راهنمای شناخت سیاره مشتری؛ غول گازی منظومه‌ی شمسی

مشتری که بزرگ‌ترین سیاره در منظومه‌ی شمسی و پنجمین سیاره از سمت خورشید است و عنوان «غول گازی» منظومه‌ی شمسی را به خود اختصاص داده، تاریخچه‌ای طولانی، غنی و شگفت‌انگیز از موضوعات علمی در دل خود دارد.

این «پادشاه سیارات» که در اساطیر رومی به نام خدایان نام‌گذاری شده است را باید یک معمای پر از طوفان دانست که در ابرهای متنوع و رنگارنگ پوشیده شده است. شاخص‌ترین و معروف‌ترین طوفان سیاره مشتری، «لکه سرخ بزرگ» (Great Red Spot) است که دو برابر زمین عرض دارد.

در حالی که تلاش‌های بسیاری برای درک ویژگی‌های سیاره مشتری انجام شده است و حالا با کشف‌های هیجان‌انگیزی که فضاپیماهایی مانند جونو از این سیاره داشته‌اند، چیزهای زیادی از آن می‌دانیم، اما هنوز هم رازهای زیادی باقی مانده است که باعث شده مشتری از سوژه‌های همچنان جذاب برای مطالعه و رصد باشد و شاید حتی روزی به یکی از مقاصد گردشگری مهم در منظومه‌ی شمسی تبدیل شود.

تلسکوپ شکستی مدل Celestial Body Accidence

۷۸۰,۰۰۰

تومان

تلسکوپ زیتازی مدل F30070M

۳,۳۸۰,۰۰۰

تومان

خرید تلسکوپ از دیجی‌کالا

مشاهده همه

کشف سیاره مشتری

در حالی که این جرم آسمانی از دوران باستان برای انسان شناخته شده بود اما مشتری با جزئیات و ویژگی‌هایی به عنوان یک سیاره، در سال ۱۶۱۰ میلادی توسط گالیله و بر اساس مشاهدات با تلسکوپی که ساخته بود، کشف شد. او مشتری را به همراه چهار قمر بزرگ آن یعنی «آیو» (Io)، «اروپا» (Europa)، «گانیمد» (Ganymede) و «کالیستو» (Callisto) کشف کرد و این رویداد، انقلابی در شیوه‌ی نگاه ما به جهان و جایگاه ما در آن ایجاد کرد.

نمای تلسکوپی از مشتری و قمرهای گالیله‌ای آن که در اطرافش دیده می‌شوند.

این مشاهدات، نخستین باری بود که اجرام آسمانی در حال چرخش اطراف جرمی غیر از زمین بودند و بدین ترتیب از دیدگاه کوپرنیک مبنی بر اینکه زمین مرکز جهان نیست، پشتیبانی می‌کرد اما هنوز مفاهیمی مانند کهکشان و سیاهچاله ناشناخته بود.

فاصله‌ی مشتری از خورشید

مشتری به طور متوسط در فاصله‌ی حدود ۷۷۸،۴۱۲،۰۲۰ کیلومتری از خورشید می‌چرخد. این فاصله ۵.۲۰۳ برابر فاصله‌ی متوسط ​​زمین از خورشید است. در هنگام حضیض مداری، یعنی زمانی که مشتری به خورشید نزدیک است، این سیاره در فاصله‌ی ۷۴۰،۷۴۲،۶۰۰ کیلومتری قرار می‌گیرد. در اوج یا دورترین فاصله‌ای که مشتری نسبت خورشید دارد این میزان به ۸۱۶،۰۸۱،۴۰۰ کیلومتر می‌رسد. بدین ترتیب هر گردش آن به دور خورشید حدود ۱۲ سال یا ۴۳۳۳ روز زمینی طول می‌کشد.

مشتری پنجمین سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی از سمت خورشید است.
Credit: Getty Images

سیاره مشتری از چه چیزی تشکیل شده است؟

سیاره مشتری یک سیاره‌ی غول‌پیکر گازی است و به همین دلیل سطح جامد مشخصی ندارد و یک فضاپیما نمی‌تواند بر این سیاره فرود بیاید. اما نباید فریب این را خورد که مشتری مانند یک ابر گازی بزرگ است که می‌توان در آن پرواز کرد، این جرم غول‌پیکر بیشتر شبیه یک سیاره‌ی سیال است که هر درون آن عمیق‌تر بروید، متراکم‌تر و داغ‌تر می‌شود. بنابراین یک کاوشگر در طول پایین رفتن در جو مشتری، فشارهای خردکننده و دماهای شدیدی را تجربه خواهد کرد.

فشار در ابرهای رنگارنگ مشتری بی‌شباهت به فشار موجود در اتمسفر زمین نیست، اما با رفتن به عمق بیشتر، شاید بتوان آن را بیشتر همانند به یک زیردریایی دانست که با رفتن به اعماق اقیانوس‌های زمین، فشاری خردکننده را تجربه می‌کند. در واقع، هر چه پایین‌تر می‌رویم، هیدروژن که گاز غالب مشتری است به حدی فشرده می‌شود که به شکل هیدروژن فلزی عجیب درمی‌آید. بنابراین مشتری را می‌توان به عنوان اقیانوسی بی‌انتها از مواد آشنا در شرایط عجیب در نظر گرفت.

