دما در دیگر سیاره‌های منظومه شمسی چگونه است؟

روی زمین، دماسنج‌ها و ماهواره‌های زیادی وجود دارند که می‌توانند دما را اندازه‌گیری کنند، اما تاکنون فکر کرده‌اید که هوای بیرون از سیاره ما چگونه است؟ منظور از این پرسش، دمای سیاره‌های منظومه شمسی ماست که شاید پیش‌بینی کردن آن ساده نباشد.

برای پاسخ دادن به این پرسش باید میانگین دمای خورشید و سیاره‌های منظومه شمسی را بررسی کنیم. منظور از میانگین دما، میانگین دمای سطح سیاره‌های سنگی شامل عطارد، زهره، زمین و مریخ است. سیاره کوتوله پلوتون نیز سطح جامد دارد، اما از آنجا که غول‌های گازی سطح ندارند، میانگین دمای آنها ممکن است با دمای سطح دریا در زمین برابری کند.

در سیاره‌های دیگر، تجهیزات و دماسنج‌های زیادی برای اندازه‌گیری دما وجود ندارد. بنابراین، برای تخمین زدن دما باید عوامل زیادی را در نظر بگیریم که از جمله آنها فاصله از خورشید و وجود داشتن جو در سیاره مورد نظر است. فضاپیما‌هایی برای انجام دادن برخی از اندازه‌گیری‌ها به بیشتر سیاره‌ها فرستاده شده‌اند، اما دقیقا مشخص نیست که دما در کل سیاره‌های منظومه شمسی چگونه تغییر می‌کند.

می‌توان گفت که با دورتر شدن از خورشید، دمای سیاره‌ها کاهش می‌یابد، اما این موضوع همیشه صدق نمی‌کند. باید به عوامل مهمی مانند فصول سیاره، شیب و جو آن توجه کرد. برای درک کامل چگونگی تغییر دما در هر سیاره باید فضاپیما‌های بیشتری برای نظارت بر دما به سوی آنها فرستاده شوند.

خورشید

خورشید ما یک ستاره کوتوله زردرنگ با قدمت ۴.۵ میلیارد سال است. این گوی درخشان داغ از هیدروژن و هلیوم، در مرکز منظومه شمسی قرار گرفته است و حدود ۱۵۰ میلیون کیلومتر از زمین فاصله دارد. بدون انرژی خورشید، زندگی به آن صورت که ما می‌شناسیم نمی‌تواند در سیاره ما وجود داشته باشد.

از نقطه نظر ما روی زمین، خورشید ممکن است مانند منبع تغییرناپذیر نور و گرما در آسمان به نظر برسد، اما خورشید در واقع یک ستاره پویاست که دائما تغییر می‌کند و انرژی را به فضا می‌فرستد.

خورشید، بزرگ‌ترین جرم منظومه شمسی ما به شمار می‌رود و قطر آن حدود ۱.۴ میلیون کیلومتر است. گرانش خورشید، اجزای منظومه شمسی را کنار هم حفظ می‌کند و همه چیز از بزرگترین سیاره‌ها گرفته تا کوچک‌ترین ذرات زباله‌های فضایی را در مدار اطراف خود نگه می‌دارد.

ما می‌دانیم که خورشید بسیار داغ است، اما دمای خورشید کمی گیج‌کننده به نظر می‌رسد. داغ‌ترین قسمت خورشید، هسته آن است که دمای آن به ۱۵ میلیون درجه سلسیوس می‌رسد. بخشی از خورشید که آن را فوتوسفر می‌نامیم، دمای نسبتا خنکی دارد که ۵۵۰۰ درجه سلسیوس است. یکی از بزرگترین اسرار خورشید، اتمسفر بیرونی آن موسوم به تاج خورشیدی است که هرچه از سطح دورتر باشد، داغ‌تر می‌شود. دمای تاج خورشیدی به دو میلیون درجه سلسیوس می‌رسد و بسیار گرم‌تر از فوتوسفر است.

بنابراین، برخی از دما‌های خورشید کمی عجیب به نظر می‌رسند، اما سیاره‌ها چطور؟ مطمئنا سیاره‌هایی که فاصله بیشتری از خورشید دارند، سردتر هستند.

