الفلك

لماذا نطاقات زحل أضعف بكثير من نطاقات كوكب المشتري؟

لماذا نطاقات زحل أضعف بكثير من نطاقات كوكب المشتري؟

تكوين الغلاف الجوي لكلا الكوكبين متشابهان للغاية. فلماذا تكون نطاقات كوكب المشتري أكثر وضوحًا (الحزام الاستوائي الشمالي والجنوبي ، إلخ):

في حين أن زحل ليست كذلك:

(باستثناء العاصفة بالطبع)


سأعطي هذه فرصة. التصحيح مرحب به.

درجة حرارة الجو العليا.

ليست العناصر فقط هي التي تعطي لونًا للكوكب ، ولكن درجة حرارة العناصر. عندما نفحص شكل الكوكب ، فإننا نتحدث أساسًا عن انعكاس ضوء الشمس من سطح الكوكب أو الغلاف الجوي. مع الأرض ، يكون غلافها الجوي شفافًا بدرجة كافية بحيث يمكن رؤية سطحه من الفضاء. ومع ذلك ، فهو الكوكب الوحيد في النظام الشمسي حيث هذا هو الحال. الكواكب الأخرى لها أغلفة جوية سميكة ، لذلك كل ما نراه هو في الأساس مجرد غيوم عالية الارتفاع.

أيضًا ، كما أفهمها ، غالبًا ما يتم تحسين صور الكواكب لجعل أي تمييز أكثر وضوحًا. لذلك إذا حلقت فوق كوكب المشتري بالفعل ، فقد لا تكون خطوطه مميزة تمامًا مثل الصور الجميلة التي ستجدها عادةً على الويب. بغض النظر ، هذا لا يغير سؤالك. خطوطه لا تزال بعيدة ، أكثر وضوحا بكثير من خطوط زحل وقد تمكن جاليليو من رؤية البقعة الحمراء ، لذلك أعتقد أنه من الآمن القول أن خطوطه واضحة ، حتى لو تم التلاعب بالصور التي نحصل عليها قليلاً.

على أي حال ، يقع كوكب المشتري على مسافة مناسبة من الشمس ليخضع لانتقال الغلاف الجوي من الجليد إلى الغاز. كما تقول ويكيبيديا ،

يتم تنظيم غيوم الأمونيا العلوية المرئية على سطح المشتري في اثني عشر نطاقات منطقة موازية لخط الاستواء وتحدها تدفقات قوية في الغلاف الجوي (رياح) تُعرف باسم النفاثات. تتناوب العصابات في اللون: تسمى العصابات الغامقة الأحزمة ، بينما تسمى الأشرطة الفاتحة بالمناطق. تتوافق المناطق ، التي تكون أبرد من الأحزمة ، مع التساقط ، بينما تشير الأحزمة إلى الهواء الهابط. يُعتقد أن اللون الأفتح للمناطق ناتج عن جليد الأمونيا ؛ ما يعطي الأحزمة ألوانها أغمق لا يعرف على وجه اليقين

جليد الأمونيا ، مثل كل الجليد ، عاكس جدًا ، لذلك تكون العصابات الباردة مع الجليد أخف. غاز الأمونيا شفاف ، لكن أي شخص طار فوق المحيط يعرف أنه إذا كان لديك ما يكفي من مادة شفافة (الماء) ، فلها لون مميز. في حين أن الاقتباس من ويكيبيديا أعلاه يقول إن سبب الألوان الداكنة غير مؤكد ، فإن قلة الجليد في الغلاف الجوي العلوي يعني انعكاس ضوء أقل ولون أغمق.

زحل ونبتون وأورانوس بعيدون بما فيه الكفاية عن الشمس حيث يوجد دائمًا جليد في الغلاف الجوي العلوي ، لذلك يكون لديهم تباين أقل في اللون. غيوم الأرض هي أيضًا جليدية بشكل أساسي (وليس بخار الماء) ، وهذا هو الجواب في الأساس. كوكب المشتري هو المسافة الصحيحة من الشمس حتى ينتقل غلافه الجوي العلوي وله نطاقات مميزة ، بعضها يحتوي على جليد ، وبعضها بدونه.

"ولكن لماذا العصابات في خطوط مستقيمة؟"

هذا بسبب تأثير كوريوليس. بالنظر من أعلى ، فإن تأثير كوريوليس يخلق نطاقات تصطف مع خط الاستواء. يدور كل من كوكب المشتري وزحل بسرعة كبيرة (9.5 و 10.8 ساعة على التوالي) ، لذلك كلاهما له تأثيرات كوريوليس قوية.

الغلاف الجوي لكوكب المشتري لا يتحرك فقط على طول تلك الخطوط المرئية ؛ إنه يدور من الأجزاء السفلية الأكثر دفئًا من الغلاف الجوي إلى الأجزاء الأعلى عن طريق الحمل الحراري. هذا لأن هناك الكثير من الحرارة التي يجب نقلها. يشع كوكب المشتري (جنبًا إلى جنب مع زحل وأورانوس ونبتون) حرارة في الفضاء أكثر مما يتلقاه من الشمس ، لذلك في حين أن الحرارة القادمة من الشمس تلعب دورًا في عدم تجميد الغلاف الجوي العلوي للمشتري فوق العصابات الأكثر دفئًا ، فإن تأثير كوريوليس هو تأثير كوريوليس. الذي يخلق العصابات.

زحل له عصابات أيضًا (كما تعلم). إنها ليست مرئية لأن كلا من العصابات الدافئة والعصابات الباردة لزحل جليدية. شاهد المقالات هنا وهنا ومقال مع صورة ملونة زائفة هنا ، تنسب ألوان زحل إلى جليد الأمونيا.

لذلك ، لكي تتشكل العصابات ، كل ما تحتاجه هو دوران سريع نسبيًا. ولكن بالنسبة للنطاقات المرئية للغاية ، يجب أن يكون كوكب الغاز العملاق على مسافة مناسبة من الشمس و / أو يحتوي على كمية مناسبة من الحرارة الداخلية. كل شيء عن درجة الحرارة.

أشعر أنه يجب أن أضع علامة على هذا بـ "ربما" ، لأنني لا أستطيع أن أقسم أن زحل يحتوي على جليد الأمونيا في جميع أنحاء غلافه الجوي العلوي ، لكنني متأكد تمامًا أن هذا هو الفرق الأساسي بين مظهر زحل الأكثر اتساقًا (أورانوس نبتون أيضًا). إن الأمونيا هي التي تعطي هذه الكواكب لونها بشكل أساسي ، على الرغم من أن كلا من زحل والمشتري يتكونان بنسبة 99٪ من الهيدروجين والهيليوم. تميل جزيئات الغاز المستقيمة (O2 ، N2 ، H2) والغازات النبيلة إلى أن يكون لها تفاعل ضئيل للغاية مع الضوء المرئي.

إليكم مقالًا ممتعًا عن لون كوكب الغاز العملاق. ومع ذلك ، فإن علم ما يمنح الغلاف الجوي لونًا معينًا معقد للغاية ويفوق راتبي. أيضًا ، وجدت هذا المقال مثيرًا للاهتمام ، على الرغم من أنني لا أستطيع أن أقسم على دقته. يشع زحل كمية مدهشة من الحرارة بالنظر إلى أنها تبلغ ثلث كتلة كوكب المشتري.

أخيرًا ، قد يوفر هذا صورة أكثر دقة ولكن أقل إثارة لزحل مما اعتدنا على رؤيته.

ملاحظة أخيرة ، على البقع الداكنة والعصابات الداكنة على كوكب المشتري. قالت ويكيبيديا إن سبب الظلام غير معروف (كما ورد أعلاه). بينما أعتقد أن عدم وجود جليد الأمونيا في الغلاف الجوي هو جزء كبير من الإجابة ، فإليك تفسيرًا بديلًا لبقعة المشتري الحمراء الداكنة و (ربما) إلى حد ما ، عصاباته المظلمة. يحصل المشتري ، في المتوسط ​​، على حوالي 3.4 مرة من الإشعاع الشمسي لكل متر مربع مما يحصل عليه زحل. للإضافة إلى ذلك ، قد يكون له اختلاط جوي أكثر شمولاً يحدث من زحل ومزيد من المركبات العضوية في غلافه الجوي العلوي ، والتي ، جنبًا إلى جنب مع الأشعة فوق البنفسجية ، يمكن أن تلعب دورًا في خطوط كوكب المشتري الداكنة أيضًا.