لایه‌های تشکیل‌دهنده‌ی مشتری
Credit: Encyclopedia Britanica

در حقیقت مشتری و دیگر سیارات غول‌پیکر، اساسا از مواد مشابه خورشید البته با تغییرات اندکی در اجزای اصلی فراتر از هیدروژن و هلیوم با نسبت حدود ۹۰ و ۱۰ درصد ساخته شده‌اند. هرچند این ۱۰ درصد شامل مجموعه‌ای از گازهای دیگر می‌شود اما بخش غالب آن هلیوم است. بنابراین اگر مشتری در آغاز فرآیند شکل‌گیری مواد بسیار بیشتری داشت، می‌توانست فرآیند هم‌جوشی هسته‌ای هیدروژن خود را برای تشکیل هلیوم آغاز کند و در نتیجه به یک ستاره تبدیل شود.

این در حالی است که ستاره‌های موسوم به کوتوله‌های قهوه‌ای، از نظر روند شکل‌گیری جایی بین سیارات غول‌پیکر و ستاره‌های دنباله‌ی اصلی نمودار HR قرار می‌گیرند. این ستارگان با جرم حدود ۱۳ برابر مشتری، بسیار کوچک و سبک هستند که بتوانند هیدروژن را بسوزانند، اما به اندازه‌ی کافی هم سنگین هستند که دوتریوم را از طریق فرآیند هم‌جوشی هسته‌ای بسوزانند.

کتاب نگاهی به ساختار و سیر تحولات منظومه شمسی اثر مارتین ریس انتشارات سبزان

۱۷۷,۶۴۰ تومان

مشاهده و خرید

سیاره مشتری چند برابر زمین است؟

به گفته‌ی ناسا، سیاره مشتری جرمی بیش از ۲ برابر مجموع سیارات دیگر دارد. حجم عظیم آن می‌تواند بیش از ۱۳۰۰ زمین را در خود جای دهد، به طوری که اگر به اندازه‌ی یک توپ بسکتبال بود، زمین در برابر آن، ابعادی تنها به اندازه‌ی یک دانه‌ی انگور داشت.

مشتری احتمالا نخستین سیاره‌ای بود که در منظومه‌ی شمسی شکل گرفت و طبق پژوهش‌ها، از گازهای باقی مانده از شکل‌گیری خورشید تشکیل شده است. اگر این سیاره در طول دوران شکل‌گیری خود حدود ۸۰ برابر جرم بیشتری داشت، به یک ستاره تبدیل می‌شد.

ابعاد مشتری در برابر زمین
Credit: NASA

سیاره‌های بزرگ‌تر از مشتری هم با قطعیت بالایی وجود دارند اما نه در منظومه شمسی. در منظومه‌ی خانه‌ی ما، مشتری و زحل غول‌های گازی بزرگ هستند، اورانوس و نپتون غول‌های یخی متوسط محسوب می‌شوند و سیارات سنگی بسیار کوچک‌تر هم حضور دارند. اما وقتی به گستره‌ی باورنکردنی سیارات فراخورشیدی که در اطراف ستارگان دیگر کشف شده‌اند، که در آخرین شمارش بیش از ۵۰۰۰ عدد است، نگاه می‌کنیم، شواهدی از سیارات بزرگ‌تر را مشاهده می‌کنیم، که برخی از آن‌ها به دلیل نزدیک بودن به ستاره‌های مادرشان و دریافت انرژی زیاد و داغ شدن جوشان تا هزاران درجه، پف کرده‌اند.

خصوصیات سیاره مشتری

مانند هر سیاره‌ای مشتری هم ویژگی‌های عمومی و اختصاصی دارد که آن را از جهاتی شبیه و از جهاتی متفاوت نسبت به دیگر سیاره‌های منظومه شمسی و حتی دیگر سیاره‌ها در کهکشان راه شیری می‌کند.

دوربین تک چشمی سلسترون مدل SCDT-1042 10X42

8 %

۴,۱۰۰,۰۰۰

۳,۷۷۰,۰۰۰ تومان

مشاهده و خرید

سیاره مشتری بیشتر از گاز است یا سنگ؟

همان‌طور که نام غول گازی منظومه‌ی شمسی نشان می‌دهد این سیاره مانند خورشید، بیشتر از گازهای هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. این سیاره هسته‌ای جامد یا نیمه‌جامد سنگی یا یخی دارد که توسط لایه‌های ضخیمی از گازهای بسیار متراکم دربر گرفته شده است.

نمای نزدیک از سیاره مشتری
Credit: NASA / SwRI / MSSS / Tanya Oleksuik, CC BY-NC-SA

این هسته در مقایسه با جرم کلی سیاره بسیار کوچک است. لایه‌های میانی مشتری هم شامل هیدروژن فلزی مایع هستند که تحت فشار بسیار بالا به این شکل درآمده‌اند. مشتری اما سطح جامد ندارد و لایه‌های جوی آن شامل ابرهای آمونیاک و یخ آب می‌شوند. این سیاره همچنین دارای میدان مغناطیسی بسیار قدرتمندی است که تأثیر زیادی بر محیط اطراف خود می‌گذارد.

جرم و اندازه سیاره مشتری

سیاره مشتری با قطری حدود ۱۴۲ هزار و ۹۸۴ کیلومتر، بزرگ‌ترین سیاره‌ی منظومه شمسی است و حجمی بیش از ۱۳۰۰ برابر زمین دارد. جرم آن حدود ۱.۹ در ۱۰ به توان ۲۷ کیلوگرم است که ۳۱۸ برابر زمین و ۲.۵ برابر مجموع جرم تمام سیارات دیگر منظومه شمسی محسوب می‌شود. داشتن چنین جرم عظیمی باعث شده که مشتری با میدان گرانشی بسیار قوی خود، تأثیر گرانشی زیادی بر اجرام اطراف خود از جمله قمرها و سیارک‌ها بگذارد. اندازه و جرم مشتری، آن را به یکی از مهم‌ترین اجرام در تثبیت ساختار منظومه‌ی شمسی تبدیل کرده است.