زهره

زهره پس از عطارد، دومین سیاره نزدیک به خورشید به شمار می‌رود که میانگین فاصله آن از خورشید حدود ۱۰۸ میلیون کیلومتر است. حدود شش دقیقه طول می‌کشد تا نور خورشید به زهره برسد.

همچنین، زهره نزدیک‌ترین همسایه زمین محسوب می‌شود و از نظر اندازه مشابه آن است؛ تا جایی که حتی به آن دوقلوی زمین نیز گفته می‌شود، اما زهره پوشیده از ابر است و جو متراکمی دارد که مانند گلخانه عمل می‌کند و سطح را بسیار گرم نگه می‌دارد. میانگین دمای سطح سیاره زهره ۴۶۴ درجه سلسیوس است؛ بنابراین زهره، داغ‌ترین سیاره منظومه شمسی به شمار می‌رود.

زهره را می‌توان یک سیاره جهنمی نامید. سطح نزدیک‌ترین همسایه سیاره‌ای ما به اندازه‌ای داغ است که می‌تواند سرب را ذوب کند. در پاسخ به این پرسش که آیا سطح زهره ممکن است امروز حیات‌بخش باشد، می‌توانیم با قاطعیت پاسخ منفی بدهیم.

علاوه بر این، زهره ممکن است در مورد آنچه که برای آغاز زندگی روی زمین، در منظومه شمسی یا در سراسر کهکشان لازم است، درس‌هایی را ارائه دهد. با بررسی کردن این که چرا سیاره همسایه ما به رغم داشتن قابلیت سکونت در گذشته در مسیر متفاوتی قرار گرفت، می‌توانیم بفهمیم چه چیزی می‌تواند سیاره‌های دیگر را تشکیل دهد.

عطارد

شاید زهره داغ‌ترین سیاره باشد، اما عطارد نزدیک‌ترین سیاره به خورشید است. عطارد، کوچکترین سیاره منظومه شمسی و فقط کمی بزرگ‌تر از ماه است. سطح سیاره عطارد از ده‌ها هزار دهانه برخوردی پوشیده شده است.

از روی سطح عطارد، خورشید بیش از سه برابر بزرگ‌تر از روی سطح زمین به نظر می‌رسد و نور خورشید در آن تا ۱۱ برابر روشن‌تر است. عطارد سریع‌ترین سیاره است و هر ۸۸ روز زمینی، یک بار به دور خورشید می‌چرخد.

عطارد حدود ۵۷ میلیون کیلومتر از خورشید فاصله دارد. از این فاصله، حدود سه دقیقه طول می‌کشد تا نور خورشید به عطارد برسد. حتی با وجود این که عطارد دقیقا در کنار خورشید نشسته است، به طور نسبی هنگام شب بسیار سرد می‌شود. میانگین دمای سطح آن ۱۶۷ درجه سلسیوس است. دمای روز آن بسیار گرم‌تر است و می‌تواند به حداکثر ۴۳۰ درجه سلسیوس برسد، اما بدون وجود اتمسفر ضخیم برای نگه داشتن گرما در شب، دما می‌تواند تا منفی ۱۸۰ درجه سلسیوس کاهش یابد.

زمین

اگرچه زمین پنجمین سیاره بزرگ منظومه شمسی به شمار می‌رود، اما تنها سیاره این منظومه است که آب مایع را روی سطح خود دارد. زمین بزرگ‌ترین سیاره از چهار سیاره نزدیک به خورشید است که از سنگ و فلز تشکیل شده‌اند.

ما از آب و هوای روی زمین خبر داریم، اما حتی زمین هم دما‌هایی دارد که شاید در مورد آنها نشنیده باشید. زمین به طور میانگین ۱۵۰ میلیون کیلومتر از خورشید فاصله دارد. حدود هشت دقیقه طول می‌کشد تا نور خورشید به سیاره ما برسد.

خانه ما یک سیاره پویا و طوفانی است که همه نوع آب و هوایی دارد؛ از روز‌های صاف و آفتابی گرفته تا بارش‌های کوتاه، گردبادها، طوفان‌های خروشان، کولاک‌ها و طوفان‌های گرد و غبار، اما به رغم طوفان‌های گوناگون، زمین به طور کلی دمای بسیار مطلوبی را در مقایسه با سیارات دیگر دارد. میانگین دمای سطح زمین ۱۵ درجه سلسیوس است، اما روز‌های زمین دمای بسیار بالایی دارند.