كوكب زحل

قد لا تكون هناك تجربة ساحرة لمحبي علم الفلك أكثر من مشاهدة زحل وحلقاته الرائعة من خلال تلسكوب صغير. المشهد شبه سريالي: كرة متلألئة على شكل بيضة معلقة على سواد الفضاء ومحاطة بما يبدو وكأنه قرص رقيق للغاية من مادة يبلغ عرضه ضعف عرض الكوكب نفسه. إنها حقًا واحدة من جواهر السماء.

زحل هو ثاني أكبر الكواكب الغازية العملاقة ، حيث يبلغ عرضه تسعة أضعاف حجم كوكب الأرض وحوالي مائة مرة. القرص المسطح الذي يدور حول الكوكب وخط الاستواء # 8217s هو بالطبع حلقات زحل الشهيرة. يتكون النظام الحلقي في الغالب من الجليد ، وربما لا يزيد سمكه عن 22 إلى 33 ياردة (20 إلى 30 مترًا).

لا أحد يعرف ما إذا كانت حلقات زحل هي سمة قديمة بدائية ، أو ما إذا كانت ميزة جديدة نسبيًا ، ربما تكونت من الانهيار الكارثي لقمر جليدي سابق.

يرافق زحل 62 قمرًا معروفًا ، ومئات من أصغر & # 8220 قمر صغير & # 8221 مضمنة في الحلقات ، ومليارات من جزيئات الحلقات التي تتراوح من حجم المنازل والسيارات إلى بقع الغبار. أكبر قمر زحل ، تيتان ، أكبر من عطارد وهو القمر الوحيد في النظام الشمسي ذو الغلاف الجوي الكثيف.

زحل & # 8217s الغيوم ونطاقات الضباب أضعف وأقل ملونًا من كوكب المشتري & # 8217 ، على الرغم من أن تكوين الغلاف الجوي متشابه إلى حد ما. ربما يكون أكبر اختلاف كيميائي بين زحل والمشتري هو أنه لأسباب غير مفهومة تمامًا ، يحتوي زحل على نسبة أقل من الهيليوم بالنسبة للهيدروجين ، مما يجعله أقل & # 8220solar & # 8221 من كوكب المشتري.

لغز آخر هو لماذا تكون سرعة الرياح على زحل أعلى بكثير من سرعة الرياح على كوكب المشتري ، أو في أي مكان آخر في النظام الشمسي أكثر من 1،120 ميل (1،800 كيلومتر) في الساعة في الأماكن! تظهر لنا الدراسات التفصيلية لزحل والمشتري بواسطة المركبات الفضائية بايونير ، وفوييجر ، وجاليليو ، وكاسيني أنه ليست كل عمالقة الغاز متماثلة. بينما نكتشف المزيد من عمالقة الغاز بين الكواكب خارج المجموعة الشمسية ، فمن المحتمل أيضًا أن تكون تلك العوالم جميلة وغامضة.


الحقائق الرئيسية وملخص أمبير

  • زحل هو الكوكب السادس من الشمس مع أكبر حلقات الكواكب في النظام الشمسي.
  • إنه ثاني أكبر كوكب في المجموعة الشمسية بعد كوكب المشتري.
  • يبلغ نصف قطر كوكب زحل 58.232 كيلومترًا / 36.183 ميلًا وقطره 120.536 كيلومترًا / 74.897 ميلًا.
  • تبلغ مساحة سطح زحل 83 مرة أكبر من الأرض.
  • زحل هو ملك الأقمار ، وله إجمالي 82 قمراً مؤكداً. ربما هناك المزيد هناك.
  • يُطلق على أكبر قمر لكوكب زحل اسم Triton ، وهو ثاني أكبر قمر في المجموعة الشمسية بعد قمر كوكب المشتري جانيميد. Triron أكبر بكثير من كوكب عطارد.
  • توجد عواصف دورية على زحل وهي كبيرة بما يكفي لرؤيتها من الأرض. تم تسميتهم بالبقع البيضاء.
  • زحل ليس له سطح صلب. إنه محاط بغازات وسوائل دوامة كلما تقدمت في الأسفل.
  • من الممكن أن يكون لزحل نواة ، سيكون حجمها ضعف حجم الأرض على الأقل ، وستتكون من معادن مثل الحديد والنيكل.
  • تبلغ درجة الحرارة على الغلاف الجوي العلوي لزحل في المتوسط ​​حوالي -175 درجة مئوية / -285 درجة فهرنهايت. هذا بارد جدًا بالنسبة لعملاق الغاز على الأقل. ومع ذلك ، تحت الغيوم ، يصبح أكثر سخونة.
  • زحل هو الكوكب الأكثر انحرافًا في النظام الشمسي. قطره الاستوائي أكبر من القطر القطبي للكوكب. إذا نظرت إلى زحل من خلال التلسكوب ، سيبدو مسطحًا.
  • زحل لديه أدنى كثافة بين جميع الكواكب. إنه أخف من الماء وإذا وُضع عليه يطفو الكوكب.
  • تُعزى كثافة زحل المنخفضة إلى تكوينه. يتكون الكوكب إلى حد كبير من غازات مثل الهيدروجين والهيليوم.
  • يؤثر تكوين زحل مع غلافه الجوي على لونه ، مما يمنحه مظهرًا بنيًا مائلًا إلى الأصفر.

زحل هو سادس كوكب من الشمس وثاني أكبر كوكب في المجموعة الشمسية بعد كوكب المشتري. زحل هو ملك الأقمار لأنه يحتوي على أكبر عدد من الأقمار من أي كوكب ، 82 ، وربما يحتوي على أكثر من ذلك.

على الرغم من أنه أبعد الكواكب المرئية - الكواكب التي يمكن رؤيتها دون الحاجة إلى تلسكوب أو مناظير - فقد لوحظ دائمًا ميزة لافتة للنظر ، حلقاتها.

يلقب زحل بـ "الكوكب الدائري" - حيث يوجد حوله أكثر من 30 نظامًا دائريًا. إنه ليس الكوكب الوحيد الذي لديه حلقات ، لكنه بالتأكيد لديه أجمل تلك الحلقات وأكثرها وضوحًا.

ملف PNM المحول

كان جاليليو جاليلي أول شخص رصد زحل من خلال التلسكوب في القرن السابع عشر. لم يكن جاليليو متأكدًا مما كان يراه ، واعتقد في البداية أن للكوكب مقابض ، ثم اعتقد أنه لاحظ ثلاثة كواكب ، بينما كانت في الواقع حلقات زحل.


لماذا تطوق العصابات السحابية الملونة كوكب المشتري؟

تنقسم طبقة الغلاف الجوي العلوية للمشتري و # 8217s إلى مناطق ضوئية وأحزمة داكنة تمتد على طول الكوكب العملاق. إن الرياح الأفقية الشديدة - التي تزيد عن 300 كيلومتر في الساعة - هي التي تتسبب في انتشار المناطق على مستوى الكوكب. ما الذي يسبب هذه الرياح القوية يبقى موضوع بحث.

يُعتقد أن العصابات النطاقية ، التي يتم تجديدها عن طريق الغاز المتدفق ، تشمل سحبًا معتمة نسبيًا من الأمونيا والماء التي تحجب الضوء من المستويات الجوية المنخفضة والأكثر قتامة.

تظهر إحدى المناطق ذات الألوان الفاتحة بتفصيل كبير في المشهد المميز الذي التقطته مركبة الفضاء الروبوتية جونو في عام 2017. الغلاف الجوي للمشتري هو في الغالب غازات الهيدروجين والهيليوم الصافية وعديمة اللون ، وهي غازات لا يُعتقد أنها تساهم في اللونين الذهبي والبني. ما هي المركبات التي تخلق هذه الألوان هو موضوع بحث نشط آخر - ولكن يُفترض أنه يتضمن كميات صغيرة من الكبريت والكربون المتغير في ضوء الشمس.

