ویژگی‌های سیاره مشتری

ویژگی‌های سیاره مشتری چیست: مشتری با قطر 139,820 کیلومتر، بزرگترین سیاره در منظومه شمسی و 11 برابر بزرگتر از زمین است. ضمنا مشتری سیاره گازی است، یعنی بیشتر جرمش را گازها تشکیل می‌دهند و نیز یکی از چهار سیاره‌ی بیرونی منظومه شمسی به‌شمار می‌رود فلذا فراتر از کمربند سیارکی است. مشتری از نظر جرم نیز صدرنشین است، طوری که جرم مشتری به‌تنهایی دوبرابر جرم تمام دیگر سیارات منظومه شمسی است. میانگین فاصله مشتری از خورشید 778 میلیون کیلومتر است و در مقایسه با زمین، گرمای بسیار کمتری از خورشید دریافت می‌کند، لذا میانگین دمای سطح مشتری منفی 110 درجه سانتی‌گراد است اما احتمالا هسته‌ی بسیار داغی دارد. بخش عمده جو مشتری از هیدروژن است.

مقایسه اندازه زمین و مشتری

نکته: مشتری در فارسی نام‌های دیگری مثل هرمز و برجیس هم دارد اما معروف‌ترین نامش در فارسی همان مشتری است. نام مشتری در انگلیسی Jupiter است.

ویژگی‌های سیاره مشتری چیست؟

در ادامه، ویژگی‌های سیاره مشتری را بررسی می‌کنیم. ابتدا درباره ساختار داخلی و دمای مشتری و سپس درباره حلقه‌ها و قمرهای مشتری سخن می‌گوییم. سپس خلاصه‌ی برخی از ویژگی‌های سیاره مشتری را در جدول نشان می‌دهیم.

حرکت وضعی و انتقالی مشتری

هر بار چرخش مشتری حول محورش (حرکت وضعی) 9 ساعت 56 دقیقه طول می‌کشد. یعنی روزهای مشتری کوتاه‌تر از روزهای زمین است. اما درباره حرکت انتقالی، ماجرا برعکس است. مشتری بسیار سریع‌تر از زمین، خورشید را دور می‌زند اما چون در مقایسه با زمین بسیار از خورشید دورتر است، هر بار گردش آن حول خورشید معادل 11.9 سال زمینی طول می‌کشد.

ساختار داخلی مشتری

مشتری با وزن 1,898,081 میلیون میلیون میلیون تن حدود 317/83 برابر سنگین‌تر از زمین است اما همانطور که گفتیم بیشتر جرم مشتری گاز و مایع است فلذا برخلاف زمین و دیگر سیارات سنگی منظومه شمسی، سطح جامدی ندارد و در واقع، سیاره‌ی بدون سطح و بدون پوسته است. پس وقتی با تلسکوپ به مشتری می‌نگرید، در واقع گازهای جوّ مشتری را تماشا می‌کنید.

مشتری از نظر ساختار دو بخش اصلی دارد که یکی گوشته و دیگری هسته است. گمان می‌رود که گوشته‌ی مشتری از جنس هیدروژن فلزیِ مایع باشد که اندکی هلیوم نیز دارد. ضخیم‌ترین لایه مشتری همین لایه است که سه‌چهارم شعاع سیاره را تشکیل می‌دهد.

هسته‌ی کوچک مشتری، جامد است اما جنس آن هنوز دقیقا معلوم نیست. اخترشناسان مختلف حدس‌های متفاوتی زده‌‌اند و موادی مثل سنگ، یخ، کربن بلوری و حتی الماس را جزو احتمالات برشمرده‌اند.

ساختار داخلی مشتری

دمای سیاره مشتری

مدار گردش مشتری حول خورشید، نسبتا بیضی است و لذا ضمن گردش در مدار خود، فاصله‌اش از خورشید تقریبا از 740 میلیون تا 816 میلیون کیلومتر تغییر می‌کند. میانگین فاصله مشتری از خورشید را 778 میلیون کیلومتر در نظر می‌گیریم که معادل 5.2 واحد نجومی است. مشتری در مقایسه با زمین بسیار از خورشید دورتر است و به همین نسبت، گرمای بسیار کمتری دریافت می‌کند، لذا سطح مشتری سرد و میانگین دمای آن منفی 110 درجه سانتی‌گراد است. اما مرکز مشتری مثل زحل گرمازا است و هسته‌ی بسیار داغی دارد. دمای هسته مشتری دقیقا معلوم نیست. اخترشناسان دمای هسته مشتری را حدود 24,000 درجه سانتی‌گراد برآورد می‌کنند!