ابعاد مشتری در مقایسه با دیگر سیاره‌های منظومه شمسی
Credit: NASA/Lunar and Planetary Institute

رنگ سیاره مشتری

رنگ سیاره‌ی مشتری ترکیبی متلاطم اما زیبا از رنگ‌های متنوع مانند سفید، زرد، قهوه‌ای و قرمز است که به دلیل وجود ابرهای ضخیم در لایه‌های بالایی جو آن شکل گرفته‌اند. این رنگ‌ها ناشی از ترکیبات شیمیایی مانند آمونیاک، هیدروژن سولفید و احتمالا فسفر در ابرهای مشتری هستند.

رنگ‌های سیاره مشتری
Credit: NASA, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center), and M.H. Wong (University of California, Berkeley)

یکی از برجسته‌ترین ویژگی‌های ظاهری مشتری «لکه سرخ بزرگ» است که به رنگ قرمز و نارنجی دیده می‌شود و یک طوفان عظیم در جو این سیاره به شمار می‌رود. نوارهای رنگی روشن و تیره‌ای هم که به کمربندهای استوایی و مناطق قطبی تقسیم‌بندی می‌شوند، ظاهر این سیاره را بسیار جذاب و منحصربه‌فرد کرده‌اند.

سیاره مشتری نماد چیست؟

سیاره‌ی مشتری با توجه به درخشش بسیار در آسمان شب، همیشه جذابیت دیداری برای بشر داشته و در فرهنگ‌های گوناگون به معانی متفاوتی اشاره دارد که اغلب با قدرت، توسعه و رشد همراه است. در اساطیر رومی، مشتری (Jupiter) خدای آسمان و پادشاه خدایان بود که آن را با صاعقه و طوفان‌های آسمانی مرتبط می‌دانسته‌اند و به همین دلیل این سیاره نمادی از قدرت و مدیریت به شمار می‌رود.

تندیس ژوپیتر خدای باستانی رم<ذق>ژقثیهف: The State Hermitage Museum

از سویی در برخی خرده فرهنگ‌ها به عنوان نمادی برای شانس، فراوانی و دانش نام برده شده است. همچنین به عنوان نماد عدالت و نظم شناخته می‌شود چون در اساطیر یونان، ژوپیتر به نظم کیهانی و عدالت علاقه داشت و از کسانی که در حقشان ظلم شده بود، حمایت می‌کرد. علاوه بر این در بسیاری از سنت‌ها از مشتری به عنوان سیاره‌ای که شانس و ثروت به همراه دارد نام برده شده است.

هرچند باید توجه داشت که همه‌ی این اشاره‌ها، صرفا نمادشناسی در فرهنگ‌های مختلف و به نوعی برگرفته از داستان‌هایی هستند که بشر در طول تاریخ در نظر گرفته است، اما جنبه‌ی علمی و اثرگذاری واقعی بر حیات و نوع زندگی انسان‌ها ندارند.

تلسکوپ مدل 50MM NEW 2024

مشاهده کالا

لکه سرخ بزرگ

لکه سرخ بزرگ یکی از عوارض طبیعی شاخص مشتری به شمار می‌رود که در حقیقت یک گردابه‌ی چرخان در این سیاره است. لبه‌ی این پدیده‌ی طبیعی، با سرعتی در حدود ۴۳۰ تا ۶۸۰ کیلومتر بر ساعت به صورت پادساعتگرد به دور مرکز آن می‌چرخد. این چرخش خلاف جهت عقربه‌های ساعت در نیمکره‌ی جنوبی سیاره، آن را به نوعی طوفان تبدیل می‌کند که «پادچرخند» نامیده می‌شود. این گردابه به اندازه‌ای بزرگ است که می‌تواند دو زمین را در خود جای دهد و بادهایی که به اطراف لبه‌های آن می‌پیچند، هوای آرام داخل گردابه را از هوای متلاطم و طوفانی بیرون جدا نگه می‌دارند.

نمای نزدیک از لکه سرخ بزرگ
Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill

هوای آرام درونی لکه سرخ بزرگ توسط نور فرابنفش خورشید بمباران می‌شود و مواد شیمیایی مانند مقادیر کمی گوگرد و فسفر در بلورهای آمونیاک در ابرهای مشتری و مه‌هایی ایجاد می‌کند که جذب‌کننده‌ی بسیار خوبی برای طیف نور آبی هستند و تنها نور قرمز را باقی می‌گذارند تا به سمت ناظر منعکس شود. بدین ترتیب برنگ آن معمولا از قرمز آجری تا قهوه‌ای متغیر است.

این طوفان عظیم حداقل از دوران ویکتوریا یعنی تقریبا بیش از دو تا سه قرن پیش وجود داشته است، اما در این مدت به طور پیوسته در امتداد شرق به غرب کشیده شده است. مدت زمان زیادی است که این لکه در حال از بین رفتن تدریجی است، هرچند نرخ آن در سال‌های اخیر کند شده است.

شیوه‌ی چرخش در لاستیک سرخ بزرگ مشتری
Credit: NASA, ESA, Michael H. Wong (UC Berkeley)

سیاره مشتری اما طوفان‌های بسیار زیاد دیگری هم دارد. بر اساس داده‌های جونو در سال ۲۰۲۲، طوفان‌های قطبی غول‌پیکر مشتری مشابه آنچه در گرداب‌های اقیانوسی روی زمین روی می‌دهد، توسط جریان هم‌رفت یا افزایش گرما از ارتفاعات پایین‌تر به جو بالاتر هدایت می‌شوند.

