۱۰ نکته خواندنی درباره سیاره اورانوس

سیاره اورانوس (Uranus) در سال ۱۷۸۱ توسط ویلیام هرشل اخترشناس معروف کشف شد و نام آن از نام اورانوس (Ouranos) یک از خدایان اساطیری یونان باستان گرفته شد. دیدن اورانوس با چشم غیر مسلح بسیار مشکل است، از اینرو اولین سیاره‌ای بود که با استفاده از تلسکوپ رصد شد.

پیشتر تصور می‌‌شد که اورانوس یک ستاره دنباله‌دار است اما در نهایت به عنوان هفتمین سیاره در منظومه شمسی شناخته شد. این سیاره اسرارآمیز و یخی از خورشید بسیار دور است بنابراین یک بار گردش به دور خورشید توسط اورانوس برابر با ۸۴ سال زمینی است.

غول‌های گاز و یخ در منظومه شمسی خیلی دور از زمین هستند از اینرو مشاهده و مطالعه آنها بسیار سخت است. تنها منبع اطلاعاتی ما از این سیاره، کاوشگر فضایی وویجر (Voyager) است، به همین علت داده‌های این کاوشگر همیشه هیجان انگیز هستند.

۱۰- سیاره‌ای با ذهن خاص خود

مانند سیاره زهره اورانوس نیز از شرق به غرب می‌چرخد و این دقیقا مخالف جهتی است که در آن زمین و سایر سیارات منظومه می‌چرخند. طول روزها در اورانوس نسبتا کوتاه بوده و برابر با ۱۷ ساعت و ۱۴ دقیقه زمین است. محور چرخش این سیاره دارای زاویه و اریب بوده که تقریبا با صفحه مداری آن موازی است. این اتفاق سبب می‌شود هنگامی که اورانوس در حال چرخش است مانند سطح سنگ مرمر بدرخشد.

دانشمندان می‌گویند که این انحراف چرخشی ممکن است ناشی از یک برخورد عظیم بین این سیاره و یک سیاره دیگر است. با توجه به این چرخش غیر متعارف هر فصل اورانوس برابر با ۲۱ سال در زمین است. این اتفاق باعث تغییرات زیادی در میزان نور دریافتی از خورشید در یک سال اورانوسی می‌شود.

۹- سیستم حلقه‌های اورانوس

در ژانویه ۱۹۸۶ کاوشگر فضایی وویجر ۲ (Voyager 2) وارد ۸۱ کیلومتری ابرهای بالایی اورانوس شد و اطلاعات این سیاره را در مقیاس وسیع از جمله میدان مغناطیسی، درون سیاره و اتمسفر آن به زمین ارسال کرد. در این مأموریت تاریخی، ناسا نیز هزاران عکس دیجیتال از سیاره، قمرها و حلقه‌های آن منتشر کرد.

اورانوس نیز همانند سایر غول‌های منظومه شمسی دارای حلقه است. چندین ابزار علمی و فضاپیما روی سیستم حلقه‌های آن تمرکز کرده و آنها را با جزئیات دقیق شناسایی کردند، البته از مجموع ۱۳ حلقه اورانوس ۲ حلقه ناشناحته هستند. دو حلقه بیرونی رنگ روشن دارند و از دزات گرد و غبار تشکیل شده‌اند، ۱۱ حلقه درونی نیز تا حدودی کم نورتر هستند. حلقه‌های درونی اورانوس اولین بار در سال ۱۹۷۷ کشف شدند، در حالی که دو حلقه خارجی توسط تلسکوپ فضایی هابل بین سال های ۲۰۰۳ و ۲۰۰۵ کشف شدند.

نه حلقه از ۱۳ حلقه به طور تصادفی در سال ۱۹۷۷ در حالی که دانشمندان یک ستاره دور را که در پشت این سیاره بود رصد می کردند، کشف کردند. حلقه های اورانوس در واقع با دو عنوان متمایز مجموعه حلقه ها یا سیستم های حلقه ها شناخته می شوند که در در منظومه شمسی ما غیرعادی هستند.

