ریاضیات و سرگرمی

مطالب نجومی و مطالب ریاضی و آهنگ و عکس عاشقانه و ...

ریاضیات و سرگرمی

مطالب نجومی و مطالب ریاضی و آهنگ و عکس عاشقانه و ...

«سیاره»پلوتون

«سیاره»پلوتون
نهمین سیاره منظومه شمسی ، پلوتون (سیاره تنها) در سال 1930میلادی توسط کلاید تامباو از طریق عکسبرداریهای متوالی کشف شد. مقایسه عکسهای یک ناحیه ثابت از آسمان در شبهای مختلف نشان می*داد که این اجرامآسمانی طی یک فاصله زمانی معین ، نسبت به ستارگان زمینه تغییر مکان می*دهد. از همین رو وجود آن به عنوان یک سیاره جدید ، تأیید شد.
آیا پلوتون سیاره است؟
رسما بله. وقتی پلوتون در سال 1930 میلادی کشف شد، اتحادیه بین المللی اخترشناسی ، آن را به عنوان "سیاره" شناسایی کرد. به رغم مباحثات اخیر، این جرم آسمانی هنوز رسما در طبقه بندی جدیدی جای نگرفته است. معیارهای اساسی شناسایی یک سیاره را می*توان به این شرح خلاصه کرد: هر جرم آسمانی که (مستقیما) گرد ستاره*ای حرکت کند، ستاره یا شبه ستاره نباشد و آنقدر بزرگ باشد که گرانش خود آن ، موجب شود که شکل کروی داشته باشد، سیاره است. پلوتون هر سه شرط را برآورده می*کند. اما برخی از دانشمندان معتقدند که پلوتون ممکن است یکی از بزرگترین سیارات کوتوله کمربند کوئیپر باشد. دلایل و مدارت قابل توجهی نیز در تأیید و تقویت این نظریه وجود دارد.
منشأ پلوتون چیست و از کدام بخش از کیهان آمده است؟
نخست تصور می*شد که پلوتون یکی از اقمار نپتون بوده است. اما وجود شباهتهایی میان ترکیبات و مدارهای پلوتون و یکی از اقمار نپتون ، موسوم به ترایتون ، دلالت بر این دارد که ممکن است هر دو آنها قبلا در مدارهای مستقلی گرد خورشید حرکت می*کرده*اند و بعدا سیاره نپتون ، تراتیون را به دام انداخته است. اما با اینکه مدار پلوتون ، مدار سیاره همسایه*اش را قطع می*کند، هرگز آنقدر به آن نزدیک نمی*شود که تحت تأثیر نیروی گرانشی نپتون قرار گیرد و به دام بیفتد.
عده*ای از اخترشناسان با توجه به شباهتهای موجود میان پلوتون و ترتیون با دیگر اجرام کمربند کوئیپر نتیجه می*گیرند که هم قمر تراتیون و هم سیاره پلوتون حدود 4.5 میلیارد سال پیش ، از این کمربند به بیرون پرتاب شده*اند. عده دیگر با توجه به مدار عجیب و مرکز گریز آن می*گویند ممکن است پلوتون ابتدائا قمر یکی از سیارات منظومه شمسی (حتی زمین) بوده است که بعدا از آن گریخته است.
مشخصات فیزکی
طول هر شبانه روز پلوتون (زمانی که سیاره ، یک بار گرد محور خود می*چرخد) معادل 153 ساعت زمینی است. روزهای این سیاره بسیار تاریک است. قمر آن ، شارون ، در سال 1987 بطور تصادفی در رصدخانه مونت پالومار کشف شد.
شارون در مدار همزمانی توسط پلوتون به دام افتاده است و همواره در نقطه*ای ثابت گرد آن می*گردد.
مدار پلوتون به دور خورشید، میل تندی دارد و فاصله متوسط آن از خورشید 5.915 میلیارد کیلومتر است که خورشید از آنجا فقط بصورت ستاره*ای درخشان دیده می*شود. پلوتون از سنگ و یخ تشکیل شده و اندازه*اش کوچکتر از ماه زمین است.
هنگام نزدیک شدن به خورشید جوی رقیق در اطراف آن تشکیل می*شود که با دور شدن سیاره از خورشید یخ می*بندد. مدار پلوتون بسیار طولانی بوده و بیشتر از سیارات دیگر نسبت به دایرة البروج انحراف دارد.