تم إجراء العديد من الاكتشافات من بيانات Juno & # 8217s ، بما في ذلك أن الماء يشكل نسبة عالية غير متوقعة 0.25 في المائة من جزيئات الغيوم ذات المستوى الأعلى بالقرب من خط الاستواء # 8217 للمشتري ، وهو اكتشاف مهم ليس فقط لفهم تيارات جوفيان ولكن لتاريخ الماء بأكمله النظام الشمسي.


لماذا نطاقات زحل أضعف بكثير من نطاقات كوكب المشتري؟ - الفلك

أكبر الكواكب في نظامنا الشمسي ، كان اسم المشتري حادثًا لأن علماء الفلك القدماء لم يعرفوا الحجم الحقيقي لكوكب المشتري. نصف قطرها 11.3 نصف قطر الأرض ، كتلتها 317 كتلة أرضية. يتكون في الغالب من الهيدروجين (90٪) والهيليوم (9٪) وآثار كل شيء آخر. متوسط ​​كثافة كوكب المشتري 1.3 جم / سم مكعب ، وهو قريب من كثافة الماء.

كما ناقشنا من قبل ، فإن متوسط ​​كثافة عوالم جوفيان قريبة من قيمة الماء ، 1 جم / سم مكعب ، مقابل العوالم الأرضية التي لها كثافة متوسطة بالقرب من قيمة الصخور ، من 3 إلى 5 جم / سم مكعب. كان هذا بسبب حقيقة أن درجات الحرارة في النظام الشمسي الخارجي منخفضة بسبب المسافة الكبيرة من الشمس الدافئة. لذلك فإن المركبات المتطايرة ، مثل الجليد مثل H 2 O ، CO 2 ، نيو هامبشاير 3 ، CH 4 ، التي تميل إلى التبخر في النظام الشمسي الداخلي (على الرغم من أنها ليست كلها نظرًا لوجود الكثير من البقايا لتكوين أجواء ثانوية) وفيرة في النظام الشمسي الخارجي وتشكل معظم المذنبات والأقمار والحلقات حول عوالم جوفيان.

لاحظ أن H. 2 O (الماء) ، CO 2 (ثاني أكسيد الكربون) ، NH 3 (الأمونيا) و CH 4 (الميثان) هي أبسط الجزيئات التي يمكنك صنعها باستخدام الهيدروجين (H) والكربون (C) والأكسجين (O) والنيتروجين (N) = غالبًا ما تسمى مركبات HCNO. كوكب المشتري غني أيضًا بـ NH 4 SH = هيدرو كبريتيد الأمونيوم.

يبدأ تكوين كوكب المشتري (وعوالم المشتري الأخرى) بتراكم (تراكم) الغبار المغطى بالجليد في السديم الشمسي البارد الخارجي.

لاحظ أنه بسبب الجاذبية ، تغرق العناصر الأثقل في قلب المشتري البدائي ، وبالتالي ، نتوقع أن تكون المنطقة الأساسية صخرية. بينما تبقى العناصر الأخف (H و He) في الغلاف الجوي.

ميزات الغلاف الجوي لكوكب المشتري:

تم استكشاف كوكب المشتري في عدة مناسبات بواسطة المركبات الفضائية الروبوتية ، وعلى الأخص خلال مهمتي بايونير وفوييجر فلاي باي ، ولاحقًا بواسطة مركبة جاليليو المدارية. في أواخر فبراير 2007 ، زار مسبار نيو هورايزونز كوكب المشتري ، والذي استخدم جاذبية المشتري لزيادة سرعته وثني مساره في طريقه إلى بلوتو. آخر مسبار يزور الكوكب هو جونو ، الذي دخل في مدار حول كوكب المشتري في 4 يوليو 2016.

يُلاحظ الجزء الخارجي من كوكب المشتري من خلال مناطق خطوط العرض ذات الألوان الزاهية والأحزمة الداكنة والأشرطة الرفيعة التي تتخللها العديد من العواصف والدوامات. نظرًا للدوران التفاضلي ، فإن المناطق الاستوائية والأحزمة تدور بشكل أسرع من خطوط العرض والأقطاب الأعلى كما يظهر في فيلم كوكب المشتري والمشهد القطبي من جونو.

المناطق والأحزمة عبارة عن تيارات نفاثة نفاثة تتحرك بسرعات تصل إلى 400 ميل / ساعة. اتجاه الرياح بالتناوب بين المناطق المجاورة والأحزمة. المناطق ذات الألوان الفاتحة هي مناطق تيارات الحمل الحراري المتصاعدة. الأحزمة الغامقة مصنوعة من مادة غارقة لأسفل. لذلك يوجد الاثنان دائمًا بجوار بعضهما البعض. تُظهر حدود المناطق والأحزمة (تسمى العصابات) اضطرابًا معقدًا وظاهرة الدوامة.

ينتج اللون البرتقالي والبني في سحب المشتري عن المركبات المتصاعدة التي تغير لونها عندما تتعرض للأشعة فوق البنفسجية من الشمس. لا يزال التركيب الدقيق غير مؤكد ، ولكن يُعتقد أن المواد هي الفوسفور أو الكبريت أو ربما الهيدروكربونات. تختلط هذه المركبات الملونة ، المعروفة باسم حوامل الكروم ، مع سطح السحب الأكثر دفئًا والسفلى. تتشكل المناطق عندما تتشكل خلايا الحمل الحراري المرتفعة من الأمونيا المتبلورة التي تحجب هذه السحب السفلية عن الأنظار. وبالتالي ، فإن الغازات المتحركة الصاعدة في الغلاف الجوي للمشتري تجلب سحبًا بيضاء من الأمونيا / جليد الماء من الطبقات السفلية. تغرق الغازات المتجهة نحو الأسفل وتسمح لنا برؤية الطبقات السفلية الأكثر قتامة.

الميزة الأكثر وضوحًا على كوكب المشتري هي البقعة الحمراء العظيمة وهي عبارة عن عاصفة مستمرة ومضادة للدوامات أكبر من الأرض ، وتقع جنوب خط الاستواء. من المعروف أنها كانت موجودة منذ عام 1831 على الأقل ، وربما منذ عام 1665. أظهرت الصور بواسطة تلسكوب هابل الفضائي ما يصل إلى "نقطتين حمراء" بجوار البقعة الحمراء العظيمة. العاصفة كبيرة بما يكفي لتكون مرئية من خلال التلسكوبات الأرضية بفتحة 12 سم أو أكبر. يدور الجسم البيضاوي عكس اتجاه عقارب الساعة لمدة ستة أيام تقريبًا. يبلغ أقصى ارتفاع لهذه العاصفة حوالي 8 كيلومترات (5 ميل) فوق قمم السحب المحيطة.

لا تحتوي الكواكب الغازية على أسطح صلبة ، بل تتراكم في الضغط والكثافة كلما تعمق المرء نحو القلب. تمثل الألوان المختلفة أعماق مختلفة في جو المشتري. الألوان (الأحمر ، البني ، الأصفر ، البرتقالي) ناتجة عن تفاعلات كيميائية دقيقة تتضمن الكبريت. الأبيض والبلوز بسبب ثاني أكسيد الكربون 2 و ح 2 يا للثلج.

تهيمن الفيزياء المعروفة باسم ميكانيكا الموائع على البنية التفصيلية في الغلاف الجوي لكوكب المشتري. لاحظ أن الغلاف الجوي للمشتري كثيف وبارد لدرجة أنه يتصرف كسائل بدلاً من غاز. في هذه المرحلة ، رأينا ميزات الغلاف الجوي ، كان الضغط من 5 إلى 10 أضعاف الضغط الجوي للأرض عند مستوى سطح البحر.

تتنبأ أبسط النظريات في ميكانيكا الموائع بنوعين من الأنماط. يحدث أحد الأنماط عندما ينزلق سائل بواسطة سائل آخر ذي كثافة مختلفة. يُعرف مثل هذا الحدث باسم التدفق اللزج وينتج ميزات تشبه الموجة عند حدود السائلين. يتم إنتاج النمط الثاني بواسطة تيار مائع في وسط ثابت ، يسمى التدفق المضطرب. ينقسم التيار إلى عناصر فردية تسمى الدوامات. يمكن أن تتطور هذه الدوامات إلى أعاصير.