۸- آب و هوای عجیب و غریب اورانوس

در زمین ما از باران به شکل آب مایع لذت می بریم. گاهی اوقات ممکن است بارش عجیب و غریب ارگانیسم‌های قرمز یا حتی ماهی‌ها را نیز مشاهده کنیم، اما در کل باران در زمین بی‌ضرر است. در تایتان (یکی از قمرهای مشتری) باران متان می‌بارد در سیاره زهره باران اسیدی می‌بارد که قبل از رسیدن به زمین تبخیر می شود. اما در اورانوس الماس می‌بارد.

پژوهشگران آزمایشگاه شتاب دهنده ملی SLAC آمریکا با مطالعه اورانوس توسط اشعه ایکس و لیزر در سال ۲۰۱۷ سطح جامد این سیاره را اثبات کردند. پژوهشگران این مرکز برای درک فرآیند بارش الماس در اورانوس یک آزمایش طراحی کردند. مواد پلاستیکی که پلی‌استر (Polyester) نامیده می‌شوند و از کربن و هیدروژن (دو عنصر فراوان در اورانوس) تشکیل شده‌اند، در این آزمایش مورد استفاده قرار گرفتند.

تمرکز اصلی این مطالعه در ایجاد موج شوک در مواد بود. این نظریه شامل متان است که متشکل از یک اتم کربن و چهار اتم هیدروژن است که در جو وجود دارند و زنجیره‌های هیدروکربنی ایجاد می‌کنند. زمانی که مقدار مناسب گرما و فشار وارد شود در نهایت این زنجیره‌های هیدروکربنی به شکل الماس در می‌آیند.

بارش الماس در بیش از ۸۰۰۰ کیلومتر (۵۰۰۰ مایل) در سطح این سیاره اتفاق می‌افتد. دومینیک کراوس (Dominik Kraus) نویسنده اصلی مقاله می‌گوید: هنگامی که نتایج  آخرین آزمایش را دیدم، این یکی از بهترین لحظات زندگی حرفه ای من بود. این الماس های کوچک با عنوان نانوالماس (nanodiamonds) شناخته می‌شوند. تصور می‌شود که فرآیند بارش نانوالماس در نپتون نیز رخ دهد.^[۱]

بیشتر بخوانید: ۱۰ اقیانوس فضایی و حیرت انگیز خارج از زمین

۷- گاهی اوقات سردترین مکان منظومه شمسی

اورانوس با دمای ۲۴۴ درجه سانتیگراد زیر صفر (۳۷۱٫۲- درجه فارنهایت) و با فاصله ۲٫۹ میلیارد کیلومتر (۱٫۸ میلیارد مایل) از خورشید، گاهی اوقات سردترین مکان در منظومه شمسی است. از سوی دیگر، نپتون با فاصله ۴٫۵ میلیارد کیلومتر (۲٫۸ میلیارد مایل) از خورشید قرار دارد ولی این سیاره گرمای خورشید را نگه می دارد. به نظر شما کدام سیاره سردتر است نپتون با دمای متوسط منفی ۲۱۴ درجه سانتیگراد یا اورانوس؟

از دیدگاه منطقی، بسیاری نپتون را انتخاب می‌کنند، زیرا دورترین سیاره از خورشید است. اما این افراد اشتباه می‌کنند زیرا اورانوس سردترین سیاره منظومه شمسی است. درباره علت اینکه که چرا اورانوس گاهی سردترین سیاره است، ۲ نظریه  وجود دارد. براساس نظریه اول بر اثر برخورد یک سیارک یا سیاره به اورانوس گرمای هسته آن خارج شده و براساس نظریه دوم اتمسفر اورانوس نمی‌تواند گرما را نگه دارد.

۶- چرا رنگ اورانوس سبز-آبی است؟

به عنوان یکی از دو غول یخی در منظومه شمسی (سیاره یخی دیگر نپتون است)، اتمسفر اورانوس بسیار شبیه به مشتری (عمدتا از هیدروژن و هلیوم با متان و مقداری آمونیاک و آب) است. به علت وجود گاز متان در جو اورانوس که رنگ این سیاره سبز-آبی است.

