سیاره زحل دومین سیاره بزرگ منظومه شمسی پس از سیاره مشتری و کم چگالی‌ترین سیاره منظومه خورشیدی است که به خاطر حلقه‌های دورش شهرت فراوانی دارد. نکات زیادی درباره این سیاره بزرگ و زیبا وجود دارد که به دانستنی‌های دوستداران نجوم می‌افزاید.
سیاره زحل (به انگلیسی: Saturn) یا کیوان، ششمین سیاره منظومه شمسی است که بزرگترین حلقه‌های سیاره‌ای در این منظومه را دارد. این سیاره، دومین سیاره‌ی بزرگ پس از مشتری است و اخیراً با کشف بسیاری از قمرهای آن، از تعداد قمرهای مشتری پیشی گرفته است. حقایق و اطلاعات بسیاری درمورد این سیاره وجود دارد که در ادامه از آن‌ها مطلع خواهیم شد. اگر به واژه سیاره زحل در جدول برخورده و درباره اش کنجکاو شده اید یا قصد تحقیق درباره این سیاره را دارید؛ این مطلب کامل را تا انتها بخوانید.
سیاره زحل نماد چیست؟
به این دلیل که سیاره زحل در میان ستارگان به کندی حرکت می‌کند، نام خدای زمان را به آن داده اند و نماد آن یک داس را نشان می‌دهد که خدای زمان حمل می‌کرده است. همچنین نام سیاره زحل به لاتین «ساترن» به معنای خدای کشت و زرع است. سیاره کیوان در گذشته نزد منجمان «نحس اکبر» محسوب می‌شده است. اما بیایید به سیاره کیوان و ویژگی‌هایش کمی علمی‌تر نگاه کنیم.
کشف سیاره زحل
سیاره زحل -که با نام مستعار سیاره حلقه دار نیز شناخته می‌شود- از زمان‌های بسیار قدیم توسط فرهنگ‌های مختلف در سراسر جهان مشاهده شده است. به همین دلیل، هیچ کس نمی‌تواند نخستین کشف سیاره را تصدیق کند. اگرچه فاصله‌ی آن با دورترین سیاره‌های قابل رویت بسیار زیاد است، اما هنوز هم می‌توان آن را با چشم غیر مسلح دید.
مشاهده‌ی این سیاره به وسیله‌ی تلسکوپ، اولین بار توسط گالیله در سال ۱۶۱۰ انجام شد. به دلیل شرایط ابتدایی تلسکوپ موجود در آن زمان، گالیله نتوانست حلقه‌های زحل را رصد کند. او فکر کرد که این سیاره توسط دو قمر که به آن خیلی نزدیک هستند، احاطه شده است. اما وقتی دوباره نگاه کرد، قمرهایی که مشاهده کرده بود ناپدید شده بودند. پس از گذشت دو سال، مشاهدات انجام شده توسط کریستیان هویگنس در سال ۱۶۵۹، رمز و راز این سیاره روشن شد. وی نتیجه گرفت که در حقیقت، قمرهای مشاهده شده، یک سیستم حلقه‌ای در اطراف زحل بوده‌اند.
شکل گیری سیاره زحل
زحل در حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش با بقیه‌ی منظومه شمسی شکل گرفت. جاذبه، گاز و گرد و غبار چرخان را به هم رساند و بدین ترتیب غولی از گاز ایجاد شد. حدود ۴ میلیارد سال پیش، زحل به موقعیت فعلی خود در منظومه شمسی بیرونی رسید. مانند مشتری، زحل نیز بیشتر از هیدروژن و هلیوم -همان دو مؤلفه اصلی که خورشید را تشکیل می‌دهند- ساخته شده است.
فاصله، اندازه و حجم زحل
زحل حدود ۹.۵ برابر نسبت به زمین از خورشید دورتر است. این سیاره ششمین سیاره‌ای است که از خورشید فاصله دارد. نور تقریباً ۱ ساعت و ۲۹ دقیقه طول می‌کشد تا از زحل سفر کند و سپس به زمین برسد. این سیاره، دومین سیاره‌ی بزرگ در منظومه شمسی است که شعاعی برابر ۵۸.۲۳۲ کیلومتر یا ۳۶.۱۸۳ مایل، تقریباً نه برابر زمین و قطری برابر با ۱۲۰.۵۳۶ کیلومتر یا ۷۴.۸۹۷ مایل، تقریبا ۹.۵ برابر بزرگتر از قطر زمین دارد.
