الفلك

غروب الشمس: المريخ / الأرض

غروب الشمس: المريخ / الأرض

أفهم لماذا سماءنا زرقاء وتتحول إلى اللون الأحمر عندما تغرب الشمس أو تشرق. أعرف لماذا تكون السماء على المريخ حمراء ، ولكن لماذا تتحول إلى اللون الأزرق أثناء غروب الشمس والشرق؟ ألا يجب أن ينجح هذا في الواقع بسبب اللون الأزرق الموجي الأقصر مقارنة باللون الأحمر؟


TL ؛ د: على الأرض ، تشتت جزيئات الغلاف الجوي الضوء الأزرق أكثر من الأحمر. في المقابل ، على الغلاف الجوي للمريخ ، $ mu mathrm {m} $تحدث جزيئات غبار الهيماتيت ذات الحجم الكبير لإعطاء تأثير معاكس.


نظرية التشتت

أولا قليلا من النظرية. صور جميلة لاحقا.

نثر المقطع العرضي

تشتت الضوء من الطول الموجي $ لامدا $ على جسيمات نصف القطر $ r $ يمكن وصفها بشكل عام باستخدام نظرية مي. باستخدام المتغير $ x equiv 2 pi r / lambda $، نثر المقطع العرضي $ سيغما $ يزيد بشكل حاد مع $ x $ حتى $ x sim2 pi $، وبعد ذلك ينخفض ​​مرة أخرى ويبدأ في التذبذب ، كما هو موضح في هذا الشكل:

المقطع العرضي للتشتت (تم تطبيعه إلى المقطع العرضي الهندسي) كدالة لنسبة حجم الجسيمات إلى الطول الموجي (من ويكيبيديا مع التعليقات التوضيحية الخاصة بي).

بمعنى آخر ، عندما يكون الجسيم أصغر بكثير من الطول الموجي للضوء (x دولار ليرة لبنانية 1 دولار) ، يزداد احتمال تشتت الضوء بشكل حاد مع تناقص الطول الموجي - في الواقع ، المقطع العرضي يتحول إلى $ lambda ^ {- 4} $. هذا النظام يسمى تشتت رايلي. تصل كفاءة التشتت إلى الحد الأقصى للجسيمات التي تساوي تقريبًا الطول الموجي للضوء ($ x simeq2 pi $؛ السهم الأخضر في الشكل). بعد ذلك ، يسقط مرة أخرى ، ويظهر بعض التذبذبات التي لها علاقة بالتداخل في الجسيم ، وتتقارب ببطء مع القيمة "الهندسية" $ sigma = pi r ^ 2 $ (أي ما هو متوقع كلاسيكيا).

في كثير من المواقف (الفيزيائية الفلكية) ، يميل الغبار إلى أن يكون توزيعًا لأحجام أصغر من الجزيئات الكبيرة (عادةً $ n propto r ^ {- 3.5} $) ، مما يعني أن مجموعة من الغبار تحتوي على جسيمات أكثر بكثير تشتت أطوال موجية قصيرة (زرقاء) من الأطوال الموجية الطويلة (الأحمر). وبالتالي ، يتم ترشيح الضوء الأزرق ويميل الضوء الأحمر إلى الانتقال ، مما يؤدي في الواقع إلى إحمرار الضوء.

من ناحية أخرى ، إذا كان الغبار يتكون من جسيمات من نفس الحجم ، فإن الانقراض قد يرتفع وينخفض ​​مع الطول الموجي ، كما هو موضح في الشكل. على سبيل المثال ، ضوء بصري مع $ lambda simeq [0.4 text {-} 0.7] ، mu mathrm {m} $، مبعثرة بجزيئات الحجم 0.7 دولار مو ماثرم {م} دولار، حسب المنطقة البرتقالية في الشكل - أي أن الضوء الأحمر مبعثر بشكل أكثر كفاءة من الضوء الأزرق. يعتمد الشكل الدقيق على معامل انكسار المشتت.

وظيفة المرحلة

عندما يتشتت الفوتون ، فإنه لا يحدث في اتجاه عشوائي تمامًا ، ولكنه يتبع توزيع الاتجاه المعطى بواسطة وظيفة المرحلة. في نظام رايلي ، هناك تفضيل طفيف للتشتت الأمامي والخلفي ، ولكن للتشتت الكبير $ x $ يوجد تفضيل قوي للتشتت الأمامي ، كما هو موضح في هذا الرسم البياني (من هذه الشرائح):

غروب الشمس على الأرض

على الأرض ، يتشتت ضوء الشمس بشكل أساسي بواسطة جزيئات أصغر بكثير من الطول الموجي للضوء ، أي أننا في نظام رايلي. ومن ثم ، يميل الضوء الأزرق إلى التشتت كثيرًا ، مكونًا السماء الزرقاء. عندما يتم ترشيح الضوء الأزرق بعيدًا عن خط البصر (LOS) تجاه الشمس ، يصبح ضوءه - الأبيض في البداية - أصفر أكثر. وعندما تغرب الشمس ، يجب أن يمر ضوءها عبر طبقة سميكة من الغلاف الجوي ، مما يعزز هذا تأثير احمرار ويعطي غروب الشمس الأحمر.

غروب الشمس على المريخ

الشمس الزرقاء

على كوكب المريخ ، لا يوجد غلاف جوي تقريبًا ، فقط 1٪ من غلاف الأرض. وبدلاً من ذلك ، يتشتت ضوء الشمس بواسطة الغبار الأحمر الناعم المتطاير في الهواء (الرقيق). يحتوي غبار المريخ على الهيماتيت ($ alpha text {-} mathrm {Fe} _2 mathrm {O} _3 $) ، المعدن المسؤول عن اللون الأحمر للمريخ. يحتوي أكسيد الحديد هذا على معامل انكسار شديد الاعتماد على الطول الموجي ، وتقع أحجام الحبوب بإحكام إلى حد ما حول عدد قليل $ mu mathrm {m} $، تشتت الضوء الأحمر أكثر من الأزرق كما في المثال (المثالي) المذكور أعلاه (على سبيل المثال Ockert-Bell et al. 1997 ؛ Lane et al. 1999). هذا لا علاقة له بحقيقة أن الغبار أحمر ، ولكنه مجرد نتيجة لحجم الجزيئات.