مقداری از گرمای هسته بیرون تابیده و سبب می‌شود قطر مشتری هر سال تا 2 سانتی‌متر کاهش یابد. بنابراین، احتمالا مشتری در آغاز خلقتش دو برابر بزرگتر بوده و تدریجاً کوچک شده و به‌ اندازه‌ی فعلی رسیده است.

هواکره یا جو مشتری

تقریبا 90 درصد جو مشتری گاز هیدروژن و حدود 10 درصدش هلیوم است و کمی مواد دیگر هم دارد. مشتری بین سیارات منظومه شمسی، دارای وسیع‌ترین جو است. ارتفاع جو مشتری تقریبا 5000 کیلومتر است و لایه فوقانی آن ابری با ضخامت تقریبی 50 کیلومتر است. جنس لایه‌ی ابری مشتری عمدتا بلور آمونیاک است و در ارتفاعات مختلف، عملکرد متفاوتی از خود نشان می‌دهد و نتیجتاً جو مشتری را متلاطم می‌کند. سرعت بعضی از بادهای جوی مشتری صدها کیلومتر در ساعت است. اخترشناسان احتمال می‌دهند که نوارهای رنگی مشتری نتیجه‌ی عملکرد لایه‌ی ابریِ آن باشد. به نوارهایی که رنگ‌شان روشن است اصطلاحا منطقه (zone) و به نوارهای تیره‌تر کمربند (belt) می‌گویند. کثرت و پهنای منطقه‌های مشتری سال به سال فرق می‌کند و لذا ظاهر کلی مشتری را مرتباً تغییر می‌دهد. یکی از مهم‌ترین رویدادهای جوی مشتری، طوفان بزرگ و طولانی‌مدتی است که به آن لکه بزرگ سرخ می‌گویند.

لکه بزرگ سرخ: طوفان مهیب مشتری

«لکه بزرگ سرخ¹»، از معروف‌ترین ویژگی‌های سیاره مشتری، طوفان بزرگ و مهیبی است که قرن‌هاست پهنه‌ی مشتری را درمی‌نوردد و ضمن چرخش در جهت پادساعتگرد، بادهایی با سرعت بیش از 400 تا 600 کیلومتر ایجاد می‌کند. طوفان مذکور به‌رغم نامش، همیشه سرخ نیست و گاهی به سفیدی می‌زند. عرض لکه بزرگ سرخ را 16.350 کیلومتر تخمین می‌زنند که در این‌صورت، 1.3 برابر قطر زمین است! اخترشناسان لکه بزرگ سرخ را یکی از ویژگی‌های دائمی مشتری می‌دانند که احتمالا بشر نخستین بار در 1665 میلادی آن‌را رصد کرده است.

طوفان بزرگ مشتری 8 کیلومتر بالاتر از ابرهای فوقانیِ جوِ سیاره در جریان است و با سرعتی متفاوت از جو مشتری سیاره را دور می‌زند.

لکه بزرگ سرخ فقط یکی از بسیار طوفان‌های مشتری است. اکثر طوفان‌های مشتری بسیار کوچکند اما اواسط قرن بیستم میلادی، سه طوفان کوچک در جنوب لکه بزرگ سرخ، با پیوستن به هم، طوفان بزرگی پدید آوردند که دانشمندان آن‌را Oval BA نامیدند و امروزه به لکه کوچک سرخ² نیز معروف است.

عکسی از لکه بزرگ سرخ که بشکل بیضی است.

آیا مشتری ستاره ناکام است؟

همانطور که گفتیم 90 درصد جو مشتری گاز هیدروژن و حدود 10 درصدش نیز هلیوم است. جالب است که هیدروژن و هلیوم عناصر اصلی تشکیل‌دهنده‌ی ستاره‌های رشته اصلی نیز هستند. لذا بعضی از اخترشناسان معتقدند که مشتری در اصل ستاره ناکام بوده است؛ یعنی در مراحل اولیه خلقتش می‌توانسته که ستاره باشد اما چون جرم کافی نداشته است، دمای هسته‌ی آن به میزان کافی افزایش نیافته و لذا هم‌جوشی هسته‌ای در مرکز آن تداوم نیافته است. لذا اندکی بعد، خاموش شده و نتوانسته است به ستاره تبدیل شود. اگر جرم مشتری 0.5 برابر بیش از جرم فعلیش می‌بود، نیروی گرانش آن بیشتر می‌شد و کُره‌ی مذکور را بیشتر می‌فشرد و آنگاه با افزایش چگالی، دمای مرکزی مشتری به‌حدی افزایش می‌یافت که هم‌جوشی هسته‌ای در مرکز آن جرقه بزند و مشتری را به ستاره تبدیل کند.