محیط مشتری

جو مشتری شبیه به اتمسفر خورشید است که بیشتر از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. یک لایه‌ی غنی از هلیوم از هیدروژن فلزی سیال، یک هسته‌ی «فازی» یا نیمه حل شده را در مرکز سیاره پوشانده است.

نوارهای رنگارنگ روشن و تاریکی که مشتری را احاطه کرده اند، توسط بادهای شدید شرقی-غربی در جو بالای سیاره ایجاد می شوند که بیش از ۵۳۹ کیلومتر بر ساعت سرعت دارند. ابرهای سفید در مناطق روشن از کریستال‌های آمونیاک منجمد ساخته شده‌اند و ابرهای تیره‌تر از سایر مواد شیمیایی شکل گرفته‌اند. در عمیق‌ترین سطوح قابل مشاهده، ابرهای آبی قرار دارند. این نوارها به تدریج در طول زمان تغییر می‌کنند.

اتمسفر مشتری
Credit: NASA

درون جو مشتری، ممکن است باران الماس آسمان را پر کند و در اعماق جو، هسته‌ی متراکمی از ترکیب ناشناخته حضور دارد. به گفته‌ی دانشگاه کلرادو بولدر، میدان مغناطیسی قدرتمند مشتری، قوی‌ترین میدان مغناطیسی در میان سیارات منظومه‌ی شمسی و تقریبا ۲۰ هزار برابر زمین است. این میدان مغناطیسی الکترون‌ها و سایر ذرات باردار الکتریکی را در یک کمربند شدید به دام می‌اندازد که به طور منظم قمرها و حلقه‌های سیاره را با تشعشعات بیش از ۱۰۰۰ برابر میزان کشنده برای انسان، هدف قرار می‌دهد. این تشعشعات به اندازه‌ای شدید هستند که حتی به فضاپیماهای دارای محافظ قوی مانند کاوشگر گالیله ناسا آسیب می‌رساند. مگنتوسفر مشتری از یک سوی حدود ۱ تا ۳ میلیون کیلومتر به سمت خورشید متورم و از سوی دیگر تا دمی که بیش از ۱ میلیارد کیلومتر در پشت این سیاره‌ی عظیم امتداد دارد، باریک می‌شود.

لایه‌های درونی مشتری
Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI

آیا مشتری حلقه دارد؟

دوربین ردیاب ستاره‌ای در فضاپیمای جونو ناسا، این منظره از حلقه‌های ضعیف مشتری را در ۲۷ آگوست ۲۰۱۶ (۶ شهریور ۱۳۹۵) و طی اولین گذر نزدیک کاوشگر از کنار این سیاره‌ی غول‌پیکر برای جمع‌آوری داده‌ها، ثبت کرد. این اولین نمای حلقه‌های سیاره از داخل آن‌هاست. ستاره‌ی درخشان بالای حلقه‌ی اصلی «ابط الجوزا» (Betelgeuse) است و کمربند جبار در پایین سمت راست دیده می‌شود.

کشف سه حلقه‌ی کم‌نور مشتری توسط فضاپیمای وویجر ۱ ناسا و زمانی که در سال ۱۹۷۹ میلادی از نزدیکی این سیاره عبور کرد، یک غافلگیری محسوب می‌شد. با کمک مأموریت‌ها و مطالعات بیشتر از جمله توسط فضاپیمای جونو، حالا می‌دانیم که حلقه‌ی اصلی مشتری تخت است و با حدود ۳۰ کیلومتر ضخامت، بیش از ۶۴۰۰ کیلومتر عرض دارد.

طرحی گرافیکی از حلقه‌های مشتری
Credit: NASA/JPL/Cornell University

حلقه‌ی داخلی هم که مانند حلقه‌ی اصلی از ذرات کوچک و تیره‌ی غبار تشکیل شده است و با شکل دونات-مانند خود به آن «هاله» (Halo) گفته می‌شود، بیش از ۲۰ هزار کیلومتر ضخامت دارد و توسط نیروهای الکترومغناطیسی ایجاد می‌شود که ذرات را از صفحه‌ی حلقه‌ی اصلی دور می‌کنند.

حلقه‌ی سوم اما با توجه شفافیت، به «حلقه‌ی گوسامر» (Gossamer Ring) معروف است و در واقع سه حلقه از بقایای میکروسکوپی سه قمر مشتری شامل «آمالتیا» (Amalthea)، «تبه» (Thebe) و «آدراستیا» (Adrastea) است. این حلقه احتمالا از ذرات غباری به اندازه‌ی ذرات موجود در دود سیگار تشکیل شده است و از فاصله‌ی ۳۰ هزار کیلومتری تا حدود ۱۲۹ هزار کیلومتری نسبت به مرکز سیاره امتداد دارد.

حلقه‌های مشتری در برخی نقاط تخت نیستند که مانند حلقه‌های زحل، ممکن است نشانه‌ای از برخورد دنباله‌دارها و سیارک‌ها به آن‌ها باشد.

سیاره مشتری چند قمر دارد؟

مشتری دارای ۷۹ قمر شگفت‌انگیز است که اغلب به نام خویشاوندان و فرزندان خدای رومی، ژوپیتر، نام‌گذاری شده‌اند. چهار قمر بزرگ مشتری به نام‌های آیو، اروپا، گانیمد و کالیستو توسط گالیلئو گالیله کشف شدند و به همین دلیل گاهی اوقات قمرهای گالیله‌ای نیز نامیده می‌شوند.

