تبلیغات
فیزیک و مکانیک کیهان (فضا) - کمر بند گویپر

فیزیک و مکانیک کیهان (فضا)

سرگذشت جهان

کمربند گویپر : اخترشناس هلندی تبار، جرارد کویپر بر پایهٔ مدار برخی از دنباله دارهای شناخته شده و وجود اجرامی مانند سیاره کوتوله پلوتون باور داشت که کمربندی از اجرام دنباله دار مانند در ورای مدار نپتون وجود دارند. ۲۰ سال پس از مرگ او نخستین جرم کمربند کویپر در فاصله ۴۲ واحد نجومی از خورشید شناخته شد. این جرم به قطر ۲۴۰ کیلومتر با نام ۱۹۹۲QB۱ نامگذاری شد.

از آن زمان تا کنون بیش از ۸۰۰ جرم دیگر در کمربند کویپر یافته شده‌است. گمان می‌شود حداقل ۳۵۰۰۰ جهان یخ زده با قطری بیش از ۱۰۰ کیلومتر در این منطقه وجود داشته باشند و شاید ده‌ها بار بیش از این، اجرام کوچک‌تری در کمربند کویی پر پنهان از دید ما باشند. کل جرم موجود در کمربند کویپر باید چند صد برابر جرم موجود در کمربند سیارک‌ها که در میان مدار مریخ و مشتری است باشد.
از جمله اجسامی که در این کمربند هستند می‌توان اریس و پلوتون را نام برد.


این اجرام یخی هر از چند مدتی تحت تاثیر گرانش سیارات بزرگ منظومه شمسی بویژه مشتری به مناطق درونی منظومه رانده شده وبخاطر نور وحرارت خورشید شروع به بخار شدن کرده و مانند دنباله دار در آسمان ظاهر می شوند.در سال ١٩٩٢ اخترشناسان نقطه سرخ رنگ کوچکی را در ۴٢ واحد نجومی خورشید تشخیص دادند؛ اولین جرم دیده شده در کمربند کوییپر. از آن سال تاکنون بیش از ١٠٠٠ جرم در این کمربند شناخته شده است. اجرام کمربند کوییپر بسیار دور هستند و به همین علت اندازه گیری ابعادآنها کاری دشوار است.
معرفی چند عدد از اجرام واقع در کمربند کوییپر

Quaoar (2002 LM60)

یکی از بزرگترین اجرام کمربند کوییپر است. Quaoar، تقریبا در ۶.١ میلیارد کیلومتری مدار پلوتون (حدود ۴٢ واحد نجومی)، هر ٢٨٨ سال یکبار گرد خورشید می گردد. در سال ١٩٨٠ از این جرم عکس برداری شده بود اما تا سال ٢٠٠٢ که مایک براون و همکارانش از کَلتِک در پاسادنا آن را کشف کردند، از اجرام کوییپر به حساب نمی آمد.

قطر Quaoar تقریبا ١٢۵٠ کیلومتر، برابر قمر پلوتون، کارون، است. پس از کشف پلوتون در سال ١٩٣٠ (و قمرش کارون در سال ١٩٧٨) تا سال گذشته که سیاره کوتوله اریس یا UB313 کشف شد، جرمی بزرگتر از Quaoar کشف نشده بود. در حقیقت این جرم بزرگ از به هم پیوستن ۵٠٠٠٠ سیارک، به وجود آمده است. مجموع این اجرام حجمی برابر Quaoar خواهند داشت.

جرم بزرگتری از کمربند کوییپر (2004 DW که اکنون Orcus نامیده می شود) در فاصله ۴۵ واحد نجومی از خورشید کشف شد.

2005 FY9 یا ماکه ماکه (MAKEMAKE)

جرم بسیار بزرگی از کمربند کوییپر است که در ٣١ مارچ ٢٠٠۵ ، گروه مایک براون آن را کشف کرد. کشف آن در ٢٩ جولای ٢٠٠۵ همزمان با دو جرم بزرگ دیگر در کمربند کوییپر، 2003 EL61 و 2003 UB 313، که اکنون اِریس نامیده می شود، اعلام شد. در ابتدا به نظر می رسید قطری برابر ۵٠ % تا ٧۵ % پلوتون داشته باشد. از نظر اندازه مشابه 2003 EL61 است، ولی پرنور تر از آن. پس از UB313 و پلوتون، بزرگترین جرم منظومه شمسی به شمار می آید. این جرم هر ٣٠٨ سال یک بار به دور خورشید می گردد. مانند پلوتون، مداری کشیده دارد و با صفحه مدار سیارات منظومه شمسی نیز زاویه زیادی دارد.

