منظومه شمسی

عطارد

عطارد نزدیک ترین سیاره به خورشید و قطر آن 4879 کیلومتر، حدودا دو پنجم قطر زمین است. میانگین فاصله مدار عطارد از خورشید 58 میلیون کیلومتر می باشد. در حالیکه فاصله مدار زمین از خورشید حدود 150میلیون کیلومتر است.

به دلیل اندازه کوچک عطارد و نزدیک بودن آن به خورشید درخشان، رصد آن از زمین بدون تلسکوپ اغلب بسیار مشکل می باشد. در زمانهای مشخصی از سال، عطارد در قسمت غربی و در ارتفاع پایین پس از غروب آفتاب در آسمان قابل رویت است. در زمانهای دیگر، این سیاره در قسمت شرقی آسمان پس از طلوع آفتاب مشاهده می گردد.

تاریخچه تشکیل سیاره عطارد

تاریخ شکل گیری عطارد و زمین به هم شبیه می باشند. حدود 5/4 بیلیون سال پیش سیاره شکل گرفت. در آن زمان سیارات به شدت تحت بمباران های شدیدی قرار داشتند که باعث پدیدار گشتن آنها از دل سحابی تشکیل دهنده منظومه شمسی بود. در اوایل این شکل گیری، عطارد با هسته ای آهنین و پوسته ای سیلیکاتی از داخل مواد و غبار پیرامون خود متولد شد. پس از دوران بمباران شدید، مواد مذاب در سطح سیاره جاری شده و لایه ای دیگر را برای عطارد به وجود آوردند. با گذشت دوران بمباران شدید، دوره بمباران ضعیف تری آغاز شد. در این دوران چاله ها و دهانه های عطارد شکل گرفتند و سپس عطارد سرد شد. با سرمای سیاره هسته آن شروع به انقباض نمود و در اثر این انقباض شکستگیها و شکافهایی که شیبهای تند عطارد را تشکیل دادند در سطح سیاره به وجود آمدند. در مرحله سوم، مواد مذاب در مناطقی جاری گشتند که دشتهای مسطح عطارد را به وجود آوردند. درمرحله چهارم، بمباران سنگ های ریز آسمانی، سطحی غباری را برای عطارد به وجود آوردند. برخورد تعداد کمی سنگ آسمانی بزرگ منجر به ایجاد چاله هایی بزرگ در سطح آن گردید. در حال حاضر به جز برخی برخوردهای محلی سنگ های آسمانی، سطح عطارد فعالیت خاصی نداشته و برای میلیونها سال به همین شکل باقی مانده است.

مدار

عطارد در مدار بیضی شکلی به دور خورشید سفر می کند. نزدیک ترین فاصله سیاره به خورشید 46 میلیون کیلومتر و دورترین فاصله آن از خورشید حدود 70 میلیون کیلومتر است. کم ترین فاصله عطارد از زمین 77 میلیون و 300 هزار کیلومتر می باشد.

سرعت گردش عطارد به دور خورشید از بقیه سیارات منظومه شمسی بیشتر است. عطارد در افسانه های رومی به نام هرمس (Hermes) یعنی خدای بازرگانی و دزدی و سخنوری معروف بود و در بعضی افسانه های رومی به نام والکان (Vulcan) یا رب النوع آتش و فلز نیز نام داشت. شاید این سیاره به خاطر اینکه خیلی سریع در آسمان حرکت می کند این نام را به خود گرفته است. سرعت این سیاره 48 کیلومتر در ثانیه است و در هر 88 روز زمینی یکبار به دور خورشید می چرخد.) زمین در هر 365 روز یکبار به دور خورشید گردش می کند. (

حرکت وضعی

همانگونه که عطارد به دور خورشید در گردش است حول محور عمودی خود نیز می چرخد. این سیاره در هر 59 روز زمینی یک دور کامل به دور خود می چرخد. چرخشی آهسته تر از چرخش همه سیارات به جز زهره. در نتیجه چرخش آهسته سیاره حول محور خود و سرعت سریع آن به دور خورشید، یک روز در عطارد (فاصله زمانی بین دو طلوع خورشید) معادل 176 روز زمینی می باشد.

تا اواسط دهه هفتاد، ستاره شناسان گمان می کردند که عطارد در هر 88 روز یکبار حول محور عمودی خود می چرخد. یعنی طول سال و روز آن برابر است. اگر چنین بود، یک سمت عطارد همیشه رو به خورشید و سمت دیگر آن همیشه پشت به خورشید و تاریک بود. تا اینکه مطالعات راداری که در سال 1965 صورت گرفت نشان داد که این سیاره در هر 59 روز یکبار به دور خود می چرخد.

فاز عطارد

هنگام رصد عطارد به کمک تلسکوپ تغییراتی در شکل و اندازه آن مشاهده می شود. این تغییرات آشکار را که شبیه تغییرات ظاهری ماه است، فاز می نامند. این تغییرات به این دلیل است که در زمانهای مختلف قسمتهای روشن سیاره که از زمین دیده می شوند متفاوت می باشند.

از آنجا که عطارد و زمین هر دو به دور خورشید در گردشند، عطارد تقریبا در هر 116 روز یکبار نزدیک سمتی از خورشید دیده می شود. در این هنگام تقریبا همه قسمت روشن این سیاره از زمین به شکل یک نقطه گرد و درخشان و تقریبا بدون هیچ نشانی بر روی آن رویت می گردد. هنگامیکه عطارد به دور خورشید و به سمت زمین حرکت می کند، بخش کم و کمتری از قسمتهای روشن آن مشاهده می شود. پس از تقریبا 36 روز، تنها نیمی از سطح آن مشاهده می شود. و پس از 22 روز دیگر، به سمتی از خورشید نزدیک می شود که زمین نیز در آن سمت قرار دارد و تنها بخش باریکی از قسمت روشن آن مشاهده می گردد. مقدار قسمتهای روشنی که از زمین قابل رویت است به تدریج با عبور عطارد از مقابل خورشید و دور شدن آن از زمین افزایش می یابد.

هنگامیکه عطارد در سمتی از خورشید قرار دارد که زمین نیز در آن قسمت است، قسمت تاریک آن رو به زمین است. این سیاره معمولا در این هنگام قابل رویت نیست چرا که مدار زمین و عطارد با زوایای مختلف نسبت به خورشید قرار دارند. در نتیجه عطارد همیشه مستقیما از بین زمین و خورشید عبور نمی کند. این اتفاق تنها در هر 3 تا 13 سال یکبار رخ می دهد و در آن هنگام سیاره به صورت نقطه سیاهی از مقابل خورشید عبور می نماید

سطح و جو

سطح عطارد بسیار شبیه به سطح ماه می باشد. این سیاره تقریبا 6 درصد از نور تابیده شده از خورشید را باز می تاباند. این مقدار شبیه به مقدار بازتاب نور از سطح ماه است. به مانند ماه، سطح عطارد با لایه ای نازک از ماده معدنی به نام سیلیکات به شکل ذراتی کوچک پوشیده شده است. این سیاره همچنین دارای دشتهای مسطح پهناور، شیبهای صخره ای و چاله های عمیق متعددی مانند ماه می باشد. چاله ها و دهانه ها در اثر اصابت اجرام و سنگهای آسمانی به وجود آمده اند. عطارد از داشتن جوی مناسب و کافی برای کاهش سرعت و ضربه این اجرام و سوزاندن آنها در اثر اصطکاک، محروم است. عرض دهانه "حوضه کالوریس" ، بزرگترین چاله عطارد، 1300 کیلومتر اندازه گیری شده است.

بخشهای داخلی سیاره عطارد شبیه به لایه های درونی زمین است. هر دو سیاره در زیر پوسته دارای لایه ای سنگی به نام جبه و دارای هسته ای آهنی می باشند. بر اساس اندازه و جرم عطارد، دانشمندان بر این باورند که هسته این سیاره تقریبا سه چهارم شعاع آن را تشکیل می دهد و تقریبا به اندازه ماه می باشد. هسته زمین نیمی از شعاع آن را در بر گرفته است. با کشف میدان مغناطیسی در عطارد برخی دانشمندان وجود آهن مذاب در بخشهای بیرونی این سیاره را، مانند زمین، اعلام نمودند.

عطارد سیاره ای خشک، داغ و تقریبا بدون جو و هوا می باشد. قدرت پرتوهای خورشید در این سیاره تقریبا 7 برابر قدرت آنها در زمین است. خورشید در آسمان عطارد تقریبا 2/21 برابر بزرگتر از آسمان زمین دیده می شود.

عطارد در جو خود برای کاهش مقدار دما و نور دریافت شده از خورشید، گاز کافی ندارد. در طی روز دمای سیاره به 450 درجه سانتیگراد می رسد اما در شب دما ممکن است تا 275- کاهش یابد. به دلیل کمبود جو، آسمان عطارد سیاه است. احتمالا در طول روز ستارگان در آسمان عطارد قابل رویتند.

تصاویر و اطلاعات به دست آمده توسط رادارهایی بر روی زمین، حاکی از آن است که در چاله های موجود در دو قطب عطارد یخ آب وجود دارد. کف این چاله ها در معرض نور آفتاب قرار نمی گیرند لذا دمای کافی برای ذوب یخ در چاله های قطبی وجود ندارد.

در خصوص چگونگی پیدایش یخ در قطبهای عطارد تنها دو منبع مشخص می توانند قابل ذکر باشند: بمباران سنگ های آسمانی و خروج فوران های سیاره ای. سنگ های آسمانی مقادیر زیادی آب را با خود به سطح عطارد، به ویژه در گذشته، حمل کرده اند. فوران های آب از درون سیاره نیز می توانند منجر به ایجاد آبراهه هایی در سطح عطارد گردند که البته این مطلب صرفا در حد یک نظریه می باشد. مناطق همیشه سایه نزدیک قطب های عطارد نقش یک تله سرد را ایفا می کنند به این صورت که آبهایی که به هر دلیل به این منطقه وارد می شوند، منجمد گردیده و در همانجا باقی خواهند ماند. البته عواملی برای از بین بردن این یخها نظیر بادهای خورشیدی وجود دارند اما تاثیر آنها بر روی یخها هنوز شناسایی نشده است.

عطارد با مقدار بسیار اندکی هلیوم، هیدروژن، اکسیژن و سدیوم احاطه شده است. این لایه از گازها در عطارد بسیار نازک است به طوریکه بیشترین فشار جوی ممکن یعنی بیشترین نیرویی که وزن این گازها در عطارد ایجاد می نمایند حدود 000.000.000.03/0 پوند در هر اینچ مربع معادل 000.000.000.002/0 کیلوگرم در هر سانتیمتر مربع است. فشار جوی در زمین 03/1 کیلوگرم در هر سانتیمتر مربع می باشد.

گیاهان و جانوران زمینی به دلیل شدت گرما و فقدان اکسیژن نمی توانند در عطارد به حیات خود ادامه دهند. دانشمندان تردید دارند که گونه ای از حیات در این سیاره کشف گردد.

جرم و چگالی

چگالی عطارد به مقدار خیلی کمی از چگالی زمین کمتر است. عطارد از زمین کوچک تر است در نتیجه جرم آن نیز از زمین کمتر می باشد. جرم کمتر این سیاره باعث می شود که نیروی گرانش آن حدودا یک سوم گرانش زمین باشد. جسمی که در زمین 100 پوند وزن داشته باشد در عطارد تنها حدود 38 پوند وزن خواهد داشت.

پروازهایی به سمت عطارد

تصویر مارینر 10

مارینر 10 (Mariner 10) ایالات متحده نخستین فضاپیمایی بود که به عطارد فرستاده شد. این فضاپیما که از راه دور کنترل می شد در فاصله 740 کیلومتری از عطارد در تاریخ 29 مارس 1974 به پرواز درآمد. این فضاپیما در تاریخهای 24 سپتامبر همان سال و 16 مارس 1975، دوباره به سمت عطارد ارسال گردید. در طول این ماموریتها، این فضاپیما از بخشها و قسمتهای مختلف عطارد عکسبرداری نمود و توانست میدان مغناطیسی این سیاره را تشخیص دهد.

مارینر 10 اولین فضاپیمایی بود که به مطالعه و بررسی دو سیاره پرداخت. این فضاپیما در مسیر خود به سمت عطارد از زهره نیز عکسبرداری نموده و اندازه گیریهایی از این سیاره به عمل آورد. با نزدیک شدن فضاپیما به سیاره زهره، گرانش این سیاره بر فضاپیما تاثیر گذاشته و منجر به افزایش سرعت آن گردید در نتیجه فضاپیما زودتر به مقصد خود یعنی عطارد رسیده و سوخت کمتری را نیز در این راه مصرف نمود.

در سال 2004، ایالات متحده کاوشگر مسنجر (Messenger) را به سمت عطارد ارسال کرد. برنامه ریزی شده است که این کاوشگر دو بار در سال 2008 و یکبار در سال 2009 به این سیاره پرواز کند و در سال 2011 در مداری به دور آن قرار گرفته و به مدت یکسال زمینی به مطالعه سطح این سیاره، تهیه نقشه، شناسایی ترکیبات موجود، بررسی ساختمان درونی و مطالعه میدان مغناطیسی آن بپردازد

جدول آماری عطارد
جرم (کیلوگرم)	3.303e+23
جرم (زمین =1)	5.5271e-02
شعاع استوایی (کیلومتر)	2,439.7
شعاع استوایی (زمین =1)	3.8252e-01
میانگین چگالی (گرم در سانتیمتر مکعب)	5.42
میانگین فاصله از خورشید (کیلومتر)	57,910,000
میانگین فاصله از خورشید (زمین =1)	0.3871
دوره گردش (روز زمینی=1)	58.6462
دوره مداری (روز زمینی=1)	87.969
میانگین شتاب مداری (کیلومتر بر ثانیه)	47.88
گریز از مرکز مداری	0.2056
زاویه محور عمودی (درجه)	0.00
زاویه مدار (درجه)	7.004
گرانش سطح استوایی	2.78
شتاب گریز استوایی (کیلومتر بر ثانیه)	4.25
میانگین دمای سطح	179°C
حداکثر دمای سطح	427°C
حداقل دمای سطح	-173°C
هلیوم موجود در اتمسفر	42%
سیوم موجود در اتمسفر	42%
اکسیژن موجود در اتمسفر	15%
دیگر گازهای موجود در اتمسفر	1%