تتطور الأعاصير بسبب تأثير كوريوليس حيث تتحرك خطوط العرض السفلية أسرع من خطوط العرض الأعلى مما ينتج عنه دوران صافٍ على منطقة الضغط. الأعاصير على كوكب المشتري هي مناطق محلية ذات ضغط مرتفع أو منخفض يتم نسجها بهذه الطريقة. لاحظ أن اتجاه الدوران يختلف في نصفي الكرة الأرضية حيث يكون الدوران في اتجاه عقارب الساعة في الشمال ويكون الدوران في عكس اتجاه عقارب الساعة في الجنوب.

مثل هذه العواصف شائعة في الأجواء المضطربة للكواكب العملاقة. كوكب المشتري له أيضًا أشكال بيضاوية بيضاء وأشكال بيضاوية بنية اللون ، وهي أقل عواصف غير مسماة. تميل الأشكال البيضاوية البيضاء إلى تكوين سحب باردة نسبيًا عالية الضغط داخل الغلاف الجوي العلوي. تتميز الأشكال البيضاوية البنية بأنها أكثر دفئًا ومنخفضة الضغط وتقع ضمن "طبقة السحب العادية". يمكن أن تستمر هذه العواصف لساعات قليلة أو تمتد لقرون.

على الأرض ، تأتي الطاقة اللازمة لتشغيل أنظمة العواصف لدينا من ضوء الشمس. كوكب المشتري بعيد جدًا عن الشمس ولا يتلقى سوى القليل جدًا من الطاقة. الطاقة اللازمة لتشغيل كل الاضطرابات في الغلاف الجوي للمشتري تأتي من الحرارة المنبعثة من قلب الكوكب.

كوكب المشتري مفلطح للغاية (مفلطح). بالإضافة إلى ذلك ، يتمتع المشتري بمعدل دوران مرتفع جدًا (مرة كل 9.8 ساعات). تجتمع هاتان الحقيقتان لتخبرنا أن كوكب المشتري له قلب صلب صغير جدًا.

يتكون الجزء الداخلي من كوكب المشتري في الغالب من الهيدروجين والهيليوم. هذه العناصر غازية في الجزء العلوي من الغلاف الجوي لكوكب المشتري حتى عدة آلاف من الكيلومترات. عند هذه النقطة ، تضغط الضغوط ودرجات الحرارة هذه الغازات في حالة سائلة.

يكون الهيدروجين السائل في صورة جزيئية عند هذه المستويات (H 2 ) ، يستمر في الضغط حتى يصل إلى الحالة المعدنية. يحدث هذا في منطقة انتقالية تقع على عمق 20000 كيلومتر تحت الغلاف الجوي. لاحظ أنه لا يوجد في أي وقت أي `` سطح '' حقيقي عندما يسقط المرء في باطن المشتري.

يوجد في مركز كوكب المشتري قلب صخري صغير (15 كتلة أرضية) ، بقايا من جزيئات الغبار الجليدية التي تجمعت في الأصل في السديم الشمسي المبكر.

يمتص الكوكب الطاقة من الشمس على شكل ضوء ويحول الطاقة إلى حرارة. ثم يتم إعادة إشعاع الحرارة مرة أخرى إلى الفضاء (في الغالب من الجانب الليلي للكوكب). بناءً على مقدار الطاقة التي يمتصها المشتري من الشمس ، يجب أن يكون متوسط ​​درجة حرارته 105 كلفن (حوالي -280 فهرنهايت). ومع ذلك ، تظهر قياسات الأشعة تحت الحمراء والراديو لكوكب المشتري أن متوسط ​​درجة الحرارة فيه 125 كلفن ، أو 20 درجة دافئة جدًا. بمعنى آخر ، يشع المشتري حوالي ضعف الطاقة التي يستقبلها. يتطلب الحفاظ على الطاقة أن تأتي هذه الحرارة من مكان ما والخزان الوحيد هو جوهر كوكب المشتري. وبالتالي ، فإن هذه الحرارة الزائدة هي طاقة متبقية من وقت تكوين المشتري.

تشير العديد من الكتب المدرسية إلى كوكب المشتري على أنه `` نجم فاشل ''. هذا يرجع إلى حقيقة أنه إذا كان كوكب المشتري أكبر قليلاً ، فإن درجات الحرارة في قلبه قد وصلت إلى نقطة الاشتعال للانصهار النووي الحراري. هذه هي العملية التي تحول فيها النجوم الهيدروجين إلى هيليوم وتطلق الطاقة (أي يضيء النجم). إذا كان كوكب المشتري أكبر بمئة مرة ، لكان نظامنا الشمسي يحتوي على نجمين.

ناتج إشعاع المشتري:

كشفت قياسات الأشعة تحت الحمراء والراديو عن عنصرين لإخراج إشعاع المشتري مكونان حراري وغير حراري.

يرتبط المكون الحراري بالحرارة المتبقية للتكوين (انظر أعلاه). يرتبط المكون غير الحراري بالإشعاع الذي لا يتبع منحنى بلانك ولكنه يتبع ما يعرف بطيف قانون الطاقة. طيف مرتبط بإشعاع السنكروترون.

المجال المغناطيسي للمشتري أقوى 19000 مرة من المجال المغناطيسي للأرض. حتى مع وجود قلب صخري كبير ومعدل دوران مرتفع ، فإن المجال المغناطيسي قوي جدًا. أصل كوكب المشتري (وغيره من كواكب المشتري) المجال المغناطيسي القوي هو غلاف الهيدروجين المعدني الذي يحيط بالمشتري الصخري. يعد المعدن موصلًا ممتازًا للتيار الكهربائي ويوفر الطاقة لتوليد مجال مغناطيسي كبير ومكثف.

يمكن للحقل المغناطيسي القوي أن يلتقط الجسيمات المشحونة من الرياح الشمسية (أي البروتونات والإلكترونات عالية السرعة) والجسيمات المقذوفة من القمر الداخلي ، آيو. هذه الجسيمات محاصرة في الأحزمة المغناطيسية الداخلية وتنعكس ذهابًا وإيابًا بين القطبين المغناطيسيين الشمالي والجنوبي.

النتيجة المرئية لهذا التفاعل هي الشفق القطبي أو الأضواء الشمالية على كوكب المشتري.

ينتج عن تفاعل المجال المغناطيسي القوي للمشتري والفضاء القريب منطقة تُعرف باسم الغلاف المغناطيسي للمشتري. يحتوي الغلاف المغناطيسي على العديد من الميزات:

ينفث الدوران السريع لكوكب المشتري جسيمات مشحونة في صفيحة تيار حول خط الاستواء المغناطيسي لكوكب المشتري. داخل هذه الورقة الحالية يدور حول القمر Io. تقوم الصفيحة الحالية بمسح الأيونات المقذوفة من سخانات آيو لصنع طارة بلازما. المنطقة المحيطة بحلقة البلازما ونظام القمر الداخلي مشعة بشكل مكثف بمستويات تقارب 1000 مرة من المستويات الإشعاعية لسطح الأرض. هذه المنطقة من الفضاء غير صالحة للسكن من قبل الإنسان أو الآلة بدون درع ثقيل.

يواجه الغلاف المغناطيسي للمشتري الرياح الشمسية على بعد حوالي مليون كيلومتر من الكوكب. تصل صدمة القوس من هذه الحدود إلى ما وراء مدار زحل.

زحل هو الكوكب السادس من الشمس وثاني أكبر كوكب في المجموعة الشمسية ويبلغ قطره الاستوائي 119300 كيلومتر. يعود الكثير مما هو معروف عن الكوكب إلى استكشافات Voyager في 1980-1981. يبلغ طول نهاره 10 ساعات و 39 دقيقة ، وعلى مسافة 9.5 وحدة دولية يستغرق الأمر 29.5 سنة أرضية للدوران حول الشمس.

تبلغ كتلة زحل 95 كتلة أرضية ويبلغ نصف قطرها 9.4 نصف قطر الأرض. يتكون الغلاف الجوي بشكل أساسي من الهيدروجين (94٪) وكميات صغيرة من الهيليوم (6٪) والميثان. لاحظ أن هذا يختلف قليلاً عن كوكب المشتري ، وهو أغنى بالهيليوم (10٪).