2003 EL61

2003 EL61 یکی دیگر از اجرام کمربند کوییپر است که مایک براون و گروهش از کَلتِک، آن را کشف کردند. این جرم در منطقه ای آن سوی مدار نپتون است؛ جایی که پلوتون و خرده سیاره های بزرگ Orcus و Quaoar، 2005 FY9 و سیاره کوتوله 2003 UB313 در میان سایر اجرام، قرار دارند. 2003 EL61، پس از پلوتون و 2005 FY9 پرنورترین جرم این منطقه است. این جرم آنقدر پرنور است که با تلسکوپ های خوب آماتوری و مجهز به دوربین های سی سی دی، می توان آن را دید. در کنار درخشان بودن 2003 EL61 ، این جرم، از نمونه های دسته ای از اجرام کمربند کوییپر به نام “اجرام پراکنده کمربند کوییپر” است. این اجرام به این علت “پراکنده” نامیده می شوند که تصور می شود اجرامی باشند که زمانی با نپتون تماس نزدیک داشته اند و گرانش نپتون مدار آنها را بسیار کشیده و پراکنده کرده باشد. جرم 2003 EL61 ، ٣٢ % جرم پلوتون است.

سِدنا

در ماه مارچ ٢٠٠۴ ، اخترشناسان اعلام کردند سیاره جدیدی یا خرده سیاره ای، در فاصله ای بسیار دور، در سردترین مناطق منظومه شمسی، کشف کرده اند. در ابتدا، مایک براون، همراه با دکتر چاد تروجیلو از رصدخانه جِمینی در هاوایی و دیوید رابینوویتز از دانشگاه یِل، این “خرده سیاره” را در ١۴ نوامبر ٢٠٠٣ ، با تلسکوپ ۴٨ اینچ ساموئل اُشین در رصدخانه پالومار در نزدیکی سَن دیِگو، کشف کردند. در روزهای بعد، جرم جدید با تلسکوپهایی در شیلی، اسپانیا، آریزونا و هاوایی و کمی پس از آن، با تلسکوپ فضایی اسپیتزر رصد شد.

خرده سیاره 2003 VB12

که به نام خدای مردمان اسکیمو که در زیر آبهای اقیانوس شمالی زندگی می کند، سِدنا، نامیده شد، مدت کوتاهی، در دوره تناوب ١٠۵٠٠ ساله خود، به خورشید نزدیک شده بود. سدنا حدود یک چهارم تا سه هشتم قطر پلوتون است. سدنا در دورترین نقطه مدارش، ١٣٠ میلیارد کیلومتر از خورشید فاصله دارد؛ که حدود ٨۶ واحد نجومی می شود؛ ای فاصله را با فاصله نپتون، ٣٠واحد نجومی، و پلوتون، ٣٩ واحد نجومی، مقایسه کنید.

کاشفان سدنا، این جرم را از اجرام داخلی ابر اورت معرفی کردند، زیرا هیچ گاه وارد کمربند کوییپر نشد. سدنا هیچ گاه از ٧۶ واحد نجومی به خورشید نزدیک تر نشد. سدنا، جرم بسیار عجیبی است؛ هیچ کس تصور نمی کرد در فضای خالی بین ابر اورت و کمربند کوییپر چنین جرمی پیدا شود. شاید ابر اورت بیشتر از آنچه تصور می شد گسترده باشد، یا شاید سدنا جرمی از اوایل پیدایش منظومه شمسی باشد که بین کمربند کوییپر و ابر اورت گرفتار شده است. از دیگر ویژگی های جالب سدنا، می توان رنگ سرخ و اندازه آن را نام برد؛ پس از مریخ، سدنا سرخ ترین جرم منظومه شمسی است. با قطری که حدود سه چهارم پلوتون تخمین زده می شود، از زمان کشف پلوتون در سال ١٩٣٠ و تا پیش از کشف اریس، بزرگترین جرم کشف شده منظومه شمسی است. سدنا در دوردست های منظومه شمسی، در سردترین منطقه منظومه که دمای آن هیچ گاه به بالای منفی ٢۴٠ درجه سانتی گراد نمی رسد، قرار دارد. سدنا در دورترین نقطه مدارش، ١٣٠ میلیارد کیلومتر از خورشید فاصله دارد. این فاصله ٩٠٠ برابر فاصله میانگین زمین تا خورشید است.

دانشمندان هنگامی که متوجه شدند حتی تلسکوپ فضایی اسپیتزر نیز نمی تواند گرمای ساطع شده از این جرم سرد و دور را ثبت کند، اعلام کردند باید اندازه ای کوچکتر از پلوتون داشته باشد. با جمع آوری همه داده ها، براون اندازه سدنا را بین پلوتون و Quaoar ، خرده سیاره ای که همین گروه آن را در سال ٢٠٠٢ کشف کرده بود، تخمین زد. تا زمان کشف سدنا، Quaoar بزرگترین جرم شناخته شده در آنسوی پلوتون بود.


