ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Λ.ΣΑΧΙΝΙ∆ΗΣ | Α5

PROJECT 2O

ΤΕΤΡΑΜHΝΟ ΤΟ ΗΛΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

2

Εισαγωγή

To Ηλιακό µας σύστηµα

Ως Ηλιακό Σύστηµα θεωρούµε τον Ήλιο και όλα τα αντικείµενα που συγκρατούνται σε τροχιά γύρω του χάρις στη βαρύτητα, που σχηµατίστηκαν όλα πριν 4,6 δις έτη σε ένα γιγάντιο µοριακό νέφος. Τα αντικείµενα µε τη µεγαλύτερη µάζα που περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο είναι οκτώ πλανήτες, των οποίων οι τροχιές είναι σχεδόν ελλειπτικές και βρίσκονται πάνω στο επίπεδο που ορίζει η εκλειπτική. Οι τέσσερις εσώτεροι, ο Ερµής, η Αφροδίτη, η Γη και ο Άρης αποτελούν τους λεγόµενους γήινους πλανήτες και αποτελούνται κυρίως από πετρώµατα και µέταλλα. Οι τέσσερις εξώτεροι πλανήτες ονοµάζονται αέριοι γίγαντες. Από αυτούς, οι δύο µεγαλύτεροι, ο ∆ίας και ο Κρόνος αποτελούνται από υδρογόνο και ήλιο και οι άλλοι δύο, ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας αποτελούνται από νερό, αµµωνία και µεθάνιο.

Τα πρώτα σώµατα που συναντάµε καθώς πλησιάζουµε το ηλιακό σύστηµα είναι παγωµένες µπάλες αερίου και σκόνης που υπάρχουν κατά δισεκατοµµύρια, σε αποστάσεις που συνήθως αντιπροσωπεύουν ένα σηµαντικό κλάσµα της απόστασής µας από τα πλησιέστερα άστρα. Μια από αυτές τις παγωµένες σφαίρες που κατά την περιπλάνησή της έφτασε πολύ κοντά στον Ήλιο. Έχει πάρει τη γνωστή, αλλά πάντα συναρπαστική, µορφή ενός κοµήτη. Επίσης, ο Πλούτωνας είναι συνήθως ο πιο αποµακρυσµένος από τον Ήλιο πλανήτης, αλλά κατά την περίοδο 1979-2000, ακολουθώντας την έκκεντρη τροχιά του, βρισκόταν στην πραγµατικότητα στο εσωτερικό της τροχιάς του Ποσειδώνα. Στο εσωτερικό της τροχιάς του Ποσειδώνα βρίσκεται επίσης ο Ουρανός, ο έβδοµος πλανήτης του ηλιακού συστήµατος. Ο Πλούτωνας, ο Ποσειδώνας και ο Ουρανός βρίσκονται όλοι σε τόσο µεγάλες αποστάσεις από εµάς, που οι ιδιότητες τους µας είναι σχετικά άγνωστες. Παραδείγµατος χάριν, µόλις το 1977 µια οµάδα αστρονόµων µε επικεφαλής τον James Elliot ανακάλυψαν σε µια παρατήρηση από αέρος ότι ο Ουρανός περιβάλλεται από ένα σύνολο λεπτών δακτυλίων. Και µόλις το 1978 ο James Christy ανακάλυψε από κάποιες φωτογραφίες υψηλής ποιότητας πως ο Πλούτωνας έχει έναν δορυφόρο(που ονοµάστηκε Χάρων, από τη µυθική µορφή που διαπεραίωνε τις ψυχές δια µέσου του ποταµού Αχέροντα στον θεό του κάτω κόσµου, τον Πλούτωνα.

Ο εκτός πλανήτης, ο Κρόνος, είναι τόσο κοντινός και φωτεινός που ήταν γνωστός και στους αρχαίους. Ωστόσο, µόνο οι πρόσφατες αποστολές διαστηµοπλοίων πέρα από τον Κρόνο µας έδωσαν µια πραγµατικά σαφή εικόνα αυτού του εντυπωσιακού δακτυλιοφόρου γίγαντα. Ο επόµενος πλανήτης προς το εσωτερικό του ηλιακού συστήµατος, ο ∆ίας, έχει ακόµη µεγαλύτερη µάζα. Η επιφάνειά του καλύπτεται από ένα πολύπλοκο σύστηµα ζωνών και λωρίδων, ενώ η παρουσία µιας γιγαντιαίας ερυθρής κηλίδας µαρτυρά επιπλέον ότι αυτός ο άρχοντας των πλανητών µαστίζεται

3

από σφοδρούς ανέµους και καταιγίδες. Όπως κάθε ηγεµονική µορφή, έτσι και ο ∆ίας περιβάλλεται από µια ακολουθία δορυφόρων : υπάρχουν δεκαπέντε γνωστοί δορυφόροι, µεγάλοι και µικροί, ενώ είναι πολύ πιθανόν να ανακαλυφθούν στο µέλλον και άλλα µικρότερα σώµατα. (Σύµφωνα µε νεότερα στοιχεία, ο ∆ίας έχει τριάντα εννέα δορυφόρους. Οι περισσότεροι εξωτερικοί του δορυφόροι είναι πιθανότατα συλληφθέντες αστεροειδείς, µε διαστάσεις λίγων χιλιοµέτρων. Ο Κρόνος και τριάντα δορυφόρους, ο Ουρανός είκοσι και ο Ποσειδώνας οκτώ.) Τέσσερις από αυτούς τους δορυφόρους ήταν γνωστοί στον Γαλιλαίο : η Ιώ, η Ευρώπη, ο Γανυµήδης και η Καλλιστώ. Αυτά τα επιβλητικά φεγγάρια είναι τόσο µεγάλα που θα τους άξιζε να ονοµάζονται πλανήτες, αν δεν έµοιαζαν µε νάνους µπροστά στον σπουδαίο άρχοντα που περιτριγυρίζουν.

Στο εσωτερικό της τροχιάς του ∆ία απλώνεται µια αχανής έκταση ,γεµάτη από συντρίµµια αποτυχηµένων πλανητών, τους αστεροειδείς. Ποιος να είναι άραγε ο πραγµατικός λόγος της αποτυχίας τους ; Ακόµη πιο κοντά στον Ήλιο βρίσκεται ο τέταρτος πλανήτης, ο Άρης, που θεωρούνταν από τους αρχαίους ως ο θεός του πολέµου λόγω άγριου κόκκινου χρώµατός του. Η ασυνήθιστα σηµαδεµένη µορφή του µαρτυρά ένα έντονο παρελθόν. Ας επιταχύνουµε, προσπερνώντας τον τρίτο πλανήτη, οπότε πλησιάζοντας τον Ήλιο, συναντάµε τον δεύτερο πλανήτη, την Αφροδίτη, που θεωρούνταν από τους αρχαίους ως η θεά του έρωτα. Ένα πυκνό πέπλο νεφών θειικού οξέος κρύβει το πρόσωπό της από εµάς, ενώ οι πρόσφατες έρευνες έχουν αποκαλύψει ότι τα πάθη της είναι πολύ φλογερά για τους κοινούς θνητούς. Πλησιέστερα προς τον Ήλιο είναι ο Ερµής. Όντας ο ταχύτερος µεταξύ των πλανητών, ο Ερµής θεωρούνταν από τους αρχαίους ο αγγελιοφόρος των θεών. Σε ποιες αποστολές να απέκτησε άραγε το τόσο σηµαδεµένο του πρόσωπο;

Στο κέντρο του ηλιακού συστήµατος βρίσκεται τέλος ο αληθινός µονάρχης του βασιλείου, ο κραταιός Ήλιος. Τα πλούτη του Ήλιου είναι τόσο άφθονα που σε ένα δευτερόλεπτο ξοδεύει περισσότερη ενέργεια από όση περιέχεται σε πετρέλαιο κάτω από την άµµο ολόκληρης της Αραβίας. Ακόµη και ο µεγάλος ∆ίας «υποκλίνεται» υπό την επιρροή του Ηλίου. Στρίβοντας γύρω από τον Ήλιο, περνάµε τον Ερµή και την Αφροδίτη και πλησιάζουµε ξανά τον τρίτο πλανήτη. Παρατηρούµε ότι έχει έναν πιστό σύντροφο, τη Σελήνη. Γαλήνια, αν και γεµάτη σηµάδια, µορφή, η Σελήνη λάµπει αντανακλώντας το φως του Ηλίου. Επιτέλους, κάνει την εµφάνισή του ο τρίτος πλανήτης, η Γη. Αν και δεν είναι παρά ένας ασήµαντος κόκκος σκόνης σε αυτό το απέραντο σύµπαν, ωστόσο στα δικά µας µάτια δεν υπάρχει οµορφότερο θέαµα από αυτόν τον πλανήτη, τη Γη, τη δική µας Γη, το σπίτι µας.

Αν θα θέλαµε να είµαστε ακριβείς όµως, θα πρέπει να λάβουµε υπόψη µας και πολλά άλλα ουράνια σώµατα που υπάρχουν µέσα στο πεδίο βαρύτητας του Ήλιου. Οι κυριότερες ζώνες που υπάρχουν σε αυτά τα αντικείµενα είναι η κύρια Ζώνη Αστεροειδών, µεταξύ Άρη και ∆ία, και τα µεταποσειδώνια αντικείµενα, που βρίσκονται πέρα από τη τροχιά του Ποσειδώνα. Σε αυτές τις περιοχές βρίσκονται

4

πέντε αντικείµενα, γνωστά ως πλανήτες νάνοι, η ∆ήµητρα, ο Πλούτωνας, η Χαουµέια, ο Μακεµάκε και η Έρις, και πολλά άλλα µικρότερα σώµατα. Επίσης, πέρα από αυτά τα αντικείµενα υπάρχουν οι κοµήτες, οι Κένταυροι, οι µετεωρίτες και διαπλανητική σκόνη, που κινούνται ελεύθερα ανάµεσα στους πλανήτες.

Ο ηλιακός άνεµος, µία ροή σωµατιδιών από τον Ήλιο, σχηµατίζει µια φυσαλίδα στο διαστρικό ενδιάµεσο γνωστή ως ηλιόσφαιρα µε διάµετρο από 100 µε 200 Αστρονοµικές Μονάδες (AU). Επίσης υπάρχει το Νέφος του Oort που θεωρείται πηγή των κοµητών, που βρίσκεται σε απόσταση πολύ µεγαλύτερη από την ηλιόπαυση.

∆εν πρέπει να ξεχνάµε τους δορυφόρους που περιφέρονται γύρω από τους 6 από τους 8 πλανήτες και 3 από τους 5 πλανήτες νάνους, που έχουν συνήθως το χαρακτηρισµό φεγγάρια, αν και αυτός ο όρος αναφέρεται µονάχα στη Σελήνη, δορυφόρο της Γης. Οι αέριοι γίγαντες διαθέτουν και δακτύλιους, που αποτελούνται από πάγο.

Το Ηλιακό Σύστηµα χοντρικά χωρίζεται σε τέσσερις περιοχές: σ' αυτή των Εσωτερικών (ή Γήινων) Πλανητών, µε τέσσερις πλανήτες που έχουν στέρεα επιφάνεια και σύσταση παρόµοια µε αυτή της Γης (πυρίτιο και σίδηρο), στη Ζώνη των Αστεροειδών, που περιέχει µικρά σώµατα, στους Εξωτερικούς Πλανήτες ή Γίγαντες Αερίων, µε τέσσερις πλανήτες που αποτελούνται κυρίως από αέρια και είναι πολύ µεγαλύτεροι απ' τη Γη και στην εξωτερική περιοχή του Συστήµατος, που περιλαµβάνει τον Πλούτωνα, τη Ζώνη του Kuiper και το Νέφος του Oort

5

Γενικά

Τα ηλιακά συστήµατα αποτελούνται από πλανήτες, δορυφόρους αστεροειδείς, κοµήτες, αέρια, σκόνες και άλλα σωµατίδια που περιφέρονται γύρω από ένα ή περισσότερα άστρα, µε την ονοµασία ‘ήλιους’ .Κάποτε πίστευαν ότι τα ηλιακά συστήµατα ήταν σχετικά ασυνήθιστα στο Σύµπαν , όµως µετά από τις νέες ανακαλύψεις των αστρονόµων οι αντιλήψεις άλλαξαν. Η καλύτερη κατανόηση του σχηµατισµού των πλανητών και των άστρων , µας οδήγησε στη σκέψη ότι ο σχηµατισµός των ηλιακών συστηµάτων είναι πολύ πιο εύκολος απ’ ότι κάποτε πίστευαν και ότι σίγουρα δεν είµαστε το µόνο ηλιακό σύστηµα µέσα στον Γαλαξία µας. Με την πρόοδο της τεχνολογίας και µε την καλυτέρευση των οπτικών συστηµάτων και µεθόδων παρατήρησης, η έρευνα για τον εντοπισµό πλανητών γύρω από άλλα γειτονικά άστρα µπορεί να θεωρηθεί πολύ εύκολη υπόθεση .

Η ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΤΩΝ ΠΛΑΝΗΤΙΚΩΝ ∆ΑΚΤΥΛΙΩΝ

6

Η περίπτωση της Ιούς υποδεικνύει ένα ενδιαφέρον ενδεχόµενο σχετικά µε την προέλευση των δακτυλίων που περιβάλλουν τους εξωτερικούς πλανήτες. Μήπως οι δακτύλιοι του ∆ία, του Κρόνου και του Ουρανού δεν είναι παρά τα κατάλοιπα κάποιου δορυφόρου ο οποίος, προσεγγίζοντας ελικοειδώς τον µητρικό πλανήτη σε µικρή απόσταση, διαµελίστηκε από τη βαρυτική δύναµη του τελευταίου; Aς αντιπαρέλθουµε προς στιγµήν, τους παράγοντες που προκαλούν τη συρρίκνωση της τροχιάς, και ας εξετάσουµε τι σηµαίνει «σε µικρή απόσταση». Για να µελετήσουµε τη διάσπαση ενός άστρου από ένα άλλο ή ενός γαλαξία από έναν άλλο, εισαγάγαµε τις έννοιες των λοβών Roche και των ορίων Roche. Στην πραγµατικότητα, ο Edouard Roche ανέπτυξε αρχικά αυτές τις έννοιες (τον 19ο αιώνα) µε σκοπό την εφαρµογή τους σε πλανήτες και δορυφόρους, και συγκεκριµένα, στην προσπάθειά του να εξηγήσει την προέλευση των δακτυλίων του Κρόνου. Μερικές φορές λέγεται εσφαλµένα πως η έννοια του κριτηρίου r= 2,44 Rp είναι ότι κάθε σώµα που κινείται µέσα στο όριο Roche (2,44 επί την ακτίνα) ενός πλανήτη θα διαλυθεί από τη βαρυτική παλιρροϊκή δύναµη του τελευταίου. Όταν διατυπώνεται έτσι, ακούγεται σαν προφανής ανοησία. Εµείς όλοι βρισκόµαστε µέσα στο όριο Roche της Γης, και όµως δεν διαλυόµαστε. Ο λόγος είναι φυσικά, ότι εµείς δεν είµαστε υγρά που συγκρατούνται µόνο από την ιδιοβαρύτητά τους. Ένας άνθρωπος σε υγρή κατάσταση θα διαλυόταν πράγµατι στην επιφάνεια της Γης, αν αγνοήσει κανείς τις ασθενείς δυνάµεις van der Waals. Eµείς, ωστόσο έχουµε συνδετικούς ιστούς µε συνεκτική ικανότητα πολύ µεγαλύτερη από την ιδιοβαρύτητα γι’ αυτό και δεν διαλυόµαστε τόσο εύκολα.

Φυσικά, ένας στερεός δορυφόρος διαθέτει επίσης κάποια συνεκτική ικανότητα µεγαλύτερη από αυτήν ενός υγρού δορυφόρου, όπως επισήµανε ο Jeffreys και αργότερα Pollack. Επιπλέον ένας πετρώδης δορυφόρος θα είχε διαφορετική µέση πυκνότητα απ’ ότι ένας πλανήτης της οικογένειας του ∆ία. Έχει υπολογιστεί ότι ένας πετρώδης δορυφόρος µικρότερος από περίπου 100 km δεν θα διαλυόταν από τις παλιρροϊκές δυνάµεις του Κρόνου παρά µόνο όταν εισέρχονταν στην ατµόσφαιρά του. Η εξίσωση r=2,44 Rp θα πρέπει εποµένως να εφαρµόζεται µε κάποια προσοχή ακόµη και στο πλαίσιο της αστρονοµίας. Παρ’ όλα αυτά, είναι αξιοπερίεργο το γεγονός ότι όλοι οι δακτύλιοι του ∆ία, του Κρόνου και του Ουρανού βρίσκονται µέσα ή κοντά στα όρια Roche των πλανητών τους. Επιπλέον, εξαιτίας των αλληλεπιδράσεων συντονισµού µε τους άλλους γαλιλαϊκούς δορυφόρους, η Ιώ ταλαντώνεται γύρω από µια µέση απόσταση περίπου πέντε πλανητικών ακτινών από τον ∆ία και βρίσκεται στη διαδικασία υγροποίησής της. Ο ∆ίας έχει έναν πολύ γνωστό δορυφόρο, την Αµάλθεια, που βρίσκεται ακόµη πλησιέστερα στον µητρικό πλανήτη, σε απόσταση µόνο 2,5 πλανητικών ακτινών. Η Αµάλθεια, όµως, είναι ένα µικρό αστεροειδές σώµα µε ακανόνιστο σχήµα, που έχει αναµφισβήτητα σηµαντική βαρυτική συνεκτικότητα, αφού η µεγαλύτερή της διάσταση είναι µόνο 270 km. Aκόµη πιο ενδιαφέρον είναι το γεγονός ότι ο πρόσφατα ανακαλυφθείς δέκατος τέταρτος δορυφόρος του ∆ία στο εξωτερικό όριο των δακτυλίων του ∆ία, περίπου στο µέσον της απόστασης µεταξύ της επιφάνειας του πλανήτη και της τροχιάς της Αµάλθειας. Ο δορυφόρος αυτός έχει διάµετρο µόνο µερικών δεκάδων χιλιοµέτρων.

7

Παρόµοια, µερικοί από τους πρόσφατα ανακαλυφθέντες δορυφόρους του Κρόνου βρίσκονται σε πολύ µικρές αποστάσεις, που φθάνουν µέχρι και τις 2,28 πλανητικές ακτίνες, ακριβώς έξω από τους λαµπρότερους δακτυλίους του Κρόνου. Μήπως αυτοί οι µικροί δορυφόροι είναι τα θραύσµατα κάποιου αρχικά µεγαλύτερου σώµατος που διαλύθηκε σε µικρότερα κοµµάτια όταν εισήλθε στον λοβό Roche του αντίστοιχου πλανήτη; Kαι µήπως αυτά τα θραύσµατα στη συνέχεια θρυµµατίστηκαν µέσω αµοιβαίων συγκρούσεων καταλήγοντας τελικά στα σωµατίδια µεγέθους ενός έως δέκα εκατοστών που παρατηρούµε σήµερα στους δακτυλίους;

Όσο ελκυστική και αν είναι αυτή η εκδοχή, έχει δεχθεί σοβαρή αµφισβήτηση, κυρίως όσον αφορά το ποιος είναι ο µηχανισµός που θα µπορούσε να θέσει τον δορυφόρο σε σπειροειδή τροχιά προσέγγισης προς το κεντρικό σώµα. Για να είναι δυνατή αυτή η συρρίκνωση της τροχιάς, θα πρέπει να αφαιρεθεί στροφορµή από την κίνηση του δορυφόρου και να εναποτεθεί αλλού. Ας υποθέσουµε ότι ο τόπος εναπόθεσης είναι ο κεντρικός πλανήτης. Τόσο όµως ο ∆ίας όσο και ο Κρόνος έχουν περιόδους περιστροφής µικρότερες από τις περιόδους περιφοράς των δορυφόρων που βρίσκονται εκτός των ορίων Roche αυτών των πλανητών. Συνεπώς, η παλιρροϊκή αλληλεπίδραση µεταξύ ενός τέτοιου υποθετικού δορυφόρου (που θεωρούµε πως περιφέρεται µε ορθή, ή οµόστροφη, φορά) και του ταχέως περιστρεφόµενου κεντρικού πλανήτη θα έτεινε να προσδώσει στροφορµή στον δορυφόρο θέτοντάς τον σε σπειροειδή τροχιά αποµάκρυνσης και όχι προσέγγισης.(Η ιδεώδης κατάσταση της κυκλικής τροχιάς και των συγχρονισµένων ιδιοπεριστροφών δεν θα µπορούσε να πραγµατοποιηθεί στην περίπτωση ενός ακραίου λόγου µαζών, διότι αν ο πλανήτης έχει πολύ µεγαλύτερη µάζα από τον δορυφόρο του, η ιδιοπεριστροφή του δεν µπορεί να επιβραδυνθεί αρκετά ώστε να επιτευχθεί συγχρονισµός.) Επιπλέον, οι Goldreich και Soter έχουν δείξει ότι η εσωτερική απόσβεση στους πλανήτες της οικογένειας του ∆ία πιθανόν να µην είναι αρκετή ώστε η παλιρροϊκή τριβή να γίνει σηµαντικός παράγοντας επιβράδυνσης ενός δορυφόρου.

Θα µπορούσε άραγε η πλεονάζουσα στροφορµή του υποθετικού καταδικασµένου δορυφόρου να εναποτεθεί στα άλλα φεγγάρια του δορυφορικού συστήµατος; ∆υστυχώς, οι βαρυτικές αλληλεπιδράσεις µεταξύ δορυφόρων που κινούνται σε σχεδόν κυκλικές τροχιές γύρω από έναν κεντρικό πλανήτη πολύ µεγαλύτερης µάζας, προκαλούν σηµαντικές διαταραχές µόνο σε συνθήκες συντονισµού (όταν ο λόγος των τροχιακών περιόδων είναι ρητός αριθµός). Τέτοιες αλληλεπιδράσεις δεν θα µπορούσαν να προκαλέσουν συνεχή ελικοειδή συρρίκνωση της τροχιάς.

Έτσι, η υπόθεση του Roche, παρά τη «τη ρηξικέλευθη» γοητεία της, συναντά σοβαρές δυσκολίες. Αν δεν βρεθεί κάποιος πρωτότυπος και αποτελεσµατικός µηχανισµός που να προκαλεί συρρίκνωση της τροχιάς, οι περισσότεροι αστρονόµοι θα εξακολουθήσουν να θεωρούν πιθανότερο ότι η ύλη από την οποία αποτελούνται οι δακτύλιοι των εξωτερικών πλανητών βρισκόταν πάντα εντός των ορίων Roche αυτών των πλανητών. Η ύλη των σωµατίων στους δακτυλίους µπορεί πράγµατι να προέρχεται τελικά από τη διάβρωση των µικρών δορυφόρων που βρίσκονται σήµερα µέσα στα όρια Roche των πλανητών της οικογένειας του ∆ία, αλλά αυτοί οι µικροί

8

δορυφόροι µπορεί να σχηµατίστηκαν στις σηµερινές τους θέσεις την ίδια περίπου χρονική περίοδο που δηµιουργήθηκε και το ηλιακό σύστηµα. Επιπλέον, ακριβώς επειδή τα µικρά αυτά σώµατα βρίσκονται µέσα στα όρια Roche του µεγάλης µάζας κεντρικού πλανήτη, δεν ήταν σε θέση να συσσωµατωθούν βαρυτικά ώστε να

σχηµατίσουν έναν µεγαλύτερο συµπαγή δορυφόρο.

ΗΛΙΟΣ Στο κέντρο του ηλιακού συστήµατος βρίσκετε ο Ήλιος ένα κίτρινο αστέρι της κύριας ακολουθίας ηλικίας σχεδόν 5 δισεκατοµµυρίων χρόνων. Ο Ήλιος είναι ο αστέρας του ηλιακού µας συστήµατος και το λαµπρότερο σώµα του ουρανού. Η φωτεινότητά του είναι τέτοια ώστε κατά την διάρκεια της ηµέρας να µην επιτρέπει, λόγω της έντονης διάχυσης του φωτός, σε άλλα ουράνια σώµατα να εµφανίζονται (µε εξαίρεση την Σελήνη και σπανιότερα την Αφροδίτη). Στη σύγχρονη εποχή γνωρίζουµε πως ο Ήλιος είναι το κοντινότερο στην Γη άστρο. Η σηµασία του Ήλιου στην εξέλιξη και την διατήρηση της ζωής στην Γη είναι καίρια, καθώς µε τη θεµελιώδη διαδικασία της φωτοσύνθεσης προσφέρει την απαραίτητη ενέργεια για την ανάπτυξη των ζωντανών οργανισµών, και διατηρεί την επιφανειακή θερµοκρασία της Γης σε ανεκτά για τη ζωή επίπεδα.

Η ενέργεια του Ηλίου

Ο Ήλιος είναι µία τεράστια σφαίρα από διάφορα αέρια κυρίαρχα των οποίων είναι το υδρογόνο και το ήλιο. Η θερµοκρασία που επικρατεί στον Ήλιο είναι τόσο µεγάλη ώστε να εξαερώνονται ακόµη και τα µέταλλα. Η ποσότητα ενέργειας που παράγεται είναι απίστευτη. Έχει προσδιοριστεί πως σε κάθε δευτερόλεπτο ο Ήλιος εκπέµπει τόση ενέργεια όση θα έδινε µια έκρηξη 4 δισεκατοµµυρίων βοµβών υδρογόνου των 100 µεγατόνων η κάθε µία. Και όλα αυτά για ένα µόνο δευτερόλεπτο, ενώ ο Ήλιος εκπέµπει εδώ και 5 δισεκατοµµύρια χρόνια και θα συνεχίσει τουλάχιστον για άλλα τόσα. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω κάθε δευτερόλεπτο περίπου 655εκατοµµύρια τόνοι υδρογόνου από τη µάζα του ήλιου µετατρέπονται σε 650 εκατοµµύρια τόνους ηλίου που συνεχίζουν να αποτελούν µάζα του Ήλιου. Από τη διαφορά αυτή 4,6 εκατοµµύρια τόνοι µετατρέπονται σε ενέργεια. Η ύλη δηλαδή στη καρδιά των άστρων αποτελείται από µίγµα ελεύθερων πυρήνων και ελεύθερων ηλεκτρονίων. Επειδή το υδρογόνο είναι κύριο συστατικό των άστρων, αυτό σηµαίνει πως το αστρικό πλάσµα αποτελείται κυρίως από ελεύθερα πρωτόνια που θα πρέπει να συνδεθούν µεταξύ τους για να σχηµατίσουν το στοιχείο ήλιο. Υπό αυτές τις συνθήκες ο Ήλιος είναι ένας τεράστιος θερµοπυρηνικός αντιδραστήρας που µετατρέπει το υδρογόνο σε ήλιο. Και µάλιστα στη διάρκεια αυτή της διαδικασίας σε κάθε δευτερόλεπτο µετατρέπει σε ενέργεια 4,6εκατοµµύρια τόνους από τη µάζα του. Παρόλο όµως που χάνει τόση µάζα, είναι τόσο πολύ τεράστιος που και

9

δισεκατοµµύρια χρόνια να περάσουν θα χάσει µόλις το ένα εκατοστό της µάζας του. Όλα τα άστρα στον ουρανό ακτινοβολούν ενέργεια µε τον ίδιο τρόπο έστω κι αν είναι µικρότερα ή µεγαλύτερα ή θερµότερα.

Σύνθεση του Ηλιακού Συστήµατος

Το ηλιακό πλανητικό µας σύστηµα απαρτίζεται από τα εξής σώµατα:

1. Τον Ήλιο.

Το αστέρι κιτρινωπού χρώµατος που βρίσκεται στο κέντρο του συστήµατος µας και αποτελείται από αέριο υδρογόνο (H) και ήλιο (He) και στο οποίο είναι συγκεντρωµένο το µεγαλύτερο µέρος της µάζας του πλανητικού µας συστήµατος.

