سردترین سیاره منظومه شمسی کدام سیاره است؟_دریای تکنولوژی

خورشید مهم‌ترین منبع گرما برای سیاره‌های منظومه شمسی است؛ بدیهی است که هرچه سیاره‌ها از خورشید دورتر باشند، دمای پایین‌تری خواهند داشت. اما دورترین سیاره‌ها از خورشید، اورانوس و نپتون، چنان از خورشید دورند که باید بخشی از گرمای خود را از فرایندهای درونی خودشان تهیه کنند. این کار علتمی‌بشود دمای آن‌ها زیاد کمتر از دیگر سیاره‌ها باشد اما کدام‌یک از آن‌ها سردترین سیاره منظومه شمسی است؟

سردترین سیاره منظومه شمسی است؟

جواب این سوال به این بستگی دارد که سردترین سیاره منظومه شمسی را چطور تعریف کنیم. پیش‌ازآن، باید بازدید کنیم که دمای چه لایه‌ای از ساختار سیاره‌ها را در نظر داریم. برای سیاره‌های سنگی داخل منظومه شمسی، تعریف دمای سطح کار سختی نیست. دمای این سیاره‌ها روی پوسته سنگی را «دمای سطح» می‌نامیم.

درمورد سیاره‌های گازی غول‌پیکر منظومه شمسی هیچ پوسته‌ای ندارند که بتوانیم دمای آن را دمای سطح سیاره در نظر بگیریم. اخترشناسان دمای سطح این سیاره‌ها را در ارتفاعی از اتمسفر اندازه‌گیری می‌کنند که فشارش برابر با سختی اتمسفر زمین روی سطح دریاست. مقدار این سختی ۱ بار یا صد هزار پاسکال است. ما نیز این تکه از اتمسفر سیاره‌های گازی را در این مقاله «سطح» می‌نامیم.

بر پایه این دما، می‌توانیم ۲ تعریف از سردترین سیاره اراعه کنیم. مطابق تعریف اول، سردترین سیاره آن است که سردترین دما روی آن اندازه‌گیری شده است. تعریف دوم این است که کمترین دمای میانگین را داشته باشد.

در منظومه شمسی، اورانوس مطابق تعریف اول سردترین سیاره است و نپتون نیز کمترین دمای میانگین را دارد. در ادامه با ما همراه باشید تا نگاهی عمیق‌تر به دمای این ۲ غول یخی منظومه شمسی بیندازیم.

اورانوس، سردترین سیاره منظومه شمسی

دمای میانگین اورانوس منفی ۱۹۵ درجه سانتی‌گراد است. اما این غول آبی‌رنگ رکورد سردترین دمای ثبت‌شده روی یک سیاره در منظومه ما را نیز در اختیار دارد که منفی ۲۲۴ درجه سانتی‌گراد است.

اورانوس یکی از شدیدترین تغییرات فصلی در منظومه شمسی را توانایی می‌کند؛ چون اختلاف زاویه‌ای بین مدار آن با خورشید نسبتاً زیاد است. به گفتن دقیق‌تر، زاویه انحراف محوری اورانوس ۱۷.۷۷ درجه است.

دانشمندان نظر دارند این انحراف شدید و غیرعادی اورانوس به این علت به وجود آمده که این سیاره در قبل‌ای دور برخوردی شدید با سیاره‌ای دیگر داشته است. یقیناً برای اثبات قطعی این نظریه نیاز است ماهواره‌ای به مدار اورانوس ارسال بشود و میدان مغناطیسی آن را بازدید کند.

درهرصورت، برای تقریباً یک فصل، یا یک-چهارم سال اورانوسی، خورشید مستقیم به یکی از قطب‌های این سیاره می‌تابد، درحالی‌که قطب دیگر در زمستانی تاریک و طویل فرومی‌رود. هر سال اورانوسی تقریباً برابر با ۸۴ سال زمینی است؛ بعد طول هر فصل حدوداً ۲۱ سال می‌بشود که برای سمت تاریک‌تر، زمستان زیاد طویل‌ای به‌ حساب می‌آید. این یکی از دلایلی است که سردترین دمای سیاره در منظومه شمسی روی این سیاره به ثبت رسیده است.

اتمسفر یخی اورانوس

اورانوس در کلمه اخترشناسی «غول یخی» است. بعد با این که این سیاره نیز همانند مشتری و زحل گازی است، اما در دسته‌ای مقداری متفاوت قرار می‌گیرد. در حقیقت، اتمسفر زیاد سرد این سیاره از لایه‌های ابر منجمد راه اندازی می‌بشود. دمای میانگین این ابرها منفی ۱۹۳ درجه سانتی‌گراد است.