کمربند کوییپر

پرونده:GerardKuiper.jpg
جرارد کوییپر
کمربند کوییپر و مدار یک دنباله دار فرضی

اخترشناس هلندی تبار، جرارد کوییپر بر پایهٔ مدار برخی از دنباله دارهای شناخته شده و وجود اجرامی مانند سیاره کوتوله پلوتو (پلوتون) باور داشت که کمربندی از اجرام دنباله دار مانند در ورای مدار نپتون وجود دارند. ۲۰ سال پس از مرگ او نخستین جرم کمربند کوییپر در فاصله ۴۲ واحد نجومی از خورشید شناخته شد. این جرم به قطر ۲۴۰ کیلومتر با نام ۱۹۹۲QB۱ نامگذاری شد.

از آن زمان تا کنون بیش از ۸۰۰ جرم دیگر در کمربند کویپر یافته شده‌است. گمان می‌شود حداقل ۳۵۰۰۰ جهان جرم با قطری بیش از ۱۰۰ کیلومتر در این منطقه وجود داشته باشند و شاید ده‌ها بار بیش از این، اجرام کوچک‌تری در کمربند کوییپر پنهان از دید ما باشند. کل جرم موجود در کمربند کویپر باید چند صد برابر جرم موجود در کمربند سیارکی که در میان مدار مریخ و مشتری است باشد.

از جمله اجسامی که در این کمربند هستند می‌توان اریس و پلوتو (پلوتون) را نام برد.

کمربند کوییپر (Kuiper belt) که بعضی مواقع Edgeworth–Kuiper belt نیز نامیده می‌شود، منطقه‌ای از منظومه شمسی دورتر از سیارات است که از مدار نپتون (فاصله 30 واحد نجومی) آغاز می‌شود و تا فاصله حدود 50 واحد نجومی از خورشید ادامه دارد.

این کمربند شبیه کمربند سیارک‌هاست البته بسیار بزرگتر است: 20 برابر پهن‌تر و 20 تا 200 برابر پر جرم‌تر. کمربند کوییپر مانند کمربند سیارک‌ها عمدتا شامل تکه‌های کوچک یا باقی‌مانده از تشکیل منظومه شمسیاست. در حالی که کمربند سیارک‌ها بیشتر از سنگ، یخ و فلز تشکیل شده است، کمربند کوییپر عمدتا حاوی مواد یخ زده مانند متان، آمونیاک و آب است.

کمربند کلاسیک (با خروج از مرکز کم) حداقل خانه‌ی سه سیاره‌ی کوتوله پلوتو (Pluto)، هائومیا (Haumea) و ماکی ماکی (Makemake) است. به نظر می‌رسد که منشا بعضی از قمرهای منظومه شمسی مانند تریتون (بزرگترین قمر نپتون) و فیبی (قمر زحل) از این منطقه است.

از سال 1992 که کمربند کوییپر کشف شد، تعداد اجرام شناخته شده‌ی آن به بیش از هزار عدد افزایش پیدا کرده است. تخمین زده می‌شود که بیش از 70000 جرم با قطر بیش از 100 کیلومتر در کمربند کوییپر وجود دارد.

در ابتدا تصور می‌شد که کمربند کوییپر مخزن اصلی دنباله‌دارهای دوره‌ای است که دوره تناوب آنها به دور خورشید کمتر از 200 سال طول می‌کشد. هرچند مطالعات از اواسط دهه 90 نشان داده است که کمربند کلاسیک از نظر دینامیکی پایدار است، و منشا واقعی دنباله‌دارها، دیسک پراکنده (scattered disc) است؛ منطقه‌ی فعال دینامیکی که 4.5 میلیارد سال پیش از حرکت رو به بیرون نپتون به وجود آمده است. اجرام دیسک پراکنده مانند اریس (Eris) دارای مدارهای به شدت کشیده‌ای هستند که فاصله آن‌ها را تا حدود 100 واحد نجومی از خورشید افزایش می‌دهد.

اگر از دیسک پراکنده صرف‌ نظر شود، پلوتون بزرگترین شی شناخته شده کمربند کوییپر است. پلوتون قبلا به عنوان سیاره شناخته می‌شد اما با توجه به موقعیت آن به عنوان بخشی از کمربند کوییپر، آن را به عنوان سیاره کوتوله طبقه‌بندی می‌کنند. پلوتون از نظر ترکیب بسیار شبیه اجزای کمربند کوییپر است و دوره تناوب مداری آن شاخص بخشی از اجرام کمربند کوییپر است که به آن ها پلوتونی‌ها (plutinos) می‌گویند. به خاطر شهرت پلوتو چهار سیاره کوتوله‌ی پذیرفته شده‌ی خارج از مدار نپتون پلوتویید (plutoids) نامیده می‌شوند.