ومن ثم ، في هذه الحالة هو أحمر الضوء الذي يتم ترشيحه بعيدًا ، مما يجعل الشمس تظهر باللون الأزرق ، خاصة عند غروبها.

هالة زرقاء وسماء حمراء

التوزيع غير العادي لحجم جزيئات الغبار الموصوف أعلاه هو سبب القرص الأزرق للشمس ، ولكن لا يمكنه تفسير الهالة الزرقاء المحيطة به (Ehlers et al. 2014). هذه الظاهرة المذهلة ناتجة عن الاختلاف في وظيفة الطور الموصوفة أعلاه: في حين أن تشتت رايلي متناحي الخواص إلى حد ما ، يميل نثر مي إلى التشتت في الاتجاه الأمامي ، وغبار المريخ على وجه الخصوص له معامل عدم تناسق كبير (على سبيل المثال Vincendon et al. ، وهذا يعني أن الضوء هو المنتشرة لديه تفضيل للتشتت على طول LOS ، أي نحو مراقب غروب الشمس.

علاوة على ذلك ، تعتمد معلمة عدم التناسق على الطول الموجي للضوء ، حيث يكون التشتت الأمامي للضوء الأزرق أكثر وضوحًا من الضوء الأحمر ، كما هو موضح في هذا الشكل:

احتمالية التشتت بزاوية معينة للضوء الأزرق (425 نانومتر ، يسار) والضوء الأحمر (694 نانومتر ، يمين). تتوافق أنواع الخطوط الثلاثة مع نماذج مختلفة (من Ehlers et al. (2014)).

ومن ثم ، فإن الضوء الأحمر لديه ميل أكبر للتشتت خارج LOS ، مما يخلق السماء المحمرّة.

صورة جميلة

لقد وعدت صورة جميلة. إليك غروب الشمس على كوكب المريخ:

الائتمان: NASA / JPL-Caltech / Texas A & M / Cornell

الشمس الزرقاء والقمر على الأرض

في حالات نادرة ، يمكن للهباء الجوي في الغلاف الجوي للأرض أن يجعل الشمس والقمر يظهران باللون الأزرق. عندما اندلع بركان كراكاتوا في عام 1853 ، بدا القمر باللون الأزرق في بعض الأماكن على الأرض لمدة شهر تقريبًا (أيتكين 1892).


غروب الشمس

غروب الشمس، المعروف أيضًا باسم غروب، هو الاختفاء اليومي للشمس تحت الأفق بسبب دوران الأرض. كما يُرى من كل مكان على الأرض (باستثناء القطبين الشمالي والجنوبي) ، تغرب شمس الاعتدال غربًا في لحظة اعتدال الربيع والخريف. كما يُرى من نصف الكرة الشمالي ، تغرب الشمس إلى الشمال الغربي (أو لا تغرب على الإطلاق) في فصلي الربيع والصيف في نصف الكرة الشمالي ، وإلى الجنوب الغربي في الخريف والشتاء يتم عكس هذه المواسم في نصف الكرة الجنوبي.

يُعرَّف وقت غروب الشمس في علم الفلك بأنه اللحظة التي يختفي فيها الطرف العلوي للشمس تحت الأفق. بالقرب من الأفق ، يتسبب الانكسار في الغلاف الجوي في تشويه أشعة الشمس لدرجة أن القرص الشمسي ، هندسيًا ، يكون بالفعل بقطر واحد أسفل الأفق عند ملاحظة غروب الشمس.

يختلف الغروب عن الشفق الذي ينقسم إلى ثلاث مراحل ، أولها مدني الشفق ، الذي يبدأ بمجرد اختفاء الشمس تحت الأفق ، ويستمر حتى تنخفض إلى 6 درجات تحت الأفق ، وتكون المرحلة الثانية بحري الشفق ، بين 6 و 12 درجة تحت الأفق والثالث فلكي الشفق ، وهي الفترة التي تكون فيها الشمس تحت الأفق بين 12 و 18 درجة. [1] الغسق هو في نهاية الشفق الفلكي ، وهو أحلك لحظة في الشفق قبل الليل مباشرة. [2] يحدث الليل عندما تصل الشمس إلى 18 درجة تحت الأفق ولا تعود تضيء السماء.

المواقع البعيدة شمالاً عن الدائرة القطبية الشمالية وأبعد جنوباً من الدائرة القطبية الجنوبية لا تشهد غروب الشمس الكامل أو شروق الشمس في يوم واحد على الأقل من السنة ، عندما يستمر النهار القطبي أو الليل القطبي بشكل مستمر لمدة 24 ساعة.


القمر والمريخ من منتصف الليل حتى الفجر

تضيء الكواكب اللامعة كوكب المشتري وزحل النصف الشرقي من السماء في وقت مبكر من المساء الآن. كوكب الزهرة أكثر إشراقًا ، يضيء في الشرق عند الفجر. في هذه الأثناء ، في يوليو 2020 ، المريخ هو الكوكب اللامع الذي يصعد في الشرق في منتصف الليل. المريخ ليس ساطعًا مثل كوكب المشتري أو الزهرة. والكوكب الأحمر ليس قريبًا في أي مكان من كوكب الزهرة أو كوكب المشتري في قبة السماء # 8217 ، ولكن بدلاً من ذلك يوجد تقريبًا في منتصف المسافة بين هذين الأجرام السماوية الأخرى اللامعة. يعد صباح 11 و 12 يوليو 2020 و # 8211 من منتصف الليل تقريبًا حتى الفجر & # 8211 أوقاتًا ممتازة لمشاهدة كوكب المريخ. في هذه الصباحات ، ابحث أولاً عن القمر. سيكون النجم اللامع القريب & # 8220star & # 8221 هو المريخ.

ثم ، بمجرد اكتشافك للمريخ ، راقبه في الأسابيع المقبلة.

على الرغم من أن القمر سينتقل بعيدًا عن المريخ بعد بضعة أيام ، فلن تواجه صعوبة كبيرة في العثور على المريخ في الأشهر المقبلة. يحكم كوكب المريخ اللامع عالمًا من السماء المرصعة بالنجوم & # 8220 فارغًا & # 8221 ، مع عدم وجود نجوم لامعة قريبة لإلهائك عن هذا الكوكب الأحمر الناري.