2. Τους Πλανήτες.

Η σειρά των πλανητών από τον ήλιο προς το εξωτερικό του συστήµατος είναι η εξής: Ερµής, Αφροδίτη, Γη, Άρης, ∆ίας, Κρόνος, Ουρανός, Ποσειδώνας. Οι πλανήτες κατατάσσονται σε δύο κατηγορίες, τους βραχώδεις και τους αέριους ή δίιους πλανήτες.

3. Τους Πλανήτες-Νάνους

Όπου σύµφωνα µε τη συνέλευση της ∆ιεθνούς Αστρονοµικής Ένωσης το 2006, κατατάσσονται οι: ∆ήµητρα, Πλούτωνας και η Έριδα της ζώνης Kuiper.

4. Τους ∆ορυφόρους των πλανητών.

5. Τους Αστεροειδείς

6. Τους Κοµήτες

ΌΡΙΑ ΤΟΥ ΗΛΙΑΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ

Τελικό σύνορο του Συστήµατος είναι το Νέφος του Oort. Είναι παρόµοιο µε τη Ζώνη Kuiper όσον αφορά τα σώµατα που το αποτελούν, βρίσκεται όπως πολύ πιο µακριά (στις 50.000-100.000 AU) και σχηµατίζει σφαίρα που περικλείει το Ηλιακό Σύστηµα. Από εκεί προέρχονται οι κοµήτες µε µεγάλες περιόδους, όπως ο Κοµήτης του Halley.

Τυπικά, το όριο του Ηλιακού Συστήµατος είναι εκεί που η βαρύτητα του Ήλιου παίζει µικρότερο ρόλο από τη βαρύτητα άλλων σωµάτων ή του Γαλαξία, δηλαδή περίπου στα µισά της απόστασης µέχρι το πιο κοντινό άστρο. Εναλλακτικά, το Ηλιακό Σύστηµα τελειώνει εκεί που το µαγνητικό πεδίο του Γαλαξία γίνεται

10

ισχυρότερο από το µαγνητικό πεδίο του Ηλίου, και δηµιουργείται κρουστικό κύµα του ηλιακού ανέµου (Ηλιόπαυση).

Ηλικία

Από τη µελέτη γήινων, σεληνιακών και µετεωριτικών δειγµάτων είµαστε σε θέση να γνωρίζουµε σήµερα ότι η ηλικία του ηλιακού µας συστήµατος είναι περίπου 4.5 δισεκατοµµύρια χρόνια.

Γενικά χαρακτηριστικά

1. Η κατανοµή της µάζας και της στροφορµής.

To 99% της µάζας του συστήµατος είναι συγκεντρωµένο στον ήλιο, ενώ το 97% της στροφορµής είναι κατανεµηµένο στους πλανήτες του συστήµατος.

2. Η περιφορά των πλανητών γύρω από τον Ήλιο.

Η περιφορά των πλανητών γίνεται σε σχεδόν κυκλικές τροχιές (µικρής εκκεντρότητας) τα επίπεδα των οποίων σχεδόν συµπίπτουν (οµοεπίπεδες τροχιές). Χρησιµοποιώντας σαν επίπεδο αναφοράς το επίπεδο της τροχιάς της Γης (εκλειπτική), παρατηρούµε ότι η κλίση των επιπέδων των τροχιών των άλλων πλανητών είναι µικρότερη των 10 µοιρών. Ακόµα, όλοι οι πλανήτες περιφέρονται κατά την ορθή φορά γύρω από τον Ήλιο (κατά την ανάδροµο δηλαδή φορά των δεικτών του ρολογιού). Κατά την ίδια φορά περιστρέφεται και ο Ήλιος γύρω απ’ τον άξονά του.

3. Η περιστροφή των πλανητών γύρω απ’ τον άξονά τους.

Η περιστροφή των πλανητών γύρω απ’ των άξονά τους ο οποίος παρουσιάζει λόξωση ολίγων µοιρών, σχηµατίζει δηλαδή γωνία µε τη κάθετο στο επίπεδο της τροχιάς του κάθε πλανήτη. Εξαίρεση στη µικρή γενικά λόξωση του άξονα περιστροφής (3 έως 28 µοίρες) αποτελεί ο πλανήτης Ουρανός του οποίου ο άξονας περιστροφής είναι τόσο κεκλιµένος (98 µοίρες) ώστε να συµπίπτει σχεδόν µε το επίπεδο της τροχιάς του. Οι περισσότεροι πλανήτες µε εξαίρεση την Αφροδίτη και τον Ουρανό περιστρέφονται γύρω απ’ τον άξονά τους κατά την ορθή φορά (όµοια δηλαδή µε τον Ήλιο), ενώ η περίοδος περιστροφής τους (µε εξαίρεση τον Ερµή και την Αφροδίτη) κυµαίνεται µεταξύ 10 και 25 ωρών.

4. Η χηµική σύσταση των πλανητών.

Η χηµική σύσταση των πλανητών που αποτελείται σε γενικές γραµµές από υλικά τριών ειδών:

Πετρώδη όπως Fe και διάφορα οξείδια του σιδήρου, Si, Mg, Al, Ca κ.α.

Πάγοι από H2O, ΗΝ3, CH4

Αέρια, κυρίως Η και Ηe

11

5. Τα δορυφορικά συστήµατα των πλανητών.

Που αποτελούν µικρογραφίες του ηλιακού µας συστήµατος, ιδιαίτερα στην περίπτωση των µεγάλων πλανητών, µε ορθές και ανάδροµες φορές κλπ.

6. Οι αστεροειδείς και οι κοµήτες.

Οι οποίοι αριθµούν εκατοµµύρια (χαρακτηριστική τάξη µεγέθους 1km) και οι οποίοι αποτελούνται από πετρώδη υλικά (αστεροειδείς) ή πάγους (κοµήτες), που βρίσκονται συγκεντρωµένοι στην Κύρια Ζώνη των Αστεροειδών (µεταξύ Άρη και ∆ία), στην ζώνη Kuiper και στο Νέφος του Oort. Οι αστεροειδείς αφθονούσαν κατά τα πρώτα στάδια της δηµιουργίας του ηλιακού συστήµατος όπως προκύπτει από τη µελέτη των κρατήρων στην Γη, την Σελήνη, τον Ερµή, τον Άρη και σε δορυφόρους άλλων πλανητών.

Είναι λοιπόν εµφανές πως κάθε θεωρία δηµιουργίας του πλανητικού µας συστήµατος θα πρέπει, για να είναι επιτυχής και αποδεκτή, να ερµηνεύει όλες τις παραπάνω χαρακτηριστικές του ιδιότητες.

∆ηµιουργία, Εξέλιξη και τέλος του ηλιακού συστήµατος

Γνωρίζουµε ότι αστέρια τύπου σαν τον Ήλιο µας µένουν στην Κύρια Ακολουθία συνολικά 10 δισεκατοµµύρια έτη. Αυτό σηµαίνει ότι θα παραµείνει σε αυτήν για ακόµα 5.5 δισεκατοµµύρια έτη, αφότου γνωρίζουµε την τωρινή του ηλικία. Μετά από περίπου 5 δισεκατοµµύρια έτη ο ήλιος θα "κάψει" όλο το υδρογόνο του πυρήνα του και αρχίσει η καύση του ηλίου (Ηe), που έχει προκύψει από την προηγούµενη αντίδραση, το άστρο θα συνεχίζει να ζει αλλά θα "αλλάξει". Τα εξωτερικά του στρώµατα θα διασταλούν, η θερµοκρασία θα µειωθεί (οπότε το άστρο θα αλλάξει χρώµα) και θα συνεχίσει σαν ένας ερυθρός γίγαντας που θα «καταπιεί» τους τρεις πρώτους πλανήτες του πλανητικού µας συστήµατος καθώς θα διαστέλλεται. Έτσι θα συνεχιστεί η αλυσίδα στον πυρήνα, όταν καεί όλο το ήλιο θα καεί το επόµενο κατάλοιπο, το επόµενο.. έως να φτάσει στον σίδηρο (Fe) ο οποίος χρειάζεται ενέργεια για να αντιδράσει. Τότε ο ήλιος µας θα φτάσει στο τέλος του. Οι θερµοπυρηνικές αντιδράσεις θα σταµατήσουν. Από τη στιγµή που δεν γίνονται αντιδράσεις στον πυρήνα ώστε να έχουµε παραγωγή ενέργειας η οποία θα αντισταθµίζει την πίεση των εξωτερικών στρωµάτων του άστρου, ο ήλιος θα αρχίσει να καταρρέει από την ίδια του την βαρύτητα. ∆εν υπάρχει πια υδροστατική ισορροπία. Τα εξωτερικά στρώµατα θα αρχίσουν να κινούνται προς το κέντρο µε τροµακτικές ταχύτητες και θα αρχίσουν να ασκούν τεράστια πίεση προς τον πυρήνα µέχρι να προσπέσουν πάνω του και να έχουµε µια τεράστια έκρηξη/εκσφενδόνιση των εξωτερικών τοιχωµάτων του ήλιου στο διάστηµα. Για τη περίπτωση του ήλιου µας, όπως ξέρουµε σήµερα µε την βοήθεια της κβαντοµηχανικής, θα έχουµε δηµιουργία ενός λευκού νάνου(αστέρα ηλεκτρονίων) στην θέση του πυρήνα και την δηµιουργία γύρω του ενός πλανητικού

12

νεφελώµατος το οποίο θα δώσει στο διαστρικό χώρο βαρύτερα υλικά για την συνέχιση της αέναης διαδικασίας της γέννησης και του θανάτου στο Γαλαξία µας.

Ηλιόπαυση

Ως Ηλιόσφαιρα ορίζεται µια τεράστια δοµή σε ελλειψοειδές σχήµα που αποτελείται από σωµατίδια του Ηλιακού αέρα και περιβάλει τον Ήλιο και τους πλανήτες του ηλιακού µας συστήµατος. Σε µία περιοχή που ποικίλει από 80 µε 100 AU έως 200 AU βρίσκεται η περιοχή που ονοµάζεται όριο κρουστικού κύµατος. Στο σηµείο αυτό τα φορτισµένα σωµατίδια του ηλιακού ανέµου επιβραδύνονται ύστερα από σύγκρουση µε τα σωµατίδια του διαστρικού µέσου καθώς και λόγω µαγνητικών πεδίων. Η περιοχή πέρα από το όριο αυτό ονοµάζεται ηλιοσφαιρικός κολεός (heliosheath) και έχει σχήµα οβάλ. Οι δύο αποστολές Voyager 1 και 2 έχουν περάσει σε αυτή την περιοχή.

Το εξωτερικό όριο της Ηλιόσφαιρας ονοµάζεται Ηλιόπαυση. Ως Ηλιόπαυση ορίζεται η περιοχή όπου τα εξερχόµενα σωµατίδια του ηλιακού ανέµου και τα εισερχόµενα σωµατίδια από τη µεσοαστρική περιοχή έχουν ισοδύναµη πίεση. Στη περιοχή της Ηλιόπαυσης, το 2009, ανακαλύφθηκε, σε απόσταση περίπου 16 δισ. χλµ. από τη Γη, µία ζώνη από σωµατίδια υδρογόνου, τα οποία κάποτε ήταν φορτισµένα θετικά (δηλαδή ήταν σκέτα πρωτόνια). Τα σωµατίδια αυτά σχηµατίζουν µια στενή ζώνη, που είναι δύο µε τρεις φορές φωτεινότερη από οτιδήποτε άλλο στον ουρανό. Έξω από την περιοχή της Ηλιόσφαιρας, στις 230 AU, υπάρχει µία περιοχή που ονοµάζεται Κύµα Κρούσης που δηµιουργείται από την κίνηση του Ήλιου µέσα στον Γαλαξία.

Νέφος του Oort

Τελικό σύνορο του Συστήµατος είναι το Νέφος του Oort. Είναι παρόµοιο µε τη Ζώνη Kuiper όσον αφορά τα σώµατα που το αποτελούν, βρίσκεται όπως πολύ πιο µακριά -στις 50.000-100.000 AU και σχηµατίζει σφαίρα που περικλείει το Ηλιακό Σύστηµα, ενώ η Ζώνη Kuiper είναι περιορισµένη στην εκλειπτική. Από εκεί προέρχονται οι κοµήτες µε µεγάλες περιόδους, όπως ο Κοµήτης του Χάλεϋ.

Τυπικά, το όριο του Ηλιακού Συστήµατος είναι εκεί που η βαρύτητα του Ήλιου παίζει µικρότερο ρόλο από τη βαρύτητα άλλων σωµάτων ή του Γαλαξία, δηλαδή περίπου στα µισά της απόστασης µέχρι το πιο κοντινό άστρο. Εναλλακτικά, το Ηλιακό Σύστηµα τελειώνει εκεί που το µαγνητικό πεδίο του Γαλαξία γίνεται ισχυρότερο από το µαγνητικό πεδίο του Ηλίου, και δηµιουργείται κρουστικό κύµα του ηλιακού ανέµου (Ηλιόπαυση).

Γήινοι Πλανήτες

Οι πλανήτες σύµφωνα µε τον σύγχρονο ορισµό της ∆ιεθνούς Αστρονοµικής Ένωσης είναι ουράνια σώµατα που (α) βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο, (β) διαθέτουν επαρκή µάζα και βαρύτητα ώστε να έχουν αποκτήσει σφαιρικό σχήµα και (γ) κυριαρχούν στην τροχιακή ζώνη στην οποία κινούνται. Τα σώµατα που καλύπτουν τα πρώτα δύο κριτήρια αλλά όχι αυτό της κυριαρχίας στην τροχιά τους,

13

όταν δεν είναιδορυφόροι, λέγονται «πλανήτες νάνοι». Το αρχικό βήµα για τη δηµιουργία των πλανητών είναι η βαρυτική συστολή ενός γιγάντιου νέφους αερίων. Καθώς αυτό συστέλλεται, λόγω περιστροφής πλαταίνει και σχηµατίζει ένα δίσκο. Ένας αστέρας αρχίζει να σχηµατίζεται στο κέντρο, που είναι και η θερµότερη περιοχή. Στον υπόλοιπο δίσκο η ύλη συµπυκνώνεται βαθµηδόν, για το σχηµατισµό ολοένα µεγαλύτερων στερεών σωµάτων. Η «ανάφλεξη» του αστέρα προκαλεί την αποβολή της σκόνης και των αερίων που παρέµειναν. Οι πλανήτες δεν έχουν την απαιτούµενη µάζα για την έναρξη θερµοπυρηνικών αντιδράσεων όπως συµβαίνει µε τα αστέρια, έτσι δεν έχουν την ικανότητα να εκπέµπουν ακτινοβολία. Το γεγονός της ορατότητας των πλανητών του Ηλιακού µας Συστήµατος κατά τη διάρκεια της νύχτας οφείλεται στην ανάκλαση του ηλιακού φωτός (ετερόφωτα σώµατα).

ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΚΑΙ ∆ΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ ΗΛΙΑΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ

Ο Νεύτωνας θεωρούσε ότι το ερώτηµα σχετικά µε την προέλευση του ηλιακού συστήµατος δεν επιδέχεται απάντηση στο πλαίσιο της µηχανικής. Ευτυχώς, εν µέρει επειδή η εργασία του ίδιου του Νεύτωνα αποτελούσε ένα έξοχο αντιπαράδειγµα, το πνεύµα της αναζήτησης δεν µπορούσε να σβήσει. Με πρωτεργάτη τον Καρτέσιο, οι επιστήµονες του δεκάτου εβδόµου και δεκάτου ογδόου άρχισαν να διατυπώνουν υποθέσεις σχετικά µε τη δηµιουργία του ηλιακού συστήµατος. Σήµερα γνωρίζουµε πως οι περισσότερες από αυτές τις εικασίες ήταν πρόωρες. Παρόλα αυτά, η θεωρία για τη προέλευση του ηλιακού συστήµατος η οποία έχει κερδίσει σήµερα την ευρύτερη αποδοχή, η υπόθεση του νεφελώµατος, διατυπώθηκε αρχικά στις εργασίες των Kant και Laplace πάνω στο θέµα.

Η ΥΠΟΘΕΣΗ ΤΟΥ ΝΕΦΕΛΩΜΑΤΟΣ

Από ένα συστελλόµενο ή καταρρέον νέφος µεσοαστρικού αερίου, σχηµατίζεται ένα περιστρεφόµενο νεφέλωµα. Η τάση για διατήρηση της στροφορµής κάνει το αέριο νέφος να περιστρέφεται όλο και ταχύτερα και να εκπλατύνεται. Κάτω από ορισµένες συνθήκες, το αέριο νέφος χωρίζεται σε δύο ή περισσότερα σώµατα, τα οποία εν συνεχεία ένα διπλό ή πολλαπλό αστρικό σύστηµα .Κάτω από άλλες συνθήκες, το περιστρεφόµενο νεφέλωµα σχηµατίζει µία κεντρική συγκέντρωση (πρωτοήλιος) που περιβάλλεται από έναν περιστρεφόµενο δίσκο αερίου και σκόνης. Σε αυτή τη διαµόρφωση είναι πιθανό να υπάρχει µια παρατεταµένη φάση συσσώρευσής.

Στη συνέχεια, ο περιστρεφόµενος δίσκος συµπυκνώνεται σε πολλά µικρά κοµµάτια (αστεροειδείς και πρωτοπλανήτες) που αναπτύσσονται σε πλήρεις πλανήτες συλλαµβάνοντας γειτονικά κοµµάτια ύλης. Ο σχηµατισµός του ηλιακού συστήµατος κάτω από τέτοιες συνθήκες απωλειών λόγω τριβής ίσως εξηγεί γιατί περίπου το 98% της ολικής στροφορµής του συστήµατος αντιστοιχεί σήµερα στους πλανήτες, ενώ το 99,9% της ολικής µάζας ανήκει στον Ήλιο. Οι απώλειες λόγω τριβής που

14

εµφανίζονται σε ένα αέριο θα εξηγούσαν επίσης γιατί οι τροχιές και οι ιδιοπεριστροφές των πλανητών είναι σχεδόν συνεπίπεδες και ευθυγραµµισµένες και γιατί οι τροχιές είναι σχεδόν κυκλικές.

Στον βαθµό που οι πλανήτες αναπτύσσονται µέσω της συσσώρευσης στερεών, οι πλανήτες της οικογένειας του ∆ία αρχίζουν να διαµορφώνονται σε προγενέστερο στάδιο, επειδή σχηµατίζονται στις εξωτερικές και ψυχρότερες περιοχές του ηλιακού νεφελώµατος

Οι πλανήτες του Ηλιακού µας συστήµατος

Ο µέχρι σήµερα πιο αποδεκτός κατάλογος πλανητών αποτελείται από τους 8 παρακάτω πλανήτες σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο, όπως φαίνονται στο διπλανό σχήµα:

1. Ερµής

2. Αφροδίτη

3. Γη

4. Άρης

5. ∆ίας

6. Κρόνος

7. Ουρανός

8. Ποσειδώνας

9. Ο Πλούτωνας από το 2006 έπαψε να θεωρείται επισήµως πλανήτης του Ηλιακού Συστήµατος, αλλά πλανήτης νάνος που ανήκει στη Ζώνη του Kuiper. Αυτή η άποψη ενισχύθηκε τα τελευταία χρόνια µε την ανακάλυψη σωµάτων πέρα απ' την τροχιά του Πλούτωνα που είναι παρόµοια ή και µεγαλύτερα σε µέγεθος απ' αυτόν.

Ο Ερµής, η Αφροδίτη, η Γη, και ο Άρης ταξινοµούνται στους λεγόµενους «Γήινους Πλανήτες» καθώς έχουν παρόµοια σύσταση και µορφολογία µε τη Γη(βραχώδεις µε συµπαγή πυρήνα). Ο ∆ίας, ο Κρόνος, ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας, ανήκουν στην κατηγορία των «Αέριων Πλανητών» ή «Γιγάντων αερίων». Η σύστασή τους είναι αέρια (Υδρογόνο κυρίως), ενώ όλοι έχουν έναν ή περισσοτερους δακτύλιους, οι εντυπωσιακότεροι των οποίων είναι οι ∆ακτύλιοι του Κρόνου.

Επίσης άλλη µια κατάταξη των πλανητών είναι ανάλογα µε τη θέση τους στο Ηλιακό Σύστηµα: διακρίνονται σε εσωτερικούς, που είναι αυτοί που βρίσκονται µέσα από την τροχιά της Γης ή απ' τη Ζώνη των Αστεροειδών, και σε εξωτερικούς, που είναι οι υπόλοιποι.

Πλανήτες εκτός του Ηλιακού συστήµατος

15

Από το 1995, χρονιά ανακάλυψης του πρώτου πλανήτη εκτός του Ηλιακού µας Συστήµατος, έγινε γνωστή η ύπαρξη πλανητών σε τροχιά γύρω από άλλα άστρα. Αυτοί ονοµάζονται εξωηλιακοί πλανήτες ή εξωπλανήτες (extrasolar planets). Αν και οι πλανήτες που έχουν ανακαλυφθεί έως τώρα είναι στη συντριπτική τους πλειοψηφία πλανήτες γίγαντες (τουλάχιστον του µεγέθους του ∆ία ή του Κρόνου), οι αστρονόµοι πιστεύουν στην ύπαρξη και πλανητών παρόµοιων µε τη Γη, γεγονός που θα µπορούσε να δικαιολογήσει έρευνα για εξωγήινη ζωή. Ο πρώτος εξωηλιακός πλανήτης ανακαλύφθηκε γύρω από το άστρο 51 Πήγασου τις 6 Οκτωβρίου 1995. Από τότε έχουν ανακαλυφθεί 697 εξωηλιακοί πλανήτες (Φεβρουάριος 2012). Οι µικρότεροι πλανήτες έχουν βρεθεί να περιφέρονται γύρω από πάλσαρ. Μια ντουζίνα πλανητών µε µάζα 10 µε 20 φορές µεγαλύτερη από τη γήινη έχουν το παρατσούκλι Ποσειδώνες, εξαιτίας της παρεµφερούς τους µάζας. Οι πλανήτες µε µικρότερη µάζα ονοµάζονται υπεργαίες, ωστόσο αρκετά µεγαλύτερη από τη γήινη.

Ένα χαρακτηριστικό διαφορετικό των άλλων συστηµάτων από το Ηλιακό είναι ότι οι γιγάντιοι πλανήτες περιφέρονται πολύ κοντά στο άστρο, ενώ υπάρχουν και πλανήτες των οποίων η εγγύτητα στο άστρο αποµακρύνει την ατµόσφαιρα εξαιτίας της αστρικής ακτινοβολίας. Όµως ως τώρα δεν έχει ανακαλυφθεί κανένας τέτοιος πλανήτης.

Για να παρατηρηθούν αυτοί οι πλανήτες απαιτούνται µία νέα σειρά οργάνων, µεταξύ των οποίων τα διαστηµικά τηλεσκόπια. Προς το παρόν το COROT και το Κέπλερ εξερευνούν κι ανακαλύπτουν εξωηλιακούς πλανήτες µε βάση τις µεταβολές στο φως ενός άστρου.

∆ορυφόροι

Τεχνιτός ∆ορυφόρος

Ένας τεχνητός δορυφόρος είναι οποιαδήποτε κατασκευή, που δηµιουργήθηκε από τον άνθρωπο, τοποθετείται σε τροχιά γύρω από ένα ουράνιο σώµα, ενώ ειδικότερα, τεχνητός δορυφόρος της Γης λέγεται κάθε αντικείµενο που τοποθετείται από τον άνθρωπο σε τροχιά γύρω από αυτήν.

Αντιθέτως, όλα τα ουράνια σώµατα που είναι µέρη του Ηλιακού Συστήµατος, συµπεριλαµβανοµένης και της Γης, είναι δορυφόροι είτε του Ήλιου, είτε, όπως η Σελήνη, δορυφόροι άλλων ουράνιων σωµάτων. Αυτοί οι δορυφόροι λέγονται φυσικοί δορυφόροι, προκειµένου να διακρίνονται από τους τεχνητούς.

Η εκτόξευση και η τοποθέτηση σε κατάλληλη τροχιά γίνεται µε πυραύλους, οι οποίοι συνήθως αποτελούνται από πολλά µέρη (ορόφους). Κάθε όροφος είναι ένας ξεχωριστός πύραυλος, ο οποίος αρχίζει να λειτουργεί όταν εξαντληθούν τα καύσιµα του προηγούµενου ορόφου, ο οποίος αποσπάται και απορρίπτεται. Με τον τρόπο αυτόν το µέρος που αποµένει έχει µικρότερο βάρος και συνεχίζει το ταξίδι του µε ολοένα µεγαλύτερηταχύτητα, µέχρις ότου φτάσει στο προβλεπόµενο ύψος και µε την απαραίτητη ταχύτητα.

Φυσικός ∆ορυφόρος

16

Φυσικός δορυφόρος ή φεγγάρι ονοµάζεται κάθε φυσικό ουράνιο σώµα που περιφέρεται γύρω από έναν πλανήτη ή πλανήτη νάνο ή άλλο µικρότερο ουράνιο σώµα και υπακούει στους ίδιους νόµους της ουράνιας µηχανικής που ρυθµίζουν την κίνηση των πλανητών. Τους νόµους αυτούς προσδιόρισε ο Γερµανός αστρονόµος Γιοχάνες Κέπλερ. Οι φυσικοί δορυφόροι ονοµάζονται επίσης δευτερεύοντες πλανήτες. Παρακάτω αναφέρονται οι κυριότεροι δορυφόροι του ηλιακού µας συστήµατος ανά πλανήτη (στην παρένθεση αναγράφονται οι ονοµασίες των δορυφόρων) είναι οι:

Γη (Σελήνη) Άρης (∆είµος και Φόβος) ∆ίας 64 φυσικούς δορυφόρους (οι µεγαλύτεροι είναι: Γανυµήδης,

Καλλιστώ, Ιώ και Ευρώπη, και είναι ορατοί ακόµη και µε µικρότηλεσκόπιο. Ανακαλύφθηκαν από τον Γαλιλαίο τον Ιανουάριο του 1610)

Κρόνος 62 φυσικούς δορυφόρους (καθώς και ένα σύστηµα δακτυλίων που µπορεί να θεωρηθεί ως σύνολο µυριάδων µικροσκοπικών δορυφόρων. Οι µεγαλύτεροι δορυφόροι είναι: Τιτάνας, Ρέα, Ιαπετός, ∆ιώνη, Τηθύς, Εγκέλαδος και Μίµας. Στις 7 Αυγούστου του 2009ανακαλύφθηκε ο 62ος δορυφόρος του Κρόνου και φέρει την προσωρινή ονοµασία S/2009 S 1.)

Ουρανός 27 φυσικούς δορυφόρους (οι µεγαλύτεροι είναι: Τιτάνια, Όµπερον, Ουµβριήλ, Άριελ και Μιράντα)

Ποσειδώνας 13 φυσικούς δορυφόρους (οι µεγαλύτεροι είναι: Τρίτωνας, Πρωτέας και Νηρηίδα)

ο πλανήτης νάνος Πλούτωνας (Χάρων, Ύδρα, Νύχτα και S/2011 P 1) ο πλανήτης νάνος Χαουµέια (Χιιάκα και Ναµάκα) ο πλανήτης νάνος Έρις (∆υσνοµία)

Ωστόσο, οι διαρκείς έρευνες των επιστηµόνων οδηγούν σε νέες ανακαλύψεις δορυφόρων.