کمربند کوییپر نباید با ابر اوورت (Oort cloud) که فاصله‌اش هزاران بار بیشتر است اشتباه گرفته شود. اجزای کمربند کوییپر همراه با اجزای دیسک پراکنده و هر عضوی از ابر هیل (Hills cloud) یا اورت، اجسام فرا نپتونی (Trans-Neptunian_object) نامیده می‌شوند.


حلقه ای قرص مانند از اجرام که در ماورای مدار نپتون در فاصله ۳۰ تا۴۰ واحدنجومی وتقریبا در صفحه منظومه شمسی بدور خورشید می چرخند(توجه داشته باشید که منطقه ابر اورت منطقه ای کروی است).این اجرام  از مواد یخی تشکیل شده و منشا اصلی دنباله دارها با دوره تناوب کوتاه(با دوره تناوب کمتر از ۲۰۰ سال) به شمار می رونددرحالیکه ابر اورت منشاءدنباله دارهای با دوره بلند است.تصور بر این است که گروهی از سیارکها با نام سیارکهای سنتور که مدار آنها بین مشتری ونپتون است نیزتحت تاثیر سیاره نپتون احتمالا به این منطقه آمده باشند.اگر این سیارکهای یخی به مناطق درونی منظومه شمسی نزدیک شوند میتوانند به دنباله دارهایی فوق العاده درخشان تبدیل شوند. حلقه های مشابه کوییپر تا به حال در اطراف ۹ ستاره تشخیص داده شده اند .وجود این حلقه ها ارتباط مستقیمی با تشکیل سیارات در یک منظومه ی ستاره ای دارد.وجود لبه های تیز بیرونی در یک کمربند باریک (مانند کمربند کوییپر) نشان دهنده ی وجود همدمی ستاره مانند برای ستاره ی اصلی است که به طور مداوم ، لبه ی بیرونی کمربند را تمیز می کند.درست مانند تاثیر اقمار بر لبه های حلقه های زحل و اورانوس.این اجرام یخی هر از چند مدتی تحت تاثیر گرانش سیارات بزرگ منظومه شمسی بویژه مشتری به مناطق درونی منظومه رانده شده وبخاطر نور وحرارت خورشید شروع به بخار شدن کرده و مانند دنباله دار در آسمان ظاهر می شوند.در سال ١٩٩٢ اخترشناسان نقطه سرخ رنگ کوچکی را در ٤٢ واحد نجومی خورشید تشخیص دادند؛ اولین جرم دیده شده در کمربند کوییپر. از آن سال تاکنون بیش از ١٠٠٠ جرم در این کمربند شناخته شده است. اجرام کمربند کوییپر بسیار دور هستند و به همین علت اندازه گیری ابعادآنها کاری دشوار است. اندازه ای که برای آنها تخمین زده می شود، به ارتباط میان میزان درخشندگی سطحی آنها و اندازه شان وابسته است. برای اندازه گیری اندازه بنابر میزان درخشندگی، دانشمندان درصد بازتاب نور خورشید را از سطح جرم اندازه می گیرند، به این عدد ضریب بازتاب سطحی (آلبدو) می گویند.


معرفی چند عدد از اجرام واقع در کمربند کوییپر

Quaoar (2002 LM60) یکی از بزرگترین اجرام کمربند کوییپر است. Quaoar، تقریبا در ٦.١ میلیارد کیلومتری مدار پلوتون (حدود ٤٢ واحد نجومی)، هر ٢٨٨ سال یکبار گرد خورشید می گردد. در سال ١٩٨٠ از این جرم عکس برداری شده بود اما تا سال ٢٠٠٢ که مایک براون و همکارانش از کَلتِک در پاسادنا آن را کشف کردند، از اجرام کوییپر به حساب نمی آمد.

قطر Quaoar تقریبا ١٢٥٠ کیلومتر، برابر قمر پلوتون، کارون، است. پس از کشف پلوتون در سال ١٩٣٠ (و قمرش کارون در سال ١٩٧٨) تا سال گذشته که سیاره کوتوله اریس یا UB313 کشف شد، جرمی بزرگتر از Quaoar کشف نشده بود. در حقیقت این جرم بزرگ از به هم پیوستن ٥٠٠٠٠ سیارک، به وجود آمده است. مجموع این اجرام حجمی برابر Quaoar خواهند داشت.

جرم بزرگتری از کمربند کوییپر (2004 DW که اکنون Orcus نامیده می شود) در فاصله ٤٥ واحد نجومی از خورشید کشف شد.