بالإضافة إلى أن كوكب المريخ سيرتفع مبكرًا & # 8211 وأقدم & # 8211 مع مرور كل ليلة. هذا & # 8217s لأن الأرض الآن على وشك اللحاق بالمريخ ، وتمريره ، في سباق الكواكب حول الشمس. كوكب المريخ ساطع وحمراء للغاية الآن ، ومن المقرر أن يصبح أكثر إشراقًا في الأشهر المقبلة مع اقترابه من التعرض للشمس في أكتوبر. في ذلك الوقت ، ستكون الأرض أكثر أو أقل بين المريخ والشمس. سيكون المريخ عكس الشمس في سمائنا ، يشرق في الشرق عند غروب الشمس ، متوهجًا للغاية وناريًا ، ويمكن رؤيته من الغسق حتى الفجر.

عرض في صور مجتمع EarthSky. | ثلاثة أيام ، ثلاث مناظر تلسكوبية حديثة لكوكب المريخ الأحمر بواسطة جيراردو رايت في كانكون كوينتانا رو ، المكسيك.

يُصنف كوكب الزهرة والمشتري في المرتبة الثالثة والرابعة من بين الأجرام السماوية الأكثر سطوعًا لإضاءة السماء ، على التوالي ، بعد الشمس والقمر. ومع ذلك ، عندما يصبح المريخ أكثر إشراقًا في سمائنا يومًا بعد يوم ، فإنه يحل في النهاية محل كوكب المشتري باعتباره رابع أكبر جرم سماوي. هذا & # 8217ll يحدث في أكتوبر 2020.

في الوقت الحالي ، يستمتع كوكب المشتري بلحظة مجده ، حيث يتألق الكوكب الملك في ألمع صوره لهذا العام. اقرأ المزيد: كوكب المشتري في المعارضة في 13-14 يوليو 2020

كوكب الزهرة يضيء الفجر الشرقي / سماء الفجر في يوليو 2020. إذا كنت & # 8217 مستيقظًا مبكرًا بما يكفي في حوالي 11 يوليو و # 8211 عندما تكون سماء الصباح لا تزال مظلمة & # 8211 شاهد النجم الساطع Aldebaran في كوكبة الثور مقترنة بالزهرة على قبة السماء & # 8217s. اقرأ أكثر.

يسافر القمر أمام الأبراج باتجاه الشرق ، بمعدل حوالي 13 درجة في اليوم. لمعرفة الاتجاه الشرقي ، انظر ببساطة إلى القمر المتضائل في سماء الصباح. يشير الجانب المضاء من القمر المتضائل دائمًا إلى الشرق (في اتجاه شروق الشمس).

لذا ، بينما يغادر القمر كوكب المريخ & # 8217 من دائرة الأبراج ، فإنه يتجه إلى كوكب الزهرة للالتقاء بكوكب الملكة في غضون أسبوع تقريبًا.

راقب تلاشي هلال القمر وهو يغوص يومًا بعد يوم خلال الأسبوع الثالث من يوليو 2020. إنه & # 8217ll يكتسح كل من الزهرة وعطارد. اقرأ أكثر.

الخلاصة: يهيمن كوكب المشتري على سماء المساء في يوليو ، ويبقى بعيدًا من الغسق حتى الفجر. كوكب الزهرة ، ألمع كوكب في السماء ، اللوردات فوق السماء الشرقية عند الفجر. يقع المريخ في منتصف المسافة تقريبًا بين كوكب المشتري وزحل. إنه & # 8217s بالقرب من القمر في صباح 11 و 12 يوليو 2020.


كم من الوقت تستغرق الشمس لتغيب بالكامل؟

يعتمد الوقت الذي تستغرقه الشمس في الغروب بالكامل على عوامل مختلفة مثل سمك الغلاف الجوي ووقت السنة وخط العرض. تستغرق الشمس حوالي 150 إلى 200 ثانية (2 إلى 3 دقائق) لتذهب بالكامل إلى أسفل الأفق (بمجرد أن تلمس الأفق بالفعل).

تسافر الشمس عبر السماء بمعدل 1 لكل 340 ثانية بينما تدور الأرض. يلعب خط عرض المكان دورًا حاسمًا في الوقت الذي تستغرقه الشمس للغروب. كلما اقترب المكان من خط الاستواء ، زادت سرعة غروب الشمس.

كما ذكرنا أعلاه أيضًا أثناء شرح العلم وراء غروب الشمس ، يلعب الغلاف الجوي دورًا مهمًا. يرتبط خط عرض المكان وسمك الغلاف الجوي ارتباطًا مباشرًا ببعضهما البعض. كلما كان المكان بعيدًا عن خط الاستواء ، كان غروب الشمس أبطأ.

تشهد الأماكن القريبة من الدائرة القطبية الجنوبية تجربة غروب غير عادية لغروب الشمس.

تغرب الشمس جزئيًا ثم تشرق من جديد في وقت قصير جدًا. في القطب ، تتحرك الشمس كل يوم في دوائر أفقية في السماء. هناك شمس دائمة في السماء خلال فصل الصيف ، ومع اقتراب فصل الشتاء ، تبدأ الشمس في الاقتراب أكثر فأكثر من الأفق وتستغرق عدة أيام لتغيب.


ما لون غروب الشمس على الكواكب الأخرى؟

سماء الغروب الناريّة والوردية والخوخية هي ميزة فريدة لمنزلنا على الأرض. لكن ما هي الألوان التي تظهر عندما تغرب الشمس على الكواكب الأخرى في النظام الشمسي؟

الجواب يعتمد على الكوكب. على كوكب المريخ ، تأتي الشمس وتذهب مع وهج أزرق. على أورانوس ، تتحول سماء غروب الشمس من اللون الأزرق إلى الفيروزي ، وفقًا لوكالة ناسا. وعلى تيتان ، أحد أقمار زحل ، تتحول السماء من الأصفر إلى البرتقالي إلى البني بينما تغرق الشمس تحت الأفق.

ألوان غروب الشمس ليست موحدة لأن هذه الأشكال ، في جزء كبير منها ، هي نتاج الغلاف الجوي لكل كوكب وكيف تبعثر الجسيمات فيه ضوء الشمس ، وفقًا لكورت إيلر ، أستاذ الرياضيات في كلية تروكي المجتمعية في رينو ، نيفادا ، والرئيس. مؤلف ورقة 2014 في المجلة البصريات التطبيقية التي حققت في سبب ظهور غروب الشمس على كوكب المريخ باللون الأزرق.