ویژگی‌های سیاره مشتری: حلقه‌ها

مشتری نیز حول خود حلقه‌هایی دارد، اما مثل حلقه‌های زحل واضح و انبوه نیستند. حلقه‌های مشتری بسیار کم‌نور و محو هستند، لذا نخستین بار کاوشگر فضایی وویجر 1 در سال 1979 میلادی به وجودشان پی برد. مطالعات بعدی نشان دادند که حلقه‌ها 4 بخش هستند:

• حلقه هالو (Halo Ring): ضخیم‌ترین حلقه و نزدیک‌ترین حلقه به مشتری تقریبا با عرض 30,000 و ضخامت 10,000 کیلومتر است. هالو بسیار کم‌نور و از ذرات میکروسکوپی غبار تشکیل شده است.
• حلقه اصلی (Main Ring): دومین حلقه درونی مشتری است. عرض حلقه اصلی حدود 6500 کیلومتر و ضخامتش بیش از 100 کیلومتر است (در نواحی مختلف از حدود 30 تا 320 کیلومتر متغیر است). حلقه اصلی درخشان‌ترین حلقه مشتری است و به‌همین سبب آن‌را حلقه اصلی نامیدند. حلقه اصلی علاوه بر ذرات ریز غبار، ذرات نسبتا بزرگتری هم دارد.
• حلقه آمالتیا گوسامر (Amalthea Gossamer Ring): حلقه آملتیا (آمالتئا) را بدین نام می‌خوانند چون به قمری با همین نام چسبیده است. عرض حلقه حدود 53,000 کیلومتر و ضخامت تقریبی آن 2000 کیلومتر است. البته ضخامت حلقه در مجاورت قمر آمالتیا 2400 کیلومتر است و هرچه به سمت داخل یعنی سمت مشتری پیش می‌رود، کمتر می‌شود. حلقه آمالتیا گوسامر عمدتا از جنس غبار است.
• حلقه تِبی گوسامر (Thebe Gossamer Ring): حلقه تبی را به‌سبب همراهیش با قمر «تبی» بدین‌نام می‌خوانند. تبی بیرونی‌ترین حلقه مشتری با عرض 97,000 کیلومتر و ضخامت 8400 کیلومتر است و عمدتاً متشکل از غبار است. حلقه تبی به‌‌شکل کم‌نورتر تا فراتر از مدار قمر تبی امتداد دارد و تقریبا تا 280,000 کیلومتر در فضا گسترش یافته است. ناحیه‌ی مذکور را امتداد تبی (Thebe Extension) نامیدند.

حلقه‌های مشتری

ویژگی‌های سیاره مشتری: قمرهای مشتری

سیاره‌های گازی یا به تعبیری غول‌های گازی منظومه شمسی بر خلاف سیاره‌های سنگی، قمرهای زیادی دارند. مشتری فعلا پس از زحل پرقمرترین سیاره منظومه شمسی است. می‌گوییم «فعلا» چون اخترشناسان طی سال‌های گذشته پیوسته قمرهای جدیدی حول هر دو سیاره کشف کرده‌اند و لذا از نظر تعداد قمرها گاهی مشتری از زحل پیش افتاده و گاهی زحل گوی سبقت را از مشتری ربوده است. اما در حال حاضر، زحل با 146 قمر پیش‌تاز و مشتری با 95 قمر در جایگاه دوم است.

اندازه و شکل قمرهای مشتری متفاوت است. چهار قمر که پرجرم‌ترین و بزرگترین قمرهای مشتری نیز هستند، شهرت بیشتری دارند و چون گالیله آن‌ها را (در 1610 میلادی) کشف کرده بود به آن‌ها قمرهای گالیله‌ای نیز می‌گویند. نام آن‌ها با ‌ترتیب بیشترین جرم چنین است:

• گانیمد
• کالیستو
• آیو
• اروپا

اخترشناسان قمرهای مشتری را به چند گروه تقسیم می‌کنند که معمولا هر گروه را با نام بزرگترین قمر آن گروه می‌خوانند. در ادامه شماری از قمرهای مشتری را مرور می‌کنیم. آن‌ها از نزدیک‌ترین گروه به مشتری تا دورترین گروه از آن مرتب شده‌اند.