2005 FY9 یا ماکه ماکه (MAKEMAKE)جرم بسیار بزرگی از کمربند کوییپر است که در ٣١ مارچ ٢٠٠٥ ، گروه مایک براون آن را کشف کرد. کشف آن در ٢٩ جولای ٢٠٠٥ همزمان با دو جرم بزرگ دیگر در کمربند کوییپر، 2003 EL61 و 2003 UB 313، که اکنون اِریس نامیده می شود، اعلام شد. در ابتدا به نظر می رسید قطری برابر ٥٠ % تا ٧٥ % پلوتون داشته باشد. از نظر اندازه مشابه 2003 EL61 است، ولی پرنور تر از آن. پس از UB313 و پلوتون، بزرگترین جرم منظومه شمسی به شمار می آید. این جرم هر ٣٠٨ سال یک بار به دور خورشید می گردد. مانند پلوتون، مداری کشیده دارد و با صفحه مدار سیارات منظومه شمسی نیز زاویه زیادی دارد.

2003 EL61

2003 EL61 یکی دیگر از اجرام کمربند کوییپر است که مایک براون و گروهش از کَلتِک، آن را کشف کردند. این جرم در منطقه ای آن سوی مدار نپتون است؛ جایی که پلوتون و خرده سیاره های بزرگ Orcus و Quaoar، 2005 FY9 و سیاره کوتوله 2003 UB313 در میان سایر اجرام، قرار دارند. 2003 EL61، پس از پلوتون و 2005 FY9 پرنورترین جرم این منطقه است. این جرم آنقدر پرنور است که با تلسکوپ های خوب آماتوری و مجهز به دوربین های سی سی دی، می توان آن را دید. در کنار درخشان بودن 2003 EL61 ، این جرم، از نمونه های دسته ای از اجرام کمربند کوییپر به نام "اجرام پراکنده کمربند کوییپر" است. این اجرام به این علت "پراکنده" نامیده می شوند که تصور می شود اجرامی باشند که زمانی با نپتون تماس نزدیک داشته اند و گرانش نپتون مدار آنها را بسیار کشیده و پراکنده کرده باشد. جرم 2003 EL61 ، ٣٢ % جرم پلوتون است.

سِدنا

در ماه مارچ ٢٠٠٤ ، اخترشناسان اعلام کردند سیاره جدیدی یا خرده سیاره ای، در فاصله ای بسیار دور، در سردترین مناطق منظومه شمسی، کشف کرده اند. در ابتدا، مایک براون، همراه با دکتر چاد تروجیلو از رصدخانه جِمینی در هاوایی و دیوید رابینوویتز از دانشگاه یِل، این "خرده سیاره" را در ١٤ نوامبر ٢٠٠٣ ، با تلسکوپ ٤٨ اینچ ساموئل اُشین در رصدخانه پالومار در نزدیکی سَن دیِگو،  کشف کردند. در روزهای بعد، جرم جدید با تلسکوپهایی در شیلی، اسپانیا، آریزونا و هاوایی و کمی پس از آن، با تلسکوپ فضایی اسپیتزر رصد شد.

خرده سیاره 2003 VB12، که به نام خدای مردمان اسکیمو که در زیر آبهای اقیانوس شمالی زندگی می کند، سِدنا، نامیده شد، مدت کوتاهی، در دوره تناوب ١٠٥٠٠ ساله خود، به خورشید نزدیک شده بود. سدنا حدود یک چهارم تا سه هشتم قطر پلوتون است. سدنا در دورترین نقطه مدارش، ١٣٠ میلیارد کیلومتر از خورشید فاصله دارد؛ که حدود ٨٦ واحد نجومی می شود؛ ای فاصله را با فاصله نپتون، ٣٠واحد نجومی، و پلوتون، ٣٩ واحد نجومی، مقایسه کنید.

کاشفان سدنا، این جرم را از اجرام داخلی ابر اورت معرفی کردند، زیرا هیچ گاه وارد کمربند کوییپر نشد. سدنا هیچ گاه از ٧٦ واحد نجومی به خورشید نزدیک تر نشد. سدنا، جرم بسیار عجیبی است؛ هیچ کس تصور نمی کرد در فضای خالی بین ابر اورت و کمربند کوییپر چنین جرمی پیدا شود. شاید ابر اورت بیشتر از آنچه تصور می شد گسترده باشد، یا شاید سدنا جرمی از اوایل پیدایش منظومه شمسی باشد که بین کمربند کوییپر و ابر اورت گرفتار شده است. از دیگر ویژگی های جالب سدنا، می توان رنگ سرخ و اندازه آن را نام برد؛ پس از مریخ، سدنا سرخ ترین جرم منظومه شمسی است. با قطری که حدود سه چهارم پلوتون تخمین زده می شود، از زمان کشف پلوتون در سال ١٩٣٠ و تا پیش از کشف اریس، بزرگترین جرم کشف شده منظومه شمسی است. سدنا در دوردست های منظومه شمسی، در سردترین منطقه منظومه که دمای آن هیچ گاه به بالای منفی ٢٤٠ درجه سانتی گراد نمی رسد، قرار دارد. سدنا در دورترین نقطه مدارش، ١٣٠ میلیارد کیلومتر از خورشید فاصله دارد. این فاصله ٩٠٠ برابر فاصله میانگین زمین تا خورشید است.