اورانوس عمدتاً از هیدروژن، هلیوم و متان راه اندازی می‌بشود. متان نور آبی را منعکس می‌کند که رنگ سبز-آبی اورانوس نیز به‌خاطر همین گاز است.

بالای سطح اورانوس لایه تروپوسفر قرار دارد که دمای آن از منفی ۱۵۳ تا منفی ۲۱۸ درجه سانتی‌گراد متغیر است. تروپوسفر پایین‌ترین لایه اتمسفر است.

در تروپوسفر که از ۳۰۰ کیلومتر پایین‌تر سطح تا ۵۰ کیلومتر بالاتر از آن ادامه دارد، لایه‌های ابر بر پایه ماده شکل‌دهنده خود مرتب شده‌اند. پایین‌تر از همه، ابرهای آب قرار دارند و بعدازآن‌ها ابرهای آمونیوم هیدروسولفید یافت خواهد شد. سپس ابرهای آمونیاک و هیدروژن سولفید قرار گرفته‌اند. در آخر هم، ابرهای متان بالاتر از همه قرار دارند.

در بالای تروپوسفر، استراتوسفر قرار دارد که از مه‌دود اتان راه اندازی می‌بشود. این مه‌دود به گمان زیادً ظاهر رنگ‌پریده این سیاره را شکل می‌دهد. ارتفاع استراتوسفر ۴۰۰۰ کیلومتر است و بالاتر از آن ترموسفر و تاج سیاره قرار دارد.

دلنشین این که دمای این لایه که هزاران کیلومتر ارتفاع دارد، به ۵۷۷ درجه سانتی‌گراد می‌رسد که زیاد گرم‌تر از غول‌های گازی‌، همانند زحل، است. دانشمندان تا این مدت نمی‌دانند چرا این لایه این‌قدر گرم می‌بشود؛ فاصله این سیاره با خورشید زیاد زیاد است و تابش‌های خورشیدی‌ای که به آن می‌رسند، برای گرم‌کردن این لایه کافی نیستند.

گرمای درونی اورانوس؛ کاندید سردترین سیاره منظومه شمسی

برخلاف غول‌های گازی دیگر، اورانوس به گمان زیاد هسته‌ای سنگی دارد. دمای داخل هسته به گمان زیادً به ۴۹۸۲ درجه سانتی‌گراد می‌رسد. گرچه این دما در قیاس با لایه‌های اتمسفر اورانوس زیاد زیاد است، هسته این سیاره زیاد سردتر از دیگر سیاره‌ها است. برای قیاس، دمای هسته مشتری تقریباً به ۲۴ هزار درجه سانتی‌گراد می‌رسد.

مقدار زیاد مقداری از این گرمای درونی داخل فضا می‌بشود. هنگامی فضاپیمای وویجر ۲ به اورانوس رسید، فهمید شد این غول یخی منبع گرمای درونی قوی ندارد. شناساگرهای فروسرخ این فضاپیما نشان می‌دادند انرژی تابیده‌شده از اورانوس تقریباً با انرژی‌ای که از خورشید دریافت می‌کند، برابر است.

برای قیاس، مشتری و زحل تقریباً ۲ برابر انرژی‌ای که از خورشید می‌گیرند، به فضا می‌تابانند. نداشتن منبع گرمایش درونی قوی دلیلی است که اورانوس را به سردترین سیاره منظومه شمسی تبدیل کرده است؛ به همین علت است که اورانوس اتمسفری آرام و غیرفعال دارد.

نپتون، سیاره‌ای با کمترین دمای میانگین

بااینکه سردترین دمای سیاره در اورانوس به ثبت رسیده است، نپتون به‌طور میانگین سردترین سیاره منظومه شمسی است. میانگین دمای سطح این غول گازی به منفی ۲۰۱ درجه سانتی‌گراد می‌رسد.

نپتون هشتمین سیاره منظومه شمسی و دورترین سیاره از خورشید است اما به‌رغم فاصله زیاد بسیاری که با ستاره ما دارد، فصل‌های آن تقریباً شبیه زمین می باشند؛ به همین علت نواحی نسبتاً گرمی روی آن وجود دارد.

نپتون نیز همانند اورانوس غول یخی است و زیاد تر از ابرهای یخی راه اندازی شده است.

اتمسفر نپتون؛ کاندید سردترین سیاره منظومه شمسی

اتمسفر نپتون عمدتاً از هیدروژن و هلیوم راه اندازی می‌بشود و مقداری متان نیز دارد. ترکیب اتمسفر نپتون و اورانوس تقریباً شبیه وقتی است که این ۲ سیاره شکل گرفتند؛ برخلاف سیاره‌های سنگی همانند زمین که ترکیب اتمسفر آن‌ها طی زمان کاملاً منقلب شده است.

