مشتری

امروز می خوایم کمی با مشتری آشنا شویم

این سیاره به همراه زحل از غول‌های گازی هستند دو سیاره‌ی دیگر اورانوس و نپتون در دسته‌ی غول‌های یخی منظومه‌ی شمسی قرار می‌گیرند. مشتری ترکیبی از هیدروژن و هلیوم است و به دلیل سرعت بالای چرخش، شکل آن کاملاً کروی نیست. جو خارجی مشتری به چند نوار با عرض‌های جغرافیایی متفاوت تقسیم شده است، در نقاط برخورد این نوارهای جوی، طوفان‌ها و جریان‌های گردابی به وجود می‌آیند. یکی از نقاط اشتراک این نوارها لکه‌ی سرخ بزرگ معروف است؛ طوفان عظیمی که برای اولین بار در قرن هفدهم با تلسکوپ رصد شد. سیاره‌ی مشتری دارای حلقه‌ای کمرنگ و یک مگنتوسفر قوی است. این سیاره که پادشاه سیاره‌ها هم نامیده می‌شود، دارای ۷۹ قمر تأییدشده است. مشتری از نظر تعداد قمرها در رتبه‌ی دوم منظومه‌ی شمسی و پس از سیاره زحل قرار می‌گیرد (با ۸۲ قمر). معروف‌ترین قمرهای این سیاره یک مجموعه‌ی چهارتایی معروف به قمرهای گالیله است که در سال ۱۶۱۰ توسط دانشمند ایتالیایی گالیلئو گالیله کشف شدند. گانیمد بزرگ‌ترین قمر مشتری و بزرگ‌ترین قمر در کل منظومه‌ی شمسی است. فضاپیماهای رباتیک پژوهش‌های زیادی روی مشتری انجام داده‌اند. از معروف‌ترین مأموریت‌های مشتری می‌توان به مأموریت‌های وویجر و پایونیر و سپس مدارپیمای گالیله اشاره کرد. در اواخر فوریه‌ی ۲۰۰۷ کاوشگر نیوهورایزنز به بازدید از مشتری پرداخت و از جاذبه‌ی این سیاره برای افزایش سرعت و قرار گرفتن در مسیر پلوتو استفاده کرد. آخرین مأموریت به سمت مشتری توسط کاوشگر جونو انجام شد که در ۴ جولای ۲۰۱۶ در مدار این سیاره قرار گرفت.

۱. مشتری بزرگ‌ترین سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی است که نام آن برگرفته است خدای آسمان و رعد است. این سیاره عمدتا از گاز (هیدروژن و هلیوم) تشکیل شده است و هسته‌ی داخلی آن تقریباً هم‌اندازه با زمین است. ۲. سیاره‌ مشتری دارای حداقل ۷۹ قمر است که چهار قرمز بزرگ آن عبارت‌اند از: آیو، اروپا، گانیمید و کالیستو (این قمرها به افتخار گالیله با عنوان قمرهای گالیله هم شناخته می‌شوند). با اینکه سیاره‌ی مشتری نمی‌تواند میزبان حیات باشد، برخی از قمرهای آن به دلیل وجود اقیانوس‌های زیر سطح پتانسیل حیات را دارند. ۳. چرخش مشتری به دور خود از هر سیاره‌ی دیگری سریع‌تر است و همین مسئله به وجود رگه‌هایی می‌انجامد: مناطق تاریک (کمربندها) نشان‌دهنده‌ی بالا رفتن ابرها و گازها هستند؛ مناطق روشن (نواحی) نشان‌دهنده‌ی نشست کمربند هستند. ۴. سرعت چرخش مشتری در استوا سریع و در قطب‌ها آهسته است؛ بدین‌ترتیب لایه‌های گازی در مناطق برخورد تکانه‌ها باعث ایجاد نقاط سفید، طوفان‌های مارپیچی و گرداب‌ها می‌شود. یکی از طوفان‌های معروف مشتری، لکه‌ی سرخ بزرگ با ابعاد سه برابر زمین است. این طوفان همیشگی نیست. ۵. سیاره‌ی مشتری دارای چهار حلقه است. کاوشگر وویجر ۱ در سال ۱۹۷۹ این حلقه‌ها را کشف کرد. این حلقه‌ها بسیار کم‌رنگ هستند و برخلاف حلقه‌های شفاف زحل که از یخ و سنگ تشکیل شده‌اند، از ذرات غبار ساخته شدند.