قال إهلر لـ Live Science: "إنها & rsquos صعبة". "كان لدى الجميع فكرة مسبقة مفادها أن الآلية [لغروب الشمس] هي تكرار لما نراه على الأرض." ولكن هذا ليس هو الحال.

على الأرض ، يتكون الغلاف الجوي من جزيئات غاز صغيرة ، معظمها من النيتروجين والأكسجين ، وهي أكثر فاعلية في التشتت و [مدش] التي تمتص وإعادة البث في اتجاه مختلف و [مدش] ضوء قصير الطول الموجي ، مثل الأزرق والبنفسجي ، مما هو أطول الأطوال الموجية الحمراء. يُطلق على النوع الانتقائي من الانتثار الذي تسببه الجزيئات الصغيرة نثر رايلي. يعطينا السماء الزرقاء في منتصف النهار ، ولكن عند غروب الشمس وشروقها ، عندما يجب أن ينتقل ضوء الشمس إلى مسافة أبعد ، يتشتت المزيد من الضوء الأزرق بعيدًا عن الأطوال الموجية الحمراء والصفراء الأطول التي تصل إلى خط رؤيتنا ، مما يخلق ظلالًا نابضة بالحياة من اللون الأحمر التي نراها.

قال إهلر إن أي كوكب يهيمن الغاز على غلافه الجوي سيتبع نمطًا مشابهًا من الألوان ذات الطول الموجي الأطول التي تصبح أكثر هيمنة عند غروب الشمس. على أورانوس ، على سبيل المثال ، تبعثر جزيئات غاز الهيدروجين والهيليوم والميثان في غلافه الجوي الأطوال الموجية الزرقاء والخضراء الأقصر بينما تمتص (ولكن لا تعيد إصدارها إلى حد كبير) أطوال موجات حمراء أطول ، وفقًا لوكالة ناسا. ينتج عن هذا سماء زرقاء لامعة تتحول إلى اللون الفيروزي عند غروب الشمس حيث يتشتت الضوء الأزرق بعيدًا عن الأطوال الموجية الخضراء الأطول.

إذا كان الغلاف الجوي للكوكب يسيطر عليه شيء آخر غير الغازات ، فإن كل شيء عن كيفية ظهور غروب الشمس سيكون مختلفًا. خذ غروب الشمس الأزرق على كوكب المريخ. قال اهلر عن كوكب المريخ: "إن كثافة غاز الغلاف الجوي لا تزيد عن 1/80 مما هو موجود هنا". "تشتت جزيئات الغبار الأكبر حجمًا".

في دراسة أجريت عام 2014 استخدمت بيانات من مسبار المريخ سبيريت ، وجد إهلر وزملاؤه أن غبار المريخ ينثر الضوء بشكل مختلف تمامًا عن جزيئات الغاز. وقال: "سبب [] الغروب الأزرق هو النمط الذي يتشتت فيه الضوء من جزيئات [الغبار]".

جزيئات الغاز ، مثل تلك الموجودة هنا على الأرض ، تشتت الضوء في كل اتجاه. وقال اهلر على النقيض من ذلك ، فإن الغبار ينثر الضوء بشكل أساسي في اتجاه واحد و [مدش] في الاتجاه الأمامي. علاوة على ذلك ، تشتت جزيئات الغبار الضوء الأحمر بزوايا أوسع بكثير من الضوء الأزرق. قال إهلر: لأن الضوء الأزرق لا يتشتت على نطاق واسع جدًا ، فإنه يصبح أكثر تركيزًا ، لذلك "الضوء الأزرق أقوى بست مرات من الضوء الأحمر" على المريخ.

عندما تنظر إلى غروب الشمس على كوكب المريخ ، ترى في الواقع أن "قرص الشمس أبيض ، لأن الضوء لا يتغير لونه أثناء مروره عبر الغلاف الجوي للمريخ ،" قال إهلر "حول الشمس هناك وهج مزرق. في الخارج ، تبدأ السماء في الظهور باللون الأحمر. هناك ، يمكنك & rsquore رؤية أضواء حمراء متناثرة في زوايا أكبر. "

بالنسبة للكواكب والأقمار الأخرى ، يكاد يكون من المستحيل التنبؤ بكيفية ظهور غروب الشمس دون فهم شامل لتكوين غلافها الجوي. قال إهلر إنه إذا كانت هذه الأجرام السماوية ذات جو غازي ، فستتوقع أن تبدأ في رؤية أطوال موجية أطول من الضوء عند غروب الشمس.

قال إهلر: "حيث تهيمن مواد أخرى على الغلاف الجوي ، يمكنني & rsquot إخباركم". تبعثر أنواع وأحجام مختلفة من الغبار الضوء بطرق فريدة. بعبارة أخرى ، إذا كنت تعتقد أن غروب الشمس على الأرض "خارج هذا العالم" ، ففكر مرة أخرى & [مدش] إنها حقًا ميزة حصرية خاصة بالكواكب ذات الغلاف الجوي الغازي.


لطخات السطح

في الطرف المقابل من الكرة الأرضية المريخية حيث يكون الشتاء ، فإن North Polar Hood ، وهي عبارة عن غطاء ممتد من الغيوم التي تغطي القبعة القطبية الشمالية (بعيدًا عن الأنظار) ، أصبح الآن مرئيًا بشكل واضح كضباب أبيض مزرق يهدب الطرف السفلي من الكوكب .

تظهر معظم هذه الميزات وتلك الموصوفة أدناه من خلال تلسكوب بحجم 6 بوصات أو أكبر بتكبير متوسط ​​إلى مرتفع (100 × إلى 300 ×). كلما لاحظت كوكب المريخ في كثير من الأحيان ، أصبح التعرف عليه أسهل. إذا كانت الرؤية المتواضعة تمثل تحديًا ، فقم بتطبيق مرشح. سيعطي Wratten 23A أو 25 الأحمر علامات البياض ركلة لطيفة على النقيض. للأجواء مثل ضباب الأطراف والسحب ، جرب Wratten 80A الأزرق. ستساعد الفلاتر أيضًا على ترويض وهج الكوكب وتقليل إجهاد العين. في حين أن ملامح السطح المظلمة تخضع لتغييرات في المظهر بسبب الرياح الجليدية وترسب الغبار الموسمي ، فإن الخطوط العريضة لها ظلت كما هي لعقود.