گانیمد بزرگ‌ترین قمر منظومه‌ی شمسی با ابعادی حتی بزرگ‌تر از سیاره‌ی عطارد و سیاره‌ی کوتوله پلوتو است. این قمر همچنین تنها قمر شناخته شده‌ای است که میدان مغناطیسی خاص خود را دارد؛ در سال ۲۰۲۱ بود که مأموریت جونو ناسا صدای مهیب آن را ثبت کرد. در همین سال هم بود که برای نخستین بار بخار آب در اتمسفر آن تشخیص داده شد. علاوه بر این گانیمد ممکن است دارای چندین لایه یخ و آب باشد که روی هم چیده شده‌اند. با چنین ویژگی‌های خاصی، این قمر هدف اصلی «کاوشگر اروپایی قمرهای یخی مشتری» (European Jupiter Icy Moons Explorer) یا «جویس» (JUICE) خواهد بود که قرار است در سال ۲۰۲۳ پرتاب شد و قرار است در سال ۲۰۳۰ به منظومه‌ی مشتری برسد.

قمرهای گالیله ای مشتری
Credit: NASA

آیو دیگر قمر مهم مشتری، فعال‌ترین جرم آتشفشانی در منظومه‌ی شمسی است. در حالی که این قمر دور مشتری می‌چرخد، گرانش زیاد مشتری باعث ایجاد جزر و مد در سطح جامد آن می‌شود که ارتفاع آن به ۱۰۰ متر هم می‌رسد و گرمای کافی برای تحریک آتشفشان‌ها ایجاد می‌کند. این آتشفشان‌ها در هر ثانیه بیش از یک تن ماده را در فضای اطراف آیو رها می‌کنند و به ایجاد امواج رادیویی عجیب از مشتری کمک می‌کنند. گوگردی که آتشفشان‌های آن در فضا می‌پاشند، ظاهری زرد و نارنجی لکه‌دار به آیو می‌دهد که باعث می‌شود برخی قرص آن را با پیتزای پپرونی مقایسه کنند!

اروپا اما یک قمر یخ زده است که بیشتر از یخ آب تشکیل شده و ممکن است اقیانوس مایعی را با دو برابر ذخیره‌ی آبی بیشتر نسبت به اقیانوس‌های زمین، زیر سطح خود پنهان کرده باشد. بخشی از این مایع، از قطب جنوبی اروپا به صورت توده‌های پراکنده بیرون می‌زند و در سال ۲۰۲۱ بود که تلسکوپ فضایی هابل، بخار آب بیشتری را بر فراز سطح اروپا مشاهده کرد. در این سال همچنین برای نخستین بار از قطب شمال اروپا عکس‌برداری شد و کشف آتشفشان‌های زیر آب، این امید را ایجاد کرد که اروپا می‌تواند میزبان حیات باشد.

مدار قمرهای مشتری
Credit: Roberto Molar-Candanosa, courtesy of Carnegie Institution for Science

ممکن است روزی ناسا با همکاری «اداره ملی اقیانوسی و جوی» (NOAA) و موسسه اقیانوس‌شناسی وودز هول، یک کاوشگر زیرسطحی خودران را برای کشف اقیانوس‌های پوشیده از یخ اروپا بفرستد. علاوه بر این، ماموریت «اروپا کلیپر» (Europa Clipper) ناسا هم که در اکتبر ۲۰۲۴ به فضا پرتاب شد، قرار است ۴۰ تا ۴۵ گذر نزدیک را برای بررسی شرایط سکونت در این قمر یخی انجام دهد.

دیگر قمر مشتری یعنی «کالیستو» در بین چهار قمر گالیله‌ای کمترین بازتاب نور یا «آلبدو» (Albedo) را دارد و این نشان می‌دهد که سطح آن ممکن است از سنگ تیره و بدون رنگ تشکیل شده باشد. به گفته‌ی ناسا، سطح پر از دهانه‌ی کالیستو که زمانی نسبت به دیگر قمرهای گالیله‌ای غیرجذاب محسوب می‌شد، ممکن است اقیانوسی مخفی را در دل خود پنهان کرده باشد.

کتاب نقشه آسمان شب اثر امیرحسین بختیاری انتشارات ایرانشناسی

۱۵۰,۰۰۰ تومان

مشاهده و خرید

کاوش سیاره مشتری

مأموریت جونو ناسا در سال ۲۰۱۶ با طول عمر در نظر گرفته شده حدود ۲۰ ماه در مدار به سیاره مشتری رسید، اما حتی پس از آن با تمدید مأموریت از سال ۲۰۲۲ تا ۲۰۲۵ هم‌چنان تصاویر زیبا، صدا و دیگر داده‌ها را برای بشر به ارمغان می آورد.

از نظر تاریخی، ۹ مأموریت به مطالعه‌ی مشتری پرداخته‌اند. هفت مأموریت «پایونیر ۱۰» (Pioneer 10)، «پایونیر ۱۱» (Pioneer 11)، «وویجر ۱» (Voyagers 1)، «وویجر ۲» (Voyagers 2)، «اولیس» (Ulysses)، «کاسینی» (Cassini) و «افق‌های نو» (New Horizons) از کنار سیاره گذر کرده‌اند و تنها دو مأموریت «گالیله» (Galileo) و «جونو» (Juno) به دور این سیاره چرخیده‌اند.