زحل هو الكوكب الوحيد الأقل كثافة من الماء (0.7 جم / سم مكعب ، أي أنه يطفو). يتسم اللون الأصفر الضبابي لكوكب زحل بنطاقات عريضة في الغلاف الجوي مشابهة لتلك الموجودة على كوكب المشتري ، ولكنها أضعف منها. تم الكشف عن كميات ضئيلة من الأمونيا والأسيتيلين والإيثان والبروبان والفوسفين والميثان في الغلاف الجوي لكوكب زحل. تتكون السحب العلوية من بلورات الأمونيا ، بينما يبدو أن الغيوم ذات المستوى الأدنى تتكون إما من هيدرو كبريتيد الأمونيوم (NH4SH) أو الماء. تسبب الأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من الشمس تحللًا ضوئيًا للميثان في الغلاف الجوي العلوي ، مما يؤدي إلى سلسلة من التفاعلات الكيميائية الهيدروكربونية مع المنتجات الناتجة التي يتم نقلها إلى أسفل بواسطة الدوامات والانتشار. يتم تعديل هذه الدورة الكيميائية الضوئية بواسطة الدورة الموسمية السنوية لزحل.

على الرغم من أنها تتكون في الغالب من الهيدروجين والهيليوم ، فإن معظم كتلة زحل ليست في الطور الغازي ، لأن الهيدروجين يصبح سائلًا غير مثالي عندما تكون الكثافة أعلى من 0.01 جم / سم مكعب ، والتي يتم الوصول إليها في دائرة نصف قطرها تحتوي على 99.9٪ من كتلة زحل. ترتفع درجة الحرارة والضغط والكثافة داخل زحل بشكل مطرد نحو اللب ، مما يجعل الهيدروجين معدنًا في الطبقات العميقة.

إحدى الميزات الأكثر وضوحًا هي نظام حلقات زحل. تميل الحلقات بزاوية 27 درجة ، ويمكن رؤيتها من زوايا مختلفة خلال عام زحل. وكان آخر عبور للطائرة في مايو 1995.

ميزات زحل ضبابية لأن غلافه الجوي أكثر سمكا. كتلة المشتري أكبر من كتلة زحل. لذلك ، فإن جاذبيته أعلى وتضغط الجاذبية السطحية الأعلى الغلاف الجوي إلى سمك 75 كم. على زحل ، الكتلة المنخفضة تعني جاذبية سطح أقل ويكون الغلاف الجوي أكثر سمكًا عند 300 كم من أعلى إلى أسفل.

والنتيجة هي أن الغلاف الجوي لكوكب زحل به المزيد من الضباب وأن خصائصه (الاضطرابات ، الأعاصير ، إلخ) غير واضحة ويصعب رؤيتها. يؤدي هذا أيضًا إلى إسكات ألوانه إلى درجة اللون الأصفر العامة.

تهب الرياح بسرعات عالية على زحل ، بسبب الطاقة المنبعثة من نواته مثل كوكب المشتري (انظر أدناه). بالقرب من خط الاستواء ، تصل سرعتها إلى 1100 ميل في الساعة. تهب الرياح في الغالب في الاتجاه الشرقي. توجد أقوى الرياح بالقرب من خط الاستواء وتنخفض السرعة بشكل موحد عند خطوط العرض الأعلى. عند خطوط العرض التي تزيد عن 35 درجة ، تتناوب الرياح شرقًا وغربًا مع زيادة خط العرض.

يُظهر هذا الفيلم ، الذي التقطه تلسكوب هابل الفضائي ، عاصفة نادرة تظهر على شكل رأس سهم أبيض بالقرب من خط الاستواء. تتولد العاصفة عن طريق تصاعد الهواء الدافئ ، على غرار الرعد الأرضي. يساوي المدى الشرقي والغربي لهذه العاصفة قطر الأرض (حوالي 12700 كيلومتر). صور هابل حادة بما يكفي لتكشف أن رياح زحل السائدة تشكل "إسفينًا" مظلمًا يأكل الجانب الغربي (الأيسر) من السحابة المركزية الساطعة.

كما هو الحال مع المشتري ، يشع زحل طاقة أكثر مما يمتص من الشمس. في الواقع ، تصدر طاقة تزيد بمقدار 2.3 مرة عن ما تستقبله. الحرارة المتبقية للمشتري هي الطاقة المتبقية من وقت التكوين. ولكن نظرًا لأن زحل أقل كتلة من كوكب المشتري ، فمن المفترض أن يكون بقايا طاقة أقل ومع ذلك يشع أكثر من كوكب المشتري ، هذا تناقض.

تكمن الإجابة على هذه المعضلة في فقدان الهيليوم في الغلاف الجوي لكوكب زحل. معظم عوالم جوفيان لديها ما يسمى بوفرة بدائية 90٪ هيدروجين و 9٪ هيليوم وآثار لكل شيء آخر. هذه هي نفس الوفرة من العناصر التي تشكل الكون كله.

لاحظ أن العوالم الداخلية تختلف كثيرًا في الوفرة بسبب التغيرات من كونها قريبة جدًا من الشمس ودافئة جدًا (تطورت إلى حالتها الحالية). لكن عوالم جوفيان لها نفس التكوين الآن كما كانت عندما تشكلت ، على غرار الوفرة البدائية للكون. لكن زحل ينقصه الهيليوم. يتكون تركيبه من 94٪ هيدروجين و 6٪ هيليوم ، وبعض الهيليوم مفقود من الغلاف الجوي.

كانت العملية على النحو التالي:

والنتيجة هي قلب أكثر دفئًا ونقصًا في الهيليوم في الغلاف الجوي العلوي لزحل.

زحل مفلطح أكثر من كوكب المشتري. من هذا نستنتج أن غلافه الجوي وغطاء الهيدروجين أكبر نسبيًا من غلاف المشتري. هذا لا يعني أن قلبه الصخري أصغر. في الواقع ، نوى كوكب المشتري وزحل متشابهان. يحتوي زحل على غلاف أصغر بكثير من الهيدروجين المعدني ، أي عباءة هيدروجين معدني أرق ، و''قشرة '' هيدروجين جزيئية أكثر سمكًا. لذلك ، إذا كانت كتلة أكثر تتركز في مركزها.

يبلغ المجال المغناطيسي لكوكب زحل 8000 ضعف قوة المجال المغناطيسي للأرض. هذا قوي جدًا ، ولكنه أقل من 1/2 من شدة المجال المغناطيسي للمشتري على الرغم من أن للمشتري وزحل معدلات دوران متشابهة (تتناسب قوة المجال المغناطيسي مع حجم اللب أو الوشاح وسرعة الدوران). هذا يرجع إلى حقيقة أن غلاف الهيدروجين المعدني لزحل أصغر من غلاف المشتري.

الغلاف المغناطيسي لزحل أصغر ولا توجد صفيحة حالية مثل كوكب المشتري. هذا يرجع إلى سببين: 1) المجال المغناطيسي أقل قوة ، وبالتالي فإن الغلاف المغناطيسي أصغر ، و 2) تعمل حلقات زحل على إخماد الجسيمات المشحونة التي رأيناها مرتبطة بنظام المشتري.

الصورة أعلاه هي أول صورة ملتقطة للشفق الساطع في القطبين الشمالي والجنوبي لزحل ، كما يُرى في الأشعة فوق البنفسجية البعيدة بواسطة تلسكوب هابل الفضائي. يتم إنتاج الشفق القطبي عندما تصطدم الجسيمات المشحونة المحتبسة التي تترسب من الغلاف المغناطيسي بغازات الغلاف الجوي. يحل تلسكوب هابل نطاقًا دائريًا مضيئًا متمركزًا في القطب الشمالي ، حيث يرتفع ستارة شفقية هائلة تصل إلى 2000 كيلومتر فوق قمم السحب. تغيرت هذه الستارة بسرعة في السطوع والمدى على مدار ساعتين من ملاحظات HST.

جميع عوالم جوفيان لديها أنظمة حلقات بسبب قوى المد والجزر الهائلة المرتبطة بعمالقة الغاز.

عندما يقترب قمر أو مذنب داخل حدود روش لكوكب ما ، تتغلب قوى المد والجزر على القوى الداخلية وتعطل القمر / المذنب. يتم توزيع القطع المكسورة على شكل حلقة. نحن نعلم أن الحلقات ليست صلبة أو سائلة لأن قياسات دوبلر تظهر أن الحلقات مصنوعة من جسيمات منفصلة تتحرك في مدارات دائرية. البياض المرتفع يعني أن الحلقات تتكون عادة من الجليد (المذنبات الملتقطة؟).

يتناسب سطوع الحلقات مع حجم الجسيمات في الحلقات. ألمع الحلقات مصنوعة من كتل من الصخور / الجليد بحجم المنزل. أضعف الحلقات مصنوعة من الغبار الجليدي.

الحلقات رفيعة جدًا مقارنة بعرضها. يبلغ سمك معظمها بضع عشرات من الأمتار إلى كيلومتر واحد. هذا يرجع إلى حقيقة أن الجسيم الموجود في مدار أعلى وأسفل الحلقة يجب أن يمر عبر الحلقة مرتين في كل مدار. يؤدي هذا إلى اصطدامات تؤدي إلى تبادل الجسيمات للطاقة واعتماد سرعات واتجاهات مماثلة للجسيمات الموجودة في الحلقات.

حلقات زحل هي الأبرز وقد أظهرتها فوييجر أنها تتكون من مئات الجنيات. تعرض كل حلقة صغيرة منطقة ذات كثافة عدد عالية أو منخفضة من الجسيمات (لاحظ أن كثافة العدد ليست مماثلة لحجم الجسيمات). الثغرات في الحلقات ناتجة عن الرنين المداري مع الأقمار الخارجية.

يحدث الرنين المداري عندما تكون الفترة المدارية للقمر والفترة المدارية لجسيم الحلقة في تكوين كسري (على سبيل المثال 2 إلى 1 أو 3 إلى 2). تمامًا مثل دفع شخص ما على أرجوحة ، يؤدي هذا إلى سحب جاذبي إضافي على الجسيم الحلقي لتسريع الجسيم إلى مدار جديد. التأثير النهائي هو `` كنس '' الجسيمات خارج مدارات الرنين لإنتاج فجوات.

قد يؤدي الرنين المداري ، بعد بلايين السنين ، في نهاية المطاف إلى إزالة كل الجسيمات من الحلقة. ومع ذلك ، فإن تأثير القمر الداخلي يقاوم السحب من القمر الخارجي. تعمل أقمار الراعي في أزواج على الحافة الداخلية والخارجية للحلقات لدفع وسحب (تسريع وتفكيك) جسيمات الحلقة. والنتيجة هي حصر جسيمات الحلقة داخل مدارات أقمار الراعي.

في الحلقات الرقيقة ، يكون تفاعل أقمار الراعي هو توجيه الجسيمات في مسار معقد ، على غرار تدفق حركة المرور على الطريق السريع. يمكن أن تنتج المسارات الناتجة تغيرات في الكثافة داخل الحلقة. أو يمكن أن ينتج عنه حلقة ملتوية بسبب تدفق المسارات المدارية.

تعرض حلقات زحل أيضًا دعامات نصف قطرية للمناطق المظلمة. تتحرك هذه الدعامات مع دوران زحل كما يمكن رؤيته في هذا الفيلم الناطق. The spokes are thought to be the shadows of smaller particles levitating a few tens of meters above the rings due to electrostatic forces (the ``cling'' on fabrics fresh out of a dryer).

The F ring, above, resolves into five separate strands in this closeup view. Potato-shaped Prometheus is seen here, connected to the ringlets by a faint strand of material. Imaging scientists are not sure exactly how Prometheus is interacting with the F ring here, but they have speculated that the moon might be gravitationally pulling material away from the ring. The ringlets are disturbed in several other places. In some, discontinuities or "kinks" in the ringlets are seen in others, gaps in the diffuse inner strands are seen. All these features appear to be due to the influence of Prometheus.

Daphnis, 8 kilometers (5 miles) across, occupies an inclined orbit within the 42-kilometer (26-mile) wide Keeler Gap in Saturn's outer A ring. Recent analyses by imaging scientists illustrate how the moon's gravitational pull perturbs the orbits of the particles forming the gap's edge and sculpts the edge into waves that have both horizontal and vertical components.


Weather Patterns:

Like Earth, Jupiter experiences auroras near its northern and southern poles. But on Jupiter, the auroral activity is much more intense and rarely ever stops. These are the result of Jupiter’s intense radiation, it’s magnetic field, and the abundance of material from Io’s volcanoes that react with Jupiter’s ionosphere.

Reprocessed view by Bjorn Jonsson of the Great Red Spot taken by Voyager 1 in 1979 reveals an incredible wealth of detail. الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث

Jupiter also experiences violent weather patterns. Wind speeds of 100 m/s (360 km/h) are common in zonal jets, and can reach as high as 620 kph (385 mph). Storms form within hours and can become thousands of km in diameter overnight. One storm, the Great Red Spot, has been raging since at least the late 1600s.

The storm has been shrinking and expanding throughout its history but in 2012, it was suggested that the Giant Red Spot might eventually disappear. Jupiter also periodically experiences flashes of lightning in its atmosphere, which can be up to a thousand times as powerful as those observed here on the Earth.

Saturn’s atmosphere is similar, exhibiting long-lived ovals now and then that can be several thousands of kilometers wide. A good example is the Great White Spot (aka. Great White Oval), a unique but short-lived phenomenon that occurs once every 30 Earth years. Since 2010, a large band of white clouds called the Northern Electrostatic Disturbance have been observed enveloping Saturn, and is believed to be followed by another in 2020.

The winds on Saturn are the second fastest among the Solar System’s planets, which have reached a measured high of 500 m/s (1800 km/h). Saturn’s northern and southern poles have also shown evidence of stormy weather. At the north pole, this takes the form of a persisting hexagonal wave pattern measuring about 13,800 km (8,600 mi) and rotating with a period of 10h 39m 24s.

Saturn makes a beautifully striped ornament in this natural-color image, showing its north polar hexagon and central vortex. Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

The south pole vortex apparently takes the form of a jet stream, but not a hexagonal standing wave. These storms are estimated to be generating winds of 550 km/h, are comparable in size to Earth, and believed to have been going on for billions of years. In 2006, the Cassini space probe observed a hurricane-like storm that had a clearly defined eye. Such storms had not been observed on any planet other than Earth – even on Jupiter.

Uranus’s weather follows a similar pattern where systems are broken up into bands that rotate around the planet, which are driven by internal heat rising to the upper atmosphere. Winds on Uranus can reach up to 900 km/h (560 mph), creating massive storms like the one spotted by the Hubble Space Telescope in 2012. Similar to Jupiter’s Great Red Spot, this “Dark Spot” was a giant cloud vortex that measured 1,700 kilometers by 3,000 kilometers (1,100 miles by 1,900 miles).

Because Neptune is not a solid body, its atmosphere undergoes differential rotation, with its wide equatorial zone rotating slower than the planet’s magnetic field (18 hours vs. 16.1 hours). By contrast, the reverse is true for the polar regions where the rotation period is 12 hours. This differential rotation is the most pronounced of any planet in the Solar System, and results in strong latitudinal wind shear and violent storms.

Reconstruction of Voyager 2 images showing the Great Dar Spot (top left), Scooter (middle), and the Small Dark Spot (lower right). الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث

The first to be spotted was a massive anticyclonic storm measuring 13,000 x 6,600 km and resembling the Great Red Spot of Jupiter. Known as the Great Dark Spot, this storm was not spotted five later (Nov. 2nd, 1994) when the Hubble Space Telescope looked for it. Instead, a new storm that was very similar in appearance was found in the planet’s northern hemisphere, suggesting that these storms have a shorter life span than Jupiter’s.


Why Is Asteroid Dust So Black?

300 million km away as part of the . [+] Hayabusa-2 mission. Inside, the black grains that appear similar to coffee grounds are actually tiny grains taken from asteroid Ryugu. The sample return mission was a success, and now we wait for the scientific analysis.

In many ways, astronomy is unique among the sciences. In every other field, you have the ability to design an experimental test you can perform, determining which among your theories, hypotheses, and ideas are correct after you make the critical measurements. From the social sciences to medicine to biology, chemistry, and physics, performing these experiments in a controlled environment is a key step. In astronomy, however, we don’t get to choose which experiments are performed. Our laboratory is the Universe, and all we can do is observe the phenomena that nature — and the limits of our instruments — provide us with.