استخدم هذه الخريطة لتحديد معالم السطح الرئيسية على سطح المريخ. يتم تقديم الجنوب لتتناسب مع الاتجاه في التلسكوبات العاكسة النيوتونية ، وكذلك المنكسرات وأدوات Cassegrain المستخدمة بدون زاوية قطرية.
اضغط على الصورة لعرض أكبر.
داميان بيتش / جريج ديندرمان / S & ampT

يهيمن على النصف الشرقي من الكرة الأرضية Syrtis Major على شكل إبهام والأقواس المزدوجة الداكنة من Mare Serpentis و Mare Tyrrhenum التي تتفرع إلى أي من الجانبين وتأطير حوض تأثير هيلاس. بالتحرك غربًا ، ابحث عن الفجوة الساطعة Hesperia التي تفصل Mare Tyrrhenum عن الشريط المظلم لـ Mare Cimmerium. تحت الفحص الدقيق في الرؤية الممتازة ، يمكنك إلقاء نظرة على Gomer Sinus ، وهو زوج من الشوكات الداكنة تخرج من الطرف الشرقي للفرس.

قارن هذه الخريطة المدارية المقربة للمريخ بالخريطة أعلاه ، والتي تستند إلى الملاحظات التلسكوبية من الأرض. علامات البياض المظلمة هي المناطق التي يكون فيها السطح خاليًا نسبيًا من الغبار أو أغمق بشكل طبيعي بسبب الصخور البازلتية الكامنة. Syrtis Major هو بركان درع بازلتي منخفض التضاريس. انقر للحصول على نسخة مفصلة.
ناسا ، مختبر الدفع النفاث ، MSSS ، جامعة. ولاية أريزونا

إلى الغرب من Cimmerium ، نصل إلى نصف الكرة الأرضية الخالي من الملامح نسبيًا ، موطن Mare Sirenum والبركان الهائل والمنقرض حاليًا أوليمبوس مونس. في أفضل الظروف مع نسبة تكبير عالية ، يمكنك إلقاء نظرة خاطفة عليها عندما يمر الهواء عبر الجبل ، ويبرد ، ويتكثف ليشكل كتلة من السحب الأوروغرافية التي تزيد من وضوحها. ابحث عن بقعة بيضاء شاحبة في الصحراء البرتقالية.

توصلنا ماري سيرينوم إلى سوليس لاكوس (بحيرة الشمس) ، وهي رقعة دائرية رمادية محاطة بتاوماسيا شاحبًا. تنشغل الأشياء بينما نستمر غربًا بدءًا من Mare Erythraeum المظلمة والمرقطة التي يمتد منها "الكفوف": Aurorae Sinus و Margaritifer Sinus. يمتزج الأخير بدقة مع Oxia Palus في الشمال لإنشاء نسخة أكثر شحوبًا من Syrtis Major. في حالة الرؤية الممتازة ، تأكد من البحث عن إسقاط ضيق ومظلم يمتد شرق Aurorae Sinus. يُطلق عليه اسم Tithonius Lacus وهو جزء من Valles Marineris ، أكبر واد في النظام الشمسي.

يتميز البيدو البارز بسمات Sabeus Sinus (يسار) و Sinus Meridiani تم تصويرهما من المدار بواسطة مسبار الفضاء الهندي Mangalyaan. لاستكشاف الصور المدارية التفصيلية للكوكب ، انتقل إلى Google Mars.
ISRO

شمال المجمع بأكمله ابحث عن الكتلة المظلمة لـ Mare Acidalium وامتداده: Niliacus Lacus إلى الشمال الغربي و Idaeus Fons إلى الشمال الشرقي. من السهل تحديد الأسيدياليوم بقوة 100 × أعلى ستساعدك على اختيار الاثنين الآخرين.

نختتم جولتنا في دائرة الكواكب عند خط الطول 0 درجة والذي يعطي اسمه إلى Sinus Meridiani ، كرة تنس بارزة داكنة في نهاية Sinus Sabeus. يذكرونني معًا بقاذفة الكرة التي يستخدمها أصحاب الحيوانات الأليفة في حدائق الكلاب. كلاهما يبرز بجرأة مقابل التضاريس الصحراوية المشرقة في موآب والجزيرة العربية.


الكواكب

إلى جانب الشمس والقمر والنجوم ، هناك خمسة أجسام بارزة أخرى في السماء: الكواكب عطارد والزهرة والمريخ والمشتري وزحل. حيرتهم حركاتهم المعقدة القدامى ، وفي النهاية حفزت تطوير علم الفلك الحديث.

مظهر

بالعين المجردة ، كل من هذه الكواكب الخمسة يبدو وكأنه نجم لامع. كوكب الزهرة هو ألمع ، وأكثر إشراقًا من أي نجم ، ويمكن رؤيته أحيانًا في النهار (إذا كنت تعرف أين تبحث). كوكب المشتري أيضًا أكثر إشراقًا من أي نجم ، في حين أن المريخ متغير تمامًا ، وأحيانًا يكون ساطعًا مثل كوكب المشتري وأحيانًا يكون أكثر سطوعًا قليلاً من نجم الشمال. لا يكون عطارد وزحل ساطعًا أبدًا مثل كوكب المشتري ، لكنهما لا يزالان أكثر إشراقًا من جميع النجوم باستثناء عدد قليل منها.

خلال الأشهر الوسطى من عام 2010 ، يمكن رؤية كواكب الزهرة والمريخ وزحل معًا في السماء الغربية بعد غروب الشمس. (انضم إليهم عطارد أيضًا لفترة من الوقت ، ولكن كان من الصعب تصويره من خطوط العرض الشمالية). في هذه الصورة ، تم أيضًا تصنيف أربعة من نجوم الأسد والعذراء الأكثر إشراقًا.

ممارسه الرياضه: استخدم تطبيق Sky Motion الصغير لتحديد الكواكب المرئية حاليًا في سماء الليل ، وفي أي وقت وفي أي اتجاهات.