قمرهای گروه آمالتیا

گروه آمالتیا (یا آمالتئا) چهار قمر دارد که بسیار به مشتری نزدیک هستند. نام‌شان چنین است:

• متیس (Metis): نزدیک‌ترین قمر به مشتری است و 128,000 کیلومتر از آن فاصله دارد؛ شکلش نامنظم و ابعادش 60 در 40 در 34 کیلومتر است. متیس هر 7 ساعت یک‌بار مشتری را دور می‌زند.
• آدراستیا (Adrastea): دومین قمر نزدیک به مشتری است و 129,000 کیلومتر از آن فاصله دارد؛ ابعادش 20 در 16 در 14 کیلومتر است و مثل متیس تقریبا هر 7 ساعت یک‌بار مشتری را دور می‌زند؛ البته هر بار گردش آدراستیا دور مشتری در مقایسه با متیس، 5 دقیقه بیشتر طول می‌کشد.
• آمالتیا (Amalthea): سومین قمر نزدیک به مشتری و بزرگترین قمر گروه خود است؛ 181.400 کیلومتر از مشتری فاصله دارد و ابعادش 250 در 146 در 128 کیلومتر است. آمالتیا تقریبا هر 12 ساعت ساعت یک‌بار مشتری را دور می‌زند.
• تبی (Thebe): قمر تبی 222,000 کیلومتر از مشتری فاصله دارد؛ ابعادش 116 در 98 در 84 کیلومتر است و 16 ساعت طول می‌کشد تا مشتری را دور بزند.

گروه قمرهای گالیله‌ای

همانطور که گفتیم چهار قمر بزرگتر مشتری را قمرهای گالیله‌ای می‌نامند. برای هر یک از چهار قمر اصلی مشتری مقاله‌ی جداگانه‌ای تهیه شده است که در صورت تمایل می‌توانید مطالعه کنید (روی پیوندها کلیک کنید). خلاصه‌ی مشخصات آن‌ها چنین است:

• گانیمد (Ganymede): بزرگترین قمر مشتری و بزرگترین قمر منظومه شمسی است؛ قطرش بیش از 5268/2 کیلومتر است و هر 172 ساعت یک‌بار مشتری را دور می‌زند.
• کالیستو (Callisto): دومین قمر بزرگ مشتری با قطر 4820/6 کیلومتر است. هر بار گردش کالیستو حول مشتری 17 روز طول می‌کشد.
• آیو (Io): قمر آتشفشان‌خیزِ «یو» یا «آیو» به قطر 3643/2 کیلومتر هر 42 ساعت یک‌بار مشتری را دور می‌زند.
• اروپا (Europa): قطر قمر اروپا 3121/6 کیلومتر است و هر گردش آن حول مشتری 85 ساعت طول می‌کشد.

قمرهای اصلی (یا گالیله‌ایِ) مشتری چپ به راست: «گانیمد»، «کالیستو»، «آیو» و «اروپا»؛ اندازه‌ها تقریبا (و نه دقیقا) مقیاس شده است. (برای دیدن عکس در اندازه اصلی، روی آن کلیک کنید.)

تمیستو (تک‌قمر)

تمیستو (Themisto) قمر تنهاست و هم‌گروه ندارد یعنی هیچ قمر دیگری هم‌مدارش نیست. قطر تمیستو فقط 8 کیلومتر است. میانگین فاصله تمیستو از مشتری 7.4 میلیون کیلومتر است و 130 روز طول می‌کشد تا یک‌بار مشتری را دور بزند.

گروه قمری هیمالیا

گروه هیمالیا (Himalia) چهار عضو دارد:

• لدا (Leda): حدود 11 میلیون کیلومتر از مشتری فاصله دارد و قطرش فقط 20 کیلومتر است و گردش آن حول مشتری کمتر از 241 روز طول می‌کشد.
• هیمالیا (Himalia): با قطر 170 کیلومتر بزرگترین قمر گروهش است و 250 روز یک‌بار حول مشتری می‌چرخد. فاصله هیمالیا از مشتری نیز کمی بیشتر از 11 میلیون کیلومتر است.
• لیسیتیا (Lysithea): قطرش 36 کیلومتر است و گردش آن حول مشتری 259 روز طول می‌کشد. فاصله لیسیتیا از مشتری حدود 12 میلیون کیلومتر است.
• اِلارا (Elara): قطرش 86 کیلومتر است و بیش از 117 میلیون کیلومتر از مشتری فاصله دارد. گردش الارا حول مشتری 259 روز طول می‌کشد.