دانشمندان هنگامی که متوجه شدند حتی تلسکوپ فضایی اسپیتزر نیز نمی تواند گرمای ساطع شده از این جرم سرد و دور را ثبت کند، اعلام کردند باید اندازه ای کوچکتر از پلوتون داشته باشد. با جمع آوری همه داده ها، براون اندازه سدنا را بین پلوتون و Quaoar ، خرده سیاره ای که همین گروه آن را در سال ٢٠٠٢ کشف کرده بود، تخمین زد. تا زمان کشف سدنا، Quaoar بزرگترین جرم شناخته شده در آنسوی پلوتون بود.

مدل نیس نشان می گوید، اجرام در كمربند پهن شده كویپر در نتیجه تقابل با شدت مهاجرت نپتون به محل امروزی خود قرار گرفته اند. در واقع این مدل ادعا میكند كه كمربند كویپر در گذشته به مراتب پر جمعیت تر و نزدیكتر به خورشید قرار داشت كه فاصله لبه های بیرونی آن از خورشید 30 واحد نجومی بود. ( 1 واحد نجومی به فاصله زمین تا خورشید گفته میشود كه 150 میلیون كیلومتر می باشد) لبه درونی این كمربند فقط اندكی آنسو تر از مدار اورانوس و نپتون بوده كه این سیارات هم به نوبه خود در زمان شكل گیری به مراتب نزدیكتر از این حد به خورشید قرار داشتند. زمانی كه نپتون مهاجرت خود را به بیرون از خورشید آغاز كرد به اجرام ساكن در كمربند اولیه كویپر رسید و در نتیجه عده ی از آنها را به تشدید مداری خود گرفتار و برعكس عده دیگری از اجرام را به مدار های آشفته به سمت بیرون پرتاب نمود.
اما بررسی های پاركر و اخترشناس همكارش دكتور جی.جی. كاوالراس از انستیتوت اخترفیزیك هرزبرگ كه بیش از ده سال ادامه داشت، ماجرا را كاملأ طور دیگر نشان میدهد. پاركر میگوید:‌" نزدیك به 30 درصد اجرام كمربند كویپر جفت هستند كه بعضی شان در مدار های بسیار باز قرار دارند، اما عده دیگر مانند یك زوج در مدار های نزدیك با هم میرقصند. اما اگر اجرام كمربند كویپر به سمت بیرون منظومه شمسی پرتاب شده اند، در آنصورت این جفت ها باید از هم جدا می بودند."


چون تعداد جفت ها در كمربند كویپر خیلی زیاد اند، بناء یك ابزار بسیار موثر برای مطالعه اخترشناسان به شمار میروند. پلوتو و كارن یكی از مشهور ترین زوج ها در این منطقه اند و چون مدار هر دو متأثر از محیط پبرامون شان بوده، پس میتوانیم آنها را برای درك محیط امروزی بین سیاره ی و مطالعه گذشته آن بكار بریم.


اخترشناسان با استفاده از شبیه سازی كمپیوتری دریافتند كه اگر به راستی نپتون كمربند كویپر را به مكان امروزی اش انتقال داده بود، اكثر جفت ها در این كمربند از هم جدا می شدند.
بررسی های مدار این جفت ها را خیلی وسیع نشان داده كه وسیعترین آنها حدود 100 هزار كیلومتر می باشد و در ضمن خیلی حساس می باشند.

پاركر میگوید " از آنجائیكه این جفت ها با نیروی بسیار ضعیفی به هم وصل اند حتی برخورد اجرام كوچك بسیار كوچك با كمربند كویپر میتواند این پیوند ها را از هم بگسلد. مهمتر از همه اگر كمربند كویپر در گذشته توسط نپتون hassled در آنصورت این جفت ها قطعأ امروز اینجا نمی بودند."

در ضمن محیط امروزی كمربند كویپر در نتیجه ایجاد این جفت شكل نگرفته، بنابرین تقابل این اجرام با همدیگر از مدتها قبل جریان داشته. پ‍ژوهش های پاركر و همكاران اش نشان میدهد كه كمربند كویپر در نزدیكی محل امروزی اش شكل گرفته و در طول تكامل منظومه شمسی دست خوش آشفتگی نشده است.


مدل جدید مشكل جرم گمشده برای كمربند كویپر را نیز رفع می نماید. به گفته پاركر مدل نایس و دیگر مدل های شكل گیری كمربند كویپر نشان میدهد كه چگالی كمربند به حدی زیاد بوده كه باعث ایجاد چنین جفت ها شده، ولی امروزه آن چگالی دیگر دیده نمیشود.