همان‌طورکه درمورد اورانوس نیز اشاره شد، متان ماده‌ای است که رنگ نپتون را آبی می‌کند. نپتون در تصاویر زیاد آبی‌تر از اورانوس به‌ نظر می‌رسد اما باید بدانیم که تصاویر نپتون از لحاظ رنگ دستکاری شده‌اند و این غول گازی روشن‌تر از چیزی است که در تصاویر آن می‌بینیم. علت دستکاری رنگ تصاویر این بوده است که جزئیات سطح سیاره با وضوح بیشتری اشکار شوند.

در حقیقت، رنگ نپتون و اورانوس زیاد همانند به یکدیگر است و نپتون فقط مقداری آبی‌تر است؛ چون، همان گونه که گفتیم، مه‌دود اتان علتمی‌بشود تا اورانوس مقداری رنگ‌پریده بشود.

بالای سطح نپتون نیز لایه تروپوسفر وجود دارد که در آن هرچقدر بالاتر برویم، دما افت می‌یابد. دمای میانگین در بالای ابرهای نپتون به منفی ۲۱۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد.

برعکس، در لایه‌ بالایی، استراتوسفر، دما با افزایش ارتفاع افزایش می‌یابد. بعد از این ۲ لایه نیز لایه‌های ترموسفر و اگزوسفر قرار دارند که دمای آن‌ها همانند دیگر سیاره‌های گازی بالاست.

تابستان‌های طویل نپتون

همانند سیاره‌های دیگر منظومه شمسی نپتون نیز انحراف محوری با خورشید دارد. محور استوای این سیاره ۲۸.۳ درجه است. این انحراف علتایجاد فصول گوناگون می‌بشود.

یقیناً فاصله نپتون با ستاره گرمابخش خورشید زیاد زیاد است (میانگین، ۴.۵ میلیارد کیلومتر)؛ درنتیجه، قطبی که سمت خورشید است، یک‌چهارم سال نپتونی (نزدیک به ۴۰ سال زمینی) دمای بیشتری نسبت به باقی سطح سیاره خواهد داشت.

سال ۲۰۰۷ که قطب جنوب نپتون به‌سمت خورشید می بود، دانشمندان دریافتند لایه بالایی ابر در ناحیه قطبی نزدیک به ۱۰ درجه سانتی‌گراد گرم‌تر از بقیه سیاره است. این کار علتمی‌شد مقداری از متان حاضر در اتمسفر به فضا نشت کند.

گرمای درونی نپتون

بیشتر از ۸۰ درصد جرم اورانوس از جریان‌های گرم و متراکم مواد یخی راه اندازی می‌بشود؛ عمدتاً یخ‌های آب، متان و آمونیاک. به همین علت، نپتون بین سیاره‌های گازی منظومه شمسی از همه چگال‌تر است. اما همانند اورانوس زیر این گوشته یخی هسته‌ سنگی کوچکی وجود دارد.

اخترشناسان گمان می‌کنند اقیانوسی از آب زیاد داغ زیر لایه‌های ابر سرد نپتون وجود داشته باشد. یقیناً این اقیانوس نمی‌جوشد و آب آن داخل ابرها نمی‌بشود؛ چون سختی زیاد زیاد داخل سیاره اجازه تبخیر آب را نمی‌دهد.

همان گونه که گفتیم، سیاره‌های نپتون و اورانوس گرمای زیاد مقداری از خورشید می‌گیرند. بااینکه نپتون نسبت به اورانوس زیاد از خورشید دورتر است، دمای این دو سیاره به هم نزدیک است، حتی دیدیم که در برخی نقاط، اورانوس از نپتون سردتر است؛ چون دمای نپتون به‌علت حرکاتی که در داخلش وجود دارد، بالا می‌رود اما به‌ نظر می‌رسد سیاره اورانوس این جنبش درونی را ندارد.

سردترین نقاط بقیه سیاره‌های منظومه شمسی

غیر از زهره که اتمسفری زیاد سوزان و مملو از گازهای گلخانه‌ای دارد و میانگین دمای سطح آن ۴۶۴ درجه سانتی‌گراد است، بقیه سیاره‌های منظومه شمسی مناطقی دارند که دمای آن‌ها به سردترین نقاط منظومه شمسی نزدیک می‌بشود.

دلنشین این که بین سیاره‌های سنگی منظومه شمسی درونی، سردترین دما در عطارد اشکار می‌بشود که نزدیک‌ترین سیاره به خورشید است. علت این اتفاق این است که عطارد هیچ اتمسفری ندارد و ۱۷۶ روز زمینی طول می‌کشد تا یک بار دور خودش بچرخد؛ درنتیجه، شب‌های این سیاره زیاد طویل‌اند و نقاطی روی سطح آن وجود دارند که زمان‌ها هیچ نوری به آن نمی‌رسد. به این دلایل، دمای سطح عطارد امکان پذیر حتی از منفی ۱۸۰ درجه سانتی‌گراد هم کمتر بشود.

روی زمین، اتمسفر سیاره ما اجازه نمی‌دهد نوسانات دمایی به اندازه عطارد شدید باشد. میانگین دمای سطح سیاره ما ۱۵ درجه سانتی‌گراد است اما دماهای زیاد سرد برای ساکنان تعداد بسیاری از مناطق نزدیک به نیم‌کره شمالی اتفاق‌ای عادی است. سردترین دمای ثبت‌شده روی زمین متعلق به ایستگاه «ووستوک» در قطب جنوب است که دمای آن در ۲۱ جولای ۱۹۸۳ به منفی ۸۹.۲ درجه سانتی‌گراد رسید.

میانگین دمای سطح مریخ منفی ۶۵ درجه سانتی‌گراد است. اتمسفر این سیاره به غلظت اتمسفر زمین نیست و نوسان دما در آن زیاد زیاد تر است. بعضی اوقات طوفان‌های شن زیاد بزرگی در این سیاره تشکیل خواهد شد که ماه‌ها در هوا می‌همانند و مانع رسیدن نور خورشید به سطح می‌بشود. درنتیجه، دمای سطح مریخ امکان پذیر تا منفی ۱۵۳ درجه سانتی‌گراد پایین برود.

این چنین دمای سطح ۲ غول گازی منظومه شمسی، مشتری و زحل، به‌ترتیب منفی ۱۱۰ و منفی ۱۴۰ درجه سانتی‌گراد است.

سردترین سیاره کهکشان راه شیری کدام است؟

کشف سیاره‌های زیاد سرد کار ساده‌ای نیست؛ چون اخترشناسان طبق معمولً سیاره‌ها را با پشتیبانی گرمایی که انتشار می‌کنند، می‌شناسند. سردترین سیاره‌ای که به این روش شناسایی‌شده، سیاره «Epsilon Indi Ab» است. وجود این سیاره سال ۲۰۱۸ قبول شد اما سال ۲۰۲۳ تلسکوپ فضایی جیمز وب از آن مستقیم عکس‌برداری کرد.

دمای سیاره Epsilon Indi Ab دو درجه سانتی‌گراد است. بااینکه این دما حتی سیاره‌ای همانند مریخ هم زیاد زیاد تر است، تابه‌حال دانشمندان نتوانسته‌اند سیاره‌ای از این سردتر را مستقیم مشاهده کنند.

اما راه حلهای غیرمستقیمی برای شناسایی سیاره‌های سردتر وجود دارد. سردترین سیاره‌هایی که کشف شده‌اند، دمایی تقریباً برابر با غول‌های یخی منظومه شمسی داشته‌اند.

سردترین سیاره فراخورشیدی کشف‌شده (به‌روش غیرمستقیم) سیاره «OGLE-2005-BLG-390L» است که سال ۲۰۰۶ با روش بازدید «ریزهمگرایی گرانشی» شناسایی شد. این سیاره که به مرکز کهکشان راه شیری نزدیک است، یکی از دورترین سیاره‌های فراخورشیدی به حساب می‌آید. دمای OGLE-2005-BLG-390L منفی ۲۲۳ درجه سانتی‌گراد است که تقریباً با دمای سردترین ناحیه اورانوس برابری می‌کند.

جمع‌بندی

در این مقاله با سردترین سیاره‌های منظومه شمسی آشنا شدیم. دیدیم که اگر دمای میانگین را در نظر بگیریم، نپتون سردترین سیاره منظومه شمسی است اما سردترین دمای روی سیاره در اورانوس به ثبت رسیده است؛ چون فعالیت‌های درونی نپتون علتخواهد شد این سیاره منبع گرمای اضافی داشته باشد، در‌حالی‌که گرمای درونی اورانوس در قیاس با دیگر سیاره‌های گازی زیاد کم است.

این چنین دیدیم که به‌جز زهره که اتمسفری سوزان دارد و زمین که اتمسفرش از نوسان‌های دمایی زیاد شدید جلوگیری می‌کند، در دیگر سیاره‌های منظومه شمسی نیز دما امکان پذیر تا نزدیک سردترین نقاط منظومه شمسی پایین برود.

سوال‌های متداول