قمر: همسفر اسرارآمیز سیارات
قمرها را بهتر بشناسیم: تعریف و طبقهبندی
در نجوم، به هر جرم طبیعی که به دور یک سیاره بچرخد، قمر میگویند. این اجرام خودشان به دور خورشید نمیگردند، بلکه همراه سیارهشان این مسیر را طی میکنند. میتوانید آن را مانند یک برادر یا خواهر کوچکتر در نظر بگیرید که همیشه دور برادر بزرگتر (سیاره) در حال چرخش است.
قمرها از نظر اندازه، شکل و ترکیب بسیار متنوع هستند. برخی مانند قمر خودمان، ماه، آنقدر بزرگند که گاهی سیاره و قمرشان را یک «سیستم دوگانه» مینامند. برخی دیگر فقط سنگهایی به اندازه یک شهر کوچک هستند. دانشمندان آنها را بر اساس ویژگیهای مختلفی دستهبندی میکنند.
| نوع قمر | ویژگی کلیدی | مثال مشهور |
|---|---|---|
| قمرهای regular (منظم) | مداری دایرهای و نزدیک دارند. معمولاً همراستا با چرخش سیاره به دور خودش میچرخند. احتمالاً همزمان با سیاره تشکیل شدهاند. | قمرهای گالیلهای5 مشتری (مانند آیو6، اروپا7) |
| قمرهای irregular (نامنظم) | مداری بیضیشکل و دور دارند. اغلب در خلاف جهت چرخش سیاره حرکت میکنند. احتمالاً بعداً به دام گرانش8 سیاره افتادهاند. | قمر ترایتون9 نپتون |
| قمرهای کوچک (ماهوارههای طبیعی) | اندازه بسیار کوچکی دارند و شکل نامنظمی شبیه به سیبزمینی دارند. تعداد آنها بسیار زیاد است. | قمرهای کوچک مریخ (فوبوس10 و دیموس11) |
قمرها چگونه به وجود میآیند؟ سه داستان پیدایش
همه قمرها به یک شکل ساخته نشدهاند. دانشمندان با توجه به مدار و ترکیب شیمیایی آنها، چندین نظریه اصلی برای تولد قمرها ارائه کردهاند:
۱. برخورد عظیم این نظریه برای توضیح پیدایش ماه زمین مطرح شده است. بر اساس این نظریه، در روزهای آغازین تشکیل زمین، جسمی به اندازه مریخ به زمین برخورد کرد. از خردهسنگهای پرتاب شده از این برخورد، ماه به تدریج تشکیل شد. مانند وقتی که دو گلوله گِلی به هم برخورد میکنند و تکههایی از آنها به اطراف پرتاب میشود.
۲. به دام افتادن برخی قمرها، به ویژه قمرهای نامنظم، در اصل سیارک12 یا دنبالهدار13هایی بودند که از نزدیک یک سیاره غولپیکر عبور کردند و نیروی گرانش قدرتمند آن سیاره، آنها را اسیر خود کرد و به قمر تبدیلشان کرد. مانند یک توپ پینگپنگ که از کنار یک آهنربای بزرگ رد میشود و به آن میچسبد.
۳. تشکیل همزمان از ابر اولیه تصور میشود بسیاری از قمرهای منظم سیارات غول گازی، همزمان با خود سیاره از ابر گاز و غباری که خورشید را تشکیل داد، به وجود آمدهاند. همانطور که سیاره از مواد این ابر ساخته میشد، حلقهای از مواد دور آن نیز قمرها را شکل دادند.
قمرها چه کارهایی میکنند؟ تأثیرات ملموس و شگفتانگیز
قمرها فقط سنگهای بیخاصیت گردان نیستند. آنها نقشهای بسیار مهمی بازی میکنند که برخی از آنها را میتوانیم از روی زمین هم احساس کنیم.
تنظیم جزر و مد: آشکارترین تأثیر قمر روی زمین، پدیده جزر و مد14 در اقیانوسها است. نیروی گرانش ماه آب اقیانوسها را به سمت خود میکشد و باعث بالا آمدن آب (مد) میشود. وقتی زمین زیر آن ناحیه از آب میچرخد، آب پایین میرود (جزر). این چرخه روزانه اتفاق میافتد. خورشید نیز در این پدیده نقش دارد، اما تأثیر ماه دو برابر بیشتر است. میتوانید نیروی گرانش را مانند یک آهنربا در نظر بگیرید که از فاصله دور، بر آب دریاها اثر میگذارد.
ثابت کردن کجی محور زمین: محور چرخش زمین کمی کج است. این کجی دلیل به وجود آمدن فصلهاست. جرم نسبتاً بزرگ ماه مانند یک پایدارکننده عمل میکند و از چرخش و نوسان زیاد محور زمین جلوگیری میکند. بدون ماه، کجی محور زمین ممکن بود به شدت تغییر کند و آب و هوا و فصلها روی زمین بسیار آشفته و غیرقابل پیشبینی میشدند.