اجرام سرد كمربند كویپر در یك حلقه بسیار عریض و پهن به فاصله 6 و 7 میلیارد كیلومتر دور از خورشید قرار دارد كه هزاران جرم با قطر بییش از 100 كیلومتر در آن وجود دارد. كمربند كویپر مورد علاقه خاص دانشمندان فیزیك نجومی است، زیرا به مثابه فوسیل های باقیمانده از ذرات اولیه كه سیارات را شكل داده می باشند. درك ساختار و گذشته كمربند كویپر به ما كمك میكند تا بفهمیم كه سیارات در منظومه شمسی ما چگونه شكل گرفته و امروزه در اطراف دیگر ستاره ها شكل گیری سیارات چگونه است.      
 

http://www.nojoum-space.ir/wp-content/uploads/kuiperbelt.jpg


 قطر پلوتو ۱۴۷۳ مایل (۲۳۷۰ کیلومتر) است. این عدد نزدیک به تخمین‌های قبلی که درباره‌ی اندازه‌ی بزرگ این سیاره‌ی کوتوله می‌شد است. این خبر، امروز توسط «آلن استرن»، از محققینی که روی «افق‌های جدید» کار می‌کند اعلام شد. استرن درباره‌ی اندازه‌ی پلوتو گفته است: «این اطلاعات به بحث‌هایی که درباره‌ی اندازه‌ی پلوتو، از زمان کشف‌اش در دهه‌ی ۳۰ میلادی شده بودند پایان می‌دهد.

در حال حاضر ثابت شده است که پلوتو بزرگ‌ترین جرم در کمربند کویپر است. خوشحال هستیم که بالاخره می‌توانیم به این بحث‌ها پایان دهیم.» عکس‌هایی با وضح تصویر بسیار بالا برای اندازه‌گیری قطر پلوتو توسط کاوشگر ناسا گرفته شده‌اند. سیاره‌ی کوتوله‌ی پلوتو، از Eris، یکی دیگر از اجرام فضایی کمربند کویپر، بزرگ‌تر است. کشف Eris نقش بزرگی در تصمیم دانشمندان برای خارج کردن پلوتو از لیست سیاره‌ها داشت.

این جرم فضایی، با قطر ۱۴۴۵ مایل (۲۳۲۶ کیلومتر)، پس از پلوتو بزرگ‌ترین جرم در کمربند کویپر است. قمر «شارون» (Charon) هم که بزرگ‌ترین ماه پلوتو است، ۷۵۱ مایل (۱۲۰۸ کیلومتر) قطر دارد. استرن به این موضوع اشاره کرد که چون پلوتو بزرگ‌تر از میانگین تخمین‌هایی است که برای اندازه‌ی آن شده است، چگالی‌اش از چیزی که قبلا تصور می‌شد کمتر خواهد بود. در نتیجه نسبت میزان یخی که در آن وجود دارد، بیشتر از نسبت صخره‌های این سیاره‌ی کوتوله است. البته هنوز چگالی دقیق پلوتو محاسبه نشده است.

مدت‌ها بود که دانشمندان سر اندازه‌ی پلوتو به اختلاف برخورده بودند و مهم‌ترین دلیل اصلی آن هم، اتمسفر ضعیفی از نیتروژن است که این جرم را احاطه کرده. محققان هم‌چنین توسط اطلاعات جدید دریافته‌اند که پایین‌ترین لایه‌ی جوی پلوتو که تروپوسفر نام دارد، عمق کمتری نسبت به چیزی که تصور می‌شد دارد.

آلن استرن هم‌چنین تایید کرد که پلوتو یک کلاهک یخی قطبی دارد که از یخ‌های متان و نیتروژن تشکیل شده است. کاوشگر افق‌های جدید با سرعت ۳۱ هزار مایل در ساعت، ۹ سال است که در حال حرکت است و فقط نیم میلیون مایل تا مقصدش فاصله دارد.


ساکنین کوچک کمربند کویپر کجا رفته اند؟

 

گروهی از اخترشناسان دو سال مشغول تصویر برداری از بخشی از آسمان بودند تا تکه های بزرگ و کوچک سنگ و یخ های آسمانی را که دور تر از مدار نپتون، در منطقه ی بنام کمر بند کویپر در منظومه شمسی ما در گردش اند، ببینند. این عکسبرداری ها فقط از اجرامی به اندازه 3 تا 17 کیلومتر بود. در نتیجه این ارزیابی پژوهشگران همه متحیر و اندکی نا امید شدند. زیرا هیچ ساکن کمربند کویپر کوچکتر از این اندازه دیده نشد. اما به گفته پژوهشگران این شکست می تواند به اندازه یک تحقیق موفقانه اطلاعات در اختیار مان بگذارد. این گفته پژوهشگران به چی معنی است؟ به این معنی که تعداد اجرام در کمربند کویپر نسبت به آنچه قبلأ تصور می شد کمتر است.