۶. جو مشتری شگفت‌انگیز است. براساس یافته‌های جونو این غول گازی بسیار متلاطم‌تر از حد تصور است. آب و هوای ابر و بادی تنها در لایه‌ی فوقانی این سیاره دیده نمی‌شوند. بلکه این بادها تا فاصله‌ی هزاران کیلومتری در اعماق مشتری هم وجود دارند. همچنین به طرز شگفت‌انگیزی، نوارهای مشتری در نزدیکی قطب‌های آن ناپدید می‌شوند. ۷. براساس فرضیه‌ها ابرهای گازی مشهور مشتری (ترکیبی از آب و آمونیاک) به صورت مساوی ترکیب شده‌اند. بااین‌حال آمونیاک کمتری در سطح وجود دارد و بیشتر آمونیاک در هسته متمرکز شده است. ۸. در قطب‌های شمال و جنوب مشتری، زنجیره‌های دایره‌ای از گردبادهای عظیم در جریان است. این طوفان‌های چرخان در ابعاد قاره‌های زمین به‌شدت متراکم هستند. طول آن‌ها به ۴۸ کیلومتر و عرض آن‌ها به صدها کیلومتر می‌رسد. ۹. هسته‌ی جامد مشتری در مرکز آن کاملاً فشرده نیست. بلکه کره‌ای متورم در ابعاد نصف قطر مشتری است. هیچ‌کس نمی‌داند دلیل این مسئله چیست اما براساس فرضیه‌ها، جرمی سنگین با مشتری برخورد کرده که باعث شده هسته‌ی آن با دیگر گازهای اطراف ترکیب شود. ۱۰. مشتری دارای قوی‌ترین میدان مغناطیسی در منظومه‌ی شمسی است اما جونو نشان می‌دهد این میدان حتی از حد انتظار هم قوی‌تر و به سطح سیاره نزدیک‌تر است. همچنین قطب‌های شمال و جنوب مشتری شبیه نیستند.

سیاره مشتری نماد چیست؟ سیاره‌ی ژوپیتر یا مشتری از دوران باستان شناخته‌ شده است. این سیاره در فرهنگ‌های مختلف با نام‌های متعددی مثل ژوپیتر (فرهنگ رومی)، برجیس، اورمزد و زاوش هم شناخته می‌شود. مشتری در آسمان شب با چشم غیرمسلح و گاهی هم هنگام روز (زمانی که نور خورشید کم است) قابل رؤیت است. رومی‌ها این سیاره را با الهام از یکی از خدایان اسطوره‌ی روم، ژوپیتر (که به خدای عشق هم معروف است) نام‌گذاری کردند. بابلی‌ها مشتری را با نام خدای خود، ماردوک می‌شناختند. آن‌ها از دوره‌ی ۱۲ ساله‌ی مشتری در کنار دایره‌البروج برای تعریف صورت‌های فلکی زودیاک استفاده می‌کردند. رومی‌ها مشتری را ستاره می‌دانستند. از طرفی در یونان مشتری با نام زئوس (همتای خدای رومی ژوپیتر) شناخته می‌شد. یونانیان باستان این سیاره را فایتون به معنی درخشنده یا ستاره‌ی مشتعل می‌شناختند. منشأ نماد ستاره‌شناسی مشتری (تصویر ذیل) مشخص نیست؛ اما بسیاری آن را نماد رعد و برق می‌دانند و براساس گزارش‌های جدید این نماد براساس خط هیروگلیف مصری به معنی عقاب است.

سیاره مشتری چگونه تشکیل شد؟ از زمان بیگ‌بنگ و آغاز جهان نزدیک به ۱۳.۸ میلیارد سال و از زمان شکل‌گیری منظومه‌ی شمسی تقریباً ۴.۶ میلیارد سال می‌گذرد. مشتری کهن‌سال‌ترین سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی است. این سیاره که ۲.۵ برابر سنگین‌تر از بقیه‌ی سیاره‌های منظومه‌ی شمسی است نقش مهمی در شکل‌گیری و تکامل همسایه‌های خود داشته است. در ۴٫۶ میلیارد سال پیش، منظومه‌ی شمسی ابری از گاز و غبار یا سحابی خورشیدی بود. جاذبه این ماده را دچار فروپاشی کرد و شروع به چرخیدن کرد؛ خورشید در مرکز آن به وجود آمد. با شکل‌گیری خورشید، بقیه‌ی مواد متراکم شدند. ذرات کوچک با نیروی جاذبه به یکدیگر نزدیک و به ذرات بزرگ‌تر تبدیل شدند. بادهای خورشیدی عناصر سبک‌تر مثل هیدروژن و هلیوم را دور کردند و مواد سنگی و سنگین در نزدیکی خورشید دنیاهای سنگی کوچک‌تری مثل زمین را ساختند. ازآنجاکه بادهای خورشیدی تأثیر کمتری روی عناصر سبک‌تر داشتندُ این عناصر برای تشکیل غول‌های گازی به یکدیگر پیوستند. براساس مدل تجمع هسته (core accretion) در ابتدا هسته‌های سنگی سیاره‌ها شکل گرفتند، سپس عناصر سبک‌تر، گوشته و پوسته‌ی سیاره‌ها را تشکیل دادند. در دنیاهای سنگی، عناصر سبک‌تر جو را تشکیل دادند. بررسی سیاره‌های خارجی (خارج از منظومه‌ی شمسی) نظریه‌ی تجمع هسته را به‌عنوان فرایند شکل‌گیری غالب تأیید می‌کند. ستاره‌هایی که فلز بیشتری در هسته‌ی خود دارند (اصطلاحی که ستاره‌شناسان برای عناصری غیر از هیدروژن و هلیوم به کار می‌روند) نسبت به ستاره‌هایی که فقط از فلز ساخته شده‌اند، سیاره‌های بزرگ‌تری در منظومه‌ی خود دارند.