ایجاد خورشیدگرفتگی و ماهگرفتگی: این پدیدههای زیبا و علمی مستقیماً به وجود قمر وابسته هستند. در خورشیدگرفتگی15، ماه دقیقاً بین زمین و خورشید قرار میگیرد و سایه آن روی زمین میافتد. در ماهگرفتگی16، زمین بین خورشید و ماه قرار میگیرد و سایه زمین روی ماه میافتد. اندازه و فاصله ماه از زمین به گونهای است که گاهی قرص آن در آسمان تقریباً هماندازه قرص خورشید به نظر میرسد و این هماندازی باعث میشود خورشیدگرفتگی کامل رخ دهد.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاسخ: خیر. دو سیاره در منظومه شمسی ما فاقد هرگونه قمر هستند: عطارد17 و زهره18. نزدیکی بیش از حد آنها به خورشید و احتمالاً شرایط خاص شکلگیریشان، باعث شده نتوانند قمری داشته باشند یا قمرهای احتمالی خود را از دست بدهند.
پاسخ: از نظر تئوری امکانپذیر است و به آن «ماهماه» یا «زیرقمر» میگویند. اما در عمل، حفظ چنین مداری بسیار دشوار است. نیروهای گرانشی پیچیده از طرف سیاره اصلی و خود قمر، معمولاً باعث میشود مدار زیرقمر ناپایدار شود و یا به دور قمر اصلی نچرخد و در نهایت یا با قمر برخورد کند یا به دام سیاره بیفتد. تاکنون نمونه قطعی از آن در منظومه شمسی مشاهده نشده است.
پاسخ: بله! برخی قمرها در منظومه شمسی شرایط جالبی دارند. مثلاً «تیتان»20، بزرگترین قمر زحل، اتمسفر غلیظی از نیتروژن دارد و حتی دریاها و رودخانههایی از متان و اتان مایع روی سطح آن جریان دارند. «اروپا»، قمر مشتری، زیر سطح یخی خود احتمالاً یک اقیانوس عظیم از آب مایع دارد که دانشمندان آن را یک نامزد مهم برای جستجوی حیات میکروبی میدانند. پس قمرها میتوانند دنیاهای پیچیده و فعالی باشند.
پاورقی
1 قمر (Moon / Satellite): جرم طبیعی که به دور یک سیاره میچرخد.
2 زمین (Earth): سیارهای که ما روی آن زندگی میکنیم.
3 مشتری (Jupiter): بزرگترین سیاره منظومه شمسی.
4 منظومه شمسی (Solar System): مجموعهای متشکل از خورشید و همه اجرامی که توسط گرانش آن نگه داشته شدهاند.
5 گالیلهای (Galilean Moons): چهار قمر بزرگ مشتری که توسط گالیله کشف شدند.
6 آیو (Io): فعالترین قمر از نظر آتشفشانی در منظومه شمسی.
7 اروپا (Europa): قمر یخی مشتری که احتمال وجود اقیانوس زیرسطحی در آن مطرح است.
8 گرانش (Gravity): نیروی جاذبهای که بین تمام اجسام دارای جرم وجود دارد.
9 ترایتون (Triton): بزرگترین قمر نپتون که در خلاف جهت چرخش سیاره میچرخد.
10 فوبوس (Phobos): بزرگترین و نزدیکترین قمر مریخ.
11 دیموس (Deimos): قمر کوچکتر و دورتر مریخ.
12 سیارک (Asteroid): اجرام سنگی کوچکتر از سیاره که عمدتاً بین مدار مریخ و مشتری قرار دارند.
13 دنبالهدار (Comet): اجرام یخی و غباردار که با نزدیک شدن به خورشید، دنباله درخشانی تشکیل میدهند.
14 جزر و مد (Tide): بالا و پایین رفتن منظم سطح آب دریاها بر اثر گرانش ماه و خورشید.
15 خورشیدگرفتگی (Solar Eclipse): هنگامی که ماه بین زمین و خورشید قرار میگیرد.
16 ماهگرفتگی (Lunar Eclipse): هنگامی که زمین بین خورشید و ماه قرار میگیرد.
17 عطارد (Mercury): نزدیکترین سیاره به خورشید.
18 زهره (Venus): دومین سیاره از خورشید و نزدیکترین سیاره به زمین.
19 اتمسفر (Atmosphere): لایهای از گازها که یک سیاره یا قمر را احاطه کرده است.
20 تیتان (Titan): بزرگترین قمر زحل، دارای اتمسفر غلیظ و دریاهای هیدروکربنی.