این سیاره هر 248.5 سال یک بار به دور خورشید می*چرخد که در مدت 20 سال از این زمان فاصله*اش نسبت به خورشید کمتر از فاصله نپتون از خورشید است. این مشخصات غیر عادی باعث شده تا بعضی ستاره شناسان ، پلوتون را نوعی سیارک بزرگ تصور کنند.
پلوتون دورترین سیاره از خورشید بوده ، کمترین دما را در بین سیارات دارد. مدار بیضوی این سیاره که 248.5 سال زمینی طول می*کشد، طولانی*ترین مدار در منظومه شمسی است. پلوتون کوچکترین سیاره منظومه شمسی است و کمترین نیروی جاذبه را دارد.
به گفته یکی از اخترشناسان ، پلوتون تنهاترین و منزوی*ترین سیاره منظومه شمسی است. اخترشناس دیگری پس از اینکه نخستین عکسهای تلسکوپ هابل را از نهمین سیاره منظومه شمسی مشاهده و بررسی کرد، گفت: "این سیاره*ای شگفت است.
اگر می*توانستیم با فضاپیمایی به آنجا سفر کنیم، حقایق شگفت آور بیشتری را در مورد آن کشف می*کردیم."
سطح پلوتون تا چه اندازه سرد است؟
دمای سطحی نهمین سیاره ، در فاصله 5.91 میلیارد کیلومتری خورشید ، احتمالا حدود منهای 230 درجه سانتیگراد است. می*دانیم روی پلوتون مناطق تیره*ای وجود دارد، اما نمی*توانیم با اطمینان بگوییم که در این مناطق نیتروژن با متان یخ زده وجود ندارد. اگرچنین باشد، ممکن است این مناطق اندکی گرمتر از سایر قسمتهای سیاره باشند. تا آن هنگام که سیاره را بهتر بشناسیم، اخترشناسان فرض می*کنند که دمای سطح آن ثابت است. در دمای منهای 230 درجه سانتیگراد، یخ درست مانند
سنگ ، سخت و محکم و بادوام است. بیشتر گازها روی سطح سیاره متراکم و تبدیل به مایع می*شوند. روشنایی روز به آن معنایی که ما زمینیها می*شناسیم، در آنجا وجود ندارد. خورشید آنقدر دور است که در آسمان پلوتون ، تنها ستاره*ای بسیار درخشان به نظر می*رسد.
سفر به پلوتون
تأمین هزینه چنین سفری بسیار دشوار است. مأموریت ویژه کوئیپر نیز که قرار است فقط به منظور پرواز از کنار پلوتون و شارون و گرفتن عکسهایی از سطح این دو انجام شود، مستلزم صرف مخارج هنگفتی است. در حقیقت ، پیاده کردن انسان روی پلوتون ، تا زمان ابداع شکل و شیوه جدیدی از سفر فضایی ، به تعویق می*افتد.
شارون
مواد تشکیل دهنده شارون ، تنها قمر پلوتون ، احتمالاً زمانی شبیه به مواد تشکیل دهنده پلوتون بوده*اند. اما در حال حاضر شارون عمدتا از آب منجمد تیره و پلوتون از متان منجمد که رنگی روشن دارد پوشیده شده*اند. احتمال می*رود که مولکولهای متان بخاطر میدان جاذبه قویتر پلوتون ، از شارون جدا شده و جذب پلوتون شده*اند. مانند تمام اجرامی که منظومه مداری دارند، پلوتون و شارون نیز به دور یک مرکز جرم مشترک می*چرخند. شارون که قمری بزرگ است، دارای طول قطری به اندازه نصف قطر پلوتون بوده و 12 درصد جرم منظومه مداری را به خود اختصاص داده است.
مرکز جرم این منظومه در خارج از سطح پلوتون قرار دارد. مدار پلوتون 17 درجه نسبت به دایرة البروج ، صفحه مدار زمین انحراف دارد و این در حالی است که سایر مدارهای سیاره*ای فاصله بسیار کمی با صفحه دایرة البروج دارند. پلوتون در یک نقطه معین از مدار خود ، 1.25 میلیارد کیلومتر (780 میلیون مایل) پایین*تر از دایرة البروج قرار می*گیرد. این فاصله تقریبا به اندازه فاصله سیاره زحل از خورشید است.