با جذب بخشی از نور قرمز خورشید، رنگ متان سبز-آبی می‌شود. بیشتر جرم اورانیوم تا (۸۰ درصد آن) در هسته مایع و سخت آن قرار دارد که عمدتاً از عناصر و ترکیبات یخ زده‌ای مانند آمونیاک، آب یخ زده و متان تشکیل شده است.

بیشتر بخوانید: ۱۰ مورد از عجیب ترین اشیاء کیهانی

۵- احتمالاً اورانوس دو قمر را پنهان کرده است

از روزی که کاوشگر وویجر ۲ (Voyager 2) به سمت اورانوس پرواز کرد ۱۰ قمر جدید از مجموعه ۲۷ قمر اورانوس کشف شده است. با این حال اگر دانشمندان دانشگاه آیداهو درست گفته باشند، این کاوشگر چند قمر را در  ماموریت تاریخی خود را از دست داده است.

هنگام بررسی داده‌های وویجر ۲، راب چانسیا (Rob Chancia) و متیو هدمن (Matthew Hedman) فهمیدند که دو حلقه در اطراف این سیاره، به نام آلفا و بتا دارای ناهمواری بودند. الگوهای آنها مشابه موجی بود که قبلا توسط دو قمر اوفلیا (Ophelia) و کوردلیا (Cordelia)، و چندین قمر مختلف در اطراف این غول یخی ایجاد شده بود.

تصور می‌شود که حلقه‌های اطراف اورانوس به وسیله میدان گرانشی اجسام کوچک اطراف آن و ذرات گرد و غبار و سایر ذرات که آنها را به صورت حلقه‌های نازک شکل می‌دهند. کشف این الگوهای ناهمواری نشان دهنده وجود دو قمر ناشناخته است. چانسیا معتقد است که اگر این قمرها وجود داشته باشند بسیار کوچک هستند، احتمالا ۴٫۰ تا ۱۳٫۷ کیلومتر قطر دارند. به همین علت دوربین وویجر یا نتوانست آنها را ببیند و یا آنها را به عنوان ذرات پس زمینه در تصاویر نشان داد.

۴- میدان مغناطیسی اسرارآمیز اورانوس

قطب‌های مغناطیسی این سیاره به قطب‌های جغرافیایی آن نزدیک نیستند. میدان مغناطیسی اورانس ۵۹ درجه از محور چرخش سیاره انحراف دارد و به گونه ای تغییر می‌کند که میدان آن از مرکز سیاره عبور نمی‌کند. میدان مغناطیسی زمین تنها ۱۱ درجه انحراف دارد و شبیه به یک آهنربا است که دارای قطب شمال و جنوب بوده و به عنوان یک میدان دو قطبی شناخته می‌شود. اما میدان مغناطیسی اورانوس بسیار پیچیده است، یک بخش آن دو قطبی و بخش دیگر چهار قطب مغناطیسی دارد.

با توجه به قطب‌های مغناطیسی و محور چرخش این سیاره، جای تعجب نیست که میدان مغناطیسی در مکان‌های مختلف متفاوت باشد. به عنوان مثال در نیمکره جنوبی میدان مغناطیسی اورانوس تنها یک سوم میدان زمین قدرت دارد، در حالیکه میدان مغناطیسی نیمکره شمالی تقریبا چهار برابر قویتر از میدان زمین است.

دانشمندان معتقدند که وجود آب شور در اورانوس عامل ایجاد میدان مغناطیسی این سیاره است. آنها تصور می‌کردند که شیب ۵۹ درجه‌ای میدان مغناطیسی اورانیوس و شیب ۹۸ درجه‌ای محور چرخشی این سیاره با همدیگر یک مغناطیس قوی فراهم می کنند، اما این نظریه رد شد. مگنتوسفر اورانوس نسبتا متفاوت از سیاره‌های دیگر است و دانشمندان سعی می‌کنند که علت وجود شفق‌ قطبی اورانوس که همانند زمین در قطب‌های شمال و جنوب ایجاد می‌شوند را درک کنند. 

بیشتر بخوانید: تصاویر شفق قطبی در سیاره زحل

۳- کاوشگر فضایی وویجر ۲ و اورانوس

ماموریت وویجر ۲ در ۲۰ آگوست ۱۹۷۷  آغاز شد، از آن زمان تاکنون تنها کاوشگر فضایی ناسا است که برای اکتشاف به اورانیوس فرستاده شده و اولین تصاویر نزدیک از این کره بزرگ آبی را ارسال می‌کند. وویجر ۲ مأموریت طولانی خود را با چهار غول گازی آغاز کزد. در ژوئیه ۱۹۷۹ مشتری، در اوت ۱۹۸۱ زحل، در ژانویه ۱۹۸۶ اورانوس و در اوت ۱۹۸۹ با موفقیت از نپتون بازدید کرد.

وویجر ۱ در سال ۲۰۱۲ منظومه شمسی را به سمت فضای بین ستاره‌ای ترک کرد. ولی وویجر ۲ هنوز در منطقه بیرونی حباب خورشید (با نام مستعار هلیوسفر) قرار دارد و همانند وویجر ۱ به فضای بین ستاره‌ای خواهد رفت.

۲- بوی بد اورانوس

مطالعات اخیر نشان می‌دهد که ابرهای اتمسفر فوقانی اورانوس عمدتاً از سولفید هیدروژن تشکیل شده‌اند. این ترکیب شیمیایی عامل بوی بد تخم مرغ گندیده است. دانشمندان به مدت طولانی علاقه‌مند به شناخت ترکیب این ابرها بوده‌اند، به خصوص اینکه همانند زحل و مشتری ابرهای اورانوس از سولفید هیدروژن و آمونیاک یخ زده تشکیل شده‌اند.

به علت اینکه اورانوس خیلی دور است، مشاهدات دقیق از این غول یخی بسیار دشوار است. علاوه بر این، تنها اطلاعات ما از این سیاره توسط وویجر ۲ بدست آمده است. پژوهشگران در مرکز طیف سنج مادون قرمز در نزدیکی هاوایی، برای مطالعه نور منعکس شده خورشید از جو فوقانی و ابرهای بالایی اورانوس استفاده کردند و اثر سولفید هیدروژن را تشخیص دادند.

۱- اورانوس تحت تاثیر عوامل چندگانه کج می‌چرخد

به گفته اکثر دانشمندان اورانوس یک سیاره عجیب و غریب در منظومه شمسی است و اغلب با نام سیاره کج شناخته می‌شود. محققان می‌گویند که یافته های اخیر اطلاعاتی از جمله شکل‌گیری و تکامل سیارات غول پیکر در منظومه شمسی به وجود آورده است.

الساندرو موربیدلی (Alessandro Morbidelli) یکی از محققان این مقاله می‌گوید: نظریه شکل گیری استاندارد، فرض می‌کند که اورانوس، نپتون و هسته‌های مشتری و زحل از طریق جمع آوری اشیاء کوچک در مرحله پیش سیاره‌ای تشکیل شده‌اند و نباید دچار انحراف شدید شوند. او ادامه داد: این واقعیت که اورانوس حداقل دو بار در طول حیات خود برخورد کرده که آثار قابل توجهی بر شکل‌گیری این سیاره غول پیکر گذاشته، بنابراین نظریه شکل گیری استاندارد باید اصلاح شود.^[۲]

اورانوس واقعا عجیب است و محور چرخش آن ۹۸ درجه انحراف دارد. این غول یخی عمدتأ در سمت دیگر خود می‌چرخد و هیچ سیاره دیگری در منظومه شمسی دارای این گونه انحراف نیست. به عنوان مثال، زمین با انحراف ۲۳ درجه ای از محور می‌چرخد در حالی که مشتری تنها ۳ درجه انحراف دارد. دانشمندان بر این باورند که یک عامل بسیار بزرگ باعث ایجاد این مقدار شیب شده است.

 

بیشتر بخوانید: چرا چرخش اورانوس برخلاف سایر سیارات از کناره‌های آن است؟