Φορά και διάρκεια περιστροφής των δορυφόρων Οι περισσότεροι δορυφόροι κινούνται γύρω από τους πλανήτες κατά την "ορθή φορά", δηλαδή κατά τη φορά που περιφέρονται και οι πλανήτες γύρω από τον Ήλιο. Στον κανόνα όµως αυτόν υπάρχουν και αρκετές εξαιρέσεις. Από τους δορυφόρους µε γνωστά στοιχεία, τέσσερις του ∆ία, ένας του Κρόνου, τέσσερις του Ουρανού και ένας του Ποσειδώνος, δηλαδή συνολικά οι 10 από τους 35 γνωστούς δορυφόρους, κινούνται κατά την αναδροµή φορά γύρω από τον αντίστοιχο πλανήτη. Η διάρκεια της περιστροφής, στους λεγόµενους "κανονικούς" δορυφόρους, είναι ίση µε τον χρόνο περιφοράς του δορυφόρου γύρω από τον πλανήτη. ∆ηλαδή, όπως ακριβώς και η Σελήνη, παρουσιάζουν προς τον πλανήτη πάντοτε την ίδια όψη. Μοναδική γνωστή εξαίρεση "κανονικού" δορυφόρου που ωστόσο η διάρκεια περιστροφής διαφέρει είναι ο Υπερίωνας του Κρόνου. Υπάρχουν λόγοι να πιστεύουµε ότι µερικοί από τους δορυφόρους των µεγάλων πλανητών (εκείνοι που βρίσκονται συνήθως µακριά από τον πλανήτη) είναι ουράνια σώµατα που συνελήφθησαν οπό τον πλανήτη και υποχρεώθηκαν να στρέφονται γύρω του. Για

17

ορισµένους από τους µη-κανονικούς και µακρινούς δορυφόρους έχει παρατηρηθεί ότι ο χρόνος περιστροφής και ο χρόνος περιφοράς διαφέρουν κατά πολύ.

Εκτόξευση ∆ορυφόρου Η αποβολή ενός δορυφόρου αρχίζει πάντοτε µε την εκτόξευση του µε τον πύραυλο – φορέα. Οι πολλοί µικροί δορυφόροι και µάλιστα κατά τα πρώτα εγχειρήµατα, εκτοξεύτηκαν µε απλό πύραυλο, από εκείνους που ήδη χρησιµοποιούνται για στρατιωτικούς σκοπούς, όπως οι «Άτλας» και «Κένταυρος». Όταν οι απαιτήσεις έγιναν µεγαλύτερες, είτε γιατί το ύψος των τροχιών ήταν µεγαλύτερο είτε γιατί το βάρος ήταν πολύ µεγαλύτερο, τότε, άρχισαν να χρησιµοποιούνται συνδυασµένοι πύραυλοι στην αρχή και αργότερα οι πύραυλοι πολλών ορόφων, όπως αναφέρονται στην αρχή. Επειδή η Γη περιφέρεται γύρω από τον άξονα της από ∆υσµάς προς Ανατολάς, η εκτόξευση γίνεται πάντοτε κατά την ίδια κατεύθυνση µε σκοπό να γίνει αντικείµενο εκµετάλλευσης και η ταχύτητα περιστροφής της Γης, η οποία στον ισηµερινό είναι 465 km/sec, ενώ σε γεωγραφικό πλάτος 30° φτάνει τα 402 km/sec και σε πλάτος 45° τα 328 km/sec. Και βέβαια, το σηµείο εκτόξευσης πρέπει να βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο κοντά στον Ισηµερινό, ώστε να προστεθεί και η αντίστοιχη ταχύτητα της Γης, γιατί, αν και η αρχική διεύθυνση του πυραύλου είναι κατακόρυφη ως προς τον τόπο εκτόξευσης, η κίνηση του ως προς το κέντρο της Γης είναι σύνθετη, µε µια συνιστώσα κατακόρυφη και µια οριζόντια, που είναι η κίνηση της Γης. Όταν ο πύραυλος φτάσει στο προϋπολογισµένο ύψος και µε την προϋπολογισµένη ταχύτητα, παίρνει κλίση προς Ανατολάς και αρχίζει την κυκλική ελλειπτική τροχιά του. Τότε, µε ειδικούς µικρούς πυραύλους, ο δορυφόρος αποχωρίζεται από τον τελευταίο όροφο του πυραύλου και αρχίζει την αποστολή του. Αν χρειάζεται διόρθωση ή οποιαδήποτε µεταβολή, η τροχιά του δορυφόρου, επιφέρεται µε ειδικούς µικρούς πυραύλους που πυροδοτούνται µε εντολές που δίνονται µε ραδιοσήµατα. Όλες οι φάσεις της εκτόξευσης και όλα τα σχετικά στοιχεία έχουν προϋπολογιστεί και εξαρτώνται από τα συστήµατα που χρησιµοποιούνται σε κάθε αποστολή, όπως ο τύπος του πυραύλου – φορέα, ο τύπος του δορυφόρου, η αντοχή των οργάνων και των συσκευών τους στις µεγάλες επιταχύνσεις κτλ. Ειδικοί ηλεκτρονικοί υπολογιστές, εγκατεστηµένοι στο κέντρο παρακολούθησης, συνδέονται µε κεραίες εκποµπής και λήψης ραδιοσηµάτων, ώστε να παρακολουθούν τον πύραυλο και το δορυφόρο σε κάθε στιγµή και να κάνουν αυτόµατα τις απαιτούµενες διορθώσεις. Επιπλέον, ένα επιτελείο από ειδικούς επιστήµονες και τεχνικούς βρίσκεται σε επιφυλακή ώστε να αντιµετωπίσουν οποιαδήποτε απρόοπτη εξέλιξη που θα µπορούσε να παρουσιαστεί, παρά το λεπτοµερέστατο προγραµµατισµό των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Η δυσκολότερη φάση του εγχειρήµατος είναι η τελική τοποθέτηση του δορυφόρου στην τροχιά του, η οποία διαρκεί µερικά δευτερόλεπτα µόνο. Κατά τη διάρκεια της, συνήθως, προκύπτουν τόσα προβλήµατα, ώστε για να διατυπωθούν και να λυθούν χρειάζονται 10 µαθηµατικοί, οι οποίοι θα εργάζονται επί 10 χρόνια. Και όµως, µε τα αυτόµατα συστήµατα και τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές, που χρησιµοποιούνται, όχι µόνο αναγνωρίζονται, διατυπώνονται και λύνονται τα προβλήµατα αυτά, αλλά και οι λύσεις τους στέλνονται στο σκάφος και εφαρµόζονται σε λίγα µόλις δευτερόλεπτα. Είναι φανερό, ότι δε θα µπορούσε να γίνει εκτόξευση και επιτυχής τοποθέτηση σε τροχιά κανενός δορυφόρου, αν δεν είχαν αναπτυχθεί τα αυτόµατα συστήµατα παρακολούθησης και οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές.

18

To µαγνητικό πεδίο της Γης Μαγνητικό πεδίο καλείται ο χώρος στον οποίο ασκούνται µαγνητικές δυνάµεις σε µαγνητικά υποθέµατα. Οι επιστήµονες πιστεύουν ότι τα αρχέγονα µαγνητικά πεδία που υπάρχουν στο Σύµπαν έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στην διαµόρφωση της δοµής του -µε την αλληλεπίδρασή τους µε τη γεωµετρία του χωροχρόνου- αλλά και στην εξέλιξη της ζωής του Σύµπαντος. Το γήινο µαγνητικό πεδίο ανιχνεύεται πολύ εύκολα µε µία πυξίδα αποκλίσεως, µαγνητική βελόνα η οποία περιστρέφεται γύρω από κατακόρυφο άξονα. Όταν η πυξίδα είναι σε ισορροπία τότε δείχνει πάντοτε την διεύθυνση Βορράς - Νότος. Το φαινόµενο αυτό αποδεικνύει ότι γύρω από την Γή υπάρχει µαγνητικό πεδίο, το αποκαλούµενο γεωµαγνητικό πεδίο. Αν χρησιµοποιήσουµε πυξίδα εγκλίσεως, µαγνητική βελόνα η οποία περιστρέφεται γύρω από οριζόντιο άξονα, τότε σε µία περιοχή γύρω από τον βόρειο γεωγραφικό πόλο η µαγνητική βελόνα γίνεται κατακόρυφη µε τον βόρειο πόλο της προς τα κάτω. Στον ισηµερινό γίνεται σχεδόν οριζόντια. Στον νότιο γεωγραφικό πόλο γίνεται πάλι κατακόρυφη, αλλά µε τον βόρειο πόλο της προς τα πάνω. Αν εξετάσουµε το γήινο µαγνητικό πεδίο, θα διαπιστώσουµε πως η Γη συµπεριφέρεται σαν ένα τεράστιο µαγνητικό δίπολο. Στην περιοχή των γεωγραφικών πόλων βρίσκονται και οι πόλοι του µαγνητικού πεδίου της Γης, αλλά δεν συµπίπτουν. Μάλιστα ο βόρειος µαγνητικός πόλος βρίσκεται στο νότιο ηµισφαίριο, ενώ ο νότιος µαγνητικός πόλος βρίσκεται στο βόρειο ηµισφαίριο. Οι µαγνητικές δυναµικές γραµµές του γεωµαγνητικού πεδίου κυκλώνουν τη Γη ξεκινώντας από τον βόρειο γεωµαγνητικό πόλο προς τον νότιο γεωµαγνητικό πόλο. Το γήινο µαγνητικό πεδίο είναι ανοµοιογενές και σχεδόν συµµετρικό περί έναν άξονα, ο οποίος σχηµατίζει γωνία γύρω στις 12 µοίρες µε τον γεωγραφικό άξονα, βόρειου πόλου- νότιου πόλου, της Γης. Οι µαγνητικοί πόλοι του πλανήτη µας αποτελούν µέρος µαγνητικού πεδίου που παράγεται από την ροή υγρού σιδήρου στον πυρήνα της Γης. Το γεωµαγνητικό πεδίο δηµιουργείται από τον λιωµένο σίδηρο που ρέει γύρω από τον πυρήνα της Γης και συµπεριφέρεται όπως ένα δυναµό, σε βάθος τρία µε πέντε χιλιόµετρα. Το πεδίο που βασίζεται στο µέγεθος και την ηλεκτρική αγωγιµότητα του γήινου πυρήνα, εάν δεν παραγόταν συνεχώς, θα είχε διασπαστεί περίπου σε 20.000 χρόνια, καθώς η θερµοκρασία του πυρήνα είναι πάρα πολύ υψηλή για να στηρίξει τον µόνιµο µαγνητισµό. Το γήινο µαγνητικό πεδίο προέρχεται από αυτόν τον ρευστό "ωκεανό" του σιδήρου, ο οποίος είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισµού και βρίσκεται σε µία συνεχή κίνηση. Ο εξωτερικός πυρήνας έχει επίσης τους "τυφώνες" του - δίνες που τροφοδοτούνται από τις δυνάµεις Coriolis της γήινης περιστροφής. Αυτές οι σύνθετες κινήσεις παράγουν τον µαγνητισµό του πλανήτη µας µέσω του φαινοµένου τού δυναµό. Η πηγή του πεδίου, ο εξωτερικός πυρήνας, είναι από µόνος του στροβιλώδης,

19

ταραγµένος. Υπάρχει κάτι το χαοτικό εκεί κάτω. Οι αλλαγές που ανιχνεύονται στην επιφάνεια του πλανήτη µας είναι ένα σηµάδι εκείνου του εσωτερικού χάους. Η αντιστροφή των µαγνητικών πόλων συµβαίνει λόγω αλλαγών στα ρεύµατα σιδήρου. Στη διάρκεια της αντιστροφής, η ένταση του πεδίου πέφτει µέχρι να παγιωθούν νέα πρότυπα ροής. Τα αρχεία του παλαιοµαγνητισµού δείχνουν ότι η πολικότητα του µαγνητικού πεδίου έχει αντιστραφεί πολλές φορές κατά το παρελθόν, µε µέσο χρόνο µεταξύ των αντιστροφών κατά προσέγγιση 200.000 χρόνια. Παλαιότερες µελέτες έχουν δείξει ότι η ένταση του µαγνητικού πεδίου της Γης έχει µειωθεί κατά 10% στη διάρκεια των τελευταίων 150 ετών. Η ανάλυση έδειξε ότι κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ο βόρειος µαγνητικός πόλος έχει µετακινηθεί περίπου 1,1 χιλιόµετρα στην Αρκτική. Το ποσοστό µετακίνησης του βόρειου µαγνητικού πόλου έχει αυξηθεί τον τελευταίο αιώνα σε σχέση µε την σταθερή µετακίνηση των τελευταίων 4 αιώνων. Ο βόρειος µαγνητικός πόλος ανακαλύφθηκε το 1831 και όταν οι εξερευνητές τον ξαναεπισκέφτηκαν το 1904, διαπίστωσαν ότι είχε µετακινηθεί κατά περίπου 50 χιλιόµετρα. Οι πληροφορίες για τις αναστροφές της γήινης µαγνητικής πολικότητας προέρχονται από διάφορες αποθέσεις. Πετρώµατα, όµως, όπως οι χερσαίες αποθέσεις λάβας, είναι σχηµατισµοί που προτιµώνται, συνήθως, από τους επιστήµονες, γιατί ο µαγνητικός προσανατολισµός τους είναι αρκετά εύκολο να διαπιστωθεί. Τα πετρώµατα διατηρούν µια «ηχώ» του µαγνητικού πεδίου που τα περιέβαλλε κατά τον σχηµατισµό τους. Οι κρύσταλλοι από ορυκτά που περιέχουν σίδηρο, όπως ο µαγνητίτης (Fe3O4) ή ο αιµατίτης (Fe2O3), προσανατολίζονται µε βάση τη διεύθυνση και τη φορά του υπάρχοντος µαγνητικού πεδίου του πλανήτη µας. Τα ιζήµατα, που µπορούν να χρονολογηθούν, αποκάλυψαν τη διεύθυνση του µαγνητικού πεδίου στην πορεία των αιώνων. Επάλληλα στρώµατα λάβας, που προέρχονται από την πολύχρονη δραστηριότητα ενός ηφαιστείου, περιέχουν σιδηρούχους κρυστάλλους, οι οποίοι έχουν προσανατολιστεί διαφορετικά µε το πέρασµα του χρόνου. Από παρατηρήσεις, όπως η προηγούµενη, οι επιστήµονες υπέθεσαν ότι οι παλαιοµαγνητικοί πόλοι δεν είχαν πάντοτε την ίδια θέση. Όµως, ο µαγνητικός βορράς δεν ήταν πάντοτε στο σηµείο που βρίσκεται σήµερα. Όχι µόνο υπάρχουν αποδείξεις ότι οι µαγνητικοί πόλοι της Γης µετακινούνται συνεχώς, ακόµη και καθηµερινά, αλλά φαίνεται ότι στην ιστορία της Γης, έχουν αντιστραφεί πολλές φορές οι θέσεις τους. Ποιά είναι όµως η αιτία των αναστροφών; Αν και ουσιαστικά δεν έχει εξακριβωθεί το αίτιο των αναστροφών των παλαιοµαγνητικών πόλων, από παλιά θεωρούσαν ότι πρέπει να οφείλεται σε αλλαγές στον εξωτερικό πυρήνα της Γης, πράγµα λογικό, αφού η σε Fe (Σίδηρο) και Ni (Νικέλιο) σύστασή του πρέπει να έχει το µεγαλύτερο µερίδιο δηµιουργίας του µαγνητικού πεδίου τη Γης. Η µαγνητόσφαιρα δρα σαν µια ασπίδα που µας προστατεύει από τις ηλιακές καταιγίδες. Εντούτοις, τεράστιες ρωγµές αναπτύσσονται µερικές φορές στη γήινη µαγνητόσφαιρα και παραµένουν ανοικτές για ώρες. Αυτό επιτρέπει στον ηλιακό

20

άνεµο να περάσει από την µαγνητική ασπίδα του πλανήτη µας και να προκαλέσει ισχυρό θυελλώδη διαστηµικό καιρό. Η µαγνητική ασπίδα µας υποχωρεί, µπροστά στην ορµή των διαστηµικών καταιγίδων, αρκετά για να προκαλέσει προβλήµατα µε τους δορυφόρους, τη ραδιοεπικοινωνία, και τα συστήµατα ηλεκτρικής ενέργειας. Ο ηλιακός άνεµος είναι ένα γρήγορο ρεύµα ηλεκτρικά φορτισµένων σωµατιδίων (ηλεκτρόνια και ιόντα) που εκρέουν συνεχώς από τον ήλιο. Ο άνεµος µπορεί να γίνει έντονος κατά τη διάρκεια βίαιων ηλιακών γεγονότων, όπως οι εκτινάξεις στεµµατικού υλικού, τις γνωστές ξαφνικές εκρήξεις υλικού από τον ήλιο, οι οποίες µπορούν να στείλουν δισεκατοµµύρια τόνους ηλεκτρισµένου αερίου στο διάστηµα µε ταχύτητες εκατοµµύρια χιλιοµέτρων την ώρα. Η γήινη µαγνητόσφαιρα µάς προστατεύει εκτρέποντας τα σωµατίδια και τα µαγνητικά πεδία, που µεταφέρονται από τις εκτινάξεις στεµµατικού υλικού. Η αντιστροφή της πολικότητας του γήινου µαγνητικού πεδίου, ένα δυνητικά καταστροφικό φαινόµενο, χρειάζεται µόλις 7.000 χρόνια για να ολοκληρωθεί, εκτιµούν οι ερευνητές. Το φαινόµενο φαίνεται να συµβαίνει σε µεγάλα, αλλά απρόβλεπτα, χρονικά διαστήµατα, που κυµαίνονται από 20 χιλιάδες έως 50 εκατοµµύρια χρόνια. Ωστόσο, δεν συµβαίνει σε όλη τη Γη µε την ίδια ταχύτητα: Η αλλαγή είναι ταχύτερη στους πόλους και πιό αργή όσο κανείς πλησιάζει τους πόλους. Η αντιστροφή των πόλων, που έχει συµβεί εκατοντάδες φορές στην ιστορία της Γης, έχει πιθανώς σοβαρές συνέπειες για πολλά ζώα που χρησιµοποιούν το µαγνητικό πεδίο για να προσανατολιστούν και να καθορίσουν την µεταναστευτική τους πορεία. Το ίδιο ισχύει και για τον άνθρωπο, που βασίζεται σε πυξίδες για την πλοήγηση. Επιπλέον, η εξασθένιση του πεδίου στη διάρκεια της διαδικασίας αντιστροφής αφήνει τη Γη εκτεθειµένη στα σωµατίδια υψηλής ενέργειας που πηγάζουν από τον Ήλιο. Τα σωµατίδια αυτά φτάνουν στα ανώτερα στρώµατα της ατµόσφαιρας, αντί να εκτρέπονται προς τους πόλους, και προκαλούν δραµατικές κλιµατικές αλλαγές.

Πλανήτες

Ερµής

Αρχίζοντας ένα ταξίδι απ' τον Ήλιο προς τα έξω για να γνωρίσουµε το Ηλιακό Σύστηµα, σε απόσταση 0,39 Αστρονοµικών Μονάδων (AU) θα συναντήσουµε τον Ερµή, τον µικρότερο πλανήτη του ηλιακού µας συστήµατος. Ο Ερµής είναι γεµάτος κρατήρες, δεν έχει ατµόσφαιρα και, καθώς είναι πολύ κοντά στον Ήλιο, έχει στην επιφάνειά του θερµοκρασίες που αγγίζουν τους 400 °C.Ο Ερµής κινείται πολύ γρήγορα στο διάστηµα (37-56 χλµ. το δευτερόλεπτο). Εξαιτίας της µεγάλης ταχύτητας και της µικρής απόστασης από τον Ήλιο, ο πλανήτης αυτός έχει το µικρότερο σε διάρκεια έτος από όλους τους άλλους

21

Ο Ερµής είναι ο πιο κοντινός προς τον Ήλιο πλανήτης και είναι ορατός 2-3 φορές το χρόνο κατά το λυκαυγές και το λυκόφως. Αυτό οφείλεται στο ότι η µέγιστη αποχή του είναι 28°.Είναι ο µικρότερος πλανήτης στο ηλιακό σύστηµα, σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο µια φορά κάθε 87,969 ηµέρες της Γης. Η τροχιά του Ερµή έχει την υψηλότερη

εκκεντρικότητα του συνόλου του ηλιακού συστήµατος πλανητών, και έχει τη µικρότερο αξονική κλίση. Συµπληρώνει τρεις περιστροφές γύρω από τον άξονα για κάθε δύο τροχιές. Το περιήλιο της τροχιάς του Ερµή γύρω από τον Ήλιο σε µια υπερβολή των 43 δευτερόλεπτο του τόξου ανά αιώνα, ένα φαινόµενο που εξηγείται κατά τον 20ο αιώνα από τη Γενική θεωρία της σχετικότητας. Ο Ερµής είναι έντονος όταν το βλέπουµε από τη Γη, που κυµαίνονται από -2.3 σε 5,7 το προφανές µέγεθος. ∆εδοµένου ότι ο Ερµής συνήθως χάνεται στο έντονο φως του ήλιου, εκτός αν υπάρχει µια ηλιακή έκλειψη µπορεί να παρατηρηθεί από το Βόρειο Ηµισφαίριο της Γης µόνο το πρωί ή το βράδυ λυκόφως. Ο Ερµής είναι παρόµοιος σε εµφάνιση µε τη Σελήνη. ∆εν έχει φυσικούς δορυφόρους και καµία ουσιαστική ατµόσφαιρα. Σε αντίθεση µε τη Σελήνη, έχει έναν µεγάλο πυρήνα σιδήρου, το οποίο δηµιουργεί ένα µαγνητικό πεδίο περίπου 1% τόσο ισχυρή όσο αυτή της γης. Πρόκειται για ένα εξαιρετικά πυκνό πλανήτη λόγω του µεγάλου σχετικό µέγεθος του πυρήνα του. Επιφανειακές θερµοκρασίες κυµαίνονται από περίπου 90 έως 700 K (-183 ° C έως 427 °C). Οι πρώτες παρατηρήσεις για τον Ερµή ήταν τουλάχιστον την πρώτη χιλιετία π.Χ.. Πριν από τον 4ο αιώνα π.Χ., Έλληνες αστρονόµοι πίστευαν ότι ο πλανήτης είναι δύο ξεχωριστά αντικείµενα. Ένα ορατό µόνο κατά την ανατολή του ηλίου, το οποίο ονοµάζεται

Απόλλων. Το άλλο ορατό µόνο κατά το ηλιοβασίλεµα, το οποίο ονοµάζεται Ερµής. Η

αγγλική ονοµασία για τον πλανήτη έρχεται από τους Ρωµαίους, από τον ρωµαϊκό θεό Ερµή,

που ταυτίζεται µε τον ελληνικό Ερµή.

Εσωτερική δοµή του Ερµή

Ο Ερµής είναι ο µικρότερος πλανήτης στο ηλιακό σύστηµα, µε µια ισηµερινή ακτίνα 2,439.7 χιλιοµέτρων. Ο Ερµής αποτελείται από περίπου 70% µεταλλικό και 30% πυριτικό υλικό. Η πυκνότητα του Ερµή είναι η δεύτερη υψηλότερη στο Ηλιακό Σύστηµα µε τιµή 5,427 g/cm3, µόνο ελαφρώς λιγότερη από την πυκνότητα της Γης από 5,515 g/cm3. Τα υλικά από τα οποία ο Ερµής γίνεται να είναι πυκνότερος, µε µη συµπιεσµένη πυκνότητα της τάξης των 5,3 g/cm3 έναντι 4,4 Γης g/cm3. Πυκνότητα του Ερµή µπορεί να χρησιµοποιηθεί για να συναχθεί η εσωτερική δοµής του. Ως εκ τούτου, για να έχει µια τέτοια µεγάλη πυκνότητα, ο πυρήνας του πρέπει να είναι µεγάλος και πλούσιος σε σίδηρο.

22

Γεωλογία του εδάφους του Ερµή Η επιφάνεια του Ερµή είναι συνολικά πολύ παρόµοια σε εµφάνιση µε αυτή της Σελήνης. ∆εδοµένου ότι η γνώση µας για τη γεωλογία του Ερµή έχει βασιστεί στο flyby 1975 Mariner και επίγειων παρατηρήσεων, είναι το λιγότερο κατανοητό του γήινους πλανήτες. Όσον αφορά τα στοιχεία από την πρόσφατη πτήση MESSENGER σε επεξεργασία αυτή τη γνώση θα αυξηθεί. Ο Ερµής µπορεί να έχουν σχηµατιστεί από το ηλιακό νεφέλωµα πριν από την έξοδο της ενέργειας του ήλιου που είχε σταθεροποιηθεί. Ο πλανήτης θα ήταν αρχικά δύο φορές τη µάζα του µε θερµοκρασίες µεταξύ 2,500 και 3,500 Κ (Κελσίου ισοδύναµα περίπου 273 βαθµούς λιγότερο), και ενδεχοµένως ακόµη και τόσο υψηλές όσο 10.000 K. Μεγάλο µέρος του βράχου επιφάνεια του Ερµή θα µπορούσε να είχε εξατµιστεί σε τέτοιες θερµοκρασίες, σχηµατίζοντας µια ατµόσφαιρα, η οποία θα µπορούσε να έχει παρασυρθεί από τον ηλιακό άνεµο. Ονόµατα για τα χαρακτηριστικά για τον Ερµή προέρχονται από διάφορες πηγές. Τα ονόµατα που προέρχονται από ανθρώπους µετά τον θάνατο τους. Οι Κρατήρες ονοµάζονται από τους καλλιτέχνες, µουσικούς, ζωγράφους και συγγραφείς που έχουν συµβάλει στο τοµέα τους. Οι ράχες, που ονοµάστηκαν για τους επιστήµονες που συνέβαλαν στη µελέτη του Ερµή. Οι καταθλίψεις για τα έργα της αρχιτεκτονικής. Ο Ερµής είχε σε µεγάλο βαθµό βοµβαρδιστεί από κοµήτες και αστεροειδείς κατά τη διάρκεια και λίγο πριν 4,6 δισεκατοµµύρια χρόνια. Ο Βοµβαρδισµός που τερµατίστηκε πριν 3,8 δισεκατοµµύρια έτη. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου σχηµατίστηκε κρατήρας, ενώ ο πλανήτης είχε επιπτώσεις σε ολόκληρη την επιφάνεια του .Σε αυτό το διάστηµα ο πλανήτης ήταν ηφαιστειακά ενεργός.

Τροχιά του Ερµή

Ο Ερµής έχει την πιο εκκεντρική τροχιά όλων των πλανητών .Η εκκεντρότητα του είναι 0,21 µε την απόστασή του από τον Ήλιο που κυµαίνονται από 46 έως 70.000.000 χιλιόµετρα. Χρειάζονται 88 ηµέρες για να ολοκληρώσει µια τροχιά. Η µεγαλύτερη ταχύτητα του πλανήτη όταν είναι κοντά σε περιήλιο προκύπτει από τη µεγαλύτερη απόσταση που καλύπτει σε κάθε 5 ηµερών διάστηµα. Το µέγεθος των σφαιρών, αντιστρόφως ανάλογη µε την απόστασή τους από τον ήλιο, χρησιµοποιείται για να δείξει τη ηλιοκεντρική απόσταση. Το γεγονός αυτό αλλάζει απόσταση από τον Ήλιο, σε συνδυασµό µε 3:2 απήχηση σπιν-τροχιάς περιστροφής του πλανήτη γύρω από τον άξονά της, να οδηγήσει σε πολύπλοκες παραλλαγές της θερµοκρασίας της επιφάνειας. Η τροχιά του Ερµή έχει την τάση µε 7 βαθµούς µε το επίπεδο της τροχιάς της Γης (η εκλειπτική). Ως αποτέλεσµα, οι διελεύσεις του Ερµή πέρα από το πρόσωπο του Ήλιου µπορεί να συµβεί µόνο όταν ο πλανήτης διέρχεται από το επίπεδο της εκλειπτικής κατά τη στιγµή βρίσκεται µεταξύ της Γης και του Ήλιου. .