طرح گرافیکی گذر افق‌های نو از نزدیکی مشتری
Credit: NASA

پایونیر ۱۰ نشان داد که کمربند تشعشعی مشتری چقدر خطرناک است، در حالی که پایونیر ۱۱ داده‌هایی از لکه سرخ بزرگ و تصاویری نزدیک از مناطق قطبی مشتری ثبت کرد. دو کاوشگر وویجر ۱ و ۲ هم به اخترشناسان کمک کردند تا نخستین نقشه‌های دقیق را از قمرهای گالیله‌ای ایجاد کنند، حلقه‌های مشتری را کشف کردند، آتشفشان‌های گوگردی را در آیو آشکار ساختند و رعد و برق را در ابرهای این غول گازی تشخیص دادند. فضاپیمای اولیس کشف کرد که تأثیر باد خورشیدی بر مغناطیس‌کره‌ی مشتری بسیار بیشتر از چیزی است که پیش‌تر تصور می‌شد و افق‌های نو هم از مشتری و بزرگ‌ترین قمرهایش از فاصله‌ی نزدیک عکس‌برداری کرد.

نخستین مدارگرد مشتری، یعنی گالیله در سال ۱۹۹۵ به این سیاره رسید و کاوشگری را به سمت مشتری فرستاد تا نخستین اندازه‌گیری مستقیم جو سیاره را انجام دهد و مقدار آب و دیگر مواد شیمیایی را در آن‌جا اندازه بگیرد. پس از آن، فضاپیمای اصلی هشت سال را صرف مطالعه‌ی این سامانه کرد. هنگامی که سوخت آن کاهش یافت، فضاپیما عمدا به درون مشتری سقوط کرد تا هرگونه خطر آلودگی زمینی به قمر اروپا از بین برود چون این قمر ممکن است اقیانوسی زیرسطحی با امکان پشتیبانی از حیات داشته باشد.

طرحی گرافیکی از فضاپیمای گالیله در کنار مشتری و قمر آیو
Credit: NASA

هم‌اکنون فضاپیمای جونو، سیاره مشتری را از مدار قطبی مطالعه می‌کند تا بفهمد که این سیاره و بقیه‌ی منظومه‌ی شمسی چگونه شکل گرفته‌اند. پژوهشگران امیدوارند که چنین مأموریتی، چگونگی توسعه‌ی سیستم‌های سیاره‌ای فراخورشیدی را هم روشن کند. بر اساس داده‌های جونو، در حالی که نوارها و طوفان‌های مشتری از ارتفاعات جو تا اعماق سیاره امتداد دارند، هسته‌ی مشتری ممکن است بزرگ‌تر از چیزی باشد که دانشمندان انتظار داشتند. به گفته‌ی ناسا از بزرگ‌ترین موفقیت‌های جونو، همچنین می‌توان به رصد رعد و برق در مشتری، تشخیص آب در جو و اندازه‌گیری میدان‌های مغناطیسی ۱۰ برابر قوی‌تر از میدان‌های مغناطیسی زمین اشاره کرد.

اگرچه هیچ مأموریت اختصاصی به مشتری در حال انجام نیست، اما دو فضاپیمای اروپا کلیپر ناسا و کاوشگر قمرهای یخی مشتری آژانس فضایی اروپا قرار است قمرهای مشتری را مطالعه کنند. این غول گازی همچنین توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) مطالعه شده است. در برخی از این تصاویر، ساختار حلقه‌ی نازک مشتری و قمرهای آن شامل اروپا، تب و متیس، دیده می‌شوند.

چراغ خواب طرح سیاره مشتری کد v1

۶۴۰,۰۰۰ تومان

مشاهده و خرید

نقش مشتری در شکل‌گیری منظومه‌ی شمسی

مشتری به عنوان پرجرم‌ترین ساختار منظومه‌ی شمسی پس از خورشید، با گرانش بسیار زیاد خود، به شکل‌گیری همسایگی ما در فضا کمک کرده است و از سویی برآورد می‌شود که قدیمی‌ترین سیاره در منظومه‌ی ماست. طبق مقاله‌ای که در سال ۲۰۰۵ در نشریه‌ی «نیچر» (Nature) منتشر شد، گرانش مشتری مسؤول دور کردن نپتون و اورانوس و تعداد زیادی از اجرام کوچک‌تر مانند سیارک‌ها از خورشید است. این مقاله نظریه‌ای از «تبارشناسی سیاره‌ای» به نام «مدل نیس» (Nice Model) ایجاد کرد که به نام شهر فرانسوی که در آن توسعه یافت، نامگذاری شده است. بر اساس این مدل، مشتری و دیگر غول‌های گازی همچنین در بمباران سیاره‌ی جوان زمین و هم‌نوعان نزدیکش با بقایای فضایی نقش داشتند.

طرحی گرافیکی از شکل‌گیری مشتری در منظومه شمسی
Credit: Lawrence Livermore National Laboratory

امروزه اما مشتری به جلوگیری از برخورد سیارک‌ها و دنباله‌دارها به زمین کمک و از سیارات درونی با عملی که تحت عنوان «جاروبرقی منظومه‌ی شمسی» شناخته می‌شود، محافظت می‌کند. گرانش شدید این سیاره می‌تواند مانند برخورد تماشایی شومیکر-لوی در سال ۱۹۹۴ میلادی اجرام کوچک‌تر را به سمت خود بکشد یا آن‌ها را به طور کامل از منظومه‌ی شمسی خارج کند. با این حال همین گرانش هنوز هم گاهی می‌تواند برخی از اجرام را به سمت سیارات درونی شتاب دهد.