هاله سیاه گرداگرد راه شیری

محققان دانشگاه کالیفرنیا با استفاده از ابر کامپیوتر ناسا و با انجام عملیات شبیه سازی موفق به تعیین طول عمر و شناخت روند تحول ماده سیاهی که همچون هاله ای گرداگرد کهکشان راه شیری را فرا گرفته است, شدند.



محققان دانشگاه کالیفرنیا با استفاده از ابر کامپیوتر ناسا و با انجام عملیات شبیه سازی موفق به تعیین طول عمر و شناخت روند تحول ماده سیاهی که همچون هاله ای گرداگرد کهکشان راه شیری را فرا گرفته است, شدند. نتایج حاصله توسط این محققان لایه های درونی ماده سیاه را با جزییاتی بی نظیر به معرض نمایش می گذارد که این زمینه ساز مناسبی برای آگاهی از تاریخ تحول کهکشان را ه شیری محسوب می شود.



باید دانست هر کهکشانی در هاله ا ی از ماده ای اسرار آمیز به نام ماده سیاه پوشانده شده است که وجود آن تنها به طور غیر مستقیم و از طریق مشاهده تاثیرات گرانشی آن تشخیص داده می شود و بسیار بسیار بزرگتر و کروی تر از کهکشان درخشانی است که در دل خود جای داده است. مطالعات جدید بر اساس داده های شبیه سازی کامپیوتری اطلاعات بسیار ارزشمند تری نسبت به دانسته های پیشین ما در اختیارمان قرار می دهد.این اطلاعات حاکی از آن است که ماده سیاه به طرز شگفت آوری پر جرم و پرچگال است و ساختا رچگالی آن به گونه است که درلایه های درونی تر چگالی آن افزون تر می باشد .



ما تا کنون 10000 لایه کروی مانند از ماده سیاه گرد کهکشان راه شیری کشف کرده ایم که برخی از آنها خود لایه های درونی تری را در بر می گیرند. البته این کشف از دیدگاه تئوریکی کاملا پیش بینی شده بود , اما این برای اولین بار است که در یک شبیه سازی کامپیوتری با کمک ریاضیات نمایش داده می شود.



البته مشاهدات صورت گرفته توضیح پدیده " مشکل قمر های گم شده " را مشکل تر می سازد. این مشکل به این صورت است که آن دسته از توده های مواد غیر سیاه که در داخل و اطراف کهکشان را ه شیری ما- به شکل کهکشانهای کوتوله اقماری وجود دارند – با مواد سیاهی که در شبیه سازی دیده شده است متفاوت هستند. اختر شناسان تا کنون موفق به کشف 15 کهکشان کوتوله شده اند که با مقایسه با 120 هاله ماده تاریک بسیار بزرگی که کهکشان را ه شیری ما را در برگرفته مشتاقانه در جستجوی یافتن پاسخی برای این سوال هستند که کدامیک از این هاله ها و به چه دلیل در بر گیرنده این کهکشانهای کوتوله هستند؟ البته شاید آن دسته از مدلهای تئوریکی در خصوص نحوه تشکیل ستا ره ها که متکی بر هاله های پر جرم ماده سیاه هستند بتوانند به حل این مشکل کمک کنند.



اگر چه هنوز طبیعت ماده سیاه همچنان برای ما در هاله ای از ابهام باقی مانده است اما می دانیم که نه تنها 82 درصد از ماده موجود در جهان از ماده سیاه تشکیل شده است بلکه تحولات ساختاری در جهان هستی در اثر کنشهای گرانشی این ماده صورت گرفته است .28 درصد مانده باقیمانده که عموما همان مواد تشکیل دهنده گازها و ستاره ها هستند به داخل چاله های جاذبه ای که از تجمع توده های پر جرم ماده سیاه به وجود آمده اند افتاده اند و بعدها به صورت کهکشانهایی در دل ماده سیاه پدیدار شدند.