23

Αφροδίτη

Έχει σχεδόν το ίδιο µέγεθος µε τον δικό µας, γι' αυτό παλιά λεγόταν και «αδελφός πλανήτης» της Γης. Εκτός απ' το µέγεθος όµως, ως περιβάλλον δεν έχει σχεδόν κανένα κοινό µε τον πλανήτη µας. Καλύπτεται από µια πυκνή ατµόσφαιρα θειικού οξέος και διοξειδίου του άνθρακα, µε αποτέλεσµα η επιφάνειά της να µην είναι ποτέ ορατή. Περιστρέφεται αργά γύρω από τον άξονά της και η πυκνή της ατµόσφαιρα δηµιουργεί ένα ακραίο φαινόµενο θερµοκηπίου, το οποίο κρατά την µέση θερµοκρασία του πλανήτη σε πολύ υψηλά επίπεδα ακόµα και στις περιοχές που, λόγω της αργής περιστροφής γύρω από τον άξονα της (243 γήινες µέρες), δεν φωτίζονται από τον ήλιο για µεγάλο χρονικό διάστηµα.

Από την προϊστορική ακόµη εποχή είχαν προσέξει ότι η Αφροδίτη ήταν το λαµπρότερο αντικείµενο (µεγέθους -4.4) στον νυχτερινό ουρανό. Οι αρχαίοι Έλληνες την ονόµαζαν "Εωσφόρο", προποµπό δηλαδή της αυγής. Κυρίως όµως εµφανίζονταν βράδυ ως "Έσπερος", αµέσως µετά τη δύση του Ήλιου, οπότε αποσπούσε άµεσα την προσοχή των συνηθισµένων ανθρώπων αλλά και των ποιητών ή των ερωτευµένων επί χιλιάδες χρόνια.

Σήµερα ο κόσµος την αποκαλεί αυγερινό, όταν εµφανίζεται το πρωί, και αποσπερίτη όταν εµφανίζεται το βράδυ.

Η Αφροδίτη είναι ο 2ος πιο εγγύς πλανήτης στον ήλιο, και ο πιο εγγύς πλανήτης στη Γη. Μια σύνθεση των εικόνων που που λάβαµε από το διαστηµικό σκάφος Magellan, χρησιµοποιώντας το ραντάρ για να διαπεράσουν τα παχιά στρώµατα των νεφών που κρύβουν συνολικά την επιφάνεια, έδειξαν την µορφή της επιφάνειας της Αφροδίτης.

∆ύο πράγµατα µας κάνουν εντύπωση όταν την κοιτάξουµε µε τηλεσκόπιο, πρώτα τα νέφη της, που εµφανίζονται κιτρινωπά και το δεύτερο είναι η ηµισέληνος φωτεινότητά της. Η φωτεινότητά της φθάνει σε -4.4, κάνοντάς έτσι το πιο φωτεινό αντικείµενο µετά τη Σελήνη.

Η Αφροδίτη είναι πάντα ορατή µε το γυµνό µάτι, δεν µπορεί όµως κανείς να διακρίνει δοµή στον πλανήτη µε ένα τηλεσκόπιο αλλά αυτό που είναι χαρακτηριστικό είναι οι φάσεις που έχει η Αφροδίτη (όπως και το φεγγάρι) µιας και είναι εσωτερικός πλανήτης.

Η Αφροδίτη δεν αποµακρύνεται ποτέ µακριά από τον ήλιο, που φθάνει 72-ηµέρες πριν και µετά από την κατώτερη κλίση.

Μια ηµέρα στην Αφροδίτη, ισοδυναµεί µε 243 γήινες, ενώ η ανατολή του Ήλιου γίνεται από την δύση. Αυτή η αργή και αντίθετη µε τους άλλους πλανήτες περιστροφή, είναι ένα µόνο από τα µυστήρια που κρύβει ο δεύτερος αυτός πλανήτης

24

του Ήλιου, αφού για δεκαετίες οι επιστήµονες διαφωνούσαν συνεχώς σχετικά µε το τι υπήρχε κάτω από τα σύννεφα που βλέπαµε, τι είδους δηλαδή επιφάνεια θα βρίσκαµε στην Αφροδίτη.

Ο γειτονικός µας αυτός πλανήτης είχε παίξει από παλιά το ρόλο της "δίδυµης" αδελφής της Γης µας λόγω του µεγέθους της κι έτσι θεωρούσαµε την Αφροδίτη ως έναν όµορφο και φιλόξενο κόσµο. Οι σύγχρονες όµως διαστηµικές συσκευές, µας απεκάλυψαν µια επιφάνεια µε θερµοκρασία 480 βαθµών Κελσίου, και ατµοσφαιρική πίεση 90 φορές µεγαλύτερη από εκείνη της Γης µας, ίση δηλαδή µε την πίεση που υφίσταται σε βάθος 100 µέτρων σ' έναν γήινο ωκεανό.

Τα τελευταία χρόνια µελετήθηκε η επιφάνεια της µε ραντάρ που άφησαν διαστηµικές συσκευές, αποκαλύπτοντας για πρώτη φορά ολόκληρη σχεδόν την επιφάνειά της. Η χαρτογράφηση αυτή µας αποκάλυψε τρία υψίπεδα σε µέγεθος ηπείρων, ενεργά ηφαίστεια ψηλότερα από την Οροσειρά Έβερεστ, χαράδρες βάθους τριών χιλιοµέτρων, και µερικούς ρηχούς αλλά µεγάλου πλάτους κρατήρες µετεωριτών. Το καυτό έδαφος περιλαµβάνει λίµνες από υλικά που στη Γη θα βρίσκονταν σε στερεά κατάσταση.

Το αµερικανικό διαστηµόπλοιο Μαγγελάνος, απεκάλυψαν αρκετές λεπτοµέρειες της επιφανείας της µε τη χρήση ραντάρ. Υπάρχουν όµως αρκετά µυστήρια. Καταρχήν ο καιρός της Αφροδίτης δεν µπορεί να κατανοηθεί από µια απλή σύγκριση µε τον καιρό της Γης. Πολλά από τα ακραία καιρικά φαινόµενα που λαµβάνουν χώρα εκεί είναι ανεξήγητα. Για παράδειγµα, αν και ο πλανήτης περιστρέφεται γύρω από τον εαυτό του αργά εντός 243 ηµερών, ισχυρότατες και ταχύτατες θύελλες σαρώνουν όλη την ανώτερη ατµόσφαιρά του εντός µόλις τεσσάρων ηµερών.

Αλλά και η καλυµµένη από το πέπλο της παχιάς ατµόσφαιράς της επιφάνεια της Αφροδίτης είναι µυστηριώδης. Ενώ στη Γη ηφαιστειακές εκρήξεις συµβαίνουν µε σταθερό ρυθµό και οι τεκτονικές πλάκες µετατοπίζονται συνεχώς εκτονώνοντας την ενέργεια που παράγεται στο εσωτερικό της, κάτι τέτοιο δεν φαίνεται να συµβαίνει στην Αφροδίτη. Εκεί, οι παλαιότεροι κρατήρες φαίνονται να έχουν ηλικία 500 εκατοµµυρίων ετών, κάτι που σηµαίνει ότι ο πλανήτης ενεργεί σαν χύτρα πιέσεως βρασµού, δηλαδή, όταν η εσωτερική πίεση αυξηθεί σηµαντικά, ολόκληρος ο πλανήτης συγκλονίζεται από µια κοσµογονική πλανητική έκρηξη η οποία αναδιατάσσει τους επιφανειακούς σχηµατισµούς καταστρέφοντας όσους είχαν σχηµατισθεί παλιότερα. Αυτό φαίνεται να συνέβη πριν από 500 εκατοµµύρια έτη και έτσι µπορεί να εξηγεί την απουσία παλαιότερων κρατήρων.

Φαίνεται να υπάρχει στενή αλληλεπίδραση µεταξύ της επιφάνειας και της ατµόσφαιρας της Αφροδίτης, παρόµοια της αλληλεπίδρασης των ωκεανών και της ατµόσφαιρας της Γης. Πώς όµως επηρεάζει ολόκληρο τον πλανήτη το ισχυρότατο «φαινόµενο θερµοκηπίου» της Αφροδίτης; Στη Γη, η παρούσα βιοµηχανική επανάσταση µε τους εκλυόµενους ρύπους και την ερηµοποίηση έχουν δηµιουργήσει ένα παρόµοιο «φαινόµενο θερµοκηπίου» που παρόλο που εµφανίζεται σε πολύ µικρότερη κλίµακα, αρχίζει ήδη να έχει σηµαντικές συνέπειες για τον πλανήτη µας.

Η πυκνή ατµόσφαιρα δεν επιτρέπει σε µικρά αντικείµενα (µετεωρίτες) να πέσουν στο έδαφος της, αφού τα αντικείµενα αυτά διαλύονται ταχύτατα στον αέρα. Γι' αυτό και στην επιφάνειά της υπάρχουν µόνο τεράστιοι κρατήρες που έχουν δηµιουργηθεί

25

από την πτώση µεγάλων αστεροειδών. Σε συνδυασµό µε όλα τα υπόλοιπα ατµοσφαιρικά και γεωλογικά χαρακτηριστικά, έχει δηµιουργηθεί ένα άγριο όσο και εντυπωσιακό περιβάλλον. Έχουν εντοπιστεί 900 κρατήρες, ο µικρότερος εκ των οποίων έχει διάµετρο 1,5 χλµ. και ο µεγαλύτερος 280 χλµ. Οι περισσότεροι από αυτούς διατηρούνται στην ίδια ακριβώς κατάσταση µε αυτή που ήταν τις πρώτες ώρες µετά τη δηµιουργία τους.

Οι µελλοντικοί επισκέπτες της Αφροδίτης αν υπάρξουν ποτέ, θα αντικρίσουν µια επιφάνεια πέρα και απ' αυτήν ακόµη την επιστηµονική φαντασία. Γιατί η επιφάνεια της Αφροδίτης είναι µία καυτή έρηµος µε ασθενείς ανέµους που δεν κατορθώνουν να διαβρώσουν τα βράχια, ακόµη και µετά την πάροδο εκατοµµυρίων χρόνων.

Η υψηλή θερµοκρασία που επικρατεί εκεί αποτελούσε ένα πραγµατικό αίνιγµα έως ότου αναγνωρίστηκε ότι η αιτία ήταν το διοξείδιο του άνθρακα που δεν επιτρέπει στην υπέρυθρη ακτινοβολία να διαφύγει στο διάστηµα.

Τα πυκνά νέφη της Αφροδίτης, που αποτελούνται από διοξείδιο του άνθρακα (98%), λειτουργούν σαν θερµοκήπιο και είναι υπεύθυνα για τις υψηλές θερµοκρασίες του πλανήτη. Σε µια γεµάτη από διοξείδιο του άνθρακα ατµόσφαιρα (96%), υπάρχει λίγο άζωτο (3,5%) και θειικό οξύ µε πολύ µεγάλη πυκνότητα οι άνεµοι κινούνται µόνο µε ταχύτητα 360 χιλιοµέτρων την ώρα. H µέση θερµοκρασία στον πλανήτη είναι 460 βαθµοί Κελσίου, ενώ σε περίπτωση που δεν υπήρχε ατµόσφαιρα ή ήταν πολύ πιο αραιή, η θερµοκρασία θα ήταν γύρω στους 60 βαθµούς Κελσίου!

Ζεστά δε αέρια κινούνται σπειροειδώς από τον ισηµερινό προς τις πολικές περιοχές και µετακινούν τα πυκνά νέφη θειικού οξέος σε όλον τον πλανήτη. Η ηλιακή θερµότητα βοηθάει να δηµιουργηθούν πολύ γρήγοροι άνεµοι µεταφέροντας τα αέρια αυτά τόσο στα ανώτερα επίπεδα της ατµόσφαιρας, όσο και προς τις ψυχρότερες πολικές περιοχές, όπου µειώνεται η θερµοκρασία των αερίων. Εν συνέχεια χάνουν πάλι ύψος και µετακινούνται πίσω προς τον ισηµερινό.

Στην επιφάνεια της Αφροδίτης, δεν υπάρχουν θερµοκρασιακές διακυµάνσεις κατά τη µέρα ή τη νύχτα. Η θερµότητα είναι σε ολόκληρο τον πλανήτη παγιδευµένη από µια ατµόσφαιρα γεµάτη µε διοξείδιο του άνθρακα. Έστω κι έτσι, οι κυριότερες διαφορές στη θερµοκρασία οφείλονται στην τοπογραφία του πλανήτη. Όπως ακριβώς συµβαίνει και στη Γη, στην κορυφή των βουνών επικρατούν χαµηλότερες θερµοκρασίες απ' ότι στις πεδινές περιοχές. Έτσι λοιπόν, το κρύο στην Αφροδίτη είναι όταν το θερµόµετρο δείχνει 447 βαθµούς Κελσίου, ενώ αυτό που λέµε ζέστη είναι οι 477 βαθµοί Κελσίου. Οι απίστευτες αυτές θερµοκρασίες που παρατηρούνται στην Αφροδίτη οφείλονται στο πιο ισχυρό φαινόµενο θερµοκηπίου, που έχει παρατηρηθεί ποτέ στο ηλιακό µας σύστηµα. Στην Αφροδίτη υπάρχουν 156 ηφαίστεια µε διάµετρο µεγαλύτερη των 100 χιλιοµέτρων και άλλα 300 µε διάµετρο 20-100 χιλιοµέτρων. Επίσης, διαθέτει µεγάλες ηφαιστειακές οροσειρές, όπως είναι η περιοχή Aphrodite Terra, στην οποία υπάρχουν πολλά και µεγάλα ηφαίστεια, ανάµεσά τους και το Maat Moons που έχει ύψος 9 km και διάµετρο 200 km. Ως αποτέλεσµα της έντονης ηφαιστειακής δραστηριότητας, ρέει συνεχώς λάβα σε όλα τα µήκη και πλάτη του πλανήτη πυρήνας της πιστεύεται πως αποτελείται από νικέλιο και σίδηρο αλλά δεν δηµιουργεί κανένα µαγνητικό πεδίο. Ο Pioneer όµως ανακάλυψε περιέργως ένα ισχυρό µαγνητικό πεδίο στην ιονόσφαιρα της, που αυξάνεται στους πόλους της µέσω αντιδράσεων µε τον ηλιακό άνεµο .Πριν λίγα

26

χρόνια το διαστηµικό τηλεσκόπιο Chandra κατάφερε για πρώτη φορά να φωτογραφίσει εκποµπή ακτινών X από την Αφροδίτη.

Αυτή δηµιουργείται από τις ακτίνες του ήλιου που βοµβαρδίζουν τα ηλεκτρόνια των ατµοσφαιρικών αερίων. Έτσι αναγκάζουν τα άτοµα να εκπέµπουν φθορίζουσα ακτινοβολία µε τη µορφή ακτινών X.

Περίοδος(Ηµέρες) 224.70

∆ιάµετρος (km) 12104

Μάζα (kg) 4,87x10 24

Αποστ. από Ηλιο (A.U) 0,723

Θερµοκρασία (C) 453

Επιφανειακή Θερµοκρασία (C)

730

Ταχύτητα διαφυγής 10,36km/s

Βαρύτητα σε σχέση µε τη Γη

0,89

Μάζα (σε σχέση Γη) : 0,815

Όγκος (σε σχέση µε τη Γη) :

0,860

Πυκνότητα (σε σχέση µε το νερό) :

5.2

Albedio : 0,65

∆ορυφόροι -

ΓΗ

Ο τρίτος πλανήτης είναι η Γη. Είναι ο µοναδικός πλανήτης στο σύστηµα που έχει θάλασσες (κάτι που υποστηριζόταν παλιότερα για την Αφροδίτη και µέχρι πρόσφατα για το δορυφόρο του Κρόνου Τιτάνα), ο µόνος µε έντονη γεωλογική δραστηριότητα και ο µοναδικός (απ' όσο ξέρουµε µέχρι σήµερα) που φιλοξενεί ζωή. Η ατµόσφαιρά του αποτελείται από άζωτο και οξυγόνο, και είναι ο µεγαλύτερος απ' τους εσωτερικούς πλανήτες. Είναι ο πρώτος, από τον Ήλιο, πλανήτης ο οποίος έχει φυσικό δορυφόρο, την Σελήνη. Ο αστρονοµικός συµβολισµός της γης αποτελείται από έναν περικυκλωµένο σταυρό, αναπαριστώντας έναν µεσηµβρινό και έναν παράλληλο· µία παραλλαγή, τοποθετεί τον σταυρό πάνω από τον κύκλο.

27

Η περίοδος περιστροφής της γης περί τον άξονα της είναι 23 ώρες, 56 λεπτά και 4.09 δευτερόλεπτα (µία αστρική ηµέρα). Έτσι παρατηρώντας από την γη τα ουράνια σώµατα, η κύρια φαινόµενη κίνησή τους είναι από τα ανατολικά προς τα δυτικά µε µία ταχύτητα 15 °/ώρα = 15'/λεπτό, λ.χ. µία ηλιακή ή σεληνιακή διάµετρο ανά δύο λεπτά.

Η περιφορά της Γης γύρω από τον Ήλιο διαρκεί 365,2564 µέσες ηλιακές ηµέρες (ή ένα αστρικό έτος). Παρατηρώντας από τη Γη, είναι µία φαινόµενη κίνηση του Ήλιου ως προς τα αστέρια περίπου 1 °/ηµέρα ή µία ηλιακή ή σεληνιακή διάµετρο κάθε 12 ώρες, σε αντίθετη διεύθυνση από την κύρια φαινόµενη κίνηση (λόγω περιστροφής).

Η Γη έχει έναν Φυσικό ∆ορυφόρο, την Σελήνη, η οποία περιφέρεται γύρω από την γη κάθε 27 1/3 ηµέρες (αστρικός µήνας). Παρατηρώντας από την γη την κίνηση, φαίνεται να κινείται µε 12 °/ηµέρα (µία σεληνιακή διάµετρο την ώρα), σε αντίθετη διεύθυνση από την κύρια φαινόµενη κίνηση. Λόγω της συνδυασµένης περιφοράς γύρω από τον ήλιο, ο χρόνος που µεσολαβεί µεταξύ δύο ίδιων φάσεων της σελήνης (π.χ. από πανσέληνο σε πανσέληνο) διαρκεί περίπου 29.54 ηµέρες περίοδος που ονοµάζεται συνοδικός µήνας (χονδρικά 30 ηµέρες ή έναν ηµερολογιακό µήνα).

Με σηµείο αναφοράς τον Βόρειο Πόλο της Γης, η κίνηση της Γης, της Σελήνης και της αξονικής περιστροφής, είναι όλες αντίθετα στην φορά των δεικτών του ρολογιού.

Τα τροχιακά και αξονικά επίπεδα δεν είναι ακριβώς ευθυγραµµισµένα: Το τροχιακό επίπεδο Γης-Ηλίου ή αλλιώς Εκλειπτική (23.5 ° περίπου, η αιτία των εποχών) και το τροχιακό επίπεδο Γης-Σελήνης, σχηµατίζουν γωνία, περίπου, 5 ° (αν ήταν απόλυτα ευθυγραµµισµένα, θα είχαµε µία έκλειψη Ηλίου ή Σελήνης κάθε µήνα).

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΓΗ – ΣΕΛΗΝΗ:

28

Το σύστηµα Γη-Σελήνη ήταν ανέκαθεν το κεντρικό σηµείο στη µελέτη των φαινοµένων του διαστήµατος. Ως ένα δυναµικό σύστηµα, που κινείται γύρω από τον Ήλιο κάτω από την επίδραση δυνάµεων της βαρύτητας, παρουσιάζει και εξακολουθεί να παρουσιάζει µεγάλο ενδιαφέρον. Φαινόµενα, όπως οι φάσεις της Σελήνης, οι εκλείψεις, οι παλίρροιες και άλλα τέτοια φαινόµενα οφείλονται σ' αυτό ακριβώς το σύστηµα. Η µελέτη του θα µας επιτρέψει να κατανοήσουµε καλύτερα τα φαινόµενα του ουρανού.

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ:

Πολλοί επιστηµονικοί κλάδοι, όπως η Γεωλογία, η Μετεωρολογία, η Ωκεανογραφία, ασχολούνται ο καθένας και µε ένα ιδιαίτερο αντικείµενο που αφορά τη Γη και τη Ζώη πάνω σ' αυτή. Η Αστρονοµία ασχολείται µε τα φυσικά χαρακτηριστικά της Γης και αυτά είναι το µέγεθός της, το σχήµα της, η δοµή της, οι κινήσεις της και όσα στοιχεία χαρακτηρίζουν τον πλανήτη. Η γνώση αυτών µας βοηθάει στην µελέτη των υπόλοιπων πλανητών.

Η µέση απόσταση της Γης από τον Ήλιο είναι 149.600.000 Km. Η Γη κινείται προς τον αστερισµό του Ηρακλή καθώς συµµετέχει και στην

κίνηση του Γαλαξία µας προς τον αστερισµό του Λέοντος. Επίσης περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο και η περιφορά της συµπληρώνεται σε 365,256 ηµέρες. Τέλος περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της και συµπληρώνει µια περιστροφή σε 23,93 ώρες.

Το σχήµα της Γης δεν είναι σφαιρικό. Λόγω της περιστροφής γύρω από τον άξονά της, έχει σχήµα πεπλατυσµένο στους πόλους και εξογκωµένο στον ισηµερινό. Το σχήµα της ονοµάζεται γεωειδές εκ περιστροφής.

Η ακτίνα της στον Ισηµερινό είναι 6.378 Km. Η µάζα της Γης είναι 5,97Χ10 εις την 24ηKg και η πυκνότητά της περίπου

5.520 Kg/m3. Η ατµόσφαιρα της Γης αποτελείται από άζωτο και οξυγόνο πιο αναλυτικά

78% άζωτο και 21% οξυγόνο. Το υπόλοιπο 1% αποτελείται από διάφορα άλλα αέρια. Η ατµόσφαιρα χωρίζεται σε ζώνες που έχουν διαφορετικές ιδιότητες µεταξύ τους.

Η Γη είναι ο πλανήτης στον οποίο κατοικούν οι άνθρωποι, καθώς και εκατοµµύρια άλλα είδη, και ο µοναδικός πλανήτης στον οποίο γνωρίζουµε ότι υπάρχει ζωή. Είναι ο τρίτος σε απόσταση πλανήτης από τον Ήλιο, ο πέµπτος µεγαλύτερος σε µάζα από τους πλανήτες του ηλιακού συστήµατός µας και ο µεγαλύτερος µεταξύ των τεσσάρων πλανητών που διαθέτουν στερεό φλοιό. Ο πλανήτης σχηµατίστηκε πριν από 4,5 δισεκατοµµύρια έτη, έχει δε έναν φυσικό δορυφόρο, την Σελήνη. Ο αστρονοµικός συµβολισµός της γης αποτελείται από έναν περικυκλωµένο σταυρό, αναπαριστώντας έναν µεσηµβρινό και έναν παράλληλο· µία παραλλαγή, τοποθετεί τον σταυρό πάνω από τον κύκλο Η λέξη Γη προέρχεται από το όνοµα της αρχαιοελληνικής θεάς µε το όνοµα Γαία.

∆οµή:

Το εσωτερικό της Γης είναι διαχωρισµένο σε ένα πυριτικό εξωτερικό φλοιό, ο οποίος είναι συµπαγής, έναν ηµίρρευστο µανδύα, έναν ρευστό εξωτερικό πυρήνα ο οποίος

29

είναι αρκετά πιο ιξώδης από τον µανδύα, καθώς και έναν στερεό εσωτερικό πυρήνα. Ο ρευστός εξωτερικός πυρήνας δηµιουργεί ένα ασθενές µαγνητικό πεδίο λόγω της θερµικής µεταφοράς του ηλεκτρικά αγώγιµου υλικού του. Νέο υλικό αναβλύζει συνεχώς στην επιφάνεια της Γης από το εσωτερικό, µε την βοήθεια των ηφαιστείων και των ρωγµών στις µέσο ωκεάνιες ράχες. Το µεγαλύτερο µέρος του γήινου φλοιού δεν είναι γηραιότερο από 100 εκατοµµύρια έτη· τα αρχαιότερα τµήµατα του φλοιού είναι περί τα 4,4 δισεκατοµµύρια έτηhttp://spaceflightnow.com/news/n0101/14earthwater/.

o Συνολικά, η Σύσταση της Γης κατά µάζα είναι:

1. 33,1% Σίδηρος 2. 27,2% Οξυγόνο 3. 17,2% Πυρίτιο 4. 15,9% Μαγνήσιο 5. 1,6% Νικέλιο 6. 1,6% Ασβέστιο 7. 1,5% Αργίλιο 8. 0,7% Θείο 9. 0,25% Νάτριο 10. 0,071% Τιτάνιο 11. 0,019% Κάλιο 12. 0,86% Άλλα στοιχεία

Εσωτερικό:

Οι θερµοκρασίες στο εσωτερικό της Γης φθάνουν ως τους 5.650 ± 600 βαθµούς K. Η εσωτερική θέρµανση του πλανήτη είχε ως έναρξη την διαδικασία της συσσωµάτωσής του, έπειτα συνεχίστηκε µέσω της διάσπασης των ραδιενεργών στοιχείων όπως του ουρανίου, θορίου και καλίου. Η ροή θερµότητας από το εσωτερικό του πλανήτη προς την επιφάνεια είναι µόνο το 1/20.000 (0,005%) της ενέργειας που λαµβάνεται από τον Ήλιο.

o ∆οµή

Η δοµή του πλανήτη στο εσωτερικό κατά βάθος είναι:

• 0-60 km - Λιθόσφαιρα (τοπικά κυµαίνεται από 5 έως 200 km) o 0-30/35 km - Φλοιός (τοπικά κυµαίνεται από 5 έως 70 km) o 35-60 km - Άνω τµήµα του µανδύα

• 35-2.890 km - Μανδύας o 100-700 km - Ασθενόσφαιρα

• 2.890-5.100 km - Εξωτερικός πυρήνας • 5.100-6.378 km - Εσωτερικός πυρήνας

30

Ο πυρήνας:

Η µέση πυκνότητα της Γης είναι 5.515 kg/m3, κατατάσσοντάς την ως τον πυκνότερο πλανήτη του ηλιακού συστήµατος. Αφού η µέση πυκνότητα των επιφανειακών υλικών είναι περί τα 3.000 kg/m3, συµπεραίνεται πως η πυκνότητα πρέπει να είναι ιδιαίτερα αυξηµένη στον πυρήνα. Στα πρώτα στάδια της δηµιουργίας του πλανήτη, πριν 4,5 δισεκατοµµύρια (4,5•109) χρόνια, η Γη ήταν ολοσχερώς σε ρευστή κατάσταση, λόγω δε της βαρύτητας, πυκνότερα υλικά έρρευσαν προς το κέντρο κατά τη διάρκεια µίας διαδικασίας που καλείται πλανητική διαφοροποίηση, ενώ τα λιγότερο πυκνά υλικά έµειναν στην επιφάνεια. Ως αποτέλεσµα, ο πυρήνας αποτελείται κυρίως από σίδηρο (80%) καθώς και νικέλιο και πυρίτιο· ωστόσο άλλα πυκνά (πυκνότερα µάλιστα) υλικά όπως το ουράνιο και ο µόλυβδος, είναι είτε σπάνια για να αποτελούν σηµαντικό ποσοστό του πυρήνα, είτε έχουν την ιδιότητα να προσκολλώνται σε ελαφρύτερα υλικά και γι' αυτό απαντώνται κυρίως στον φλοιό. Ο πυρήνας χωρίζεται σε δύο µέρη, έναν στερεό εσωτερικό πυρήνα µε µία ακτίνα γύρω στα 1.250 χλµ. και έναν ρευστό εξωτερικό πυρήνα µε µία ακτίνα γύρω στα 3.500 χλµ. Ο εσωτερικός πυρήνας πιστεύεται πως είναι στερεός και πως αποτελείται κυρίως από σίδηρο και νικέλιο. Ορισµένοι συµφωνούν πως ο εσωτερικός πυρήνας είναι στην µορφή του µονοκρυσταλλικού σιδήρου. Ο εξωτερικός πυρήνας που περιβάλλει τον εσωτερικό και εκτιµάται πως αποτελείται από ρευστό σίδηρο αναµεµειγµένο µε ρευστό νικέλιο και ίχνη ελαφρύτερων στοιχείων. Είναι γενικά παραδεκτό πως η θερµική µεταφορά στον εξωτερικό πυρήνα σε συνδυασµό µε την διέγερση από την περιστροφή της Γης, προκαλεί το γήινο µαγνητικό πεδίοµέσω µίας διεργασίας γνωστή ως Θεωρία του ∆υναµό. Ο στερεός εσωτερικός πυρήνας είναι αρκετά θερµός ώστε να διατηρεί ένα µόνιµο µαγνητικό πεδίο, πιθανό είναι όµως να δρα ως σταθεροποιητής προς το µαγνητικό πεδίο που γεννάται από τον εξωτερικό πυρήνα. Κατά µία άλλη θεωρία, ο γήινος πυρήνας αποτελείται από υδρογόνο και ήλιο, τα οποία βρίσκονται στην ίδια κατάσταση µε αυτήν του Ηλίου. Στον πυρήνα συµβαίνουν παρόµοιες πυρηνικές αντιδράσεις, όπως στον Ήλιο, γι' αυτό και παραµένει σε ρευστή κατάσταση, χωρίς να έχει ψυχθεί. Σύµφωνα µε πρόσφατες ενδείξεις εικάζεται πως ο εσωτερικός πυρήνας της Γης, ίσως περιστρέφεται ελαφρώς ταχύτερα από τον υπόλοιπο πλανήτη, πιθανώς κατά 2° ανά έτος. Είναι εµφανές ότι και οι δύο πιο πάνω θεωρίες προσπαθούν να εξηγήσουν τα φαινόµενα που παρατηρούνται στην γήινη επιφάνεια, ωστόσο παραµένουν στο επίπεδο της θεωρίας, χωρίς να έχει υπάρξει απτή απόδειξη για καµία από αυτές.