کارپو (تک‌قمر)

کارپو (Carpo) نیز مثل تمیستو تک‌قمر است و عضو دیگری در گروهش نیست. تک‌قمرِ کارپو بین دو گروه قمریِ هیمالیا و آنانکه جای دارد. قطرش 3 کیلومتر است و حدود 17 میلیون کیلومتر از مشتری فاصله دارد. کارپو نیز هر 259 روز یک‌بار مشتری را دور می‌زند.

گروه قمری آنانکه

آنانکه یا اننکه (Ananke) یکی از گروه‌های قمری پرجمعیت مشتری است. بیشتر قمرهای این گروه، اجرام سنگی کوچکی هستند که قطرشان حدود 1.5 کیلومتر یا کمتر است؛ ضمنا همگی مخالف‌گرد هستند یعنی در خلاف جهت چرخش مشتری به‌دورِ آن در گردشند. قطر آنانکه، بزرگترین قمر گروه، حدود 28 کیلومتر است. بعضی از قمرهای اصلی گروه چنین هستند:

آنانکه (Ananke)، پراکسیدایکی (Praxidike)، آیوکاستی (Iocaste)، هارپالیکی (Harpalyke)، تیونه (Thyone)، یوآنتی (Euanthe) و یوپوری (Euporie).

بعضی از قمرهای کوچکتر گروه نیز که قطرشان کمتر از 1.5 کیلومتر است چنین هستند: تلکسینوئه (Thelxinoe)، هلیکه (Helike)، اُرسوسی (Orthosie) و هرمیپی (Hermippe).

همه قمرهای گروه آنانکه بسته به فاصله‌شان از مشتری هر 500 الی 700 روز یک‌بار مشتری را دور می‌زنند.

قمرهای گروه کارمی (Carme)

قمرهای گروه کارمی 22 میلیون الی 24 میلیون کیلومتر از مشتری فاصله دارند و همه‌شان مخالف‌گرد هستند و گردش آن‌ها حول مشتری 670 الی 760 روز طول می‌کشد.

قطر کارمی، بزرگترین قمر گروه، 46 کیلومتر است. بعضی از دیگر قمرهای گروه چنین هستند: هرسی (Herse)، آیتنی (Aitne)، کیلی (Kale)، کالدینی (Chaldene)، ارینومی (Erinome)، کالیکوری (Kallichore)، پاسیتی (Pasithee)، آرکی (Arche) و آیسانوای (Isonoe). چندین قمر کوچک دیگر نیز هستند که هنوز نام ندارند.

قمرهای گروه پاسیفائه (Pasiphae)

برخلاف دو گروه پیشین که قمرهای‌شان نزدیک هم بودند، قمرهای گروه پاسیفائه از هم دور هستند. فاصله قمرهای گروه پاسیفائه از مشتری نیز مثل گروه کارمی است و 700 الی 800 روز طول می‌کشد تا مشتری را دور بزنند. قطر قمر پاسیفائه حدود 60 کیلومتر است. دومین قمر بزرگ گروه سینوپه (Sinope) با قطر 35 کیلومتر است. بعضی دیگر از قمرهای گروه چنین هستند: کالیرو (Challirrhoe)، مگه‌کلایتی (Megaclite)، اوتونی (Autonoe)، اوریدومی (Eurydome)، اسپوندی (Sponde)، اوئدی (Aoede)، کوری (Kore)، سیلینی (Cyllene) و هژمون (Hegemone). برخی دیگر از قمرهای دیگر گروه هنوز نام ندارند.

جدول ویژگی‌های سیاره مشتری

مطلب مرتبط: دانستنی‌ها و مطالب جالب و عجیب درباره سیاره مشتری

جمع‌بندی: ویژگی‌های سیاره مشتری

در مطلب پیش‌ِ رو، درباره ویژگی‌های سیاره مشتری مطالبی بیان شد. گفتیم که مشتری سیاره گازی است و به‌سبب دور بودنش از خورشید، گوشته و جو سردی دارد اما هسته‌ی سیاره گرما تولید می‌کند و داغ است. مشتری فعلا 95 قمر دارد و همانطور که طی سال‌های گذشته قمرهای جدیدی در اطرافش کشف شده است بعید نیست که در آینده نیز قمرهای بیشتری حول آن کشف شوند. گانیمد، کالیستو، آیو و اروپا چهار قمر اصلی مشتری هستند. مشتری سریع‌تر از زمین حول محورش می‌چرخد اما گردش مشتری حول خورشید معادل 11 سال و 9 ماه زمینی طول می‌کشد.

پی‌نوشت:

1. Great Red Spot
2. Little Red Spot