در حقیقت پس از انفجار بزرگ نیروی گرانش بین توده های کم چگال و سرگردان ماده سیاه موجب بهم پیوستن آنها و تشکیل توده های بزرگ و پر چگال شد .روند ادغام تا تشکیل توده های بزرگ تر و پر چگال تر ادامه داشت. این تحقیق با کمک محققان دانشگاه کالیفرنیا و بر اساس داده های یابنده WMAP و از طریق شبیه سازی در یکی از سریعترین کامپیوتر های دنیا در طول دو ماه و با 320000 هزار ساعت کارکرد 300 تا 400 پردازشگر کامپیوتری صورت گرفت. زمان مورد نظر در این شبیه سازی از 50 میلیون سال پس از انفجار بزرگ بوده آغاز می شود که در این شبیه سازی, کنشهای گرانشی ماده سیاه در طی 13.7 بیلیون سال تا زمان ایجاد هاله ماده تاریک در اطراف کهکشان راه شیری , با همان مقیاس موجود , مورد بررسی قرار می گیرد. توده های داخلی موجود در هاله مادر در واقع باقیمانده ادغام هسته های توده های کوچکتر ماده سیاه هستند که در مدارهای گرانشی هاله های درونی در گردشند.



در این تحقیق پنج هاله درونی پر جرم (هر یک جرمی معادل 3 برابر خورشید دارند )و چند هاله کوچکتر که جمعا 10 در صد جرم هاله مادر را تشکیل می دهند شبیه سازی شده است و هنوز تنها یک کهکشان کوتوله شناخته شده در نزدیکی مرکز کهکشان راه شیری یافت شده است .



از طرفی توده های بزرگی از ماده سیاه در داخل کهکشان راه شیری مشاهده شده است . به این ترتیب به نظر می رسد در اطراف منظومه خورشیدی ما پراکندگی ماده تاریک باید خیلی بیش تر و پیچیده تر از آنچه تا کنون تصور می کردیم باشد .



بد نیست بدانید اختر شناسان در صورتی می توانند توده های ماده تاریک را در داخل هاله ماده تاریکی که راه شیری را در بر گرفته با تلسکوپهای آشکار ساز اشعه گاما شناسایی کنند که ذرات تشکیل دهنده ماده تاریک از نوعی باشند که در مقابل پرتو گاما خود را نشان دهند. البته انواعی از ذرات بعنوان ذرات تشکیل دهنده ماده سیاه پیشنهاد شده است . بعنوان مثال نوترالینو که در تئوری بنیادی "ابر تقارن" مطرح شده است _این ذرات در صورت بر خورد با یکدیگر کاملا نابود می شوند و ذرات جدیدی تشکیل می دهند که این عمل منجر به تولید اشعه گاما می شود .



در حال حاضر تلسکوپهای آشکار ساز اشعه گاما از قدرت شناسایی آن دسته از ماده های سیاهی که نابود می شوند را ندارند, اما تلسکوپهای جدیدتری در دست ساخت است که با حساسیت بیشتر از این قابلیت برخوردار می باشند .بنابراین امید هست که در آینده بتوان علائمی از لایه های درونی تر را پیدا کرد .



شبیه سازی همچنین ابزار قدرتمندی برای اختر شناسان فراهم می کند تا بتوانند به شناخت درستی از مراحل اولیه شکل گیری کهکشا ن راه شیری دست یابند .



اولین کهکشانهای کوچک در حدود 500 میلیون سال بعد از انفجار بزرگ به وجود آمدند و در حال حاضر ستاره هایی با این قدمت و طول عمر در کهکشان ما وجود دارند. این شبیه سازی به ما در دانستن منشا پیدایش این ستا ره های قدیمی کمک می کند و اینکه این ستا ره ها چگونه سر از کهکشان های کوتوله در آوردند و چگونه درمدارهای مشخصی در هاله های ماده سیاه قرار گرفتند.