مساحت سطح آن حدود ۸۳ برابر بزرگتر از سیاره ما است و جرم زحل حدود ۹۵ برابر بیشتر از زمین است. اگرچه حجم زحل حدود ۷۶۴ برابر زمین است، اما کم ترکم‌ترین سیاره در منظومه شمسی است. زمین ۸ برابر از زحل متراکم‌تر است. چگالی زحل حدود ۶۸۷/۰ گرم در سانتی متر مکعب تخمین زده شده است که به دلیل ترکیب گاز‌های آن از آب چگالی کمتری دارد.
چرخش زحل به دور خود و خورشید
زحل از نظر کوتاهی طول روز مقام دوم را در منظومه شمسی به خود اختصاص می‌دهد. این سیاره با سرعتی زیاد معادل با ۱۰.۶ ساعت به دور خود می‌چرخد. با این حال، گردش آن به دور خورشید بسیار آهسته است. یک سال در زحل که یک چرخش کامل آن به دور خورشید است، چیزی حدود ۲۹.۵ سال زمینی طول می‌کشد. میانگین سرعت این چرخش در حدود ۹.۶۸ کیلومتر در ثانیه یا ۶.۰۱ مایل در ثانیه است.
شیب محوری: با توجه به شیب محوری زحل معادل با ۲۶.۷۳ درجه، شبیه به کره زمین، نیمکره جنوبی و شمالی به طور متفاوتی گرم می‌شوند که این مورد باعث تغییرات دمای فصلی می‌شود. بیشتر این تغییرات دما، افقی است.
ساختار سیاره زحل
همان‌طور که پیش‌تر گفته شد، تراکم زحل که از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است، کم تراکم‌ترین از بین تمام سیارات موجود در منظومه شمسی است. این سیاره نیز مانند مشتری، اورانوس و نپتون هیچ سطح واقعی ندارد.
مرکز این سیاره دارای هسته متراکم است که از آب، یخ و مواد سنگی تشکیل شده است، اما هیچ زمین ماسه‌ای واقعی ندارد. اعتقاد بر این است که هسته شبیه به مشتری است یعنی صخره‌ای، که توسط یک لایه هیدروژن فلزی مایع و یک لایه هیدروژن مولکولی احاطه شده و با آثار مختلفی از یون‌ها ساخته شده است.
فضای داخلی در هسته بسیار گرم است -۱۱.۷۰۰ الی ۱۲۰۰۰ درجه سانتیگراد- و ۲.۵ برابر مقدار انرژی حاصل از خورشید را در فضا تابش می‌کند. تخمین زده می‌شود که جرم هسته حدود ۲۲.۹ برابر بزرگتر از زمین باشد. این می‌تواند به قطر ۲۵۰۰۰ کیلومتر یا ۱۵.۵۳۴ مایل یا تقریبا دو برابر زمین باشد. لایه‌ی ضخیم هیدروژن فلزی مایع و به دنبال آن یک لایه‌ی مایع هیدروژن مولکولی اشباع شده با هلیوم به تدریج با افزایش ارتفاع به یک گاز منتقل می‌شود. بیرونی‌ترین لایه ۱۰۰۰ کیلومتر یا ۶۲۱ مایل طول دارد و از گاز تشکیل شده است.
اتمسفر و جو زحل
فضای ابری زحل پوشیده از ابر‌هایی است که به صورت نوار‌های ضعیف، جریان‌های قوی و طوفان ظاهر می‌شوند و با وزش باد می‌توانند تا ۱۶۰۰ پا یا ۵۰۰ متر بر ثانیه حرکت کنند. فشار جو به اندازه کافی قوی است که گاز را به مایع تبدیل کند. دمای هوای بالای زحل به طور متوسط در حدود ۲۷۵- فارنهایت است که بسیار سرد است، در حالی که در زیر ابر‌ها به طور قابل توجهی داغ می‌شود. جو زحل از آمونیاک، هیدروسولفید آمونیاک و آب تشکیل شده که نسبت به شکل ظاهری رنگارنگ کره زمین، بیشتر به رنگ زرد و قهوه‌ای می‌باشد. جو بیرونی زحل حاوی ۳/۹۶ درصد هیدروژن مولکولی و ۳/۲۵٪ هلیوم است.