سؤال: تم التقاط الصورة أعلاه في مساء يوليو 2010 من شمال ولاية يوتا. استخدم هذه المعلومات و Sky Motion الصغير لإعادة إنتاج هذا التكوين للكواكب فيما يتعلق بالنجوم المحيطة. في أي تاريخ يوليو تم التقاط الصورة؟

اقتراح

الإنجليزيةالأسبانيةالفرنسيةكوكب
الأحددومينغوديمانششمس
الاثنينلونزلونديالقمر
يوم الثلاثاءمارتيسمارديالمريخ
الأربعاءمي & إي كوتركوليسميركريديالزئبق
يوم الخميسجويفيسجوديكوكب المشتري
جمعةفيرنيسفيندريديكوكب الزهرة
السبتS & aacutebadoساميديزحل

في العديد من اللغات الغربية ، تمت تسمية أيام الأسبوع على اسم "الكواكب" السبعة الأصلية (حسب تصنيف الإغريق القدماء). في اللغة الإنجليزية ، تأتي أربعة من الأسماء من الآلهة الجرمانية التي تشبه الآلهة التي ربطها الإغريق والرومان بالكواكب. في الإسبانية والفرنسية ، حلت التأثيرات المسيحية محل اسم زحل والشمس.

على الرغم من أن الكواكب نظرة مثل النجوم ، فإن حركاتها عبر سمائنا أكثر تعقيدًا. في أي يوم / ليلة ، ينهضون ويغربون مثل النجم. لكن مثل الشمس والقمر ، يتجولون تدريجياً بين الأبراج الاثني عشر في دائرة الأبراج ، ويبقون دائمًا بالقرب من مسير الشمس. في الواقع ، تأتي كلمة "كوكب" من الكلمة اليونانية التي تعني "متجول" ، وبهذا المعنى ، تم تصنيف الشمس والقمر في الأصل على أنهما كواكب. إحدى بقايا هذا التصنيف القديم هي أسماء أيام الأسبوع ، واحدة لكل من "الكواكب" السبعة الأصلية (انظر الجدول على اليمين). ومع ذلك ، لتجنب الالتباس ، سأستخدم كلمة كوكب (في هذا الفصل) للإشارة فقط إلى المتجولين الشبيهين بالنجوم الخمسة ، وليس بما في ذلك الشمس والقمر.

تُظهر هذه الصورة المحاكية ذات التعريض الضوئي المتعدد المسار الحلقي للمريخ فيما يتعلق بالنجوم من 1 أكتوبر 2009 (على اليمين) حتى 1 يونيو 2010 (على اليسار). الخط الأصفر هو مسير الشمس. هذه صورة مركبة مذهلة لنفس الحركة.

إلى جانب مظهرها الشبيه بالنجوم ، تختلف الكواكب عن الشمس والقمر في تفاصيل حركتها. تذكر أن كلا من الشمس والقمر يتحركان على طول (أو بالقرب) مسير الشمس من الغرب إلى الشرق و mdasht أي اليسار إذا كنت على خط عرض شمالي ، تنظر إلى السماء الجنوبية. تتحرك الكواكب الخمسة أيضًا من الغرب إلى الشرق عظم في ذلك الوقت ، ولكن ليس دائمًا. بدلاً من ذلك ، فإنها تتباطأ بشكل دوري (فيما يتعلق بالنجوم) وتتوقف وتعكس الاتجاه ، وتتحرك من الشرق إلى الغرب. ثم ، بعد بضعة أسابيع أو أشهر ، يعكسون الاتجاه مرة أخرى ، مستأنفين الحركة المعتادة باتجاه الشرق. تسمى الحركة الأكثر شيوعًا باتجاه الشرق بالحركة ، بينما تسمى الحركة الأقل شيوعًا باتجاه الغرب بالحركة.

من السهل ملاحظة الحركة العكسية ، طالما أنك معتاد إلى حد ما على الأبراج ولديك ما يكفي من الصبر لإبداء الملاحظات على مدار عدة ليال. تحدث الحركات الارتجاعية للمريخ والمشتري وزحل بشكل ملائم عندما تكون في مواجهة الشمس في سمائنا ، وبالتالي تكون مرئية طوال الليل ، ثم نقول إنها موجودة. تكون هذه الكواكب أيضًا في أوج تألقها عندما تكون في مواجهة ، على الرغم من أن اختلافات السطوع ليست كبيرة تقريبًا بالنسبة لكوكب المشتري وزحل كما هي بالنسبة للمريخ. الفاصل الزمني بين معارضة وأخرى هي حوالي 780 يومًا للمريخ ، و 399 يومًا للمشتري ، و 378 يومًا لكوكب زحل.

الزهرة وعطارد ، من ناحية أخرى ، لا يقابلان الشمس في سمائنا أبدًا. بدلاً من ذلك ، يظلون قريبين نسبيًا من الشمس: كوكب الزهرة في حدود 47 درجة وعطارد في حدود 28 درجة تقريبًا. هذا يعني أن هذه الكواكب يمكن رؤيتها إما في السماء الغربية بعد غروب الشمس ، أو في السماء الشرقية قبل شروق الشمس ، ولكن ليس بالقرب من منتصف الليل. الزئبق ، على وجه الخصوص ، يصعب مراقبته على مدى فترات طويلة لأنه دائمًا قريب جدًا من الشمس. تحدث الحركة العكسية ، سواء بالنسبة لعطارد أو الزهرة ، عندما يكون الكوكب مرئيًا في سماء المساء ، ثم يقترب بسرعة من الشمس (من منظورنا) ويظهر لاحقًا على الجانب الآخر ، في سماء الصباح. ثم تنقله الحركة الأمامية للكوكب تدريجيًا نحو الشمس من الجانب الآخر ، وفي النهاية تعود إلى سماء المساء. يتكرر هذا النمط كل 584 يومًا لكوكب الزهرة وكل 116 يومًا لعطارد.

لمساعدتك في تصور هذه الحركات ، قمت بإنشاء تطبيق صغير كامل السماء يرسم الكواكب على خريطة للسماء بأكملها (360 درجة). يرجى قضاء بعض الوقت في اللعب مع هذا التطبيق الصغير ، ومشاهدة الحركات الأمامية والخلفية لكل من الكواكب الخمسة. ثم استخدم هذا التطبيق الصغير (أو تطبيق Sky Motion الصغير) للإجابة على الأسئلة التالية.