Μανδύας:

31

Ο µανδύας της Γης εκτείνεται σε ένα βάθος 2.890 χλµ.. Η πίεση, στην βάση του µανδύα είναι ~ 1,4 εκατοµµύρια φορές µεγαλύτερη της ατµοσφαιρικής πίεσης. Αποτελείται κατά µεγάλο µέρος από υλικά πλούσια σε σίδηρο και µαγνήσιο. Το σηµείο τήξεως ενός υλικού εξαρτάται από την πίεση. Εφόσον η πίεση αυξάνει αρκετά κατά βάθος του µανδύα, το χαµηλότερο τµήµα είναι σχεδόν στερεό ενώ το ανώτερο τµήµα είναι πλαστικό . Το ιξώδες του ανώτερου µανδύα κυµαίνεται µεταξύ 1021 και 1024 Pa·s, ανάλογα µε το βάθος. Έτσι ο ανώτερος µανδύας µπορεί να ρεύσει αρκετά αργά. Η εξήγηση του γεγονότος πως ενώ ο εξωτερικός πυρήνας είναι ρευστός, ο κατώτερος µανδύας είναι στερεός/πλαστικός, βρίσκεται στο ανώτερο σηµείο τήξεως των πλούσιων σε σίδηρο κραµάτων του µανδύα από τον σχεδόν καθαρό σίδηρο του πυρήνα. Ο δε εσωτερικός πυρήνας είναι στερεός λόγω της εξαιρετικά µεγάλης πίεσης κοντά στο κέντρο του πλανήτη.

Φλοιός:

Ο φλοιός κυµαίνεται µεταξύ 5 και 70 km σε βάθος. Τα λεπτά τµήµατα του φλοιού είναι κάτω από τους ωκεανούς (ωκεάνιος φλοιός) και αποτελούνται από πυκνά πετρώµατα µαγνησίου, σιδήρου και πυριτίου. Τα παχύτερα τµήµατα του φλοιού είναι τα ηπειρωτικά τα οποία είναι λιγότερο πυκνά από τα ωκεάνια και αποτελούνται από πετρώµατα πλούσια σε νάτριο, αλουµίνιο και πυρίτιο. Το όριο µεταξύ του φλοιού και του µανδύα παρουσιάζεται σε δύο διαφορετικές φάσεις: Αρχικά, µέσω µίας ασυνέχειας στην ταχύτητα των σεισµικών κυµάτων γνωστή ως ασυνέχεια του Mohorovicic ή απλά Moho. Η αιτία του Moho φαίνεται να οφείλεται στην αλλαγή της σύστασης των πετρωµάτων. Η δεύτερη φάση είναι µία χηµική ασυνέχεια η οποία έχει παρατηρηθεί σε βαθιά τµήµατα του ωκεάνιου φλοιού τα οποία έχουν εισχωρήσει στον ηπειρωτικό φλοιό και παρατηρούνται ως οφιολιθικές ακολουθίες.

Βιόσφαιρα:

Η Γη είναι το µόνο µέρος που γνωρίζουµε όπου υπάρχει ζωή. Συχνά λέµε πως η ζωή του πλανήτη, σχηµατίζει την «Βιόσφαιρα». Η βιόσφαιρα εκτιµάται πως άρχισε να εξελίσσεται πριν 3,5 δισεκατοµµύρια χρόνια. Η βιόσφαιρα µπορεί να ταξινοµηθεί σύµφωνα µε ζώνες γεωγραφικού πλάτους που περιέχουν σχετιζόµενη χλωρίδα και πανίδα. Οι πολικές ζώνες είναι αραιές σε ζωή, ενώ αντίθετα, τα περισσότερα γνωστά είδη ζωής βρίσκονται στον Ισηµερινό.

Ατµόσφαιρα:

Η Γη έχει µία σχετικά πυκνή ατµόσφαιρα η οποία αποτελείται από 78% άζωτο, 21% οξυγόνο και 1% αργό, µε ίχνη από άλλα αέρια, συµπεριλαµβανοµένων διοξείδιο του άνθρακα και υδρατµούς. Η ατµόσφαιρα δρα ως ένα παρέµβληµα µεταξύ της Γης

32

και του Ηλίου. Η σύσταση της ατµόσφαιρας της γης είναι ασταθής, η δε ισορροπία διατηρείται από την βιόσφαιρα. Τα στρώµατα της ατµόσφαιρας, δηλαδή η τροπόσφαιρα, η στρατόσφαιρα, η µεσόσφαιρα, η θερµόσφαιρα και η εξώσφαιρα, µεταβάλλονται από τόπο σε τόπο και εξαρτώνται και από τις εποχιακές µεταβολές.

Υδρόσφαιρα:

Ορθογωνική προβολή του Plate µίας συνθετικής - δορυφορικής εικόνας της Γης Η Γη είναι ο µόνος πλανήτης του Ηλιακού µας Συστήµατος όπου στην επιφάνειά της κυριαρχεί το υγρό στοιχείο. Το νερό καλύπτει το 71% της γήινης επιφάνειας (από το οποίο 97% είναι θαλάσσιο νερό και 3% γλυκό νερό και την χωρίζει σε πέντε ωκεανούς και επτά ηπείρους. Η τροχιά της Γης σε συνδυασµό µε την ηφαιστειακή δραστηριότητα, τη βαρύτητα, το φαινόµενο του θερµοκηπίου, το µαγνητικό πεδίο και την ατµόσφαιρα πλούσια σε οξυγόνο είναι οι βασικές αιτίες που κάνουν τη Γη τον πλανήτη του νερού. Αν και η τροχιά της Γης είναι αρκετά αποµακρυσµένη ώστε να διατηρεί υγρό νερό, το φαινόµενο του θερµοκηπίου αποτρέπει το νερό από το να παγώσει, διατηρώντας την µέση θερµοκρασία της Γης στους 15 βαθµούς Κελσίου πάνω από το σηµείο πήξης. Παλαιοντολογικές ενδείξεις δείχνουν πως κάποια στιγµή µετά την αποίκηση των ωκεανών από τα µπλε-πράσινα βακτήρια, πριν 600 εκατοµµύρια χρόνια, το φαινόµενο του θερµοκηπίου κατέρρευσε, µε αποτέλεσµα την ολική ψύξη της Γης και την πιθανή πήξη όλων των ωκεανών για µία περίοδο από 10 - 100 εκατοµµύρια χρόνια, σε ένα γεγονός που καλείται «Γη - Χιονόµπαλα». Σε άλλους πλανήτες, όπως στην Αφροδίτη, ο ατµός καταστρέφεται από την ηλιακή υπεριώδη ακτινοβολία και το υδρογόνο ιονίζεται και αποµακρύνεται από τον πλανήτη µέσω του ηλιακού ανέµου. Αυτή είναι µία υπόθεση για την έλλειψη νερού στην Αφροδίτη, χωρίς υδρογόνο, το νερό αντιδρά µε τα στερεά της επιφάνειας δηµιουργώντας οξείδια. Στην ατµόσφαιρα της Γης, ένα στρώµα όζοντος στην στρατόσφαιρα, απορροφά το µεγαλύτερο µέρος της ηλιακής υπεριώδους ακτινοβολίας, αποτρέποντας την αποσύνθεση του νερού. Επιπλέον, η µαγνητόσφαιρα, αποτρέπει την αλληλεπίδραση µεταξύ των στοιχείων της ατµόσφαιρας και του ηλιακού ανέµου. Τέλος, τα ηφαίστεια εκπέµπουν συνεχώς ατµούς από το εσωτερικό. Η τεκτονική των πλακών της Γης ανακυκλώνουν τον άνθρακα και το νερό, καθώς οι ασβεστόλιθοι εισέρχονται στον µανδύα και εξέρχονται µέσω των ηφαιστείων ως ατµός και

33

διοξείδιο του άνθρακα. Εκτιµάται πως τα συστατικά του µανδύα περιέχουν τουλάχιστον 10 φορές την ποσότητα του νερού των ωκεανών, αν και το µεγαλύτερο µέρος είναι παγιδευµένο και ποτέ δεν απελευθερώνεται στην ατµόσφαιρα.

Κινήσεις της Γης:

Ο Πλανήτης Γη πραγµατοποιεί τέσσερις κινήσεις:

1. Την Περιστροφή, γύρω από τον άξονά της. 2. Την Περιφορά, γύρω από τον Ήλιο, 3. Την Ηλιακή µεταβατική περιφορά, που πραγµατοποιεί ακολουθώντας την

περιστροφή του Ηλιακού συστήµατος και 4. Την Γαλαξιακή µεταβατική περιφορά, που πραγµατοποιεί ακολουθώντας την

περιστροφή του Γαλαξία. Οι δύο πρώτες είναι και οι σηµαντικότερες. Οι δύο τελευταίες, µειωµένου ενδιαφέροντος, παρουσιάζουν επιπρόσθετα εκτός των περιστροφών και τροχιακές περιφορές στον αστρικό χώρο που θα µπορούσαν έτσι να συναθροιστούν σε έξι (6).

Άρης

Έχει την µισή διάµετρο από τη Γη και έχει µια αραιή ατµόσφαιρα από διοξείδιο του

άνθρακα. Στην επιφάνειά του έχουν παρατηρηθεί γεωλογικοί σχηµατισµοί όπως

φαράγγια και κοιλάδες, που σηµαίνουν ότι ο πλανήτης ήταν γεωλογικά ενεργός κι ότι

κάποτε ήταν θερµότερος και στην επιφάνειά του υπήρχε νερό σε υγρή µορφή (κάτι

που επιβεβαιώθηκε τον Μάρτιο του 2007 από τον Ευρωπαϊκό δορυφόρο Mars

Express). Θεωρείται ο πλανήτης που µοιάζει πιο πολύ µε τη Γη και υπάρχει η

περίπτωση να βρεθεί κάποτε ζωή εκεί, ή τουλάχιστον απολιθώµατα. Ο Άρης έχει δύο

µικρούς φυσικούς δορυφόρους, τον Φόβο και τον ∆είµο.

Ο Άρης είναι ο τέταρτος (4ος) σε απόσταση από τον Ήλιο πλανήτης του Ηλιακού µας Συστήµατος (Η/Σ) και ακόµη, ο δεύτερος πλησιέστερος στη Γη, και ο έβδοµος σε µέγεθος και µάζα του Η/Σ. Λέγεται συχνά και «ερυθρός πλανήτης» εξαιτίας του ερυθρού χρώµατος που παρουσιάζει και οφείλεται στο τριοξείδιο του σιδήρου (Fe2O3) στην επιφάνειά του. O Άρης είναι ένας «γήινος πλανήτης» µε λεπτή ατµόσφαιρα, µε επιφάνεια που συνδυάζει τους κρατήρες σύγκρουσης της Σελήνης και τα ηφαίστεια, τις κοιλάδες, τις ερήµους και τα πολικά παγοκαλύµµατα της Γης. Φαίνεται ακόµη να έχει περιοδικά επαναλαµβανόµενες «εποχές». Ο Άρης διαθέτει

34

ακόµη το Όρος Όλυµπος, το ψηλότερο γνωστό όρος στο Ηλιακό µας Σύστηµα και την Κοιλάδα Μαρινέρις, τη µεγαλύτερη κοιλάδα. Το βαθύπεδο Βορεάλις που βρίσκεται στο βόρειο ηµισφαίριο του πλανήτη καλύπτει το 40% της επιφάνειάς του και αποτελεί το υπόλειµµα µιας γιγάντιας σύγκρουσης Στην περιφορά του γύρω από τον Ήλιο συνοδεύεται από δύο µικρούς δορυφόρους: τον Φόβο και τον ∆είµο (= Τρόµο) Η ονοµασία του προέρχεται από τον Ολύµπιο θεό του πολέµου της Ελληνικής Μυθολογίας τον Άρη. Οι δε ονοµασίες των δορυφόρων του δόθηκαν από τούς δύο γιους του Άρη, τον ∆είµο και τον Φόβο . Το αστρονοµικό σύµβολο του πλανήτη Άρη είναι η "λογχοφόρος στρογγυλή ασπίδα". Ο Άρης είναι γνωστός ήδη από την προϊστορία, καθώς και ο πρώτος πλανήτης που παρατηρούµενος µε τηλεσκόπιο αποκάλυψε, λόγω εγγύτητας, τα γενικά χαρακτηριστικά της µορφολογίας του, τα οποία θεωρήθηκαν (σωστά ως ένα βαθµό) ότι είναι παρόµοια µε αυτά της Γης. Η οµοιότητα αυτή έδωσε βάση αφενός σε µια εκτεταµένη συζήτηση για την ύπαρξη ζωής σε αυτόν, αφετέρου σε σκέψεις µελλοντικής αποίκισής του. Ακόµα, είναι εύκολα προσεγγίσιµος από τις εξερευνητικές µας διαστηµοσυσκευές, καθώς ένα ταξίδι προς τον Κόκκινο Πλανήτη απαιτεί (µε την σηµερινή τεχνολογία) χρόνο έξι µηνών όταν οι θέσεις Γης και Άρη είναι ευνοϊκές, κάτι που συµβαίνει ανά δυο χρόνια. Για τους λόγους αυτούς ο Άρης είναι ο καλύτερα εξερευνηµένος πλανήτης έως σήµερα.

ΙΣΤΟΡΙΑ Ο Άρης δηµιουργήθηκε πριν από 4,2 δισ. έτη από τον πλανητικό δίσκο οποίο δηµιουργήθηκαν και οι υπόλοιποι πλανήτες. Σήµερα είναι σχεδόν σίγουρο ότι ο Άρης, στα αρχικά στάδια εξέλιξής του, καλυπτόταν σε ορισµένα σηµεία του από υγρό νερό βάθους τουλάχιστον µερικών µέτρων, ενώ υπάρχουν και ενδείξεις για την ύπαρξη ενός τουλάχιστον ωκεανού. Έτσι, υπάρχει το ενδεχόµενο ο Άρης να φιλοξενούσε ζωή σε µορφή µικροβίων (που όµως είναι σίγουρο ότι δεν εξελίχτηκε παραπάνω) και υποστηρίζεται η άποψη ότι σε µια τέτοια περίπτωση η ζωή στη Γη θα µπορούσε να έχει προέλθει από τον Άρη. Το µικρό µέγεθος του Άρη, που συνεπάγεται µικρή βαρύτητα, δεν του επέτρεψε να διατηρήσει ολόκληρη την ατµόσφαιρά του. Καθώς το µεγαλύτερο µέρος της ατµόσφαιρας διέφυγε στο διάστηµα, έπεσε η ατµοσφαιρική πίεση και το υγρό νερό εν µέρει εξατµίστηκε και εν µέρει διέρρευσε στο υπέδαφος και στους πόλους του πλανήτη, υπό την µορφή παγετώνων. Έτσι ο Άρης έγινε ένας ερηµικός και άνυδρος πλανήτης µε µία αραιή ατµόσφαιρα, όπως τον γνωρίζουµε σήµερα. Ο Άρης βρίσκεται σε αυτή την κατάσταση εδώ και τουλάχιστον 500 εκατοµµύρια έτη. Σύµφωνα µε ορισµένες ενδείξεις, η «υγρή» περίοδος του Άρη αφορά µονάχα το αρχικό τµήµα της ιστορίας του.

Εδαφολογία Με βάση τροχιακών παρατηρήσεων και την εξέταση συλλογή αρειανών µετεωριτών, η επιφάνεια του Άρη φαίνεται να αποτελείται κυρίως από βασάλτη. Κάποια στοιχεία δείχνουν ότι ένα µέρος της επιφάνειας του Άρη είναι πιο πλούσια σε διοξείδιο του πυριτίου από τον τυπικό βασάλτη, και µπορεί να είναι παρόµοιο µε τους βράχους ανδεσίτη στη Γη• ωστόσο, αυτές οι παρατηρήσεις µπορεί επίσης να εξηγηθούν από

35

πυριτικό γυαλί. Ένα µεγάλο µέρος της επιφάνειας είναι καλύπτεται από ψιλή σκόνη οξείδιου του σιδήρου. Αν και ο Άρης δεν παρουσιάζει στοιχεία ενός προσφάτου µαγνητικού πεδίου, παρατηρήσεις δείχνουν ότι µέρη του φλοιού του πλανήτη έχουν µαγνητιστεί, και ότι εναλλασόµενες µαγνητικές αναστροφές αυτού του δίπολου πεδίου έχουν λάβει µέρος στο παρελθόν. Αυτός ο παλαιοµαγνητισµός των παραµαγνητικών ορυκτών έχει χαρακτηριστικά που µοιάζουν πολύ µε τις εναλλασσόµενης κατεύθυνσης λωρίδες που βρίσκονται στον πυθµένα των γήινων ωκεανών. Μία θεωρία, που δηµοσιεύτηκε το 1999 και επανεξετάστηκε τον Οκτώβριο του 2005, είναι ότι αυτές οι λωρίδες απεικονίζουν τις τεκτονικές πλάκες του Άρη πριν από 4 δισεκατοµµύρια χρόνια, προτού το µαγνητικό πεδίο του πλανήτη αποδυναµωθεί. Σηµερινά µοντέλα του εσωτερικού του πλανήτη, υποδεικνύουν ένα πυρήνα µε ακτίνα 1.480 χιλιόµετρα, που αποτελείται κυρίως από σίδηροµε ποσοστό 14-17% θείο. Αυτός ο πυρήνας από σουλφίδιο του σιδήρου είναι εν µέρει ρευστός, και έχει δύο φορές µεγαλύτερη συγκέντρωση ελαφρύτερων στοιχείων από ό,τι υπάρχει στον πυρήνα της Γης. Ο πυρήνας περιβάλλεται από ένα πυριτικό µανδύα που διαµόρφωσε πολλές από τα τεκτονικά και ηφαιστειακά χαρακτηριστικά του πλανήτη, αλλά τώρα φαίνεται να είναι ανενεργά. Το µέσο πάχος του φλοιού του πλανήτη είναι µάλλον 50 χιλιόµετρα, µε µέγιστο πάχος 125 χιλιόµετρα. Σε αντιδιαστολή, το µέσο πλάτος του φλοιού της Γης είναι κατά µέσο όρο 40 χιλιόµετρα, µόνο το ένα τρίτο του πάχους φλοιό του Άρη, σε σχέση µε τα µεγέθη των δύο πλανητών. Κατά τη διάρκεια του σχηµατισµού ηλιακού συστήµατος, ο Άρης δηµιουργήθηκε µακριά από τον πρωτοπλανητικό δίσκο, που ήταν σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο, ως το αποτέλεσµα µιας διαδικασίας έκρεουσας ύλης προσαύξησης. Ο Άρης έχει πολλές χηµικές ιδιαιτερότητες, που σχετίζονται µε τη θέση του στο Ηλιακό Σύστηµα. Στοιχεία µε συγκριτικά χαµηλά σηµεία βρασµού όπως το χλώριο, οφώσφορος και το θείο είναι πολύ πιο συχνά στον Αρη από τη Γη• τα στοιχεία αυτά πιθανώς αποµακρύνθηκαν από περιοχές κοντά στον ήλιο από τον ισχυρό ηλιακό άνεµο του νεαρού Ήλιου. Η ίδια η διαδικασία πιστεύεται ότι παρείχε αρχικά στον Άρη περισσότερο οξυγόνο από τη Γη• οι αντιδράσεις µεταξύ του σιδήρου και της περίσσειας ποσότητας οξυγόνου µπορεί να είναι ο λόγος για τον οποίο ο Άρης έχει πολύ περισσότερο σιδήρο στον φλοιό και µανδύα από ό,τι η Γη. Μετά το σχηµατισµό των πλανητών, όλα ήταν υποκείµενα στον «Ύστερο Βαρύ Βοµβαρδισµό». Είναι εντυπωσιακό ότι το 60% της επιφάνειας του Άρη δείχνει ένα ρεκόρ κρατήρων συγκρούσεις από εκείνη την εποχή. Μεγάλο µέρος της υπόλοιπης επιφάνειας του Άρη ίσως βρίσκεται κάτω από τεράστιους κρατήρες συγκρούσης από αυτή την εποχή υπάρχουν ενδείξεις από ένα τεράστιο κρατήρα πρόσκρουσης στο βόρειο ηµισφαίριο του Αρη, που εκτείνεται σε διαστάσεις 10.600 χιλιοµέτρα επί 8.500 χιλιόµετρα, δηλαδή 4 φορές µεγαλύτερη από το Νότιο Πόλο- λεκάνη Aitken της Σελήνης, το µεγαλύτερο κρατήρα πρόσκρουσης που έχει ανακαλυφθεί µέχρι σήµεραΑυτή η θεωρία προτείνει ότι Άρης χτυπήθηκε από ένα σώµα µε το µέγεθος του Πλούτωνα πριν από περίπου τέσσερα δισεκατοµµύρια χρόνια. Το γεγονός αυτό, που πιστεύεται ότι είναι η αιτία της διχοτόµησης των ηµισφαρίων του Άρη, δηµιούργησε µία οµαλή βόρεια πολική λεκάνη που καλύπτει το το 40% του πλανήτη.

Ατµόσφαιρα

36

Ο Άρης έχασε τη µαγνητόσφαιρά του πριν από 4 δις έτη, και έτσι ο ηλιακός άνεµος αλληλεπιδρά απευθείας µε την ιονόσφαιρα του πλανήτη, αποµακρύνοντας άτοµα από αυτήν. Η ατµόσφαιρα του Άρη αποτελείται κατά 95,32% από διοξείδιο του άνθρακα, 2,7% άζωτο και 1,6% αργό. Είναι πολύ αραιή και η πίεση στην επιφάνεια του πλανήτη φτάνει κατά µέσο όρο τα 0,60 kPa, δηλαδή λιγότερο από το ένα εκατοστό αυτής στην επιφάνεια της Γης (101,3 kPa). Πρακτικώς, είναι ίση µε την ατµοσφαιρική πίεση στα 35 χιλιόµετρα υψόµετρο από την επιφάνεια της Γης. Κατά συνέπεια, ένας αστροναύτης θα χρειαστεί οπωσδήποτε διαστηµική στολή, προκειµένου να περπατήσει στην επιφάνειά του. Λόγω της αραιής ατµόσφαιρας, η ταχύτητα του ήχου είναι µικρή, και οι ήχοι δεν διαδίδονται πολύ µακριά, παρά µόνο µερικές δεκάδες µέτρα. Έτσι ο Άρης, εκτός από άνυδρος και έρηµος, είναι και σιωπηλός πλανήτης. Η χαµηλή πυκνότητα της ατµόσφαιρας έχει και άλλες συνέπειες: οι άνεµοι δεν είναι ιδιαίτερα ισχυροί, όµως καθώς η σκόνη που καλύπτει την επιφάνεια του πλανήτη είναι αρκετά ψιλή, οιαµµοθύελλες δεν είναι σπάνιο φαινόµενο. Σε ακραίες περιπτώσεις, µπορούν να καλύψουν ένα πολύ µεγάλο µέρος του πλανήτη• µια τέτοια αµµοθύελλα σηµειώθηκε το 2001 και ξανά το 2007. Συχνή επίσης είναι και η εµφάνιση µικρών ανεµοστρόβιλων (dust devils) που µεταφέρουν τη σκόνη πάνω στην επιφάνεια του πλανήτη. Καθώς δεν πρόκειται για µια πολύ δυναµική ατµόσφαιρα, το κλίµα του Άρη είναι αρκετά προβλέψιµο και επαναλαµβάνεται σε κύκλους διάρκειας σχεδόν δυο Γήινων ετών, όσο δηλαδή διαρκεί και η περιφορά του γύρω από τον Ήλιο. Στην ατµόσφαιρα του Άρη παρατηρούνται επίσης αραιά σύννεφα διοξειδίου του άνθρακα, που εµφανίζονται πιο συχνά τη νύχτα και την αυγή, καθώς και αραιά σύννεφα από κρυστάλλους νερού όταν ο πλανήτης βρίσκεται πιο κοντά στον ήλιο και εξαερώνεται ο πάγος των πόλων του. Λόγω της διαφορετικής σύστασης της ατµόσφαιρας σε σχέση µε αυτή τη Γης και της ελάχιστης πυκνότητάς της, σε συνδυασµό µε την αιωρούµενη σκόνη, το χρώµα του ουρανού στον Άρη δεν είναι µπλε• είναι ένα κοκκινωπό ροζ που πλησιάζει κάπως σε απόχρωση το ροζ του σολωµού. Όταν η διαστηµοσυσκευή Viking προσεδαφίστηκε στον Άρη και έστειλε την πρώτη εικόνα από την επιφάνειά του, οι τεχνικοί που χειρίζονταν το σύστηµα απεικόνισης µιξάρισαν την εικόνα σύµφωνα µε την µέχρι τότε εµπειρία τους, εµφανίζοντας τον ουρανό µπλε και προκαλώντας κατάπληξη στους επιστήµονες. Αν και η φωτογραφία αυτή κυκλοφόρησε στον τύπο, το λάθος διορθώθηκε αργότερα.