نقطه سفید رنگ بزرگی که در جو زحل پیداست، شامل طوفان‌های دوره‌ای است که به اندازه کافی بزرگ است که از طریق یک تلسکوپ از زمین دیده می‌شود. این نقطه که چندین کیلومتر پهنا دارد و سیاره را محاصره می‌کند، هر سال زحل یعنی هر ۳۰ سال زمینی یکبار اتفاق می‌افتد. پیش بینی می‌شود که نقطه سفید بزرگ دوباره در سال ۲۰۲۰ و در طول دوره تابستان در نیمکره شمالی سیاره ایجاد شود.
گرماگرافی نشان می‌دهد که قطب جنوب زحل دارای گرداب قطبی گرم است، که این مورد تنها نمونه‌ی شناخته شده چنین پدیده‌ای در منظومه شمسی است. درجه حرارت در زحل به طور معمول ۱۸۵- درجه سانتیگراد است، در حالی که درجه حرارت در گرداب اغلب تا ۱۲۲- درجه سانتیگراد می‌رسد که گمان می‌رود گرمترین نقطه در زحل باشد.
میدان مغناطیسی در زحل
سیاره زحل یک میدان مغناطیسی ذاتی دارد که شکلی ساده و متقارن است. این میدان تقریباً ۱/۲۰ میدان مغناطیسی مشتری و کمی ضعیف‌تر از میدان مغناطیسی زمین است. اعتقاد بر این است که میدان مغناطیسی زحل به طور مشابهی با سیاره مشتری ایجاد شده است، یعنی توسط جریاناتی در لایه فلزی-هیدروژن مایع به نام دینام فلزی-هیدروژن. قمر تیتان در قسمت بیرونی این میدان مغناطیسی گردش می‌کند. همچنین این میدان مغناطیسی، شفق قطبی نیز ایجاد می‌کند.
قمرهای سیاره زحل
زحل، پادشاه قمرها در بین سیارات منظومه شمسی است. در مجموع ۸۲ قمر تایید شده و متنوع دارد که از چند متر تا چند صد کیلومتر با آن فاصله دارند. تایید شده که مدارهای این قمرها هیچکدام در حلقه‌های خود زحل قرار ندارند. ۱۳ عدد از این قمرها دارای قطر بیشتر از ۵۰ کیلومتر هستند. ۷ مورد از این قمرها به اندازه کافی بزرگ هستند که به یک شکل بیضوی متعادل‌تر تقسیم شوند. اگرچه فقط یک یا دو قمر به نام‌های تیتان و رئا، در حال حاضر در تعادل هیدرواستاتیک قرار دارند. در حال حاضر تمام قمرهای زحل نام‌گذاری نشده‌اند.
قمرهای با قاعده
از میان ۸۲ قمر، فقط ۲۴ قمر، معمولی هستند. این بدان معناست که آن‌ها مدارهای چرخش با قاعده‌ای دارند که زیاد به خط استوایی زحل تمایل ندارند. این قمرها شامل ۷ قمر اصلی، ۴ قمر کوچک که در یک مدار همراه با قمرهای بزرگتر گردش می‌کنند، ۲ قمر با یک مدار مشترک و ۲ قمر دیگر که به عنوان قمرهای یکی از حلقه‌های زحل عمل می‌کنند، هستند. قمرهای باقاعده‌ی باقیمانده در نزدیکی لبه بیرونی حلقه A، درون حلقه G و بین قمرهای اصلی میماس و انسلادوس قرار دارند. این قمرهای با قاعده معمولاً به نام‌های تیتان یا چهره‌های دیگر مرتبط با زحل اساطیری شناخته می‌شوند.
قمرهای بی‌قاعده
۵۸ قمر باقیمانده قمرهای بی‌قاعده‌ای با قطر ۴ الی ۲۱۳ کیلومتر هستند. مدارهای این قمرها در فاصله‌ی دورتری از زحل قرار دارند. مدارهای این قمرها تمایلات زیادی دارند و قاعده‌ی چندانی برای گردش خود ندارند. اعتقاد بر این است که این قمرها در واقع اسیر سیاره‌های جزئی هستند، یا بخش‌هایی از تجزیه‌ی سیارات و قمرهای دیگر است که در یک مدار به صورت تصادفی شروع به گردش کرده‌اند. بزرگترین قمر بی قاعده‌ی شناخته شده، فیبی، نهمین ماه زحل است که در اواخر قرن نوزدهم کشف شده است.
منبع: