پنجمین سیاره از نظر فاصله با خورشید و بزرگترین سیاره منظومه شمسی سیاره مشتری (سیاره هرمز یا برجیس) نام دارد. این سیاره ی گازی که سطح جامد ندارد بعد از عطارد، زهره، زمین و مریخ قرار گرفته و در علوم پایه نهم راجع به آن توضیح داده شده است. نام مشتری از پادشاه خدایان در روم گرفته و نام گذاری شده است. با مطالعه این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک می توانیم اطلاعات زیادی درباره این سیاره و ویژگی های آن به دست آوریم.
فهرست مطالب :
۱- ویژگی ها و اندازه ی سیاره مشتری (سیاره هرمز یا برجیس)
۲- ساختار و سطح سیاره مشتری
۳- مدار و چرخش سیاره مشتری (سیاره هرمز یا برجیس)
۴- لکه بزرگ سرخ
۵- میدان مغناطیسی در سیاره مشتری (سیاره هرمز یا برجیس)
۶- جو و اتمسفر سیاره مشتری
۷- حلقه های سیاره مشتری
۸- قمرهای سیاره مشتری (سیاره هرمز یا برجیس)
۹- شکل گیری سیاره مشتری
۱۰- زندگی و حیات در سیاره مشتری (سیاره هرمز یا برجیس)
۱۱- فضاپیماها و کاوشگرهای سیاره مشتری
۱- ویژگی ها و اندازه ی سیاره مشتری (سیاره هرمز یا برجیس) :
یکی از چهار غول گازی شکل و بزرگترین سیاره در منظومه شمسی با جرمی دو و نیم برابر جرم تمام سیارات این منظومه سیاره مشتری است. همچنین جرم این سیاره در مقایسه با خورشید یک هزارم آن می باشد و شعاع یک دهمی شعاع خورشید دارد. سیاره مشتری (سیاره هرمز یا برجیس) به دلیل جرم بزرگش در هنگام ظاهر شدن در آسمان از تمام سیارات به غیر از زهره نورانی تر و قابل روئیت می باشد. این سیاره با تلسکوپ های کوچک نیز قابل مشاهده است. مشتری قطرو حجمی برابر زمین اما جرمی با ۳۱۸ بار بزرگتر از زمین دارد. در فرض این موضوع اگر زمین به اندازه سکه تصور شود مشتری به اندازه توپ بسکتبال خواهد بود. نوارهای چرخان روی مشتری ابرهای سردی هستند که شناور در هیدروژن و هلیم هستند.
۲- ساختار و سطح سیاره مشتری :
سیاره مشتری مانند خورشید بیشتر از هیدروژن و هلیم تشکیل شده که با افزایش فشار در اعماق جو و مایع کردن هیدروژن، اقیانوس مایعی از هیدروژن به جای آب تشکیل می شود که در منظومه شمسی بزرگترین اقیانوس است. حتی بالا بودن فشار در این ناحیه جدا شدن الکترون ها از هیدروژن را سبب شده و به آن خاصیت هدایت الکتریکی فلزات را می دهد. ترکیبات هسته مشتری که بیشتر از آهن و سیلیکات است هنوز معلوم نیست که جامدند یا به شکل مواد مذاب هستند. مشتری سطح جامدی ندارد و به عنوان یک غول گازی است که از گازها و مایعات تشکیل شده و فضاپیماها جایی برای فرود ندارند. سفینه ها در فضای این سیاره نمی توانند پرواز کنند و توسط فشار و دمای بالا ذوب و بخار می شوند.
۳- مدار و چرخش سیاره مشتری (سیاره هرمز یا برجیس) :
سیاره مشتری در ۹ ساعت و ۵۶ دقیقه یکبار دور محور خود می چرخد که این سرعت چرخش، از تمام سیارات دیگر بیشتر است. همچنین چرخش مشتری به دور خورشید بیضی شکل و ۱۲ سال زمینی به طول می کشد که برابر با یک سال (به نام جووین) مشتری است. انحراف سه درجه ای خط استوای مشتری از مسیر مداری خود باعث چرخش آن به شکل عمودی شده و تغییرات شدید آب و هوایی فصل ندارد. چون اطراف مشتری جوی غلیظ وجود دارد از روش های غیرمستقیم برای اندازه گیری سرعت چرخش آن استفاده می شود.
۴- لکه بزرگ سرخ :
یک توده گازی که در حال چرخش است و شبیه گردباد بوده و در ابرهای بالای مشتری دیده می شود لکه بزرگ سرخ می باشد. رنگ آن از قرمز آجری تا قهوه ای کم رنگ بوده و تا به امروز افزایش قطر آن تا سه برابر قطر زمین نیز بوده است. چرخش جریان های گاز در این لکه باعث انتقال فسفر به سمت ابرهای بالایی شده و رنگ قرمز را به آن می دهد. لکه سرخ هر ۱۲ روز زمینی یک چرخش به به دور خود در خلاف جهت عقربه های ساعت دارد. چرخش این لکه در یک فاصله از استوا و از سمت مشرق به مغرب است. ۳۰۰ سال است که لکه سرخ در سیاره مشتری است. در سال های اخیر لکه سرخ دیگری از ترکیب سه لکه کوچک بیضوی شکل گرفته که نصف لکه بزرگ است.