 

وقتی این گروه به جستجوی اجرام بسیار کوچک کمربند کویپر که به چشم دیده نمی شود، پرداختند، در واقع مستقیمأ به ستاره ها نگاه کردند تا اختفای نور را در زمان عبور اجرام ببینند. بعد از اینکه بیش از 200 ساعت اطلاعات در مورد اختفای نور ستاره ها توسط این اجرام که هر کدام حدود یک ثانیه یا کمتر از آن می باشد، جمع آوری شد، دیگر هیچ جرمی از برابر ستاره ها عبور نکرد و در واقع هیج اختفا یا محو نور ستاره ها اتفاق نیافتاد.

 

کمربند کویپر پر از اجرامی به اندازه های ذیل می باشد: یک تعداد بسیار بزرگ اجرام ( به اندازه سیاره کوچک پلوتو، ایریس، مکمک و هاوما) و چندین جرم کوچکتر از آن. عمومیت اندازه مسلم این اجرام، تاریخچه تشکیل سیارات و حرکت آنها را به ما باز گو می کند. مخصوصأ توزیع اندازه اجرام کمربند کویپر منعکس کننده تاریخچه انباشتگی و روی هم قرار گرفتن ذرات می باشد و نشان می دهد که بعد از سقوط ویران کننده، سرعت سقوط به حدی بوده که سنگ ها را به هم می کوبید.

 

از اخترشناسان پرسیده شد که آیا می توانند اجرام بیشتری را با اندازه های کوچکتر و کوچکتر بیابند و یا اینکه تقسیم بندی این اجرام یکنواخت است؟ اما این واقعیت که دیگر هیچ اختفای نور صورت نگرفت، تعداد اجرام کمربند کویپر را از نظر تراکم بین 3 تا 27 کیلومتر محدود می سازد. بنابرین، بر خلاف تصور بعضی از نظریه پردازان، منطقه بیرونی منظومه شمسی آنچنان مزدحم نیست. شاید اجرام کوچک کمربند کویپر با هم یکجا شده و اجرام بزرگتری را تشکیل داده اند و یا سقوط سریع اجرام در این منطقه، اجرام کوچکتر را از حد و اندازه ارزیابی انجام شده نیز کوچکتر ساخته است.


اخترشناس هلندی تبار، جرارد کویپر بر پایهٔ مدار برخی از دنباله دارهای شناخته شده و وجود اجرامی مانند سیاره کوتوله پلوتون باور داشت که کمربندی از اجرام دنباله دار مانند در ورای مدار نپتون وجود دارند. ۲۰ سال پس از مرگ او نخستین جرم کمربند کویپر در فاصله ۴۲ واحد نجومی از خورشید شناخته شد. این جرم به قطر ۲۴۰ کیلومتر با نام ۱۹۹۲QB۱ نامگذاری شد.

از آن زمان تا کنون بیش از ۸۰۰ جرم دیگر در کمربند کویپر یافته شده‌است. گمان می‌شود حداقل ۳۵۰۰۰ جهان یخ زده با قطری بیش از ۱۰۰ کیلومتر در این منطقه وجود داشته باشند و شاید ده‌ها بار بیش از این، اجرام کوچک‌تری در کمربند کویی پر پنهان از دید ما باشند. کل جرم موجود در کمربند کویپر باید چند صد برابر جرم موجود در کمربند سیارک‌ها که در میان مدار مریخ و مشتری است باشد.

از جمله اجسامی که در این کمربند هستند می‌توان اریس و پلوتون را نام برد.












سایت علمی نجوم ، فیزیک و مکانیک کیهان ، مهبانک ، بیگ بنگ ، انفجار بزرگ ، سر گذشت جهان ،كهكشان راه شیری، ماده تاریک، انرژی تاریک،ثابت هابل ، قرمزگرایی ،سن جهان،فوتون، ذرات بنیادین، ذرات استاندارد،ساختمان اتم، الکترون ،جرم و کمیت های پلانک،سیارات منظومه شمسی ، ماده و ضد ماده ، نور ، رنگ های نور مرئی ، کوانتوم، فاصله سیارات از خورشید، دمای هسته سیارات منظومه شمسی، حقه ماه، چهار نیروی اصلی طبیعت، نیروی گرانش ، نیروی هسنه ای قوی ، خورشید ،سیاره عطارد ، سیاره زهره ، سیاره زمین ، حرکت انتقالی زمین ، حرکت وضعی زمین ،نیروی هسته ای ضعیف ، نیروی الکترومغناطیس ، سیاره موجودات فرا زمینی ها ،

فــــریدون كرامتی اصل شهریور


آخرین پست ها


آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :