زحل

عکس زحل — عکس سیاره زحل با وضوح تصویر بالا که توسط هابل گرفته شده است.

خدای کشت و زرع

در هنگام ورود به سیاره بعدی با منظره‌ای از زیبایی محض روبرو می‌شویم، سیاره ای گازی و غول‌پیکر با یک‌رشته ظریف از حلقه‌های ابریشمی است. نام آن زحل (کیوان)، ششمین سیاره از خورشید و دومین سیاره بزرگ منظومه شمسی است. زحل به‌عنوان خدای کشت و زرع رومی نام‌گذاری و معادل یونانی آن کرونوس بوده است.

بسیاری زحل را زیباترین شیء در منظومه شمسی می‌دانند. زحل یکی از درخشنده‌ترین اجرام در آسمان شب است و از دوران ماقبل تاریخ آن را می‌شناخته‌اند. گالیله اولین کسی بود که زحل را در سال ۱۶۱۰ میلادی به‌وسیله یک تلسکوپ مشاهده کرد. او متوجه شکل عجیب سیاره شد اما نتوانست مفهوم آنچه دیده بود را کشف کند. در سال ۱۶۵۹ میلادی کریستین هویگنس توانست به‌طور صحیح شکل عجیب سیاره را به‌عنوان حلقه‌های زحل شناسایی کند. ازآن‌پس زحل توسط فضاپیماهایی به نام‌های پایونیر ۱۱، ووجر۱ و ۲ و کاسینی بازدید شده است. کاوشگر کاسینی در سال ۲۰۰۴ به زحل وارد شد و مناظر جدید تماشایی از سیاره و قمرهای آن را برای ما ارسال کرد. زحل توسط حداقل ۶۰ قمر محصورشده است. اغلب این قمرها کوچک هستند اما هفت قمر به‌اندازه کافی بزرگ هستند تا تحقیقات بیشتر بر روی آن ها انجام شود.

تصویر ابرهای زحل — تصویر رنگی کاذب از شکل ابرها و جزئیات زحل که توسط کاسینی ارسال شده است.

تصویر قمر دیون یکی از قمرهای زحل — تصویر قمر دیون که مدار آن بالای حلقه های زحل قرار دارد. ارسال توسط کاسینی

سیاره حلقه‌ای

بدون شک برجسته‌ترین ویژگی زحل حلقه‌های آن است. برخلاف حلقه‌های مشتری که تا سال ۱۹۷۹ میلادی توسط فضاپیمای ووجر۱ کشف نشد حلقه‌های زحل از سال ۱۶۵۹ شناخته‌شده بوده‌اند چراکه رشته حلقه‌های آن بسیار بزرگ و درخشان هستند و می‌توان آن را به‌راحتی از زمین با یک تلسکوپ کوچک دید. مشاهده منظره حلقه‌های زحل از زمین هرسال متفاوت است این پدیده به دلیل تغییر شیب حلقه‌های زحل هنگام گردش سیاره به دور خورشید است. ضخامت حلقه‌ها کمتر از یک مایل است به همین دلیل هرچند سال یک‌بار هنگامی‌که از لبه (پهلو) دیده شوند به‌طور کامل ازنظر ناپدید می‌شوند. تغییر جهت حلقه‌ها باعث می‌شود که روشنایی یا قدر ظاهری سیاره نیز تغییر کند.

زحل سه حلقه اصلی دارد که آن‌ها به حلقه‌های A، B و C شناخته می‌شوند. یک شکاف بزرگ را می‌توان بین حلقه‌های A و B دید که شکاف کاسینی نام دارد و نامگذاری آن به‌این‌علت است که جیووانی کاسینی این شکاف و چهار قمر از بزرگ‌ترین قمرهای زحل را کشف کرد. تا سال‌های ۱۹۸۰ و ۱۹۸۱ که فضاپیمای ووجر زحل را ملاقات کرد رمز و راز حلقه‌های زحل آشکارنشده بود. سیستم حلقه‌های زحل از هفت حلقه با ساختارهای خیلی پیچیده تشکیل‌شده‌اند. درواقع حلقه‌های بزرگ‌تر از تعداد زیادی حلقه‌های کوچک‌تر تشکیل‌شده‌اند. همچنین کاوشگر ووجر ساختارهای شعاعی عجیبی را مانند پره‌های چرخ در حلقه‌ها یافت که اعتقاد بر این است آن ها توسط ذرات گردوغبار ایجاد می‌شوند. داخلی‌ترین حلقه زحل حلقه F نام دارد و به نظر می‌رسد که تابیده یا بافته‌شده است. ستاره شناسان هنوز مطمئن نیستند که چه چیزی باعث این پدیده عجیب‌وغریب شده است.

کاوشگرهای ووجر وجود قمرهایی کوچک در داخل حلقه‌ها و نزدیک به آن‌ها را آشکار ساختند که به آن‌ها قمرهای چوپان گفته می‌شود چراکه اعتقاد بر این است کمک می‌کنند تا حلقه‌ها در جای خود نگه‌داشته شوند. بدون گرانش این قمرها، ممکن است قطعات حلقه‌ها در فضا پراکنده شوند و حلقه‌ها از بین بروند.

سرچشمه حلقه‌های زحل به‌درستی شناخته‌نشده است به نظر می‌رسد که آن‌ها از میلیون‌ها قطعه کوچک یخ و سنگ تشکیل‌شده باشند که هر یک در مدار خود در اطراف سیاره قرار دارد. اندازه این قطعات از ذرات گردوغبار تا توده یخ شناور متفاوت است. ستاره شناسان معتقدند که ممکن است حلقه‌ها باقی‌مانده یک یا چند قمر باشد که با شهاب آسمانی یا دنباله‌دار برخورد کرده باشند.