At least, that was the case in astronomy up until recently, when a notable exception came to the forefront. Since the dawn of the space age, we gained the ability to escape the bonds of our planet’s gravity. As a result, we’ve become capable of exploring the Solar System, sampling moons, planets, and even asteroids and comets directly, in some cases even returning those samples to Earth. Even though fragments of asteroids and comets have fallen to Earth in the past, there’s nothing quite like grabbing a pristine sample and bringing it home. To the surprise of many, the recent asteroid sample returned by the Japanese Hayabusa-2 probe is almost pitch black. Here’s the reason why.

This time lapse animated photograph shows asteroid 3200 Phaethon, tracked from Riga, Latvia, in . [+] 2017. This is the parent body of the Geminid meteor shower: an asteroid just 5.8 km in diameter, approximately the size of the asteroid that catastrophically struck Earth some 65 million years ago.

When we spot the planets, moons, and other visible bodies in our Solar System — including even the stars located far beyond — they largely appear white to our eyes. There are notable exceptions, as Mars is notoriously red, Earth appears blue from space as do Uranus and Neptune, Saturn is an overall yellowish color, and stars range from red to orange to yellow to white to blue. Nevertheless, the majority of objects appear white: the color of reflected sunlight or emitted light from a largely Sun-like star.

What this means, of course, isn’t that the objects are actually white in nature. Rather, it means that the total amount of light leaving them and arriving at our eyes is neither redder nor bluer in relative color than the light we normally receive from the Sun. When you look at the Moon in the night sky, it appears white in nature, with some areas appearing brighter and other areas appearing darker. In reality, however — and this is something we learned firsthand not just from visiting the Moon, but from bringing lunar samples back to Earth — the Moon itself is a dark grey color. On average, the Moon reflects only

12% of the sunlight that strikes it.

There Is Only One Other Planet In Our Galaxy That Could Be Earth-Like, Say Scientists

29 Intelligent Alien Civilizations May Have Already Spotted Us, Say Scientists

Super Solstice Strawberry Moon: See And Stream Summer’s Biggest, Brightest And Best Moonrise This Week

Apollo 11 brought humans onto the surface of the Moon for the first time in 1969. Shown here is Buzz . [+] Aldrin setting up the Solar Wind experiment as part of Apollo 11, with Neil Armstrong snapping the photograph. Note that the Moon appears a dark grey, rather than white: it reflects only 12% of incident sunlight.

It turns out that planets reflect an enormously varied amount of sunlight, dependent on their composition and other properties. Of the eight major planets in our Solar System, only Mercury is less reflective than the Moon, at 11%. Earth, largely due to the polar icecaps, glaciers, seasonal snow-and-ice cover, and the presence of highly reflective clouds, reflects about

30% of the sunlight that strikes it. And Saturn’s icy moon, Enceladus, holds the honor of being the most reflective known body in the Solar System: at

99% reflective. This level of reflectivity is known as albedo: with an albedo of 1 being 100% reflective and an albedo of 0 reflecting no light at all.

This is actually something we can measure remotely for a simple reason: we know how sunlight spreads out once it leaves the source. If you move twice as far away from the Sun, it appears just ¼ as bright as it did before, since it would take double the length and double the width — four times the surface area — to catch the same amount of light. If you move three times as far away from the Sun, an object will catch just one-ninth the amount of light. Sunlight spreads out in a spherical shape as it leaves the source, explaining why our most distant, far-flung spacecraft missions rely on nuclear generators, not solar panels.

The brightness distance relationship, and how the flux from a light source falls off as one over the . [+] distance squared. A satellite that's twice as far away from Earth as another will appear only one quarter as bright, but the light-travel time will be doubled and the amount of data throughput will also be quartered.

إي سيجل / ما وراء المجرة

In addition, the farther away an observer is from a reflected object, the fainter it appears. This is ليس the same effect as being farther from the source of light that an object reflects, but is additional and cumulative. Take Saturn and Jupiter, for example. On December 21st, these two worlds will align in the sky from Earth’s perspective, appearing at the same location to within 0.1° of one another. In reality, Saturn is almost the same physical size as Jupiter, but is about twice as far away from both the Earth and the Sun as Jupiter is. While Jupiter is at about 5 times the Earth-Sun distance, Saturn is more like 10 times that distance.

But if you look up at Saturn and Jupiter together in the sky, Saturn isn’t a mere ¼ as bright as Jupiter, but appears more like 10-20 times fainter. The reason is threefold:

  1. Jupiter is slightly larger and slightly more reflective than Saturn, causing it to appear a little brighter than our Solar System’s second-largest planet.
  2. Saturn is twice as far as Jupiter, meaning that the sunlight arriving at Saturn is only about ¼ as intense as the sunlight striking Jupiter.
  3. And, in order for that light to get back to Earth, it has to travel about twice as far from Saturn as it does from Jupiter that extra distance means the brightness is suppressed by yet another factor of ¼.

The seven extraterrestrial planets of the solar system: Mercury, Venus, Mars, Jupiter, Saturn, . [+] Uranus, and Neptune, with sizes accurate to what's visible from Earth, but with brightnesses adjusted. Saturn is many times fainter than Jupiter, despite being almost the same size and nearly the same reflectivity: a function of its much greater distance both from the Sun and from Earth.

When we look at the asteroids in our Solar System, because of how well we understand gravity and how successful we are at reconstructing their orbits, we can know to a very small uncertainty how intrinsically reflective an asteroid is. Most of the asteroids that we know of — about 3 out of every 4 asteroids — are carbonaceous asteroids, which are extremely intrinsically dark. They only reflect between 3% and 9% of the sunlight that strikes them, and are very depleted in terms of volatile materials: things like hydrogen, helium, and various ices that are easy to boil off. The other main asteroid types are made largely of metallic iron or a mix of iron with silicates, and are much more reflective than the carbonaceous asteroids.

Although we’ve visited many asteroids over the years, we’ve only ever done a sample return mission once before: when last decade’s Hayabusa mission visited asteroid Itokawa and brought back a sample to Earth. All the other experiments on asteroids we’ve performed on Earth have only been possible because we’ve recovered meteorites that had an asteroidal origin. But recovering asteroid material in space, before it’s traveled through Earth’s atmosphere and impacted our surface, is a very different story.

In this photo from December 7, 2020, scientists successfully retrieve the container that collected . [+] samples from asteroid Ryugu. After journeying

300 million km away, Hayabusa-2 successfully collected material from the asteroid and returned it to Earth, where it will be analyzed for a variety of scientific purposes.

Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)

When we opened up the sample container from Hayabusa-2, which visited the carbonaceous asteroid Ryugu, the “black, sand-like material” found inside fit very well with what we expected. The surface of a road, when newly paved with black asphalt, has an albedo of about 0.04, corresponding to 4% reflectance. Black acrylic paint is a little bit worse, with an albedo of 0.05, corresponding to 5% reflectance. The material found inside Hayabusa-2 is extremely consistent with coming from an asteroid of the darkest type known.

Which is excellent, because that’s precisely what we intended to do. There are a series of mysteries we’re hoping to answer about our early Solar System, and the Hayabusa-2 mission is an incredible scientific opportunity. What we did was send Hayabusa-2 about 300 million km away — about twice the Earth-Sun distance — into the asteroid belt, where it encountered asteroid Ryugu. After collecting surface dust, Hayabusa-2 fired an impactor into the asteroid, kicking up pristine, sub-surface material, which it also collected. Both sets of material were returned safely back on Earth, where they have now been recovered and await analysis.

Yuichi Tsuda, the project manager of the Hayabusa-2 mission at JAXA, speaks during a press . [+] conference announcing the successful sample return and retrieval of the material collected from asteroid Ryugu. This is only the second successful sample return from an asteroid ever conducted. (STR / JIJI PRESS / AFP) / Japan OUT

JIJI PRESS/AFP via Getty Images

We know that asteroids are some of the most pristine material left over from the initial days of the Solar System. Some 4.6 billion years ago, our Solar System was a pre-solar nebula, where a central cloud of gas collapsed to form a star. The outer material formed a protoplanetary disk, where tiny gravitational instabilities grew and attracted mass. The largest-mass clumps grew into planetary systems, while the asteroid belt and Kuiper belt remained as collections of numerous bodies too low in mass to form a true planet. Even if we were to combine every object in the asteroid belt, it would fail to be even half as large as our Moon.

