و قهوه ای روشن در تغییر است. به ندرت این نقطه به طور کلی محو می شود. احتمالا وجود سولفور و فسفر در کریستالهای آمونیاک منجر به ایجاد چنین رنگی در این نقطه می گردد.
گوشه این نقطه عظیم الجثه با سرعتی معادل 360 کیلومتر در ساعت در حرکت است. فاصله این نقطه نسبت به استوا ثابت است ولی به آرامی به سمت غرب و شرق حرکت می کند.
حوزه ها، کمربندها و نقطه بزرگ قرمز نسبت به سیستم های چرخه ای زمین بسیار ثابت تر می باشند. از زمانیکه دانشمندان شروع به استفاده از تلسکوپ برای رصد آسمان کرده اند، ویژگی های مذکور تغییر ابعاد و رنگ داشته اند اما همچنان الگوی کلی خود را ثابت نگه داشته اند.
دما
دما در بالای ابرهای مشتری 145- درجه سانتیگراد است. اندازه گیریهایی که توسط دستگاههای اندازه گیری خاص به عمل آمده اند نشان می دهند که دمای این سیاره در زیر ابرها افزایش می یابد. دما در اعماق و در جاییکه فشار اتمسفر به حدود 10 برابر فشار جوی زمین می رسد، 21 درجه سانتیگراد یعنی دمای معمولی یک اتاق بر روی زمین است. این همان جائیست که می تواند گونه های زیستی احتمالی در سیاره غول پیکر مشتری را در خود جای دهد.
اگر گونه ای زیستی در این سیاره وجود داشته باشد باید گونه ای هوازی باشد چون در مشتری از سطح جامد خبری نیست. دانشمندان تا کنون هیچ نشانی از حیات در این سیاره نیز یافت نکرده اند.

نزدیک هسته، دما به شدت بالا می رود. دمای هسته مشتری حدود 24000 درجه سانتیگراد یعنی داغتر از سطح خورشید است!.
مشتری از زمانیکه تبدیل به سیاره شد تا کنون همچنان در حال از دست دادن گرما می باشد.
بیشتر ستاره شناسان معتقدند که خورشید، سیارات و همه اجرام موجود در منظومه شمسی از یک سحابی در حال گردش شکل گرفته اند.گرانش گازها و ذرات باعث متصل شدن و تبدیل آنها به ابرهای غلیظ و تکه هایی از مواد گردید. در حدود 6/4 بیلیون سال پیش، این مواد با یکدیگر فشرده شدند تا اجرام گوناگون منظومه شمسی شکل گیرد. فشار این مواد گرما تولید کرد.
مشتری نیز خارج از این بازی نبود. هنگامیکه این سیاره شکل می گرفت، در اثر فشار زیاد، به قدری حرارت تولید شد که حتی امروزه پرتوهای حرارتی که این سیاره به فضا متساطع می کند، دو برابر مقدار گرمائیست که از خورشید دریافت می نماید.
میدان مغناطیسی
مانند سیاره زمین و بسیاری از سیارات، مشتری نیز مانند یک آهن ربای غول آسا کار می کند. نیروی مغناطیسی آن، میدان مغناطیسی بزرگی پیرامون این سیاره ایجاد نموده است. قدرت این میدان 14برابر قدرت میدان مغناطیسی زمین است.
بدون در نظر گرفتن قدرت میادین مغناطیسی لکه های خورشیدی، میدان مغناطیسی مشتری در منظومه شمسی قویترین می باشد.
دانشمندان هنوز به درستی دلیل پیدایش میدان مغناطیسی سیارات را نمی دانند. معتبرترین دلیل آن تا کنون حرکت ذرات باردار در مرکز سیارات می باشد.
اندازه بزرگ مشتری و حرکت سریع آن منجر به این شده است که میدان مغناطیسی این سیاره از زمین قوی تر باشد.
میدان مغناطیسی مشتری ذراتی چون الکترونها، پروتونها و دیگر ذرات بارداری را که در پرتوهای اطراف این سیاره وجود دارند به دام می اندازد. این ذرات به قدری قوی می باشند که می توانند به تجهیزات سفینه های تحقیقاتی اطراف این سیاره آسیب وارد نمایند.
در منطقه ای از فضا به نام مگنتوسفر، میدان مغناطیسی مشتری مانند یک سپر عمل می کند. این سپر سیاره را از بادهای خورشیدی، جریان مداومی از ذرات باردار، حفظ می نماید. بیشتر این ذرات الکترونها و پروتونهایی هستند که با سرعتی معادل 500 کیلومتر در ثانیه در حرکتند.
ذراتی که در دام میدان مغناطیسی مشتری می افتند، وارد مگنتوسفر و نزدیک قطبهای میدان مغناطیسی می شوند. در قسمتی از سیاره که پشت به خورشید است، مگنتوسفر به اندازه زیادی به سمت بیرون سیاره دچار کشیدگی می شود و اصطلاحا دم مغناطیسی را که حدود 700 میلیون کیلومتر طول دارد، تشکیل می دهد.
امواج رادیویی که از مشتری متساطع می شوند در دو شکل به تلسکوپهای رادیویی مستقر در زمین می رسند. انرژی رادیویی منقطع و پرتوهای متوالی. زمانیکه آیو (Io) ، نزدیکترین قمر مشتری از منطقه ای مشخص در میدان مغناطیسی این سیاره عبور می کند، امواج دریافتی توسط تلسکوپها به صورت پرتوهای رادیویی قدرتمند منقطعی می باشد.