رصدهای بیادماندنی

و اما خوشه های ممسک العنان که قول داده بودم.


M36 خوشه باز و بزرگی با قدر حدود 4 ، که به فاصله 3700 سال نوری است ، شامل 60ستاره می باشد.


M37 خوشه باز و بزرگ دیگری است که در این صورت فلکی قرار دارد. این خوشه با قدر 6 دارای 150 ستاره است.


M38 خوشه باز دیگری است که شامل 100 ستاره است و در قدر 7 است.این خوشه زیبا تقریبا در وسط ممسک العنان قرار دارد.

انفجار پی در پی دو ابر نو اختر در کهکشانی دور

اخترشناسان با بهره گیری از ماهواره سوئیفت سازمان فضایی ناسا توانستند انفجار دو ابر نو اختر را به فاصله 5 ماه در کهکشان NGC 1316 را مشاهده کنند. NGC 1316با 4 انفجار در طی 26 سال گذشته پرتعداد ترین انفجار های ابر نو اختری را به خود اختصاص داده است.




در پدیده ای کم نظیر در تصویر کهکشان NGC 1316 ، دو ابرنواختر در کنار یکدیگر قرار دارند. ابر نواختری که در سمت راست تصویر نمایان است در نوزده ژوئن سال 2006 میلادی با نام SN 2006dd و ابر نو اختر دیگری که در سمت چپ تصویر مشخص است در پنج نوامبر سال جاری با نام SN 2006mr کشف گردید.
سایر اجرام درخشان ،مانند نقطه نورانی میان تصویر و نقطه نورانی دیگر در سمت چپ به ترتیب هسته کهکشان و ستاره ای در پس زمینه می باشند.
NGC 1316 کهکشانی بیضوی است و در فاصله 80 میلیون سال نوری از ما قرار دارد.این کهکشان اخیرا با کهکشانی مارپیچى برخورد نموده و این برخورد نسبتا شدید سب شکل گیری ستارگان پرجرمی شده است. اما این ستارگان پس از مدت کوتاهی توسط انفجا های ابر نو اختری نابود گشته اند.تا کنون هر چهار ابر نو اختر کهشان NGC 1316 در رده Ia (ابر غول)دسته بندی شده اند.این دسته از ستارگان هنگامی یک کوتوله سفید شروع به بلعیدن مواد ستاره همدم خود می کند، بو جود می آیند.در حالی که برخی نظریات حاکی از آنند که انفجار های متوالی این چهار ابر نو اختر در فاصله زمانی کم کاملا اتفاقی است، دانشمندان هم اکنون در پی یافتن ارتباطی بین انفجار های ابر نو اختری با برخود دو کهکشان می باشند.


parssky.com




ماهواره سوئیفت در بیست نوامبر سال 2004 میلادی به مدار زمین پرتاب شد و یک سال بعد به اوج فعالیت های خود رسید.تا کنون دانشمندان بواسطه این ماهواره توانسته اند دویست انفجار پرتو گاما و همچنین هزاران جرم آسمانی را مشاهده کنند.
سوئیفت سه ابزار اصلی با خود حمل می کند، این ابزار ها عبارتند از تلسکوپ آشکار ساز انفجار پرتو گاما،تلسکوپ پرتو ایکس و تلسکوپ مرئی و فرابنفش.آشکار ساز انفجار پرتو گاما در مرکز پرواز فضایی گدارد سازمان فضایی ناسا و آزمایشگاه ملی لس آلاموس طراحی و ساخته شده است. تلسکوپ پرتو ایکس و تلسکوپ مرئی و فرابنفش سوئیفت نیز توسط تیمی از دانشگاه ایالتی پن به همراه اعضای دانشگاه لستر انگلیس ، رصدخانه اخترشناسی ایتالیا و آزمایشگاه علوم فضایی مالارد با الگوی برداری از ماموریت های پیشین ساخته شده است.
ابزار آلات پیشرفته به همراه قابلیت چرخش سریع سوئیفت ،این ماهواره را قادر می سازد تا بلافاصله پس از انفجار پرتو گاما مکان دقیق آن را در کیهان تعیین نماید.