These asteroids, then, are thought to be relics from the earliest days of our Solar System, similar in composition to the mantles of planets. It’s also possible that some of the most important material that we have here on Earth’s surface arrived when asteroids bombarded our planet after we’d already formed. Is that where Earth’s water came from? Is that where the complex, organic material that gave rise to life originated? Is this asteroid really 4.5-4.6 billion years old, as we think it should be? And does this sample contain chondrules: round grains thought to have formed in the extremely early Solar System?

In the early days of the Solar System, before planets formed, a protoplanetary disk enshrouded the . [+] young Sun. The planetesimals that formed grew into planets, and the regions where they were not dense enough gave rise to the asteroid belt and the Kuiper belt. These leftovers from the early Solar System provide clues as to our planet's origin.

The chondrule mystery is fascinating, because there’s a particular radioactive decay that happens in them. Of all the chondrules we’ve found in meteorites here on Earth, they’ve all formed within an incredibly narrow window: about 4.567 billion years ago, with an uncertainty of only ±0.001 billion years on that. It isn’t known, however, whether these chondrules formed before the planets did or afterwards, as we don’t know the early history of our Solar System very well due to a lack of evidence. If Ryugu has these chondrules, that likely tells us they formed before the planets did if not, perhaps they only formed afterwards.

One of the holy grails of the science of planet formation is to understand how we went from a protoplanetary disk of tiny grains to the mature Solar System we have today. In order to get there, we need to understand the order in which things happened. When our young Sun was surrounded by mere gas, the first thing that formed were calcium-aluminum-rich inclusions (CAIs), which show up as specks of white in practically all meteorites. Were chondrules the second thing to form? And if so, how did they form they require very high temperatures followed by fast cooling. If this occurred, we don’t yet have a working model as to how.

Eight different types of chondrule textures are shown here, where each rounded grain is smaller than . [+] approximately a millimeter in diameter. These chondrules are more than 4.5 billion years old, but we do not know how they formed or why they come in the set of varieties that they do.

Antonio Ciccolella/Cicconorsk of Wikimedia Commons

Will the chondrules found from Ryugu be similar to the chondrules we’ve found on Earth, or will they be unique: perhaps only a type found before atmospheric entry? Will there be any chondrules at all? And will OSIRIS-REx, scheduled to return from asteroid Bennu in 2023, reveal something consistent, complimentary, or conflicting with Ryugu when it comes back?

We’re also poised to learn how, after

4.6 billion years, the solar wind has affected the surface of an asteroid. Have these solar wind protons struck oxygen atoms on the asteroid, creating water molecules and enabling the reactions that are only possible in an aqueous environment? Were asteroids and/or comets responsible for bringing water to Earth? Will the deuterium levels we find (relative to hydrogen) be consistent with deuterium found on Earth, or — like comet 67P/Churyumov-Gerasimenko (which Rosetta visited) — will it have too much deuterium to be Earth-like? And, like many asteroids, will it have complex organic molecules, a wide variety of amino acids, and even fascinating molecular structures that aren’t found naturally here on Earth?

Signatures of organic, life-giving molecules are found all over the cosmos, including in the . [+] largest, nearby star-forming region: the Orion Nebula. Many organic molecules are also found inside meteorites, but it is unknown whether or how these molecules came to Earth and gave rise to the life that now exists on our planet.

ESA, HEXOS and the HIFI consortium E. Bergin

This black, sand-like material holds the answers. Now that the first sample from Hayabusa-2 has returned, which collected material from both the surface and beneath the surface of asteroid Ryugu, the all-important analysis phase begins. Inside these tiny grains of material, which itself is likely older than planet Earth, signatures of the earliest days of our Solar System can be found. Will we finally gain a clue as to the origin of these very old round grains, chondrules, or will these observations only deepen the mystery? Will we learn about the origin of Earth’s water or organic compounds? Will we even gain insight into the origin of life on our planet?

With each new measurement and discovery, the body of our scientific knowledge grows, giving us an unprecedented opportunity to grow and refine our picture of how things came to be as we observe them today. Our Solar System has a rich history, most of which has largely been erased by the relentless passage of time. Sampling this early, pristine material and returning it to Earth for analysis has the opportunity to shed light on our earliest days as never before. No matter what it is that we find, this is one giant leap towards peeling back the veil of the unknown shrouding one of our deepest mysteries: the original conditions found on planet Earth right after its formation. That’s a scientific advance worth celebrating, no matter what the data winds up teaching us.


A new ring for Saturn

In 2011, astronomers using Spitzer's infrared detectors made a startling discovery around Saturn: a new supersized ring that had lain previously undiscovered. The ring is made of diffuse ice and dust particles that are dark in color, and so invisible to regular telescopes. By looking in the infrared using Spitzer, astronomers were able to spot the heat signature of these particles, and map out the band of material.

Moon Mystery Solved?

The discovery of Saturn's new ring may have solved an age-old mystery of one of Saturn's moons, Iapetus.

Iapetus has a curious appearance - it's an icy moon, and so should reflect sunlight brightly from the whole surface, but its leading side is very dark, with a reflectivity similar to coal. This pattern of light and dark baffled astronomers for decades, but the existence of a new ring near Iapetus' orbit gave them a possible explanation.

Astronomers now think that Iapetus slams into the material from the new ring as it travels in its orbit around Saturn, splattering the dark dust over the moon's surface like bugs on a windshield, covering the bright ice on one half of the moon with a dingy layer of grime.


The Solar System

Jupiter is the fifth planet from the sun. It is 777 million km from the sun. That’s more than five times Earth’s distance from the sun. Jupiter is the largest planet. It is larger across than eleven Earths! Jupiter has 63 moons.

Jupiter is covered by thick clouds. It is freezing cold at the top of the clouds. It is boiling hot at the center of Jupiter. There is a great red spot that is a giant storm. It’s like a hurricane on Earth, but it is much larger: as big as two Earths! It has been going on for more than 400 years. The great red spot has been seen since people began looking at Jupiter with telescopes in the early 1600’s. Jupiter has rings like Saturn’s but much smaller and fainter. Jupiter’s dark rings are probably made of dust and small pieces of rock. They are not like Saturn’s bright rings which are mostly ice.

A year on Jupiter is nearly 4333 Earth-days long. Jupiter’s gravity is much more than Earth’s. If you weigh 70 pounds on Earth, you would weigh 185 pounds on Jupiter. Jupiter is the fastest spinning planet in our solar system. A day on Jupiter is only 10 hours. Jupiter has the shortest day of all the planets.

Jupiter has no solid surface. It is a planet of swirling gases. The bands of colors we see when we look at Jupiter are gases rising and falling.

(Information taken from edhelper.com and Astronomy For Kids websites)
(Picture from NASA)

1 orbit of Sun (year): 4333 Earth-days long

1 rotation (day): 10 hours

Average distance from Sun: 777 million km

قطر الدائرة: 142, 984 km

Average Temperature: -110 °C

Atmosphere: has several thick layers of brightly coloured clouds

Surface: is gaseous. May have a very small solid core, but it is mostly gas. What lies beneath the clouds is a mystery.


Why are Saturn bands much fainter than Jupiter's? - الفلك

The giant of the Sun’s family is the planet called Jupiter. It is the biggest of all the planets in the solar system – more than eleven times bigger than Earth.

Mercury, Venus, Earth and Mars are solid balls of rocky material, but Jupiter, the fifth planet from the Sun, is very different. It is a big ball of liquid with an iron core. Around the liquid are thick clouds of gas which form coloured bands around the planet. A gigantic spot of colour, called the Red Spot, can be seen in the clouds. The Red Spot is three times bigger than our Earth. It is like an enormous hurricane that has been whirling in Jupiter’s atmosphere for hundreds of years. There are many other wild windstorms always raging in Jupiter’s very thick atmosphere.

Jupiter is also a very big magnet, much bigger than the magnet of Earth. Like our Earth, it also has aurorae near its Poles. It also has flashes of lightning high in its atmosphere.

Jupiter is about 483 million miles (778 million kilometres) from the Sun. a year on Jupiter is almost as long as twelve years on Earth. A day on the planet is only about as long as ten of our hours.


شاهد الفيديو: كيفية مشاهدة التقاطع النادر لكوكب المشترى مع كوكب زحل 2020 بالعين المجردة (شهر اكتوبر 2021).