حیات روی مشتری

جو مشتری با پیشروی در عمق، گرم‌تر می‌شود و در ارتفاعی که فشار اتمسفر حدود ۱۰ برابر بیشتر از جو زمین است، به نزدیک دمای اتاق یا ۲۱ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسد. به گمان دانشمندان اگر مشتری هر شکلی از حیات داشته باشد، باید در این سطح و در هوا وجود داشته باشد. از لحاظ نظری، یک مطالعه در سال ۲۰۲۱ نشان داد که آب کافی برای پشتیبانی از حیات در مشتری وجود دارد. با این حال، پژوهشگران هنوز هیچ نشانه‌ای از حیات در مشتری پیدا نکرده‌اند.

قمرهای مشتری اما داستان متفاوتی دارند. به ویژه اروپا می‌تواند میزبان اقیانوسی پنهان باشد که در برابر تشعشعات محافظت می‌شود و ممکن است جایی در آن آب‌ها، حیات بیگانه شناور باشد.

طرحی گرافیکی از ابرهای آشفته‌ی مشتری بر پایه‌ی داده‌های دوربین فضاپیمای جونو
Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt/Heidi N. Becker/Koji Kuramura

عجایب سیاره مشتری

سیاره مشتری شگفتی‌های بسیاری دارد که آن را چه برای مطالعه و چه برای رصد به سوژه‌ای جذاب تبدیل کرده است. اما زمانی که صحبت از عجایب مشتری می‌شود، نمی‌توان چند مورد خاص را بیان نکرد.

لکه سرخ بزرگ: طوفانی بی‌پایان

با این که زیاد از آن صحبت شده اما قطعا همچنان یکی از شگفت‌انگیزترین ویژگی‌های سیاره مشتری، لکه سرخ بزرگ آن است که طوفانی غول‌پیکر و قدیمی در جو این سیاره محسوب می‌شود. این طوفان برای اولین بار در قرن هفدهم میلادی گزارش شده و هنوز هم فعال است. این لکه که ابعادی بزرگ‌تر از زمین دارد، با رنگ قرمز و نارنجی خود به یکی از نمادهای برجسته‌ی منظومه شمسی تبدیل شده است. دلیل رنگ قرمز این طوفان به ترکیبات شیمیایی موجود در ابرهای بالایی آن نسبت داده می‌شود.

میدان مغناطیسی فوق‌العاده قوی

مشتری دارای قوی‌ترین میدان مغناطیسی در بین تمام سیارات منظومه‌ی شمسی است. این میدان مغناطیسی عظیم از جریان‌های هیدروژن فلزی در لایه‌های میانی جو مشتری سرچشمه می‌گیرد و شعاع آن تا میلیون‌ها کیلومتر در فضا امتداد پیدا می‌کند. این ویژگی، کمربندهای تابشی بسیار شدیدی ایجاد می‌کند که می‌توانند هر فضاپیمایی را که به مشتری نزدیک شود، تحت تأثیر قرار دهند.

میدان مغناطیسی مشتری
Credit: ESA/ATG medialab

قمر اروپا: اقیانوسی زیر سطح یخی

قمر اروپا مشتری، از جذاب‌ترین مکان‌های منظومه‌ی شمسی برای بررسی امکان وجود حیات است. سطح آن از یخ پوشیده شده است، اما طبق شواهد زیر این پوسته‌ی یخی، یک اقیانوس مایع وجود دارد. احتمالا حرارت ناشی از جزر و مدهای گرانشی مشتری، این اقیانوس را در فاز مایع نگه می‌دارد و ممکن است در چنین محیطی، شرایط مناسب برای حیات میکروبی وجود داشته باشد.

سرعت چرخش فوق‌العاده سریع

با وجود ابعاد بسیار زیاد، مشتری سریع‌ترین سیاره در چرخش به دور خود، در منظومه‌ی شمسی است و یک روز آن فقط حدود ۱۰ ساعت طول می‌کشد. این سرعت چرخش بالا باعث شده که سیاره به شکل یک کره‌ی تخم‌مرغی-شکل دیده شود. چنین سرعتی همچنین طوفان‌های عظیم و بادهای شدید در جو مشتری ایجاد می‌کند که نقش مهمی در شکل‌دهی به نوارهای رنگی زیبا و متنوع آن دارند.

جریان‌های جت جوی

در مشتری پیوسته بادهای بسیار شدیدی جریان دارد. جریان‌های جت در جو مشتری بادهای پایدار و قدرتمندی هستند که در عرض‌های جغرافیایی مختلف سیاره حرکت می‌کنند و عامل شکل‌گیری نوارهای تاریک و روشن روی سطح این سیاره هستند. این جریان‌ها که در جهت‌های مخالف هم جریان دارند، مرز بین نوارهای جوی را مشخص می‌کنند و می‌توانند سرعتی بالغ بر صدها کیلومتر در ساعت داشته باشند. علت شکل‌گیری آن‌ها ترکیبی از گرمای داخلی سیاره و چرخش سریع آن است که اثر کوریولیس را تقویت کرده و جریان‌های موازی با خط استوا ایجاد می‌کند.

جریان‌های جت مشتری به اندازه‌ای قوی هستند که در سرتاسر محیط این سیاره امتداد پیدا می‌کنند.
Credit: NASA

وجود چنین جریان‌هایی تفاوت‌های شیمیایی و دمایی نوارهای روشن‌تر یا «مناطق» (Zones) و تیره‌تر یا «کمربندها» (Belts) را مشخص‌تر می‌کند. مشاهدات مأموریت‌هایی مانند جونو نشان داده‌اند که این جریان‌ها تا اعماق زیادی در جو مشتری نفوذ می‌کنند و ساختاری بسیار پیچیده دارند.