۵- میدان مغناطیسی در سیاره مشتری (سیاره هرمز یا برجیس) :
مشتری مانند بسیاری از سیارات دیگر مانند یک آهن ربا عمل کرده و میدان مغناطیسی دارد که شدت این میدان ده برابر شدت میدان مغناطیسی زمین است و قوی ترین میدان در منظومه شمسی به استثنای لکه های خورشیدی است. این قدرت بالای میدان مغناطیسی که از حرکت هیدروژن فلزی که درون هسته وجود دارد ناشی می شود، به دلیل بزرگ بودن سیاره و چرخش سریع آن به دور خود می باشد که باعث هدایت جریان های الکتریکی می شود. میدان مغناطیسی مشتری که ذرات باردار الکتریکی مانند الکترون ها و پروتون ها را در کمربند پرتوزا اسیر کرده، مانند زرهی این سیاره را از پرتوها و بادهای خورشیدی محافظت می کند.
۶- جو و اتمسفر سیاره مشتری :
ساختار اتمسفر در مشتری ۸۶ درصد هیدروژن، ۱۴ درصد هلیم و مقدار کمی متان، آمونیاک، فسفین، آب، اتان، اسیتیلن، ژرمانیوم و مونوکسید کربن است. می توان این جو را دارای سه لایه رنگی از ابرها دانست که بالاترین لایه حاوی بلور منجمد آمونیاک، لایه میانی حاوی هیدروسولفیدآمونیوم و لایه داخلی دارای یخ آب و بخار و به رنگ آبی است. به دلیل این ترکیبات، ظاهر مشتری به شکل نوارهایی از ابرهای رنگارنگ دیده می شوند.
توجه :
بین جو سیاره مشتری و اقیانوس مایع هیدروژنی که روی سطح است، در واقع چیزی وجود ندارد یعنی جو آرام آرام متراکم شده تا بخشی از وجود این اقیانوس می شود. به بیانی دیگر اقیانوس مشتری همان آسمان مشتری است.
۷- حلقه های سیاره مشتری :
سیاره مشتری (سیاره هرمز یا برجیس) سه حلقه دارند که نامرئی می باشند. وقتی این حلقه ها از مقابل خورشید عبور می کنند نور آن ها را روشن تر کرده و قابل مشاهده از سمت زمین می شوند. نام های این حلقه ها حلقه تار عنکبوت، هاله و حلقه اصلی است. حلقه ی اصلی باریک و درخشان با عرض ۶۴۰۰ کیلومتر است. حلقه تار عنکبوت کم ترین رقت را دارد و پهن ترین حلقه می باشد. این حلقه ها از ذرات غبار تشکیل شده اند.
۸- قمرهای سیاره مشتری (سیاره هرمز یا برجیس) :
سیاره مشتری را می توان با داشتن ۵۳ قمر کاملا اثبات شده و ۲۶ قمری که وجودشان اثبات نهایی نشده، یک منظومه شمسی دانست. در سال ۱۶۱۰ گالیله اولین کسی بود که با تلسکوپ خود اولین قمرهای مشتری را مشاهده کرد که به قمرهای گالیله نام گذاری شدند. این قمرها به نام های یو، اروپا، گانیمد و کالیسو بودند که مدت زمان گردش این قمر ها به دور مشتری متفاوت است (یو کمتر از دو روز، اروپا سه روز و نیم، گانیمد یک هفته و کالیسو هفده روز). از بین این چهار قمر گانیمد بزرگترین ماه و یو فعال ترین جسم آتشفشانی در منظومه شمسی است.
۹- شکل گیری سیاره مشتری :
سیاره مشتری (سیاره هرمز یا برجیس) حدود ۴,۵ میلیارد سال پیش که همه منظومه شمسی به وجود آمد، از گازها و گردو غباری که با نیروی جاذبه به درون آن کشیده شده و این سیاره بزرگ را به وجود آورده، تشکیل شده است. ترکیبات یک ستاره در وجود مشتری است اما به اندازه ای نیست که آن را شعله ور کرده تبدیل به ستاره کند.
۱۰- زندگی و حیات در سیاره مشتری (سیاره هرمز یا برجیس) :
در ابرهای بالای مشتری هوا سرد و دما تا ۱۴۵- درجه سانتی گراد است اما با افزایش عمق تا حد فشاری ۱۰ برابر فشار جو زمین، دما در این سیاره به ۲۱ درجه سانتی گراد می رسد. دمایی که می توان وجود حیات را فقط در این ژرفا مورد بررسی قرار داد. پس زندگی فقط می تواند در این محیط گازی وجود داشته باشد ولی تاکنون هیچ دلیل و شاهدی دال بر وجود زندگی در این سیاره پیدا نشده است. علت این امر را می توان به دما و فشار بسیار فرار و شدید آن دانست که جو مناسبی برای زندگی نمی باشد.
توجه :
برخلاف خود سیاره مشتری، در یکی از قمرهای مشتری به نام اروپا چون یک اقیانوس بزرگ در زیر پوسته یخی آن وجود دارد، می توان گفت مکانی مناسب برای حیات جانداران باشد.
۱۱- فضاپیماها و کاوشگرهای سیاره مشتری :
اولین کاوشگری که اولین بار از کنار مشتری رد شد و خطرناک بودن کمربند مشتری را نشان داد، پایونیر ۱۰ بود. پایونیر ۱۱ نیز توانست تصاویری از مناطق قطبی و لکه سرخ به دست آورد. ویاجر ۱و ۲ توانست اطلاعات دقیق زیادی از آتشفشان های قمر یو، رعد وبرق های ابرهای مشترک و حلقه های مشترک ارائه دادند. نیوهورایزن توانست اولین عکس های نزدیک از مشتری و قمرهای آن را بگیرد. فضاپیمای گالیله در سال ۱۹۹۵ توانست مقدار مواد موجود در اتمسفر را اندازه بگیرد. جونو کاوشگری است که می خواهد بفهمد تشکیل مشتری و منظومه شمسی چگونه بوده است. یکی از کاوش های این فضاپیما این است که هسته این سیاره ممکن است بزرگتر باشد.