تصویر موزائیکی از حلقه های زحل — این تصویر موزائیکی که توسط کاسینی ارسال شده نشان می دهد که رشته حلقه های حیرت انگیز زحل از آن چه قبلاً تصور می شد خیلی پیچیده تر می باشند. آنها ترکیبی از صدها حلقه کوچکتر و شکاف هایی مانند صفحه گرامافون می باشند.

ویژگی‌های زحل

حتی اگر حلقه‌های زحل جذاب‌ترین ویژگی سیاره باشند اما زحل چندین مورد جالب دیگر نیز دارد. زحل یک غول گازی است که ترکیب شیمیایی آن بسیار شبیه به مشتری است. ترکیب آن شامل حدود ۷۵% هیدروژن و ۲۵% هلیوم و مقدار کمی از متان، آب و آمونیاک است. ستاره شناسان معتقدند که درون زحل نیز به مشتری شبیه است با یک هسته سنگ و یخ که با یک‌لایه هیدروژن مایع فلزی احاطه‌شده است. هیچ سطح جامدی بر روی زحل وجود ندارد. به‌جای آن گازهای اتمسفر هرچه که به مرکز سیاره نزدیک‌تر می‌شوند متراکم‌تر و غلیظ‌تر می‌شوند. همچنین زحل کمترین چگالی را بین همه سیارات دارد. چگالی آن فقط ۰/۷ است که مقدار آن کمتر از چگالی آب است. اگر زحل می‌توانست در یک ظرف غول‌پیکری از آب قرار بگیرد حقیقتاً بر روی آب شناور می‌شد.

زحل در بسیاری از ویژگی‌های دیگر مانند بادها و نوارهای ابری با پسرعموی خود، مشتری مشترک است. بادها در ناحیه استوایی می‌توانند به‌سرعت باورنکردنی ۱۱۰۰ مایل در ساعت (۱۷۷۰ کیلومتر در ساعت) برسند. نوارهای افقی بر روی زحل بسیار کم‌نورتر از مشتری هستند. تلسکوپ فضایی هابل نشان داد که طوفان‌ها گاهی اوقات در اتمسفر آشفته زحل فوران می‌کنند. زحل مانند بسیاری از دیگر سیارات غول‌پیکر گازی یک میدان مغناطیسی قوی دارد. زحل مانند مشتری، در قطب‌ها به‌وضوح مسطح است که دلیل آن ناشی از چرخش سریع سیاره حول محور خود است که فقط ۱۰ ساعت و ۳۹ دقیقه طول می‌کشد. در ژوئیه ۲۰۰۴ کاوشگر کاسینی طبق برنامه به زحل رسید و در مدار زحل قرار گرفت و پس‌ازآن عکس‌ها و اطلاعات دقیقی را ارسال نمود. همچنین این فضاپیما، کاوشگر هویگنس را در اتمسفر تیتان یکی از قمرهای زحل رها کرد. کاوشگر بر روی سطح تیتان فرود آمد و از ترکیبات اتمسفر غلیظ تیتان نمونه‌گیری کرد و از سطح آن تصاویری ارسال نمود.

آمار مربوط به **زحل**
قطر	120536 کیلومتر
قمرهای شناخته شده	62
میانگین فاصله تا خورشید	1429400000 کیلومتر
دوره حرکت وضعی	10/25 ساعت
دوره حرکت انتقالی	29/46 سال
خروج از مرکز مداری	0/056
انحراف مداری	2/488 درجه
انحراف محوری	26/73 درجه
میانگین درجه حرارت ابر	125- درجه ساتیگراد
ترکیب اصلی اتمسفر	هیدروژن
فشار اتمسفر	1/4 بار
عمق اتمسفر	145 کیلومتر
قدر ظاهری	0/67

تعاریف :

حرکت وضعی : چرخش یک سیاره به دور محور گردش خود.

حرکت انتقالی : چرخش یک سیاره بر روی مسیر بیضی شکل به دور خورشید.

انحراف مداری : فاصله زاویه بین صفحه مداری و یک صفحه دیگر، به عنوان صفحه مرجع (معمولا صفحه دایرة البروج یا صفحه استوای سماوی) است. در منظومه شمسی انحراف مداری به زاویه میان صفحه مداری سیارات و صفحه دایرةالبروج، می‌باشد.

دایرةالبروج : مسیر حرکت ظاهری سالانه خورشید نسبت به زمین، بر روی کره سماوی است. این دایره در حقیقت مدار حرکت انتقالی زمین را به دور کره خورشید مشخص می‌کند و در واقع طرح مدار زمین بر کره آسمان است یعنی دایره‌ای است که از تلاقی سطح مدار حرکت انتقالی زمین با کره آسمان که آن را اصطلاحاً فلک ثوابت نامیده‌اند پیدا می‌شود.

انحراف محوری : اصطلاحی در ستاره‌شناسی است و به زاویه بین محور چرخش اجسام و خط عمود بر صفحه مداری آنها گفته می‌شود. طی حرکت جسم در مسیر مداری خود، مقدار انحراف محوری تغییری نمی‌کند؛ اما خط انحراف سیاره در هنگام یک دور گردش کامل به دور خورشید در یک دایره و به میزان ۳۶۰ درجه حرکت می‌کند.

خروج از مرکز مداری : یکی از پارامترهای مداری است که بیانگر مقدار کشیدگی مدارهای بیضوی شکل می باشد. طبق قانون اول کوپلر مدار سیارات دایره ای نیست و بیضی است. برای نمایش شباهت این بیضی با دایره از واحدی استفاده می شود که به آن خروج از مرکز می گویند.

قدر ظاهری : مقیاسی عددی از روشنایی اجرام سماوی که از دید ناظر در زمین است که هرچه مقدار آن کمتر باشد نورانی تر است.