براساس گزارش «اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا» (NOAA)، دره بیابانی موسوم به «دره مرگ» (Death Valley) در کالیفرنیا، رکورد بالاترین دمای هوای سطح را در جهان دارد که تاکنون روی زمین ثبت شده است. دمای ۵۶.۷ درجه سلسیوس که در منطقه «فرنیس کریک» (Furnace Creek) واقع در دره مرگ مشاهده شده است، در ۱۰ ژوئیه ۱۹۱۳ ثبت شد. براساس گزارش «سازمان جهانی هواشناسی» (WMO)، کمترین دمای ثبت‌شده روی زمین، در ۲۱ ژوئیه ۱۹۸۳ در «ایستگاه وستوک» (Vostok Station) جنوبگان گزارش شد، منفی ۸۹.۲ درجه سلسیوس بود.

مریخ

مریخ چهارمین سیاره منظومه شمسی و هفتمین سیاره بزرگ آن است. همچنین، مریخ تنها سیاره‌ای است که ربات‌ها مدت‌هاست روی آن زندگی می‌کنند. مریخ به طور میانگین ۲۲۸ میلیون کیلومتر از خورشید فاصله دارد. از این فاصله، حدود ۱۳ دقیقه طول می‌کشد تا نور از خورشید به مریخ برسد.

ماموریت‌های ناسا شواهد بسیاری یافته‌اند که نشان می‌دهند مریخ میلیارد‌ها سال پیش بسیار مرطوب‌تر و گرم‌تر و جو آن ضخیم‌تر بوده است. این ماموریت‌ها سعی دارند تا راهی را برای سکونت بشر روی سیاره سرخ ارائه دهند.

میانگین دمای سطح مریخ، منفی ۶۵ درجه سلسیوس است. از آنجا که جو مریخ بسیار نازک است، گرمای خورشید به راحتی از این سیاره بیرون می‌رود. دمای سیاره سرخ از ۲۰ درجه سلسیوس تا منفی ۱۵۳ درجه سلسیوس متغیر است. گاهی اوقات، باد‌های روی مریخ به اندازه‌ای قوی هستند که طوفان‌های گرد و غبار را ایجاد می‌کنند و این طوفان‌ها بیشتر سیاره را در بر می‌گیرند. پس از وقوع چنین طوفان‌هایی ممکن است ماه‌ها طول بکشد تا همه گرد و غبار‌ها بنشینند.

دو مریخ‌نورد ناسا روی سیاره سرخ به بررسی وضعیت آب و هوا می‌پردازند. با بررسی وب‌سایت مربوطه می‌توان از دمای روزانه در مکان‌های فرود آنها آگاه شد.

۱. مریخ‌نورد «استقامت» (Perseverance)

۲. مریخ‌نورد «کنجکاوی» (Curiosity)

دمای زمین در اطراف مریخ‌نورد استقامت، از حدود منفی ۹۳ درجه تا ۱۷ درجه سلسیوس متغیر است. دمای هوا در نزدیکی سطح از حدود منفی ۸۳ تا منفی ۱۳ درجه سلسیوس متغیر است.

مشتری

مشتری پنجمین سیاره منظومه شمسی و بزرگترین سیاره آن است.

خطوط و شکل‌های دایره‌ای روی سیاره مشتری زیبا به نظر می‌رسند. آنها در واقع، ابر‌های سرد و بادخیز از آمونیاک و آب هستند که در جوی از هیدروژن و هلیوم شناور شده‌اند. یک لکه سرخ‌رنگ بزرگ نیز روی این سیاره خودنمایی می‌کند. میانگین دما در مشتری، منفی ۱۱۰ درجه سلسیوس است.

مشتری به طور میانگین ۷۷۸ میلیون کیلومتر از خورشید فاصله دارد. از این فاصله، ۴۳ دقیقه طول می‌کشد تا نور خورشید به مشتری برسد. مشتری، کوتاه‌ترین روز را در منظومه شمسی دارد. یک روز در مشتری فقط حدود ۱۰ ساعت طول می‌کشد. این معادل زمانی است که طول می‌کشد تا مشتری یک بار به دور خود بچرخد. مشتری در حدود ۱۲ سال زمینی (۴۳۳۳ روز زمینی) یک دور کامل به دور خورشید می‌چرخد.

خط استوای مشتری نسبت به مسیر مداری خود به دور خورشید فقط سه درجه کج شده است. این بدان معناست که سیاره غول‌پیکر تقریبا به حالت عمودی می‌چرخد و تغییرات فصلی را مانند سیاره‌های دیگر تجربه نمی‌کند، زیرا میزان پرتو‌های خورشیدی که طی سال طولانی مشتری به نقاط گوناگون روی سطح آن می‌رسند، به سختی دچار تغییر می‌شوند.

فضاپیمای «جونو» ناسا این عکس را هنگام پرواز در کنار مشتری گرفته است. این منظره، معروف‌ترین پدیده مشتری یعنی لکه سرخ‌رنگ بزرگ را برجسته می‌کند.

زحل

زحل، ششمین سیاره منظومه شمسی و دومین سیاره بزرگ آن است. زحل که با سیستم خیره‌کننده‌ای از حلقه‌های یخی آراسته شده، ظاهر بی‌نظیری را در میان سایر سیاره‌های منظومه شمسی دارد. زحل تنها سیاره‌ای نیست که حلقه دارد، اما هیچ کدام از سیاره‌های حلقه‌دار دیگر به اندازه زحل دیدنی یا پیچیده نیستند.

زحل از فاصله میانگین ۱.۴ میلیارد کیلومتری به دور خورشید می‌چرخد. ۸۰ دقیقه طول می‌کشد تا نور خورشید به زحل برسد. زحل مانند مشتری، یک گوی بزرگ است که بیشتر از هیدروژن و هلیوم ساخته شده و سطح واقعی ندارد. میانگین دمای این سیاره منفی ۱۴۰ درجه سلسیوس است.

علاوه بر سرمای استخوان‌سوز، سرعت وزش باد‌ها در جو فوقانی زحل، به ۵۰۰ متر در ثانیه می‌رسد. در مقابل، قوی‌ترین باد‌های طوفانی روی زمین با سرعت حدود ۱۱۰ متر در ثانیه می‌وزند. فشار در سیاره زحل آن قدر قوی است که گاز را به یک مایع فشرده تبدیل می‌کند.

این مجموعه عکس‌های ثبت‌شده توسط فضاپیمای «کاسینی» ناسا، توسعه بزرگ‌ترین طوفان دیده شده در زحل از سال ۱۹۹۰ را نشان می‌دهد. این عکس‌ها با رنگ واقعی و ترکیبی، طوفان را از آغاز آن در اواخر سال ۲۰۱۰ تا اواسط سال ۲۰۱۱ به تصویر می‌کشند.

قطب شمال زحل یک ویژگی جوی جالب دارد. این ویژگی، یک جریان فوران شش وجهی است. این جریان برای اولین بار در تصاویر ثبت‌شده با فضاپیمای «وویجر ۱» (Voyager I) مشاهده شد و فضاپیمای «کاسینی» (Cassini) در سال ۲۰۱۲، آن را با دقت بیشتری مشاهده کرد. این فوران با وسعت حدود ۳۰ هزار کیلومتر، یک جریان باد به طول حدود ۳۲۲ کیلومتر در ساعت است که یک طوفان بزرگ و یک چرخش را در مرکز دارد. هیچ ویژگی آب‌وهوایی مانند این نمونه، در هیچ جای دیگری از منظومه شمسی وجود ندارد.

اورانوس

اورانوس، هفتمین سیاره منظومه شمسی با سومین قطر بزرگ در این منظومه به شمار می‌رود و بسیار سرد و بادخیز است. میانگین دمای این سیاره، منفی ۱۹۵ درجه سلسیوس است.

اورانوس در زاویه نزدیک به ۹۰ درجه از صفحه مداری خود می‌چرخد. این شیب منحصربه‌فرد باعث می‌شود که اورانوس مانند یک توپ غلتان در حال چرخش به دور خورشید به نظر برسد. اورانوس نیز مانند زحل، حلقه‌هایی دارد. این غول یخی توسط ۱۳ حلقه کم‌نور و ۲۷ قمر کوچک احاطه شده است.

رنگ اورانوس به دلیل مقادیر زیاد متان، آبی مایل به سبز است که نور قرمز را جذب می‌کند، اما به رنگ آبی اجازه می‌دهد تا به فضا بازتاب شود. جو اورانوس عمدتا هیدروژن و هلیوم است، اما مقادیر زیادی آب، آمونیاک و متان را نیز شامل می‌شود.

تنها یک فضاپیما موفق شده که این غول یخی را از نزدیک بررسی کند و آن فضاپیمای «وویجر ۲» ناساست. در ژانویه ۱۹۸۶، وویجر ۲ با نزدیک شدن به اورانوس، عکس‌هایی را از این سیاره و برخی از قمر‌های آن گرفت. انجام دادن یک ماموریت به مقصد اورانوس در سال‌های آینده، کانون توجه علوم سیاره‌ای در ناسا محسوب می‌شود.

نپتون

نپتون یک سیاره غول‌پیکر تاریک و سرد با باد‌های پرسرعت است و هشتمین و دورترین سیاره بزرگی به شمار می‌رود که به دور خورشید ما می‌چرخد. میانگین دما در نپتون منفی ۲۰۰ درجه سلسیوس است.

رنگ آبی این سیاره به خاطر متان موجود در جو آن است که طول موج‌های قرمز نور را جذب می‌کند، اما اجازه می‌دهد تا طول موج‌های آبی به فضا بازتاب شوند.

عکسی که فضاپیمای «وویجر ۲» ناسا در اوت ۱۹۸۹ از نپتون گرفت، از دو عکس به دست آمد. این اولین و آخرین باری بود که یک فضاپیما به نپتون نزدیک شد. این عکس، سه مورد از ویژگی‌هایی را نشان می‌دهد که وویجر ۲ آنها را دیده است. در بخش شمال عکس، یک نقطه تاریک بزرگ دیده می‌شود و با ابر‌های روشن و سفید همراه است که تغییرات ظاهری سریعی را تجربه می‌کنند. در جنوب نقطه تاریک بزرگ، ویژگی مثلث‌شکل روشنی وجود دارد که دانشمندان وویجر به آن لقب «اسکوتر» دادند. در همان قسمت جنوب، ویژگی دیگری به نام «نقطه تاریک ۲» (Dark Spot ۲) دیده می‌شود که هسته روشنی دارد.

نپتون نسبت به زمین، بیش از ۳۰ برابر دورتر از خورشید است و با چشم غیرمسلح قابل دیدن نیست. نپتون در سال ۲۰۱۱، اولین چرخش ۱۶۵ ساله خود را به دور خورشید از زمان کشف خود انجام داد.

پلوتون

فراتر از نپتون، یک دنیای کوچک با قلب بزرگ وجود دارد. این دنیای کوچک، سیاره کوتوله پلوتون است. پلوتون با میانگین دمای سطح منفی ۲۲۵ درجه سلسیوس، برای حفظ کردن حیات بیش از اندازه سرد است. با وجود این، فضای داخلی پلوتون گرم‌تر است و برخی از دانشمندان گمان می‌کنند که ممکن است یک اقیانوس در اعماق آن وجود داشته باشد.

از فاصله میانگین ۵.۹ میلیارد کیلومتری تا خورشید، ۵.۵ ساعت طول می‌کشد که نور خورشید به پلوتون برسد. اگر هنگام ظهر روی سطح پلوتون بایستید، خورشید یک نهصدم درخشندگی خود روی زمین را در آنجا خواهد داشت. هر روز نزدیک غروب خورشید روی زمین، لحظه‌ای وجود دارد که نور به همان روشنایی ظهر در پلوتون است.

فضاپیمای «نیو هورایزنز» (New Horizons) ناسا، اولین فضاپیمایی بود که از نزدیک به کاوش در پلوتون پرداخت و در سال ۲۰۱۵ در کنار این سیاره کوتوله و قمر‌های آن پرواز کرد. این فضاپیما نشان داد که پلوتون یک دنیای پیچیده با کوه‌ها، دره‌ها، دشت‌ها، دهانه‌ها و ظاهرا حتی یخچال‌های طبیعی است.

منبع: ایسنا