Γεωλογικά Χαρακτηριστικά Ο Άρης έχει το ιδιόµορφο χαρακτηριστικό ότι αποτελείται από δυο µορφολογικά ανόµοια «τµήµατα»: το βόρειο ηµισφαίριο αποτελείται από «πεδιάδες» που χαρακτηρίζονται από σχετικά µικρή πυκνότητα κρατήρων και µεγαλύτερη λευκαύγεια, ενώ το νότιο ηµισφαίριο βρίσκεται σε µεγαλύτερο υψόµετρο και είναι εµφανώς πιο καταπονηµένο από προσκρούσεις µετεώρων. Εδώ βρίσκεται και ο κρατήρας Hellas basin, ο µεγαλύτερος του πλανήτη, µε διάµετρο 2.300 χιλόµετρα, σηµάδι µιας εξαιρετικά βίαιης πρόσκρουσης πριν από 4 δις. χρόνια. Μία εξήγηση αυτής της διαφοράς µεταξύ των δυο ηµισφαιρίων είναι ότι οι βόρειες «πεδιάδες» αποτελούσαν κάποτε τον πυθµένα ενός ωκεανού που κάλυπτε µεγάλο µέρος του πλανήτη. Πρόσφατες ανακαλύψεις δίνουν ενδείξεις που υποστηρίζουν µερικά αυτή

37

την άποψη, χωρίς ωστόσο οριστικά συµπεράσµατα. Μία άλλη εξήγηση είναι ότι στο βορείο ηµισφαίριο προσέκρουσε ένα σώµα µε µέγεθος από το ένα δέκατο µέχρι τα δύο τρίτα του µεγέθους της Σελήνης, σχηµατίζοντας έναν τεράστιο κρατήρα πρόσκρουσης στο βόρειο ηµισφαίριο του Αρη, που έχει διαστάσεις 10.600 χιλιοµέτρα επί 8.500 χιλιόµετρα, δηλαδή περίπου τέσσερις φορές µεγαλύτερη από το Νότιο Πόλο- λεκάνη Aitken της Σελήνης, το µεγαλύτερο κρατήρα πρόσκρουσης που έχει ανακαλυφθεί µέχρι σήµερα Συνολικά, έχουν ανακαλυφθεί 43.000 κρατήρες µε διάµετρο µεγαλύτερη των πέντε χιλιοµέτρων. Ο µεγαλύτερος από αυτούς είναι ο Hellas Basin, ένα χαρακτηριστικό που είναι εµφανές από τη Γη. Στον Άρη έχουν βρεθεί στοιχεία που αποτελούν ενδείξεις παλιότερης γεωλογικής δραστηριότητας. Στον πλανήτη υπάρχουν τεράστια ηφαίστεια, ανάµεσά τους το (ανενεργό σήµερα) ηφαίστειο Olympus Mons, ένα ανενεργό ηφαίστειο στο υψίπεδο Θαρσίς, που είναι και το ψηλότερο βουνό του ηλιακού συστήµατος µε ύψος 27.000 µέτρα ή 3 φορές το υψόµετρο του Έβερεστ (8.848 µ.), που είναι το ψηλότερο βουνό της Γης. Το µεγάλο ύψος του ηφαιστείου οφείλεται στο γεγονός ότι στον Άρη, σε αντίθεση µε τη Γη, δεν υπάρχει κίνηση τεκτονικών πλακών, κι έτσι η εκροή µάγµατος συνεχίστηκε για εκατοµµύρια χρόνια στο ίδιο σηµείο ψηλώνοντας ολοένα τον Όλυµπο. Απτές ενδείξεις ηφαιστειακής δραστηριότητας έχουν βρεθεί στονκρατήρα Γκούσεβ, που εξερεύνησε το ροµπότ Spirit, µε την ανεύρεση ηφαιστειακού βασάλτη και άλλων πετρωµάτων. Ο κρατήρας, που λόγω της µορφολογίας του πιστεύεται ότι φιλοξενούσε κατά το παρελθόν µία τεράστια λίµνη, βρέθηκε να καλύπτεται από υλικά που εκτοξεύτηκαν από ένα ηφαίστειο λίγο βορειότερα. Σήµερα η γεωλογική ενεργότητα του Άρη ανήκει στο παρελθόν• ο πλανήτης µπορεί να θεωρηθεί γεωλογικά νεκρός, αν και η ύπαρξη µεθανίου σε ίχνη σε ορισµένες περιοχές υποστηρίζεται ότι προκαλείται από περιορισµένη ηφαιστειακή δραστηριότητα, όπως και η πιθανολογούµενη έκλυση υγρού νερού σε ίχνη. Άφθονες είναι οι ενδείξεις για την ύπαρξη ροής νερού κατά το παρελθόν, κυρίως από την ύπαρξη φαραγγιών και φυσικά σχηµατισµένων στραγγιστικών καναλιών. Το φαράγγι Valles Marineris, το µεγαλύτερο του ηλιακού συστήµατος µε µήκος 4.500 χιλιόµετρα, δεν προήλθε από αυτή τη διαδικασία αλλά από τη ρήξη του φλοιού του Άρη λόγω του βάρους των τεράστιων ηφαιστείων που βρίσκονται βορειότερα. Στις παρυφές του όµως, καθώς και σε πολλές άλλες περιοχές του πλανήτη, έχουν εντοπιστεί σχηµατισµοί που έχουν προέλθει καθαρά από τη ροή κάποιου υγρού (νερού κατά πάσα πιθανότητα), όπως κοίτες αρχαίων ποταµών, mesas και άλλοι. Υποστηρίζεται ότι το νερό που προκάλεσε τη διάβρωση δεν έρρεε για πολύ µεγάλο (σε γεωλογική κλίµακα) χρονικό διάστηµα στην επιφάνεια του πλανήτη, αλλά ότι µάλλον υπήρξαν περίοδοι «κατακλυσµών», κατά τις οποίες τεράστιες ποσότητες νερού έρρεαν για µικρότερα χρονικά διαστήµατα, προκαλώντας αυτά τα αποτελέσµατα.

Ο ∆ίας

38

Ο ∆ίας ειναι ο µεγαλύτερος πλανήτης του ηλιακού µας συστήµατος, ο πέµπτος

πλανήτης σε απόσταση από τον Ήλιο και ο πρώτος από τους ονοµαζόµενους

Εξωτερικούς Πλανήτες. Ο ∆ίας, στις 5,2 AU, Ο ∆ίας περιστρέφεται τόσο γρήγορα, ώστε η µέρα και η νύχτα

του διαρκούν λιγότερο από 10 γήινες ώρες. Η διάµετρός του είναι 12 φορές αυτή της

Γης. Αποτελείται από τεράστιες ποσότητες αερίων -κυρίως Υδρογόνο και Ήλιο- που

περιστρέφονται γύρω από ένα µικρό στερεό πυρήνα. Μερικές φορές χαρακτηρίζεται

και ως «αποτυχηµένο άστρο», λόγω ακριβώς της µεγάλης περιεκτικότητας στα δύο

αυτά στοιχεία. Είναι τόσο θερµός που θα µπορούσε να λάµπει σαν άστρο, αν ήταν 10

φορές µεγαλύτερος. Είναι γνωστός για την περίφηµη Μεγάλη Κόκκινη Κηλίδα, µια

καταιγίδα στην ατµόσφαιρά του, που υπάρχει τουλάχιστον από τότε που

παρατηρούµε το ∆ία (και πιθανόν από πολύ πιο πριν). Έχει 63 δορυφόρους, δυο από

τους οποίους (η Ευρώπη κι ο Γανυµήδης) είναι πιθανό να έχουν ωκεανούς κάτω απ'

την παγωµένη επιφάνειά τους.

Οι αρχαίοι Έλληνες που είναι οι ονοµατοδότες των άστρων και αστερισµών, του είχαν δώσει το όνοµα του βασιλιά των Θεών τους, παρ' όλο που δεν γνώριζαν ότι ήταν ο µεγαλύτερος πλανήτης, ο βασιλιάς δηλαδή των πλανητών. Με όγκο 1.300 φορές µεγαλύτερο από τη Γη µας, ο ∆ίας θα µπορούσε να περιλάβει στο εσωτερικό του όλους του άλλους πλανήτες και δορυφόρους του Ηλιακού µας Συστήµατος. Σηµαντικό του χαρακτηριστικό είναι η µεγάλη κόκκινη κηλίδα που υπάρχει στην ατµόσφαιρά του, που είναι µια τεράστια καταιγίδα, ένας αντικυκλώνας, που κρατάει εδώ και 300 χρόνια. Η µάζα του είναι µεγαλύτερη από τις συνολικές µάζες όλων των υπολοίπων πλανητών. Είναι γνωστός από την προϊστορική εποχή. Από τον Ήλιο απέχει κατά µέσο όρο επτακόσια εκατοµµύρια χιλιόµετρα και συµπληρώνει µια περιστροφή γύρω του σε εντεκάµιση περίπου γήινα χρόνια. Περιστρέφεται µε αρκετά µεγάλη ταχύτητα γύρω από τον άξονα του, µε αποτέλεσµα ένα ηµερονύχτιο στον ∆ία να διαρκεί ενάµιση ώρες. Σε αντίθεση µε τους βραχώδεις εσωτερικούς πλανήτες του ηλιακού συστήµατος που ειναι ο Ερµής,η Αφροδίτη,ο Άρης και η Γη ο ∆ίας είναι µια πυκνή σφαίρα αερίων µε τη συνολική µάζα του να είναι 318 φορές το µέγεθος της γης. Αποτελείται 90% από υδρογόνο και 10% από ήλιο κατά αριθµό ατόµων, µε µικρότερες συγκεντρώσεις µεθανίου (CH4), ύδατος (H2O), αµµωνίας (NH3) και βράχώδους υλικού. Η σύνθεση του είναι πολύ κοντά στη σύνθεση του αρχέγονου ηλιακού νεφελώµατος από το οποίο σχηµατίστηκε ολόκληρο το ηλιακό σύστηµα. Ο Κρόνος έχει παρόµοια σύνθεση, ενώ ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας έχουν πολύ λιγότερο υδρογόνο και ήλιο. Η βαρύτητα στα υψηλότερα στρώµατα της ατµόσφαιρας του ∆ία είναι περίπου 2,5 φορές µεγαλύτερη από της Γης. Λόγω της µεγάλης διαµέτρου και της υψηλής ταχύτητας περιστροφής, τα αέρια στην επιφάνεια του πρέπει να κινούνται εξ' ίσου γρήγορα για να περιβάλλουν τον πλανήτη. Έτσι έχουν µεγάλη ορµή, και πολλές φορές φεύγουν στο διάστηµα, ιδιαίτερα κοντά στην περιοχή του ισηµερινού. Ο ∆ίας

39

µε την αραιή, αεριώδη δοµή του αδυνατεί να κρατήσει κάποιο από αυτό το υλικό, γεγονός που τον οδηγεί να έχει τη µορφή µιας ισιωµένης σφαίρας. Ο ∆ίας είναι ιδιαίτερα λαµπρός στον νυχτερινό ουρανό, ο πιο λαµπρός µετά την Αφροδίτη. Έχει κιτρινωπό χρώµα που ξεχωρίζει. Με κιάλια µπορεί κανείς να δει τους 4 µεγαλύτερους δορυφόρους του ενώ µε τηλεσκόπιο µπορεί να παρατηρήσει πολλά χαρακτηριστικά της ατµόσφαιράς του µε κυριότερο την εντυπωσιακή κόκκινη κηλίδα. Η γρήγορη περιστροφή του ∆ία δηµιουργεί µερικά ενδιαφέροντα καιρικά πρότυπα στις κορυφές των νεφών του ∆ία, τις καλούµενες άσπρες ζώνες του ∆ία. Αυτές οις περιοχές είναι πιο ψυχρές, επειδή το αέριο διαστέλλεται, και ανυψούµενο σε πολύ µεγαλύτερα ύψη, δηµιουργούνται από την ανοδική µεταφορά του αέρα ρεύµατα, από βαθιά µέσα στον πλανήτη. Οι καφετιές ζώνες καλούνται έτσι, γιατί είναι πιθανά οι καυτότερες περιοχές του πλανήτη, στις οποίες το αέριο κατεβαίνει και συµπιέζεται καθώς πέφτει πίσω στην ατµόσφαιρα του πλανήτη. Οι άνεµοι κινούνται γύρω από τον πλανήτη µε ταχύτητες κοντά στα 700 km/h όπως αναφέρεται από το διαστηµικό σκάφος του Γαλιλαίου, ένας αριθµός που εξέπληξε πολλούς πλανητικούς παρατηρητές, δεδοµένου ότι πίστευαν πως οι άνεµοι ήσαν πολύ πιο αργοί. Οι άνεµοι δεν κυκλοφορούν όπως κάνουν στη Γη, εδώ αυτά σχηµατίζουν πρότυπα κυµάτων, λόγω των διαφορών της θερµοκρασίας στους πόλους. Στον ∆ία, υπάρχει λίγη διαφορά στη θερµοκρασία µεταξύ των πόλων µε τον ισηµερινό, έτσι τα ρεύµατα σχηµατίζουν ζώνες, οι ζώνες στο βόρειο ηµισφαίριο κινούνται αντίθετα προς τη φορά των δεικτών του ρολογιού, στο νότιο ηµισφαίριο οι ζώνες κινούνται δεξιόστροφα. Η Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα, που εµφανίζεται τώρα σχεδόν άσπρη, είναι ένας τυφώνας που είναι αραγµένος εκεί για σχεδόν 300 έτη, και είναι δύο φορές το µέγεθος της Γης. Ο µανδύας του ∆ία περιλαµβάνει πολύχρωµες ζώνες λόγω των νεφών του, που κινούνται µε διαφορετική ταχύτητα η µία από την άλλη και σχηµατίζονται από αργά κινούµενα αέρια, ενώ οι άνεµοι που περνούν µέσα από τις ζώνες δηµιουργούν µια σειρά µικρών καταιγίδων µε λευκό χρωµατισµό ανάµεσα στη θάλασσα των πολύχρωµων νεφών. Τα χρώµατα αυτά οφείλονται στις χηµικές αντιδράσεις διαφόρων απειροελάχιστων ποσοτήτων χηµικών στοιχείων στην ατµόσφαιρα του ∆ία, και ιδιαίτερα χηµικές ενώσεις του θείου. Στην ατµόσφαιρά του τα διάφορα χαρακτηριστικά έχουν διαφορετικά σχήµατα και εµφανίζονται να κινούνται µε σταθερή ταχύτητα. Τα εξωτερικά αυτά στρώµατα της ατµόσφαιρας αποτελούνται από µοριακό υδρογόνο και ήλιο το οποίο είναι αέριο στα ανώτερα και υγρό στα κατώτερα επίπεδα.

40

Η ατµόσφαιρα ∆ία όπως και των άλλων τριών ∆ίιων πλανητών, περιέχει υδρογόνο περίπου 78%, ήλιο 11%, µε το υπόλοιπο 1% να αποτελείται από αµµωνία, µεθάνιο, νερό και άλλες ενώσεις όπως ο άνθρακας, το αιθάνιο, η ασετυλίνη και το υδροκυάνιο. Το πάνω µέρος της ατµόσφαιρας είναι αραιό και διαφανές ενώ στο κάτω µέρος της, υπάρχουν πυκνά νέφη µοριακού υδρογόνου, που κινούνται µε διάφορες ταχύτητες και είναι υπεύθυνα για τα φαινόµενα που παρατηρούνται στους ∆ίιους πλανήτες, πχ την ερυθρά κηλίδα του ∆ία. Στο γύρω περιβάλλον τέλος επικρατούν χιονοθύελλες αµµωνίας, ενώ πιο κάτω παρατηρούνται βίαιες ηλεκτρικές εκκενώσεις οι οποίες έχουν 3 έως 10 φορές µεγαλύτερη ένταση αυτών που συµβαίνουν στην Γη. Ο ∆ίας εκπέµπει διπλάσια ενέργεια απ' όσο δέχεται από τον ήλιο, λόγω συνεχούς συστολής του, µε αποτέλεσµα να παράγεται θερµότητα. Επίσης έχει τεράστιο µαγνητικό πεδίο, 10 φορές αυτό της Γης. Περιστρέφεται πάρα πολύ γρήγορα γύρω από τον άξονα του, περίπου σε 10 ώρες, πιο γρήγορα από όλους τους πλανήτες. Με αυτό το ρυθµό της περιστροφής, ο ∆ίας, που είναι φτιαγµένος κατά κύριο λόγο από αέριο υδρογόνο είναι πολύ πεπλατυσµένος στους πόλους. Πραγµατικά, είναι ένα αρκετά πλήρες παράδειγµα του αρχικού αστρικού νέφους που διαµόρφωσε τον ήλιό µας και τους άλλους πλανήτες, ενώ ήταν σε θέση να διατηρεί τα ελαφρύτερα στοιχεία, όπως το υδρογόνο και το ήλιο λόγω του βαρυτικού πεδίου του. ∆εν παράγει την εσωτερική θερµότητά του από την τήξη. Ο ∆ίας είναι περίπου 80 φορές µικρότερος για να συντήξει το υδρογόνο σε ήλιο. Η θερµοκρασία στον πυρήνα του ∆ία είναι πιθανά περίπου 30.000 βαθµοί Kelvin, και είναι πιθανώς στερεοποιηµένος, το επόµενο στρώµα είναι πιθανά υγρό µεταλλικό υδρογόνο, και χάρις σε αυτό το στρώµα, σκεφτόµαστε ότι ο ∆ίας είναι σε θέση να παραγάγει το τεράστιο µαγνητικό πεδίο του. Στους πόλους το έντονο µαγνητικό πεδίο παράγει µια ζώνη "Van-Allen" παρόµοιο µε της Γης, αλλά αυτό είναι αρκετά µεγάλο ώστε να µπορεί να συλλάβει τα ιδιαίτερα ενεργητικά σωµατίδια, τα οποία είναι αρκετά ισχυρά για να σκοτώσουν έναν άνθρωπο και να βλάψουν τα ηλεκτρονικά κυκλώµατα. Η βαρύτητα στα υψηλότερα στρώµατα της ατµόσφαιρας του ∆ία είναι περίπου 2,5 φορές µεγαλύτερη από της Γης. Λόγω της µεγάλης διαµέτρου και της υψηλής ταχύτητας περιστροφής, τα αέρια στην επιφάνεια του πρέπει να κινούνται εξ' ίσου γρήγορα για να περιβάλλουν τον πλανήτη. Έτσι έχουν µεγάλη ορµή, και πολλές φορές φεύγουν στο διάστηµα, ιδιαίτερα κοντά στην περιοχή του ισηµερινού. Ο ∆ίας µε την αραιή, αεριώδη δοµή του αδυνατεί να κρατήσει κάποιο από αυτό το υλικό, γεγονός που τον οδηγεί να έχει τη µορφή µιας ισιωµένης σφαίρας. Ο ∆ίας δέχθηκε για πρώτη φορά επίσκεψη από το Pioneer 10 το 1973 και αργότερα από τα Pioneer

41

11, Voyager 1, Voyager 2 και Ulysses. Το διαστηµικό σκάφος Galileo (Γαλιλαίος) είναι αυτή την περίοδο σε τροχιά γύρω από το ∆ια και θα στέλνει στοιχεία για τα επόµενα δυο έτη τουλάχιστον. Οι γνώσεις µας για το εσωτερικό του ∆ία (και των άλλων πλανητών αέριας σύστασης) είναι έµµεσες. Τα δεδοµένα από τις ατµοσφαιρικές παρατηρήσεις του Galileo αφορούν µέχρι περίπου 150 χλµ. κάτω από τα υψηλότερα ατµοσφαιρικά στρώµατα. Ο ∆ίας πιθανώς να διαθέτει ένα σχετικά µικρό πυρήνα από κάποιο βραχώδες υλικό, µεγέθους 10-15 φορές το µέγεθος της Γης. Επάνω από τον πυρήνα βρίσκεται ο κύριος όγκος του πλανήτη υπό µορφή υγρού µεταλλικού υδρογόνου. Αυτή η ασυνήθιστη µορφή ενός από τα πιο κοινά στοιχεία είναι δυνατή µόνο σε πιέσεις που υπερβαίνουν τα 4 εκατοµµύρια bars, όπως στο εσωτερικό του ∆ία (και του Κρόνου). Το υγρό µεταλλικό υδρογόνο αποτελείται από ιονισµένα πρωτόνια και ηλεκτρόνια, σαν το εσωτερικό του ήλιου αλλά σε πολύ χαµηλότερη θερµοκρασία. Στη θερµοκρασία και την πίεση του ∆ία το υδρογόνο στο εσωτερικό είναι υγρό και όχι αέριο. Είναι ηλεκτρικός αγωγός και η πηγή του µαγνητικού πεδίου του ∆ία. Αυτό το στρώµα επιπλέον ίσως περιέχει λίγο ήλιο και τα ίχνη διάφορων "πάγων". Το απώτατο στρώµα αποτελείται κυρίως από το συνηθισµένο υδρογόνο και το ήλιο που είναι υγρό στο εσωτερικό και αεριώδες προς τα έξω. Η ατµόσφαιρα που βλέπουµε στον ∆ία είναι ακριβώς η "κορυφή" αυτού του βαθιού στρώµατος. Περιέχει επίσης νερό, διοξείδιο του άνθρακα, µεθάνιο και άλλα απλά µόρια, σε µικροσκοπικές συγκεντρώσεις. Τα στοιχεία του Γαλιλαίου έδειξαν ότι υπάρχει πολύ λιγότερη συγκέντρωση νερού από το αναµενόµενο. Επίσης ασυνήθιστες ήταν οι υψηλές θερµοκρασίες και η πυκνότητα των ανώτατων στρωµάτων της ατµόσφαιρας. Ο ∆ίας, όπως όλοι οι πλανήτες αερίων, εµφανίζει άνεµους υψηλής ταχύτητας που είναι περιορισµένοι σε ευρείες ζώνες του γεωγραφικού πλάτους. Οι άνεµοι φυσούν προς αντίθετες κατευθύνσεις σε γειτονικές ζώνες. Μικρές διαφορές στη χηµική σύσταση και τη θερµοκρασία µεταξύ των ζωνών αυτών, ευθύνονται για τις χρωµατισµένες ζώνες που δεσπόζουν στην όψη του πλανήτη. Η ύπαρξη τους ήταν γνωστή εδώ και αρκετό καιρό, αλλά οι σύνθετες δίνες στα σύνορα των ζωνών φάνηκαν για πρώτη φορά από το Voyager. Στοιχεία του Galileo δείχνουν ότι οι άνεµοι έχουν ταχύτητα µεγαλύτερη των 400 µιλίων/άρα και ίσως και να εκτείνονται χιλιάδες χιλιόµετρα προς τα κάτω, στο εσωτερικό. Οι άνεµοι στον ∆ία οδηγούνται κυρίως από την εσωτερική του θερµότητα παρά από την ηλιακή επίδραση όπως συµβαίνει στη Γη. Η ατµόσφαιρα του ∆ία είναι αρκετά ταραχώδης και τα ζωηρά χρώµατα που φαίνονται στα σύννεφα είναι πιθανώς αποτέλεσµα των λεπτών χηµικών αντιδράσεων των ιχνοστοιχείων (ίσως περιλαµβάνοντας θείο, που οι ενώσεις του παίρνουν µια ευρεία ποικιλία χρωµάτων) αλλά οι λεπτοµέρειες είναι άγνωστες. Ο ∆ίας ακτινοβολεί περισσότερη ενέργεια στο διάστηµα από όση λαµβάνει από τον ήλιο, κάτι που πρόσφατα επιβεβαίωσαν οι αστρονόµοι. Έχει ένα γιγάντιο µαγνητικό πεδίο, πολύ ισχυρότερο από της Γης. Η µαγνητόσφαιρα επεκτείνεται περισσότερο από 650 εκατοµµύρια χλµ (ξεπερνώντας το ύψος της τροχιάς του Κρόνου) και δεν είναι σφαιρική, προς την κατεύθυνση του Ήλιου

42

εκτείνεται κατά µερικά εκατοµµύρια χιλιόµετρα. Τα φεγγάρια του ∆ία εποµένως βρίσκονται µέσα στη µαγνητόσφαιρα του, γεγονός που µπορεί να εξηγήσει µερικές από τις δραστηριότητες στην Iώ. Το περιβάλλον κοντά στο ∆ία περιέχει σωµατίδια υψηλής ενέργειας που παγιδεύονται από το µαγνητικό του πεδίο. Αυτή η "ακτινοβολία" είναι παρόµοια αλλά εντονότερη από εκείνη που βρίσκεται στις γήινες ζώνες Van Allen και είναι άµεσα µοιραία για έναν µη προστατευµένο άνθρωπο. Ο ατµοσφαιρικός έλεγχος του Galileo ανακάλυψε µια νέα έντονη ζώνη ακτινοβολίας µεταξύ του δαχτυλιδιού του ∆ία και των ανώτατων ατµοσφαιρικών στρωµάτων. Είναι περίπου δεκα φορές ισχυρότερη από τις ζώνες ακτινοβολίας Van Allen επίσης βρέθηκε να περιέχει υψηλής ενέργειας ιόντα ήλιου, άγνωστης προέλευσης. Εδώ εµφανίζεται το ίδιο φαινόµενο µε το γήινο σέλας. Το σέλας του ∆ία εκτείνεται σε µήκος πολλών εκατοντάδων χιλιοµέτρων, 250 χλµ. επάνω από τον πλανήτη. Η εκποµπή προκαλείται από ηλεκτρικά φορτισµένα σωµατίδια που χτυπούν µε άτοµα στο υψηλότερο στρώµα της ανώτερης ατµόσφαιρας Ο ∆ίας δέχθηκε για πρώτη φορά επίσκεψη από το Pioneer 10 το 1973 και αργότερα από τα Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 και Ulysses. Το διαστηµικό σκάφος Galileo (Γαλιλαίος) είναι αυτή την περίοδο σε τροχιά γύρω από το ∆ια και θα στέλνει στοιχεία για τα επόµενα δυο έτη τουλάχιστον. Και τέλος κάτι ενδιαφέρον, αν έχετε ραδιόφωνο µε µικροκύµατα, και µια µακριά κεραία, µπορείτε να ακούσετε τις θύελλες στο ∆ία µεταξύ 18 - 28 MHz.

43

Σύγκριση της Γης µε τον ∆ια

∆ορυφόροι του ∆ία Ο ∆ίας έχει περισσότερους από 60 γνωστούς δορυφόρους, οι κυριότεροι από αυτούς είναι οι λεγόµενοι γαλιλαϊκοί δορυφόροι που ανακαλύφθηκαν από τον Γαλιλαίο όταν παρατήρησε τον ουρανό µε το τηλεσκόπιό του, το 1610. Έτσι αποδείχθηκε για πρώτη φορά ότι η Γη δεν είναι το κέντρο του Σύµπαντος, όπως πιστευόταν έως τότε, αφού υπήρχαν τέσσερα, έστω µικρά, ουράνια σώµατα που περιφέρονταν γύρω από τον ∆ία. Αυτό οδήγησε στην εγκαθίδρυση και αποδοχή του ηλιοκεντρικού συστήµατος που πρωτοδιατύπωσε ο Αρίσταρχος από τη Σάµο και επανέφερε ο Κοπέρνικος λίγο πριν τον Γαλιλαίο. Οι γαλιλαϊκοί δορυφόροι (που αρχικά ονοµάσθηκαν από τον Γαλιλαίο «Aστρα των Μεδίκων»), η Ιώ, µε ακτίνα 1.821 χλµ., και η Ευρώπη (ακτίνα 1.656 χλµ.), είναι τόσο µεγάλοι όσο η Σελήνη. Ο Γανυµήδης (ακτίνα 2.624 χλµ.) και η Καλλιστώ (ακτίνα 2.403 χλµ.) είναι µεγαλύτεροι από τον πλανήτη Ερµή. Η Αµάλθεια είναι λίγο µικρότερη, έχει ακανόνιστο σχήµα (131 χλµ. x 73 χλµ. x 67 χλµ.). Άλλοι, µικρότεροι δορυφόροι (µε διαστάσεις από 5 έως 85 χλµ.), είναι η Μήτις, η Θήβη, η Αδράστεια, η Λήδα, η Ιµαλίς, η Λυσιθέα, η Ηλάρα (ή Ελάρα), η Ανάγκη, η Πασιφάη, η Κάρµη και η Σινώπη. Η Ευρώπη, η Iώ και ο Γανυµήδης έχουν µεταλλικούς πυρήνες, όπως η Γη, και αραιές ατµόσφαιρες. Ο Γανυµήδης είναι ένα άριστο εργαστήριο τεκτονικής για τους γεωλόγους, µε µαγνητικό πεδίο. Οι δορυφόροι του ∆ία ανήκουν σε τρεις κατηγορίες, όλοι µε περίπου κοινά επίπεδα τροχιάς γύρω από τον µεγάλο πλανήτη: • Η πρώτη οµάδα είναι οι κοντινοί δορυφόροι, στους οποίους ανήκουν οι τέσσερις µεγάλοι γαλιλαϊκοί και πολλοί ακόµη µικρότεροι αλλά και βράχια µικρά και µεγάλα, έχουν τροχιές που συµπίπτουν µε τον ισηµερινό του ∆ία, αλλά και το επίπεδο τροχιάς του γύρω από τον Ήλιο. • Στη δεύτερη οµάδα ανήκουν η Μήτις, η Θήβη και η Αδράστεια, που βρίσκονται στα όρια του ασθενούς δακτυλίου του ∆ία, και δρουν µε τη βαρύτητά τους σαν «τσοπανόσκυλα» που φυλάνε τα µικρά βράχια και τις πέτρες που αποτελούν τον δακτύλιο του ∆ία. • Τέλος, η τρίτη οµάδα περιλαµβάνει την Ανάγκη, την Κάρµη, την Πασιφάη και τη Σινώπη που έχουν ανάδροµη κίνηση γύρω από τον ∆ία (κινούνται ανάποδα απ' ό,τι ο Ήλιος γύρω από τον εαυτό του, ή οι πλανήτες γύρω από τον Ήλιο, ή οι περισσότεροι πλανήτες γύρω από τον άξονά τους αλλά και οι δορυφόροι τους γύρω από τους πλανήτες και γύρω από τον άξονά τους).