عکس سیاره مشتری

تا کنون عکس‌های بسیاری از سیاره‌ی مشتری چه توسط تلسکوپ‌های زمینی و چه مأموریت‌های مختلف فضایی ثبت شده است اما در این میان چند عکس شاخص وجود دارند که نه فقط از دیدگاه زیبایی شناختی، بلکه از نظر داده‌های علمی هم بسیار غنی هستند و در مرور همه‌ی آنچه راجع به مشتری باید بدانیم، نمی‌توان از آن‌ها گذشت.

لکه سرخ بزرگ (وویجر ۱، ۱۹۷۹ میلادی)

لکه سرخ بزرگ از نگاه وویجر
Credit: NASA

فضاپیمای ویجر ۱ یکی از اولین تصاویر نزدیک را از لکه سرخ بزرگ سیاره مشتری ثبت کرد و جزئیات این طوفان عظیم را که صدها سال ادامه داشته است، به نمایش گذاشت. ابرهای چرخان و ساختارهای پیچیده‌ی اتمسفر مشتری در این تصویر به خوبی دیده می‌شوند و می‌توان گفت که این عکس به شناخت بهتر پویایی این محیط کمک زیادی کرد.

نمای نزدیک (کاسینی، ۲۰۰۰)

مشتری از نگاه کاسینی
Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

در سال ۲۰۰ بود که فضاپیمای کاسینی هنگام عبور از کنار سیاره مشتری به مقصد زحل، تصویری بی‌نظیر از تمام سطح این غول گازی ثبت کرد. این عکس ساختار لایه‌های جوی و جریان‌های جت این سیاره را به‌خوبی نمایش داد و اطلاعات ارزشمندی برای مطالعات بعدی درباره‌ی سیارات گازی فراهم کرد.

نگاه نزدیک قطبی (جونو، ۲۰۱۶)

قطب جنوب مشتری از نگاه جونو
Credit: NASA/SwRI/MSSS/Matt Brealey

برای نخستین بار مأموریت جونو بود که تصاویری از قطب‌های مشتری ثبت کرد و طوفان‌های نامنظم و چینش هندسی گردبادهای قطبی آن را به نمایش گذاشت. این تصاویر مدلی کاملا متفاوت از اتمسفر مشتری ارائه کردند و باعث آشکار شدن ابعاد جدید از این سیاره شدند.

پرتره مشتری (هابل، ۲۰۱۹)

پرتره هابل از مشتری
Credit: NASA/SwRI/MSSS/Matt Brealey

تلسکوپ فضایی هابل، متخصص ثبت تصاویر شاخص و ماندگار از اجرام فضایی است. این تلسکوپ نمادین در سال ۲۰۱۹ تصویری دقیق از مشتری ثبت کرد که نوارهای رنگارنگ ابرها و لکه‌ی سرخ بزرگ آن را با وضوح بالا به نمایش می‌گذارد. تغییرات جوی، لایه‌های فشاری مختلف و ابرهای یخی آمونیاک در این تصویر به خوبی قابل تشخیص هستند و بینشی عالی درباره‌ی سیستم‌های آب‌وهوایی مشتری ارائه می‌دهد.

نگاه فروسرخ (جیمز وب، ۲۰۲۲)

مشتری در طیف فروسرخ از نگاه جیمز وب
Credit: NASA/SwRI/MSSS/Matt Brealey

در سال ۲۰۲۲، تلسکوپ فضایی جیمز وب هم تصویری بی‌سابقه از مشتری ثبت کرد که این سیاره را در طیف فروسرخ (مادون قرمز) نشان می‌دهد. این تصویر ساختارهای مختلف، از جمله حلقه‌های نازک مشتری، لکه‌های طوفانی کوچک‌تر و حتی شفق‌های قطبی را با جزئیاتی شگفت‌انگیز به نمایش می‌گذارد. این عکس به شناخت بیشتر درباره‌ی فرآیندهای دینامیکی در جو و میدان مغناطیسی این سیاره کمک زیادی کرد.

غول شاخص منظومه‌ی شمسی

سیاره مشتری، به‌عنوان بزرگ‌ترین جرم منظومه شمسی پس از خورشید، نمادی از عظمت و شگفتی‌های محیط کیهانی ماست که با ویژگی‌های شاخص خود از جمله لکه سرخ بزرگ، جریان‌های جت جوی، و قمرهای بسیار، جذابیت زیادی هم برای دانشمندان و هم دیگر علاقه‌مندان به نجوم دارد. مطالعات انجام‌شده به کمک مأموریت‌های فضایی مانند جونو، وویجر و هابل، اطلاعات ارزشمندی درباره‌ی ویژگی‌های این سیاره آشکار کرده است اما هنوز رازهای زیادی از این سیاره باقی مانده و نیاز به کاوش عمیق‌تر در ابرهای متلاطم آن را دارد. این تلاش‌ها نه تنها به درک بهتری از این سیاره می‌انجامد، بلکه راهی برای شناخت بهتر روند تکامل منظومه‌ی شمسی و سیارات فراخورشیدی است و هر کشف جدید درباره‌ی آن، مرزهای علم را گسترش می‌دهد.

عکس کاور: سایه گانیمد روی مشتری از نگاه هابل
Credit: NASA/ESA

منابع: Space, NASA, SciTechDaily, Space Center

تلسکوپ شکستی مدل Celestial Body Accidence

۷۸۰,۰۰۰

تومان

تلسکوپ زیتازی مدل F30070M

۳,۳۸۰,۰۰۰

تومان

خرید تلسکوپ از دیجی‌کالا

مشاهده همه