سؤال: راقب الحركات الأمامية والخلفية لكوكب المشتري. ما هي المدة التي تستغرقها كل فترة من الحركة التراجعية؟

سؤال: كما هو موضح أعلاه ، كان المريخ في كوكبة السرطان أثناء حركته التراجعية في أواخر عام 2009 وأوائل عام 2010. في أي كوكبة سيكون المريخ فيها خلال معظم حركته التراجعية التالية ، في أوائل عام 2012؟

كانت حركات الكواكب المعقدة عجيبة وغامضة بالنسبة للقدماء الذين أخذوا وقتًا في ملاحظتها والتفكير فيها. كان من الطبيعي أن يعتبر معظم القدماء أن الكواكب التي تتحرك بشكل متقطع هي آلهة لها إرادات خاصة بهم. كان من الطبيعي أيضًا أن يخمن الناس أن الكواكب ، مثل الشمس والقمر ، قد يكون لها تأثيرات ملحوظة على حياتنا اليومية هنا على الأرض. تم تطوير هذه الفكرة إلى علم التنجيم ، وهو موضوع يحظى باهتمام أكبر بكثير من علم الفلك حتى في الصحف والمكتبات اليوم. في غضون ذلك ، حاول الإغريق في النهاية ابتكار نماذج ميكانيكية لشرح (والتنبؤ) بالحركات المعقدة للكواكب. يتم وصف هذه الجهود في الفصل التالي.


محاكاة لغروب الشمس على عوالم أخرى: من الزهرة إلى تيتان

عندما نفكر في استكشاف الكواكب والأجرام السماوية الأخرى ، فإننا نميل إلى التركيز على الأسئلة الكبيرة. كيف سيعيش رواد الفضاء هناك عندما & # 8217re لا يعملون؟ ما نوع الاستراتيجيات والتكنولوجيا التي يحتاجها الناس ليكونوا موجودين على المدى الطويل؟ كيف يمكن للجاذبية والبيئة والإشعاع أن تؤثر على البشر الذين يختارون إنشاء أماكن مثل القمر والمريخ والأجسام الأخرى؟ نميل إلى التغاضي عن الأشياء البسيطة & # 8230

على سبيل المثال ، كيف سيكون شكل النظر إلى السماء؟ كيف ستظهر الأرض والنجوم وأي قمر في المدار؟ وكيف سيبدو عند مشاهدة غروب الشمس؟ هذه أشياء نأخذها كأمر مسلم به هنا على الأرض ولا تفكر كثيرًا حقًا. ولكن بفضل وكالة ناسا ، لدينا الآن أداة تحاكي شكل غروب الشمس من أجسام أخرى في النظام الشمسي & # 8211 من سطح كوكب الزهرة الجهنمي إلى الغلاف الجوي الكثيف لأورانوس.

تم إنشاء هذه المحاكاة بواسطة جيرونيمو فيلانويفا ، عالم الكواكب من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا و # 8217s ، والذي طوره أثناء العمل على أداة نمذجة حاسوبية للبعثات المحتملة إلى أورانوس ، والتي تفكر ناسا في إرسال مسبار إليها في المستقبل القريب. في حالة حدوث مثل هذه المهمة ، ينزل المسبار إلى الغلاف الجوي لأورانوس & # 8217 ويستخدم هذه الأداة للحصول على الأطياف وتحديد تكوينها.

كما ترون ، تقارن محاكاة Villaneuva & # 8217s كيف سيبدو غروب الشمس على عوالم مختلفة باستخدام الأرض كمجموعة تحكم & # 8220 ، & # 8221 أثناء الليل الصافي وعندما تكون السماء ضبابية. على النقيض من ذلك ، يظهر غروب الشمس على شكل توهج أزرق سماوي غني في السماء يتحول تدريجياً إلى أزرق عميق مع غرق الشمس في الأفق. هذا اللون ناتج عن تفاعل ضوء الشمس مع جو أورانوس & # 8217 الغني بالهيدروجين والهيليوم والميثان.

تمتص هذه الغازات الأطوال الموجية الأطول للطيف (الأحمر والبرتقالي والأصفر) والفوتونات ذات الطول الموجي الأقصر (الأزرق والأخضر) لتشتت وتصطدم بجزيئات أخرى في الغلاف الجوي. هذا مشابه لما يحدث في الغلاف الجوي للأرض في يوم صاف ، حيث يتشتت الضوء عند التفاعل مع غلافنا الجوي. عندما يحدث هذا ، تنتشر الفوتونات الزرقاء ذات الطول الموجي الأقصر بشكل أكبر ، مما يتسبب في ظهور السماء باللون الأزرق.

في هذه الأثناء ، يظهر كوكب الزهرة (غروب سيذري!) على شكل أصفر ضبابي ، يتحول تدريجياً إلى لون بني عميق عندما تغرق الشمس في الأفق. هذا نتيجة لضوء الشمس الذي يواجه صعوبة في اختراق كوكب الزهرة & # 8217 الغلاف الجوي شديد الكثافة والسامة ، والذي يتكون في الغالب من ثاني أكسيد الكربون مع آثار النيتروجين والغازات الأخرى.

يواجه المريخ شيئًا مشابهًا ، مع سماء ضبابية رمادية اللون ووهج شديد عندما يصل إلى الأفق. إذا نظرت عن كثب ، سترى أيضًا كيف تبدو الشمس زرقاء قبل أن تغرق تحت الأفق. هذا مشهد مألوف لأتباع فرصة والبعثات المتجولة اللاحقة ، والتي شهدت غروبًا أزرق على سطح المريخ في أكثر من مناسبة.

تم تصوير غروب الشمس من Gale Crater بواسطة Mars Curiosity في 15 أبريل 2015. تم التقاط الصور الأربع الموضحة بالتسلسل هنا على مدى 6 دقائق و 51 ثانية ، باستخدام العين اليسرى للمركبة الجوالة & # 8217s Mastcam. الائتمان: NASA / JPL-Caltech

أخيرًا ، هناك & # 8217s Titan ، حيث يظهر الغلاف الجوي باللون البرتقالي الغامق والضبابي (تمامًا كما يظهر من الفضاء) والذي يتحول إلى اللون البني الغامق عندما تغرق الشمس نحو الأفق. يرجع هذا اللون والمظهر الضبابي إلى الغلاف الجوي غير العادي لـ Titan & # 8217 ، والذي يتكون في الغالب من النيتروجين (95 ٪) ويحتوي على تركيزات عالية من الميثان والجزيئات العضوية الأخرى الغنية بالكربون.

للتحقق من دقة هذه الأداة ، قام Villanueva بمحاكاة ألوان السماء المعروفة لأورانوس وعوالم أخرى. تُظهر الرسوم المتحركة مناظر السماء بالكامل التي تحاكي ما سيكون عليه النظر من سطح جسم آخر باستخدام عدسة فائقة الاتساع. تنتج هالات الضوء التي تظهر في بعض الحالات قرب النهاية بالطريقة التي يتشتت بها الضوء بواسطة الجسيمات ، بما في ذلك الغبار أو الضباب ، التي يتم تعليقها بشكل معين في الأجواء.

تعد هذه المحاكاة الآن جزءًا من Planetary Spectrum Generator ، وهي أداة شائعة عبر الإنترنت طورها Villaneuva وزملاؤه في NASA Goddard (والتي تم استخدامها لإنتاج الرسوم المتحركة أدناه). This generator allows scientists to replicate how light is scattered through the atmospheres of planets, moons, comets, and even exoplanets which allows them to gauge their compositions.

But for the rest of us, it serves to illustrate what it might look like to look up from an alien landscape. The world may be strange and its skies a different color, but what is there is still familiar to us.


Curiosity Rover Sees Earth from Mars for 1st Time (Photos)

NASA's Curiosity rover on Mars has captured its first view of Earth from the surface of the Red Planet — a striking image that shows our home planet as a bright light in the Martian sky, with the moon shining nearby.

The Curiosity rover photographed Earth from Mars on Jan. 31 using the left-eye camera on its head-like science mast. You can see a video of Curiosity's Earth-from-Mars images here.

The rover apparently watched the Martian sunset, then photographed Earth in the night sky about 80 minutes later, NASA officials said in an image description. [Amazing Photos of Earth from Space (Gallery)]

"A human observer with normal vision, if standing on Mars, could easily see Earth and the moon as two distinct, bright 'evening stars,'" NASA officials said in the image description. Aside from some processing to remove the effects of cosmic rays, the Curiosity photographs are unmodified, they added.

The Mars rover Curiosity snapped the photos of Earth from Mars during its 529th day on the Martian surface. The $2.5 billion rover has been exploring the vast Gale Crater on Mars since August 2012.

Curiosity is not the only rover to photograph Earth from the surface of Mars. In 2004, NASA's Mars rover Spirit snapped an epic "You Are Here" photo showing Earth from the Martian surface. That photo marked the first time a spacecraft had photographed Earth from the surface of another world other than the moon.

Several other deep-space probes have photographed Earth from even farther out.

NASA's Cassini spacecraft has photographed Earth and the moon from Saturn on more than one occasion, most recently in July 2013. In 2010, the NASA Messenger spacecraft currently orbiting Mercury photographed Earth and other planets as part of a solar system portrait as seen from the closest planet to the sun.

The most famous photograph of Earth from space may be the so-called "Pale Blue Dot" view captured by NASA's Voyager 1 spacecraft. That image was released by NASA on Feb. 14, 1990.


The top astronomical events to look forward to in 2021, from ‘supermoons’ to eclipses

The calendar has flipped to 2021, and the coronavirus pandemic continues to dominate daily life. Social gatherings are in many cases on hold, and leisurely pastimes have been replaced or altered. Fortunately, the night sky has your back, with several mesmerizing spectacles set to unfold during the upcoming year.

Here are some of the top astronomical events of 2021.

Venus and Jupiter conjunction: Feb. 11

On the morning of Feb. 11, a conjunction of Venus and Jupiter will be visible in the eastern sky immediately before sunrise. Venus is the second-closest planet to the sun, and its orbit is inside that of Earth’s, so it can be seen only near sunrise or sunset.

Those hoping to view the planetary flirtation will have to awaken early and look to the east about a half-hour before sunrise. The pair of planets will barely be scraping above the horizon, meaning a view unobstructed by trees, hills or buildings is necessary. Jupiter will appear above and to the left, with Venus flanking it a touch below and to the right.

Quadruple conjunction: March 9 and 10

On March 9 and 10, an extra-special “quadruple conjunction” will leave a group of planets splayed across the night sky. Look to the southeast around a half-hour before sunrise, and you’ll see Mercury, Saturn and Jupiter in a perfect line from bottom left to top right. All three will be visible with the naked eye in the predawn sky, with Jupiter being the brightest in the middle. The crescent moon will add to the trio, lurking below and to the right.

Venus will be a little bit late to the party, rising in the Northern Hemisphere at the same time as the sun. Those at the mid-latitudes in the Southern Hemisphere will have about 15 minutes to spot Venus and the other planets together before the sunrise washes them away.

First of four supermoons: March 28

The new year features four “supermoons,” which mark when a full moon occurs during a point in the moon’s orbit when it is closer than average to Earth. The term supermoon, despite being popular with the public, isn’t actually in the scientific lexicon.

“It is completely made up,” said Tony Rice, a solar system ambassador with NASA’s Jet Propulsion Laboratory in California.

Fred Espenak, a retired astrophysicist who worked at NASA’s Goddard Space Flight Center, defines a supermoon as a full moon “within 90 percent of its closest approach to Earth in a given orbit.”

That means a full moon must be within 228,420 miles of Earth to be classified as a supermoon the distance from Earth to the moon averages 238,855 miles. Such moons appear bigger and brighter in the night sky compared with other full moons.

That means we’ll technically have four supermoons in a row in 2021. These will occur on March 28, April 27, May 26 and June 24. The one in May will feature the biggest and brightest moon of the four.

Supermoons appear most visually striking near the horizon, where their larger size is more readily apparent. It’s not quite as obvious higher above. Of course, you could make the case that, with a third of moons this year being classified as supermoons, there’s really nothing super about them. But a pretty show is in store, regardless.


شاهد الفيديو: المريخ غروب الشمس (شهر اكتوبر 2021).