Οι σπουδαιότεροι δορυφόροι

44

Γανυµήδης Είναι ο µεγαλύτερος δορυφόρος στο Ηλιακό µας Σύστηµα, µεγαλύτερος ακόµη και από τους πλανήτες Ερµή και Πλούτωνα, και ο πιο φωτεινός δορυφόρος του ∆ία. Κρουστικοί δακτύλιοι από παλαιότερες συγκρούσεις σηµαδεύουν τον παγωµένο φλοιό του, ενώ φωτεινές δέσµες πάγου ξεχύνονται ακτινωτά από τις πιο πρόσφατες συγκρούσεις. Σε άλλα σηµεία πάλι διάφοροι κύκλοι και κορυφές κυµάτων διασχίζουν το έδαφος εδώ κι εκεί. Ο Γανυµήδης και η Καλλιστώ, έχουν πυκνότητες µόλις διπλάσιες από το νερό και αποτελούνται από πάγο και πετρώµατα.

Καλλιστώ Η επιφάνειά της αποτελείται από πάγο ή πιο σωστά από ένα αδιαχώρητο µείγµα πετρωµάτων και πάγων. Υπολογίζεται µάλιστα ότι τουλάχιστο το 50% της µάζας της είναι νερό

Ιώ Η Ιώ είναι οπωσδήποτε ο πιο πολύχρωµος δορυφόρος του Ηλιακού µας Συστήµατος αλλά επιπλέον είναι και ο πιο βίαιος. Η Ιώ είναι ένας πολύ περίεργος δορυφόρος. Επειδή ζεσταίνεται πολύ από τις παλιρροϊκές δυνάµεις που εξασκούν επάνω της οι άλλοι δορυφόροι και ο ∆ίας, έχει πολλά ενεργά ηφαίστεια, γύρω στα 300, που εκτοξεύουν µε τεράστια ταχύτητα θειάφι και άλλα υλικά που γεµίζουν και την εσωτερική µαγνητόσφαιρα του ∆ία. Έτσι, από όλους τους πλανήτες και τους δορυφόρους του Ηλιακού Συστήµατος µόνο η Γη, η Ιώ και η Αφροδίτη διαθέτουν ενεργά ηφαίστεια. Γεωλογικά,

είναι πιο δραστήρια και από τη Γη ακόµη, επειδή βρίσκεται αιχµαλωτισµένη σε µια βαρυτική παγίδα ανάµεσα στο ∆ία, που την τραβάει από τη µια µεριά, και τους γειτονικούς της δορυφόρους Ευρώπη και Γανυµήδη, που την τραβούν από την άλλη και από διαφορετικές συνεχώς γωνίες. Μέσα σ' αυτές τις παλιρροιακές δυνάµεις η επιφάνεια του εδάφους της Ιούς ανεβοκατεβαίνει συνεχώς. Οι παλίρροιες θερµαίνουν το εσωτερικό της λιώνοντας τους βράχους, που µαζί µε θειούχα αέρια ξεπετάγονται στην επιφάνεια µε βίαιες ηφαιστειακές εκρήξεις. Τα πυρακτωµένα υλικά από την έκρηξη ενός ηφαιστείου πετάγονται σε ύψος 300 περίπου χιλιοµέτρων, ενώ καπναγωγοί διοξειδίου του θείου απελευθερώνονται από το εσωτερικό και ανερχόµενοι παγώνουν και πέφτουν πάλι στο έδαφος σαν όµορφο χρωµατιστό χιόνι, (µε µια απαίσια όµως µυρωδιά), που καλύπτει την Ιώ µε ρυθµό 10 εκατοστών το χρόνο.

Ευρώπη Σε αντίθεση προς την ταραχώδη όψη του ∆ία, η Ευρώπη παρουσιάζει µια παγωµένη ηρεµία. Μια ουσιαστικά λεία επιφάνεια που της δίνει έτσι µια λαµπερή όψη. Μοιάζει µε ραγισµένη µπάλα µπιλιάρδου και έχει συγκεχυµένα χαρακτηριστικά. Σε αντίθεση µε την Καλλιστώ και τον Γανυµήδη η Ευρώπη παρουσιάζει µια σχεδόν

45

ολοκληρωτική απουσία κρατήρων. Αυτό προδίδει µια νεαρή και ενεργή επιφάνεια πράγµα που σηµαίνει ότι η επιφάνεια της Ευρώπης συνεχώς αλλάζει. Κανένα χαρακτηριστικό της δεν είναι ψηλότερο από µερικές εκατοντάδες µέτρα γιατί οποιαδήποτε ανωµαλία κι αν δηµιουργηθεί στην επιφάνειά της εξαφανίζεται µέσα σε µερικές χιλιάδες χρόνια. Η επιφάνειά αυτή είναι στην πραγµατικότητα ένας ωκεανός πάγου. Πρόκειται για έναν καταπληκτικά επίπεδο σχετικά κόσµο, και οι σκοτεινές γραµµές που διακρίνονται δεν είναι ούτε βουνά ούτε προεξοχές αλλά ρωγµές στην παγωµένη επιφάνεια που οφείλονται σε παλιρροιακές δυνάµεις και πτώσεις µετεωριτών. Οι ενδείξεις από τον "Γαλιλαίο" που µελέτησε την Ευρώπη στο χρονικό διάστηµα 1995-2003 µας πληροφορούν ότι κάτω από έναν λεπτό παγωµένο φλοιό πάχους 5 χιλιοµέτρων υπάρχουν ωκεανοί νερού σε υγρή ή λασπώδη µορφή, µε βάθος 50 χιλιοµέτρων. Επίσης, η Ευρώπη έχει ένα αδύναµο µαγνητικό πεδίο, η ισχύς του οποίου ποικίλλει περιοδικά καθώς η Ευρώπη διέρχεται µέσα από το ισχυρό µαγνητικό πεδίο του ∆ία. Ορισµένοι επιστήµονες πιστεύουν ότι το φαινόµενο αυτό οφείλει την ύπαρξή του στην παρουσία ενός µεγάλου ωκεανού µε αλµυρό νερό κάτω από την επιφάνεια του πλανήτη. Επιπλέον, σύµφωνα µε ορισµένες φασµατογραφικές ενδείξεις, οι ερυθρωπές ραβδώσεις που διατρέχουν την επιφάνεια της Ευρώπης ίσως να είναι πλούσιες σε άλατα, όπως µαγνήσιο και θειικό άλας που έµειναν εκεί εξαιτίας του νερού που ανάβλυσε από το εσωτερικό και εξατµίστηκε. Αστρονόµοι του Πανεπιστηµίου της Αριζόνα παρατήρησαν το φθινόπωρο του 1999, έναν ακόµη αστεροειδή διαµέτρου 4.5 χιλιοµέτρων, ο οποίος ονοµάστηκε 1999Χ18. Πρόσφατα όµως, όταν οι αστρονόµοι Β. Marsden, T. Spahr και G. Williams, υπολόγισαν την τροχιά του αστεροειδούς βρήκαν πως ο αστεροειδής περιφέρεται γύρω από τον γιγάντιο πλανήτη ∆ία µε περίοδο δύο γήινα έτη και σε απόσταση 22.5 εκατοµµυρίων χιλιοµέτρων. Αυτό το γεγονός δείχνει ότι πρόκειται για αστεροειδή ο οποίος συνελήφθη από την βαρύτητα του ∆ία, µε συνέπεια να µετατραπεί σε δορυφόρο του. Η κωδική ονοµασία του δορυφόρου είναι S/1999J1, ανεβάζοντας τον αριθµό τους σε δέκα επτά.

∆ιάµετρος (km) 142800

Μάζα (kg) 1,9x10 27

Αποστ. από Ηλιο (A.U) 5,203

Θερµοκρασία (C) -150

∆ορυφόροι

16 - Οι 4 µεγαλύτεροι είναι οι Γανυµήδης, Ιώ, Ευρώπη, Καλλιστώ. Ο Γανυµήδης αν και δορυφόρος είναι µεγαλύτερος ακόµα και από τους πλανήτες Ερµή και Πλούτωνα. Οι υπόλοιποι δορυφόροι είναι οι: Αδράστεια, Μήτις, Αµάλθεια, Θίβη, Λήδα, Ιµαλία, Λυσιθέα, Ιλάειρα, Ανάγκη, Κάρµη, Πασιφάη,

46

Σινώπη.

Οι µεγαλύτεροι δορυφόροι του ∆ια Γανυµήδης, Καλλιστώ, Ιώ και Ευρώπη Κρόνος

Ο Κρόνος (9,5 AU) είναι λίγο πιο µικρός (και πολύ πιο ελαφρύς) απ' τον ∆ία και του

µοιάζει σε αρκετά χαρακτηριστικά. Αποτελείται και αυτός κυρίως από αέρια -µε

λιγότερο υδρογόνο και περισσότερη αµµωνία όµως- έχει και αυτός πολλούς

δορυφόρους και είναι γνωστός για τους ∆ακτυλίους του. Ο ∆ίας µαζί µε τον Κρόνο

αποτελούν το 93% της µάζας όλων των πλανητών. Είναι ίσως ο πιο εντυπωσιακός απ'

τους πλανήτες αλλά κι ο ελαφρύτερος, µε µέση πυκνότητα µικρότερη απ' αυτή

του νερού. Ο δορυφόρος του Τιτάνας, που είναι µεγαλύτερος απ' τους

πλανήτες Ερµή και Πλούτωνα, έχει ατµόσφαιρα από άζωτο και υδρογονάνθρακες

και, αν και είναι πολύ ψυχρός, πιθανολογείται ότι µπορεί να φιλοξενεί ζωή. Το

σύστηµα του Κρόνου θα µελετηθεί τα επόµενα χρόνια απ' τη

διαστηµοσυσκευή Κασσίνι - Χόιχενς, που βρίσκεται εκεί από το καλοκαίρι του 2004.

Μέχρι σήµερα, έχουν επιβεβαιωθεί οι τροχιές 62 δορυφόρων του πλανήτη, από τους

οποίους οι 22 έχουν λάβει κάποιο όνοµα.

Ο Κρόνος είναι ο έκτος πλανήτης από τον ήλιο και ο δεύτερος µεγαλύτερος πλανήτης στο ηλιακό σύστηµα, είναι δε ορατός µε γυµνό µάτι σαν ένα αστέρι. Όµως το πιο εντυπωσιακό είναι όταν τον παρατηρεί κανείς µε ένα τηλεσκόπιο. Τότε φαίνεται να

47

είναι, σίγουρα, ο πιο όµορφος από τους πλανήτες του ηλιακού µας συστήµατος. Αυτό που ξεχωρίζει είναι το σύστηµα των χιλιάδων δακτυλίων του, από σκόνη και πέτρες που στριφογυρίζουν συνεχώς γύρω του. Έχει µια διαπλάτυνση που είναι η µεγαλύτερη στο ηλιακό σύστηµα, πιθανώς λόγω της ελαφρύτερης σύνθεσής του και του υψηλού ποσοστού της αξονικής περιστροφής του (µια φορά κάθε 10,5 ώρες). Ακόµα και µε ένα µικρό τηλεσκόπιο µπορεί κανείς να παρατηρήσει τους δακτυλίους του, ένα από τα πιο ωραία θεάµατα της ερασιτεχνικής αστρονοµίας. Με µεγαλύτερο τηλεσκόπιο µπορεί κανείς να δει και το χώρισµα Κασσίνι που χωρίζει τους δακτυλίους. Ο δορυφόρος του Τιτάνας είναι ορατός µε κιάλια ενώ µε τηλεσκόπιο είναι ορατοί και άλλοι δορυφόροι. Ο Κρόνος εκπέµπει περισσότερη ενέργεια απ' όσο δέχεται από τον ήλιο, λόγω συνεχούς διαστολής, µε αποτέλεσµα να παράγεται θερµότητα. Και ο Κρόνος, όπως και ο ∆ίας, είναι ένας αέριος γίγαντας που αποτελείται κυρίως από υδρογόνο (75%) αναµιγµένο µε ήλιο (24%), και ίχνη νερού, µεθανίου και αµµωνίας που σχηµατίζουν µια βαριά δηλητηριώδη ατµόσφαιρα. Η πυκνότητα του 0.69 είναι η µικρότερη από όλους τους πλανήτες, και για τον όγκο του είναι τόσο ελαφρύς ώστε αν τον ρίχναµε σ' έναν τεράστιο ωκεανό θα µπορούσε να επιπλεύσει. Αν και ο Κρόνος δεν είναι τόσο όµορφα χρωµατισµένος όσο ο ∆ίας, συναντήσαµε και εδώ καταιγίδες και ατµοσφαιρικές αναταραχές που κινούνται στα ψηλότερα στρώµατα των νεφών. Οι άνεµοι κινούνται γύρω από τον πλανήτη µε µεγάλες ταχύτητες που φτάνουν στον ισηµερινό τα 1.800 χιλιόµετρα την ώρα δηµιουργώντας στο διάβα τους ρεύµατα και κύµατα συµπίεσης που σχηµατίζουν αιθέριους κύκλους και συστροφές. Το 1990 µάλιστα το διαστηµικό τηλεσκόπιο Χάµπλ είχε διακρίνει µια µεγάλη καταιγίδα µε την µορφή ενός τεράστιου άσπρου νέφους. Όπως και στον ∆ία έτσι και στον Κρόνο υπάρχουν ζώνες νεφών παράλληλες µε τον ισηµερινό, οι οποίες όµως είναι αρκετά δυσδιάκριτες αλλά και αρκετά πλατιές στον ισηµερινό. Ορισµένες µάλιστα από τις ζώνες αυτές έχουν µικρότερη θερµοκρασία από άλλες που είναι πιο φωτεινές. Τα νέφη αυτά, που αποτελούνται από παγοκρυστάλλους αµµωνίας και νερού, µπορεί να διατηρούν τα γενικά τους χαρακτηριστικά αλλά οι λεπτοµέρειες τους αλλάζουν µε την πάροδο του χρόνου λόγω της βίαιης κίνησής τους. Χωρίς αµφιβολία, το επικρατέστερο χαρακτηριστικό των φωτογραφιών που πήραµε από εκεί ήταν το καταπληκτικό σύστηµα των δακτυλίων του. Συνολικά, θα πρέπει να υπάρχουν δέκα χιλιάδες δακτύλιοι που περικυκλώνουν τον πλανήτη, όπως οι ραβδώσεις ενός δίσκου γραµµοφώνου. Υπάρχουν κυκλικοί δακτύλιοι, διεστραµµένοι δακτύλιοι, ογκώδεις δακτύλιοι, και δακτύλιοι-πλεξούδες, οι οποίοι περιλαµβάνουν µόρια σκόνης, αµέτρητα κοµµάτια πάγου και βράχους µε µέγεθος λεωφορείων. Αρχίζουν από την κορυφή σχεδόν των νεφών του Κρόνου και εκτείνονται µέχρι την απόσταση των 274.000 χιλιοµέτρων, ενώ το πάχος τους δεν ξεπερνάει το ένα χιλιόµετρο. Συγκριτικά είναι σαν να είχαµε µια πίτα µε διάµετρο 1.400 µέτρων και πάχος πέντε χιλιοστών.

48

Φυσικά δεν έχει ακόµη διευκρινισθεί ο τρόπος µε τον οποίο δηµιουργήθηκαν τα δαχτυλίδια αυτά. Ίσως, όταν σχηµατίστηκε ο Κρόνος, να άφησε κοντά του αχρησιµοποίητα υλικά που δεν κατόρθωσαν να συµπτυχθούν σε κάποιον δορυφόρο. Ίσως πάλι, ένας από τους δορυφόρους του Κρόνου να πλησίασε πάρα πολύ κοντά στον πλανήτη, οπότε η βαρυτική του δύναµη τον διέσπασε σχηµατίζοντας το σύστηµα των δακτυλίων του. Είναι επίσης πιθανόν το σύστηµα των δακτυλίων να "ανανεώνεται" από την διάλυση κάποιων δορυφόρων του Κρόνου, ενώ σε µερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια δεν πρόκειται να υφίστανται καθόλου αφού τα σώµατα που τους αποτελούν έλκονται σιγά σιγά προς την επιφάνεια του Κρόνου όπου και θα καταστραφούν. Το 2004, θα έχουµε την καλύτερη άποψη για τον Κρόνο, όταν θα φτάσει στον πλανήτη το διαστηµόπλοιο Cassini. Πέρα από τα επιστηµονικά όργανα για µετρήσεις που αφορούν τον πλανήτη και το περιβάλλον του, το Cassini µεταφέρει και τη διαστηµική συσκευή Χόιχενς (Huygens), που θα κατέβει στον Τιτάνα. Ο µεγάλος δορυφόρος του Κρόνου (µε µιάµιση φορά τη διάµετρο της Σελήνης) κολυµπάει σε µια πυκνή ατµόσφαιρα από άζωτο, άνθρακα και υδρογόνο - ένα οργανικό εργαστήριο που κρύβει ίσως απαντήσεις σχετικά µε τη δηµιουργία της ζωής. Ο µεγαλύτερος από τους δορυφόρους του Κρόνου, έχει τουλάχιστον 21 δορυφόρους, είναι ο Τιτάνας ο οποίος είναι ο δεύτερος µεγαλύτερος δορυφόρος του ηλιακού µας συστήµατος και είναι µεγαλύτερος ακόµα και από τον Ερµή. Από τα νέφη του Τιτάνα, πρέπει να πέφτει στο έδαφος µια συνεχή ροή βροχής και χιονιού από υδρογονάνθρακες, σχηµατίζοντας τεράστιες παράξενες λίµνες και θάλασσες υγρού µεθανίου, µέσα στις οποίες επιπλέουν γιγάντια παγόβουνα µεθανίου. Σύµφωνα µε τις πληροφορίες που µετέδωσε το διαστηµικό σκάφος Cassini το εξωτικό πορτοκαλί φεγγάρι του Κρόνου, ο Τιτάνας, διαθέτει εκατοντάδες φορές περισσότερους υδρογονάνθρακες από ό,τι όλα τα αποθέµατα πετρελαίου και φυσικού αερίου της Γης. Στον µεγαλύτερο δορυφόρο του Κρόνου, µόνιµα παγωµένου στους -179 βαθµούς Κελσίου, µεθάνιο και αιθάνιο πέφτουν ως βροχή και σχηµατίζουν λίµνες και θάλασσες. Εκατοντάδες τέτοιοι σχηµατισµοί έχουν εντοπιστεί στο 20% της επιφάνειας του δορυφόρου που έχει χαρτογραφηθεί ως τώρα µε το ραντάρ του Cassini. Αν και θα είναι δύσκολο για τις πετρελαϊκές εταιρείες να διανύσουν τα 1,2 δισ. χιλιόµετρα που χωρίζουν τον Κρόνο από τη Γη, η έρευνα ίσως δώσει νέα στοιχεία για τη νεαρή Γη και την εµφάνιση των πρώτων µορφών ζωής.

∆ιάµετρος (km) 120660

Μάζα (kg) 5,29x10 26

Αποστ. από Ήλιο (A.U) 9,539

Θερµοκρασία (C) -180

∆ορυφόροι

Εχει 21 δορυφόρους (πιο πολλούς από οποιοδήποτε άλλον πλανήτη) διαφόρων µεγεθών. Οι υπόλοιποι

49

δορυφόροι είναι οι εξής: Ατλας, Επιµηθέας, Ιανός, Μίµας, Εγκέλαδος, Τηθύς, Τελεστώ, Καλυψώ, ∆ιώνη, ∆ιώνη Β, Ρέα, Υπερίωνας, Ιαπετός, Φοίβη, 1980 S26, 1980 S27.

Μάζα (σε σχέση Γη) : 95,2

Ογκος (σε σχέση µε τη Γη) : 744

Πυκνότητα (σε σχέση µε το νερό) :

0.7

Albedio : 0,47

Ταχύτητα διαφυγής 32,26

Βαρύτητα (σε σχέση µε τη Γη) :

1,07

O Ουρανός O Ουρανός είναι ο έβδοµος σε απόσταση απο τον Ήλιο πλανήτης του Ηλιακού Συστήµατος. ∆εν είναι εύκολα ορατός µε γυµνό µάτι από τη γη καθώς έχει αρκετά µικρό φαινόµενο µέγεθος. Για το λόγο αυτό ήταν άγνωστος στους αρχαίους λαούς και αναπτύχθηκε µόνο όταν κατασκευάστηκαν τηλεσκόπια ικανά να τον εντοπίσουν. ο τρίτος µεγαλύτερος και ο τέταρτος σε όγκο πλανήτης του Ηλιακού Συστήµατος. Το όνοµα προέρχεται από την αρχαία ελληνική θεότητα του ουρανού, ο οποίος ήταν πατέρας του Κρόνου και παππούς του ∆ία. ∆εν είναι εύκολα ορατός µε γυµνό µάτι από τη Γη, όπως οι άλλοι πλανήτες, καθώς έχει φαινόµενο µέγεθος +5,5 - +6,0, και αυτό σε συνδυασµό µε την αργή κίνησή του δεν αναγνωρίστηκε στους αρχαίους χρόνους ως πλανήτης. Ο Ουίλιαµ Χέρσελ ανακοίνωσε την ανακάλυψή του τις 13 Μαρτίου 1781, επεκτείνοντας για πρώτη φορά στην ιστορία τα όρια του ηλιακού συστήµατος. Ο Ουρανός ήταν ο πρώτος πλανήτης που ανακαλύφθηκε µε τηλεσκόπιο. Ο Τζον Φλάµστηντ υποστηρίζεται ότι τον παρατήρησε πρώτος, όµως νόµισε ότι παρατηρούσε κάποιον κοµήτη. Την ίδια αρχική εντύπωση είχε και ο Χέρσελ, όταν ξεκίνησε τις παρατηρήσεις του ουράνιου αυτού σώµατος. Τον Ουρανό µπορεί κανείς να τον δει µε καλά κιάλια. Με µικρό οπτικό τηλεσκόπιο είναι εύκολα ορατός, αλλά χωρίς να είναι δυνατόν να διακρίνει κανείς λεπτοµέρειες πάνω στον δίσκο του. Ο Ουρανός είναι ένας µεγάλος πλανήτης, ένας από τους τέσσερις γίγαντες αερίων του ηλιακού µας συστήµατος. Λόγω της µεγάλης απόστασης του από τη Γη, είναι µόλις ορατός µε γυµνό µάτι. Το 1977 ανακαλύφθηκε ότι ο Ουρανός έχει ένα σύστηµα από δακτυλίους και ο Βόγιατζερ, κατά τη διάρκεια της προσέγγισης του πλανήτη τον Ιανουάριο του 1986 µελέτησε τη δοµή των δακτυλίων αυτών και ανακάλυψε δέκα ακόµη δορυφόρους του, αυξάνοντας τον αριθµό τους στους δεκαπέντε. Όλοι οι

50

δακτύλιοι και οι δορυφόροι βρίσκονται σχεδόν στο ίδιο επίπεδο, το επίπεδο του Ισηµερινού του πλανήτη. Έχει έναν πετρώδη πυρήνα, στο µέγεθος της Γης, που καλύπτεται από έναν βαθύ ωκεανό νερού και αµµωνίας, ο οποίος περιβάλλεται από µια ατµόσφαιρα που αποτελείται από υδρογόνο, ήλιο και µεθάνιο. Το χαρακτηριστικό που ξεχωρίζει τον Ουρανό από όλους τους άλλους πλανήτες του ηλιακού συστήµατος είναι ότι ο άξονας περιστροφής γύρω από τον εαυτό του βρίσκεται σχεδόν πάνω στην εκλειπτική, το επίπεδο δηλαδή πάνω το οποίο βρίσκεται η τροχιά του γύρω από τον Ήλιο. Έτσι, καθώς ο Ουρανός περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο και τον εαυτό του, µοιάζει να κυλάει πάνω στην τροχιά του καθώς οι δορυφόροι και οι δακτύλιοί του περιστρέφονται κάθετα στον ισηµερινό του πλανήτη, το όλο σύστηµα µοιάζει σαν ένας στόχος. Το αποτέλεσµα στο «ηµερολόγιο» του Ουρανού είναι ότι κάθε πόλος έχει πολύ µεγάλη περίοδο νύκτας και ηµέρας που είναι 21 γήινα έτη. Το χαρακτηριστικό αυτό του Ουρανού έχει επιτώσεις και στη µαγνητόσφαιρά του, που µοιάζει µε τιρµπουσόν που συστρέφεται στην πλευρά του πλανήτη που είναι στραµµένη µακριά από τον Ήλιο. Αυτή η απόκλιση από τα όσα ισχύουν για τους υπόλοιπους πλανήτες δεν έχει εξηγηθεί µέχρι σήµερα. Είναι πιθανό να είναι το αποτέλεσµα κάποιου συµβάντος πρόσκρουσης στο µακρινό παρελθόν του πλανήτη.

Ο Ουρανός απέχει κατα µέσο όρο 2.870 εκατοµµύρια χιλιόµετρα από τον Ήλιο. Η τροχιά της περιφοράς του Ουρανού γύρω από τον Ήλιο είναι ελλειπτική, µε εκκεντρότητα 4,61%. Η περίοδος περιφοράς του είναι 84,01 γήινα έτη. Η περίοδος περιστροφής γύρω από τον άξονά του είναι 17,9 ώρες. Η ελάχιστη απόστασή του από τη γη είναι 2,57 δισεκατοµµύρια χιλιόµετρα.Είναι ένας γίγαντας αερίων, δηλαδή πλανήτης που αποτελείται κυρίως από αέρια. Στο κέντρο του υπάρχει ένας µικρός βραχώδης πυρήνας, που περιβάλλεται από ένα µίγµα νερού και αµµωνίας σε µεγάλη πίεση και θερµοκρασία. Η ατµόσφαιρά του αποτελείται από υδρογόνοήλιο και κατώτερους υδρογονάνθρακες. Ποσότητες µεθανίου που βρίσκονται στο άνω µέρος της ατµόσφαιρας του πλανήτη απορροφούν το κόκκινο φως δίνοντάς του έτσι το χαρακτηριστικό του ανοικτό γαλαζοπράσινο χρώµα.