مدل ناپایداری دیسک فرایند تجمع هسته برای غول‌های گازی مثل مشتری نیاز به زمان زیادی دارد. ابر ماده‌ی دور خورشید تنها مدت کوتاهی دوام می‌آورد؛ یا به سیاره تبدیل می‌شود یا کاملاً ناپدید می‌شود. سیاره‌های غول‌آسا بر خلاف سیاره‌های سنگی مثل سیاره مریخ و زمین، خیلی سریع و تنها در چند میلیون سال شکل گرفتند. درنتیجه براساس یک بازه‌ی مشخص زمانی حلقه‌ی گازی دور خورشید تنها ۴ تا ۵ میلیون سال دوام آورده است. براساس نظریه‌ای نسبتاً جدید به نام ناپایداری دیسک، توده‌های گاز و غبار در اوایل حیات منظومه‌ی شمسی به یکدیگر پیوستند. به‌ مرور زمان این توده‌ها به سیاره‌های بزرگ‌تر تبدیل شدند. سرعت شکل‌گیری این سیاره‌ها براساس این نظریه سریع‌تر از نظریه‌ی تجمع هسته است و حتی گاهی به چند هزار سال هم می‌رسد. برخوردهای مداوم در مشتری (درست مانند سیارات دیگر) دمای این سیاره را بالا برد. مواد متراکم به سمت مرکز سوق پیدا کردند و هسته را تشکیل دادند. بعضی دانشمندان معتقدند هسته‌ی این سیاره می‌تواند گوی داغی از مایعات باشد؛ درحالی‌که براساس پژوهش‌های دیگر، هسته‌ی مشتری یک سنگ جامد با اندازه‌ی ۱۴ الی ۱۸ برابر زمین است.

سیاره مشتری چند برابر زمین است؟ اگر جرم کل سیاره‌های منظومه‌ی شمسی را با هم جمع کنیم، جرم مشتری بیش از دوبرابر آن‌ خواهد بود. این غول گازی می‌تواند ۱۳۰۰ سیاره‌ی زمین را در خود جای بدهد. درنتیجه اگر سیاره‌ی مشتری را هم‌اندازه با یک توپ بسکتبال فرض کنید، زمین هم‌اندازه با یک دانه‌ی انگور خواهد بود. این سیاره‌ی گازی همچنین ۳۱۸ برابر سنگین‌تر از زمین است. در قطر مشتری، می‌توان ۱۱ سیاره‌ی زمین را جای داد.

خصوصیات فیزیکی و ترکیب داخلی سیاره مشتری بخش زیادی از مشتری را مواد سیال و گازی تشکیل می‌دهند. قطر این غول گازی به ۱۴۲,۹۸۴ کیلومتر می‌رسد. میانگین چگالی آن ۱۳۲۶ گرم بر سانتی‌متر مکعب است و از این نظر دومین رتبه را در میان غول‌های گازی دارد. بخش زیادی از مشتری از مواد گازی و مایع تشکیل شده است و مواد متراکم‌تر در لایه‌ی زیرین قرار دارند. ۸۸ تا ۹۲ درصد جو فوقانی این سیاره از هیدروژن و ۸ تا ۱۲ درصد آن از هلیوم تشکیل شده است. به‌طورکلی ۷۵ درصد جرم این سیاره را هیدروژن، ۲۴ درصد آن را هلیوم و یک درصد باقی‌مانده را هم عناصر دیگر تشکیل می‌دهند. جو مشتری شامل مقادیر متان، آب، بخار، آمونیاک و ترکیب‌های سیلیکونی است. ردپاهایی از کربن، اتان، هیدروژن سولفید، نئون، اکسیژن، فسفین و سولفور هم در آن دیده می‌شود. خارجی‌ترین لایه‌ی جو از کریستال‌های منجمد آمونیاک تشکیل شده است. تراکم مواد در لایه‌های داخلی بیشتر است. کشف آب در سیاره مشتری یکی از یافته‌های جالب سال‌های گذشته بود. دانشمندان با استفاده از کاوشگر جونو به شواهدی از وجود آب در سیاره مشتری رسیدند که بسیار فراتر از حد تصور آن‌ها بود. با استفاده از اندازه‌گیری‌های فرابنفش و فروسرخ، مقادیری بنزن و هیدروکربن هم در این سیاره کشف شده است. براساس نتایج طیف‌سنجی، ترکیب مشتری تقریباً مشابه ترکیب زحل است؛ اما دو غول گازی دیگر یعنی اورانوس و نپتون نسبت به مشتری هیدروژن و هلیوم کمتر و یخ بیشتری دارند و ازاین‌رو، غول‌های یخی هم نامیده می‌شوند.