Οι γνωστοί δορυφόροι του ουρανού είναι 27.Οι πρώτοι τέσσερις δορυφόροι ανακαλύφθηκαν τον 18ο και 19ο αιώνα από τους αστρονόµους Ουίλιαµ Χέρσελ και

51

Ουίλιαµ Λάσελ. Ένας ακόµα ανακαλύφθηκε από τον Γκέραρντ Κάιπερ το 1948. Άλλοι δέκα δορυφόροι ανακαλύφθηκαν µε τη διέλευση του Βόγιατζερ 2 το 1986. Από τότε συνεχώς ανακαλύπτονται νέοι δορυφόροι αυτού του πλανήτη από παρατηρητήρια στη Γη. Οι δορυφόροι του Ουρανού παίρνουν τα ονόµατά τους από ήρωες των θεατρικών έργων του Σαίξπηρ. Αρκετοί από τους δορυφόρους του Ουρανού παρουσιάζουν ιδιοµορφίες που τους κάνουν εξαιρετικά ενδιαφέροντες για τους ειδικούς επιστήµονες, όπως η Μιράντα, που µοιάζει να έχει διαλυθεί από κάποιο συµβάν πρόσκρουσης και τα κοµµάτια της να επανασυγκολλήθηκαν. Τα περισσότερα φεγγάρια του Ουρανού είναι µαύρα, λόγω της διάσπασης των υλικών που βρίσκονται στην επιφάνειά τους από την ακτινοβολία.

Τα ονόµατα των δορυφόρων του Ουρανού είναι: Άριελ, Ουµβριήλ, Τιτάνια, Όµπερον, Μιράντα, Κορδήλια, Οφηλία, Μπιάνκα, Χρυσηίδα, ∆εισδαιµόνα, Ιουλιέτα, Πόρσια, Ροζαλίντα, Μπελίντα, Πακ, Κάλιµπαν, Σύκοραξ, Πρόσπερο, Σέτεβος, Στεφάνο, Τρινκούλο, Φρανσίσκο, Μαργαρίτα, Φερδινάνδος, Περδίτα, Μάµπ και Κιούπιντ.Επίσεις ο Ουρανός έχει ένα πολύπλοκο σύστηµα δακτυλίων, σε αποστάσεις από 38.000 έως 51.000 km από το κέντρο του.

Ο πλανήτης Ουρανός και οι δορυφόροι του αριστερά τον Νοέµβριο του 2002 και δεξιά τον Άυγουστο του 2007

ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ

Αν και δεν υπάρχει σαφώς καθορισµένη στερεή επιφάνεια στον Ουρανό, το ακραίο τµήµα του αέριου περιβλήµατος του Ουρανού που είναι προσβάσιµο µε τηλεανίχνευση ονοµάζεται ατµόσφαιρα. Αυτή η ικανότητα επεκτείνεται σε απόσταση περίπου 300 χιλιόµετρα εντός του πλανήτη από το επίπεδο του ενός bar (100 kPa ), και έχει πίεση γύρω στα 100 bar (10 MPa) και θερµοκρασίες της τάξης των 320 K.Το αδύναµο στέµµα της ατµόσφαιρας επεκτείνει εντυπωσιακά σε απόσταση µεγαλύτερη από δύο πλανητικές ακτίνες από την ονοµαστική επιφάνεια σε πίεση 1 bar. Η ουράνια ατµόσφαιρα µπορεί να διαιρεθεί σε τρία στρώµατα: την τροπόσφαιρα, ανάµεσα ύψη των -300 και 50 χλµ και πιέσεων 100 - 0,1 bar (10 MPa έως 10 kPa), τη στρατόσφαιρα, που εκτείνονται σε υψόµετρο µεταξύ 50 και 4000 χιλιοµέτρων και

52

πιέσεις µεταξύ 0,1 και 10-10 bar (10 kPa έως 10 µΡa), καθώς και τη θερµόσφαιρα ή στέµµα που εκτείνεται σε απόσταση από 4.000 χιλιόµετρα µέχρι σε τόσο µεγάλη όσο 50.000 χιλιοµέτρα από την επιφάνεια.∆εν υπάρχει µεσόσφαιρα.

Ο πλανήτης Ουρανός

Ανακάλυψη

Ανακαλύφθηκε από Ουίλιαµ Χέρσελ

Ανακαλύφθηκε στις 13 Μαρτίου 1781

Χαρακτηριστικά τροχιάς

Αφήλιο 3.004.419.704 km

(20,08330526 AU)

Περιήλιο 2.748.938.461 km

(18,37551863 AU)

Ηµιάξονας τροχιάς 2.876.679.082 km

(19,22941195 AU)

Εκκεντρότητα 0,044405586

Περίοδος περιφοράς 30.799,095 ηµέρες

(84,323326 χρόνια)

Συνοδική Περίοδος 369,66 ηµέρες

Μέση Ταχύτητα Τροχιάς 6,81 km/s

53

Κλίση 0,772556° ως προς την Εκλειπτική

6,48° ως προς τον Ηλιακό ισηµερινό

Μήκος του ανερχόµενου σηµείου 73,989821°

Όρισµα του περιηλίου 96,541318°

∆ορυφόροι 27

Φυσικά Χαρακτηριστικά

Ισηµερινή Ακτίνα 25.559 ± 4 km

(4,007 γήινες)

Πολική Ακτίνα 24.973 ± 20 km

(3,929 γήινες)

Πεπλάτυνση 0,0229 ± 0,0008

Επιφάνεια 8,1156 ×109 km2

(15,91 γήινες)

Όγκος 6,833 ×1013 km3

(63,086 γήινες)

Μάζα (8,6810 ± 0,0013) ×1025 kg

(14,536 γήινες)

Μέση πυκνότητα 1,27 g/cm3

Επιφανειακή Βαρύτητα στον Ισηµερινό 8,69 m/s2

Ταχύτητα ∆ιαφυγής 21,3 km/s

Αστρονοµική περίοδος περιστροφής -0,71833 ηµέρες

(17 h 14 min 24 s)

Ταχύτητα περιστροφής στον Ισηµερινό 2,59 km/s

9.320 km/h

Κλίση άξονα 97,77°

Ορθή αναφορά

του βόρειου πόλου 17 h 9 min 15 s

54

Απόκλιση -15,175°

Λευκαύγεια 0,300

Φαινόµενο µέγεθος 5,9 ως 5,32

Θερµοκρασία

ελάχ. µέση µεγ.

76 K

Χαρακτηριστικά ατµόσφαιρας

Υδρογόνο 83 ± 3%

Ήλιο 15 ± 3%

Μεθάνιο 2,3%

ΖΩ∆ΙΑΚΟ ΦΩΣ

Το λεγόµενο ζωδιακό φως κατατάσσεται στα ουράνια φαινόµενα. Κατά τους µήνες Ιανουάριο µέχρι Απρίλιο κατ΄ έτος, µετά τη λήξη του λυκόφωτος γίνεται ορατό στον δυτικό πάντα ορίζοντα ένα υπόλευκο και διάχυτο, πολύ ζωηρό φως σε µορφή τριγωνικής στήλης που εκτείνεται κατά µήκος της εκλειπτικής. Το ύψος του φωτός αυτού στην Ελλάδα φαίνεται να περιορίζεται στις 50°. Ανάλογο τέτοιο φως παρατηρείται και στον ανατολικό ορίζοντα, προ του λυκαυγούς, κατά τους µήνες Οκτώβριο και Νοέµβριο. Και στις δύο αυτές περιπτώσεις αυτό το φως ονοµάζεται ζωδιακό φως. Το ζωδιακό φως προέρχεται από την ανάκλαση του ηλιακού φωτός υπό σωµατιδίων που ως αραιός κονιορτός (σκόνη) βρίσκονται διαχυµένα στο χώρο µεταξύ των πλανητών και κυρίως από τον Ήλιο µέχρι τον Άρη. Από το σχήµα που παίρνει το ζωδιακό φως συνάγεται ότι το «κονιορτώδες» αυτό νέφος είναι φακοειδές και ότι το επίπεδο της τροχιάς της Γης είναι το επίπεδο συµµετρίας του.

ΑΝΤΙΖΩ∆ΙΑΚΟ ΦΩΣ

Το αντιζωδιακό φως (διεθνώς Gegenschein, από τον γερµανικό όρο) στην Αστρονοµία είναι ένα αµυδρό διάχυτο φως που αυξάνει ελαφρώς την επιφανειακή λαµπρότητα του νυκτερινού ουρανού κατά την κατεύθυνση αντίθετα από τον Ήλιο. Το αντιζωδιακό, όπως και το ζωδιακό φως, είναι λαµπρότερο κοντά στο επίπεδο της Εκλειπτικής και προέρχεται από παρόµοια αιτία. Ανακαλυφθηκε το 1854 από τον ∆ανό αστρονόµο Τέοντορ Μπρόρσεν. Ονοµάζεται επίσης ανθηλιακό φως, από την κατεύθυνση προς την οποία παρατηρείται.

55

Το αντιζωδιακό φως δεν είναι τόσο έντονο όσο το ζωδιακό. Στην πραγµατικότητα, είναι τόσο αµυδρό, ώστε είναι αδύνατη η παρατήρησή του αν υπάρχει σεληνόφως ή φώτα πόλεων,ή εάν συγχέεται µε τον Γαλαξία. Εµφανίζεται ως µία ωοειδής περιοχή λιγότερο «µαύρη» από τον νυκτερινό ουρανό, µε πλάτος λίγες µοίρες και µήκος 10° ως 15° κατά µήκος της εκλειπτικής. Παρόµοια µε το ζωδιακό φως, το αντιζωδιακό είναι στην πραγµατικότητα ηλιακό φως που ανακλάται από τα σωµατίδια της διαπλανητικής σκόνης, εξωτερικά από την τροχιά της Γης. Τα σωµατίδια αυτά δεν είναι τόσο πολλά σε µεγαλύτερες ηλιοκεντρικές αποστάσεις, ούτε το φως του Ήλιου είναι στην περιοχή τους τόσο έντονο, και για τους λόγους αυτούς το αντιζωδιακό φως δεν είναι τόσο έντονο όσο το ζωδιακό. Ωστόσο, ενισχύεται επειδή 1) ο κάθε κόκκος σκόνης δείχνει τη φωτισµένη πλευρά του προς τη Γη και 2) η οπισθοσκέδαση του φωτός οδηγεί σε ενισχυτική συµβολή του.

Ποσειδώνας Ο Ποσειδώνας δεν είναι ορατός µε γυµνό µάτι. Φαίνεται σαν ένα αστέρι µε κιάλια και σαν ένας µικρός µπλε δίσκος µε τηλεσκόπιο, όπως και ο Ουρανός λόγω της ατµόσφαιρας του. Επειδή η τροχιά του Πλούτωνα έχει µεγάλη εκκεντρότητα, αυτή τέµνει την τροχιά του Ποσειδώνα γι αυτό και ο Ποσειδώνας για µερικά χρόνια γίνεται ο πιο µακρινός πλανήτης από τον Ήλιο. Ο πλανήτης αυτός είναι ο µικρότερος από τους 4 αέριους γίγαντες του Ηλιακού µας Συστήµατος αλλά συγχρόνως και ο πιο πυκνός απ' όλους. Η ατµόσφαιρά του αποτελείται από υδρογόνο, ήλιο, νερό και µικρές ποσότητες µεθανίου και αµµωνίας. Το µεθάνιο µάλιστα απορροφά τα µήκη κύµατος του φωτός κοντά στην κόκκινη περιοχή του φάσµατος µε αποτέλεσµα να αντανακλά τα χρώµατα στην γαλάζια περιοχή, σ' αυτό άλλωστε οφείλεται και το µπλε χρώµα που παρατηρούµε. Το Voyager 2 (Ταξιδιώτης) το 1989, που ήταν η πρώτη ανθρώπινη διαστηµοσυσκευή που τον επισκέφτηκε, ανακάλυψε µια δυναµική ατµόσφαιρα που κατακλύζεται από τεράστιους κυκλώνες, αντικυκλώνες και καταιγίδες µε µεγάλες ταχύτητες αφού στον Ποσειδώνα έχουν παρατηρηθεί οι πιο ισχυροί άνεµοι του Ηλιακού µας Συστήµατος, περίπου 2.000 χιλιόµετρα την ώρα. Όπως ο ∆ίας και ο Κρόνος έτσι και ο Ποσειδώνας έχει εσωτερική πηγή θερµότητας. Συνολικά ο Ποσειδώνας εκπέµπει διπλάσια περίπου ενέργεια από αυτήν που δέχεται από τον Ήλιο. Αυτό που µάλλον συµβαίνει είναι ότι το µεθάνιο, λόγω της υψηλής πίεσης και θερµοκρασίας στα εξωτερικά στρώµατα της ατµόσφαιρας, διασπάται σε υδρογόνο και άνθρακα. Ο άνθρακας κατόπιν κρυσταλοποιείται σε καθαρά διαµάντια,

56

τα οποία πέφτουν προς το κέντρο του και καθώς καίγονται απελευθερώνουν θερµότητα που τροφοδοτεί τους κυκλώνες. Στον Ποσειδώνα παρατηρήθηκαν πέντε δακτύλιοι οι οποίοι είναι αρκετά λεπτοί και αµυδροί. Αποτελούνται από παγωµένο µεθάνιο και από σωµατίδια σκόνης που προέρχονται από θραύσµατα συγκρούσεων. Επειδή τα υλικά αυτά δεν είναι οµοιόµορφα κατανεµηµένα, µερικά τµήµατα των δακτυλίων φαίνονται πιο λαµπερά από άλλα. Εκτείνονται σε απόσταση από 40.000 χιλιόµετρα πάνω από τα σύννεφα του πλανήτη και µέχρι τα 63.000 χιλιόµετρα ενώ το πλάτος τους δεν υπερβαίνει τα 15 µε 20 χιλιόµετρα το πιο χαρακτηριστικό γνώρισµα του Ποσειδώνα είναι η Μεγάλη Σκοτεινή Κηλίδα, µε µέγεθος όση η Γη. Υπάρχουν επίσης ταινίες και ζώνες που είναι παρόµοιες µε του ∆ία και του Κρόνου. Το Voyager 2 παρατήρησε επίσης µια µικρότερη σκοτεινή κηλίδα στο νότιο ηµισφαίριο, καθώς και ένα µικρό λευκό νέφος ακανόνιστου σχήµατος που κινείται γρήγορα γύρω από τον Ποσειδώνα µέσα σε περίπου 16 ώρες και είναι γνωστό µε το όνοµα «Tο σκούτερ». Η προέλευση και ο τρόπος σχηµατισµού του παραµένει ακόµη ένα µυστήριο. Όµως, οι παρατηρήσεις µε το τηλεσκόπιο Hubble, που έγιναν το 1994, έδειξαν ότι η Μεγάλη Σκοτεινή Κηλίδα είχε εξαφανιστεί! Η µόνη πιθανή εξήγηση είναι ότι αυτή είτε είχε εκφυλιστεί είτε είχε αποκρυφτεί από άλλα χαρακτηριστικά της ατµόσφαιρας. Μερικούς µήνες αργότερα, το τηλεσκόπιο Hubble ανακάλυψε µια νέα σκοτεινή κηλίδα στο βόρειο ηµισφαίριο του Ποσειδώνα. Αυτό δείχνει ότι υπάρχουν ταχείες µεταβολές στην ατµόσφαιρά του, που πιθανότατα οφείλονται σε µικρές αλλαγές στις θερµοκρασιακές διαφορές ανάµεσα στα ανώτερα και κατώτερα στρώµατα των νεφών. Όπως ο ∆ίας, ο Κρόνος και ο Ουρανός έτσι και ο Ποσειδώνας ακτινοβολεί περισσότερη ενέργεια από ό,τι λαµβάνει από τον ήλιο. Ο Ποσειδώνας θεωρείται πως έχει έναν στερεοποιηµένο πυρήνα, ένας παγωµένο µανδύα και ολοκληρώνεται µε ένα βαθύ στρώµα υγρού υδρογόνου. Αστρονόµοι, βασισµένοι σε παρατηρήσεις πάνω στην Γη, θεωρούσαν για λίγο χρόνο, ότι ο Ποσειδώνας είχε ένα σύστηµα δαχτυλιδιών, δεδοµένου ότι παρατήρησαν εµβυθίσεις στο φως από τα αστέρια, καθώς το σύστηµα των δαχτυλιδιών περνούσε µπροστά από αστέρια. Οι φωτογραφίες του Voyager 2 έδειξαν όµως, ότι είναι ολόκληρα δαχτυλίδια που περικυκλώνουν τον πλανήτη. Το σύστηµα των δαχτυλιδιών είναι στην πραγµατικότητα πέντε δακτυλίους, τα οποία όπως στον Ουρανό είναι πολύ σκοτεινά και λεπτά. Οι δακτύλιοι αποτελούνται πιθανά κυρίως από σκόνη και πολύ λίγο πάγο. Οι δύο λαµπρότεροι εξωτερικοί δακτύλιοι έχουν ακτίνες 62.000 και 53.000 χλµ., αντίστοιχα, µε έναν αραιό δακτύλιο ανάµεσά τους. Πιο κοντά βρίσκεται ένας άλλος δακτύλιος µε πλάτος περίπου 2.000 χλµ. Ο εξωτερικός δακτύλιος παρουσιάζει ορισµένες λαµπρές συµπυκνώσεις κατανεµηµένες πάνω σε έναν πλήρη αµυδρότερο δακτύλιο. Το µαγνητικό πεδίο του Ποσειδώνα, όπως και του Ουρανού, έχει παράξενο προσανατολισµό. Ο άξονας του µαγνητικού πεδίου σχηµατίζει γωνία περίπου 50° µε

57

τον άξονα περιστροφής του πλανήτη. Ο λόγος της µεγάλης αυτής απόκλισης δεν είναι ακόµη γνωστός. Η ένταση του µαγνητικού πεδίου είναι περίπου ίση µε το 1/5 της έντασης του γήινου µαγνητικού πεδίου. Το µαγνητικό πεδίο πιθανόν να δηµιουργείται από κινήσεις αγώγιµου υλικού (πιθανόν νερού) στα µεσαία στρώµατά του. Ο Ποσειδώνας έχει πολλούς δορυφόρους: Ο µεγαλύτερος όλων, ο Τρίτων, ανακαλύφθηκε το 1846 από τον Lassell και η Νηρηίδα το 1949 από τον Kuiper. Οι επόµενοι 6: Ναϊάδα, Θάλασσα, ∆έσποινα, Γαλάτεια, Λάρισσα και Πρωτέας ανακαλύφθηκαν το 1989 από το Voyager 2. Άλλοι 4 ανακαλύφτηκαν το 2002 και 1 το 2003.

∆ιάµετρος (km) 49528

Μάζα (kg) 1,02x10 26

Αποστ. από Ηλιο (A.U) 30,06

Θερµοκρασία (C) -220

∆ορυφόροι

8 δορυφόροι µε µοναδικό, σηµαντικού µεγέθους, τον Τρίτωνα ενώ άξια αναφοράς είναι και η Νηρηίδα.

Μάζα (σε σχέση Γη) : 17,2

Όγκος (σε σχέση µε τη Γη) : 57,2

Πυκνότητα (σε σχέση µε το νερό) :

1.8

Albedio : 0,40

Ταχύτητα διαφυγής 23,90 km/s

Βαρύτητα (σε σχέση µε τη Γη) : 1,20

Πλούτωνας

58

Ο Πλούτωνας είναι ένας πλανήτης νάνος του Ηλιακού Συστήµατος. Βρίσκεται στα εξωτερικά τµήµατα του Συστήµατος και έτσι χαρακτηρίζεται από πολύ χαµηλές θερµοκρασίες.

Ανακάλυψη

Ο ιδρυτής του αστεροσκοπείου του Flagstaff της Αριζόνα Πέρσιβαλ Λόουελ (P. Lowell, 1855-1916) είχε υπολογίσει τη θέση στην οποία θα έπρεπε να βρίσκεται ο Πλούτωνας από τις παρέλξεις που ασκούσε στον πλανήτη Ποσειδώνα. Πράγµατι στις 21 Ιανουαρίου του 1930 ανακαλύφθηκε φωτογραφικά ως νέος πλανήτης από τον Αµερικανό αστρoνόµο Κλάιντ Τόµπω (Cl. Tombaugh), ο οποίος βασίστηκε εν µέρει στις µελέτες των παρέλξεων του Ουρανού και του Ποσειδώνα που πραγµατοποίησε ο Λόουελ.

Ο Πλούτωνας µαζί µε το δορυφόρο του, Χάροντα, που ανακαλύφθηκε το 1978, αποτελεί διπλό πλανήτη, ενώ το 2006 ανακαλύφθηκαν κι άλλοι δυο µικροί δορυφόροι σε τροχιά γύρω του. Τον Ιούνιο του 2006, οι δυο αυτοί δορυφόροι ονοµάστηκαν Νύχτα, από τη µυθολογική οντότητα Νύχτα, µητέρα του Πλούτωνα, και Ύδρα, από το εννιακέφαλο τέρας, φύλακα του Κάτω Κόσµου. Επειδή όµως υπάρχει ήδη αστεροειδής ονόµατι Νυξ(δηλαδή Νύχτα), αποφάσισαν να χρησιµοποιούν την λίγο διαφορετική ορθογραφία Nix (Νιξ) στα αγγλικά για το δορυφόρο του Πλούτωνα. Τέλος, τον Ιούλιο του2011, το ∆ιαστηµικό Τηλεσκόπιο Χαµπλ ανακάλυψε άλλον ένα δορυφόρο, ο οποίος έχει διάµετρο µόλις 13 µε 34 χιλιόµετρα. Είναι γνωστός ως S/2011 (134340) 1 ή Ρ4.

59

Επιφάνεια

Στην µέση απόστασή του από τον Ήλιο, 40 φορές µεγαλύτερη από εκείνη της Γης, θα δέχεται και 1.600 φορές µικρότερη ποσότητα θερµότητας και φωτός από ότι δέχεται η Γη, ενώ επί του παρόντος δέχεται 1.000 φορές µικρότερη. Πρόσφατα, η µέση θερµοκρασία του στην επιφάνειά του, εκτιµήθηκε στους 43 °K (−230 °C), δηλαδή 10°C χαµηλότερα από όσο πιστευόταν παλαιότερα, ενώ η ελάχιστη φτάνει στους 33 °K (−240 °C). Ο Πλούτωνας πιθανόν αποτελείται από πετρώµατα και πάγο, καθώς η µέση του πυκνότητα είναι σηµαντικά µικρότερη από αυτή της Γης και ισούται µε 2,03 g/cm3.

Μετά από πρόσφατες φωτογραφίες του διαστηµικού τηλεσκόπιου Hubble, ο Πλούτωνας εµφανίζεται κατά τουλάχιστον 20% πιο κόκκινος από το παρελθόν. Σύµφωνα µε τους επιστήµονες, αυτό οφείλεται στο γεγονός πως εισέρχεται σε µία νέα φάση στην περιφορά του γύρω από τον Ήλιο, κάτι που κάνει τους πάγους από άζωτο στην επιφάνειά του να µεταβάλλονται, δίνοντας ένα πιο έντονο κόκκινο χρώµα στον πλανήτη-νάνο.

Ο Πλούτωνας είναι τόσο µακριά, ώστε οι µακρές ηµέρες του φωτίζονται µόνο µε λυκόφως, όπως δείχνει αυτή η καλλιτεχνική αναπαράσταση µε υπολογιστή. Ακόµα και τώρα, που βρίσκεται σχετικά πιο κοντά, ο Ήλιος φαίνεται 1.000 φορές πιο αµυδρός από όσο στη Γη. Στην ίδια αναπαράσταση, διακρίνεται η «σαν παγωµένη οµίχλη» ατµόσφαιρά του, όγκοι παγωµένου µεθανίου στην επιφάνειά του, καθώς και ο Χάροντας.

Συγκεκριµένα, η επιφάνειά του καλύπτεται από ένα στρώµα παγωµένου αζώτου και ίχνη µεθανίου, το οποίο όταν ο Πλούτωνας είναι πιο κοντά στον Ήλιο εξαχνώνεται, σχηµατίζοντας έτσι µία αραιή ατµόσφαιρα γύρω από τον πλανήτη. Λόγω της έκκεντρης τροχιάς του Πλούτωνα, όταν αποµακρύνεται από τον Ήλιο, η ατµόσφαιρά του σταδιακά παγώνει και πέφτει στην επιφάνειά του σαν χιόνι.

Ατµόσφαιρα

60

Στην παρούσα φάση, ο Πλούτωνας έχει όντως µία εξαιρετικά αραιή ατµόσφαιρα, µε εµφάνιση πιθανώς σαν παγωµένη οµίχλη και µε επιφανειακή ατµοσφαιρική πίεση 0,3 pascal, µόλις το 1/350.000 της γήινης. Αποτελείται από άζωτο, µεθάνιο και µονοξείδιο του άνθρακα, τα οποία προέρχονται από την εξάχνωση µέρους του παγωµένου στρώµατος που καλύπτει τον πλανήτη.

Σύγχρονη θεώρηση

Η ανακάλυψη, τα τελευταία χρόνια, σωµάτων µε µέγεθος ίσο ή και µεγαλύτερο του Πλούτωνα στη Ζώνη του Kuiper γέννησε αµφιβολίες για το κατά πόσον ο Πλούτωνας θα έπρεπε πλέον να θεωρείται πλανήτης. Το 2006, η ∆ιεθνής Αστρονοµική Ένωση αποφάσισε να µη θεωρείται πλανήτης ο Πλούτωνας, αλλά µάλλον πλανήτης νάνος. Τον Ιούνιο του 2008 η ίδια Ένωση εισήγαγε τον όρο πλουτωνίδες για να περιγράψει τον Πλούτωνα και όλα τα υπόλοιπα σφαιρικά ουράνια σώµατα που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο, πέρα από την τροχιά του Ποσειδώνα (µετά ποσειδώνια αντικείµενα) και είναι πολύ µικρά για να χαρακτηριστούν πλανήτες, αλλά αρκετά µεγάλα ώστε η βαρύτητα να τους έχει δώσει σφαιρικό σχήµα.

Εξερεύνηση

Ο Πλούτωνας είναι το τελευταίο από τα βασικά σώµατα του ηλιακού συστήµατος που δεν έχει εξερευνηθεί. Το Βόγιατζερ 1 θα µπορούσε θεωρητικά να τον εξερευνήσει, όµως µετά την προσπέλαση του δορυφόρου Τρίτωνα του πλανήτη Ποσειδώνα µπήκε σε τροχιά που το οδήγησε πάνω από την εκλειπτική.

Κατά τη δεκαετία του 1990, προτάθηκε η αποστολή της διαστηµοσυσκευής Pluto-Kuiper Express, που τελικά δεν χρηµατοδοτήθηκε. Μετά από πιέσεις πολιτικών και επιστηµόνων, καθώς σε µερικές δεκαετίες ο Πλούτωνας δεν θα είναι εύκολα προσπελάσιµος, διότι λόγω διαρκώς αυξάνουσας απόστασης η ατµόσφαιρά του θα έχει παγώσει και πέσει στην επιφάνειά του σαν χιόνι (οπότε για 200 χρόνια δεν θα µπορεί να µελετηθεί), εγκρίθηκε η αποστολή της διαστηµοσυσκευής New Horizons, (Νέοι Ορίζοντες), που εκτοξεύτηκε στις αρχές του 2006 και θα φτάσει στο σύστηµα του Πλούτωνα το 2015.

61

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

Παλιρροϊκές δυνάµεις:

Οι Παλιρροϊκές δυνάµεις είναι δυνάµεις βαρυτικής φύσεως που αναπτύσσονται πάνω σε ένα σώµα το οποίο βρίσκεται µέσα σε ένα ονοµοιογενές βαρυτικό πεδίο και εποµένως πάνω στο σώµα ασκούνται µη σταθερές δυνάµεις κατά µήκος του, αφού προφανώς, όπως γνωρίζουµε από τον κλασσικό νόµο της παγκόσµιας έλξης του Newton στο κοντυνότερο σηµείο αυτού του σώµατος στο σώµα που δηµιουργεί το βαρυτικό πεδίο δέχεται µεγαλύτερη δύναµη από ό,τι το σηµείο που βρίσκεται πιο µακριά. Βάσει των παλιρροϊκών δυνάµεων ερµηνεύεται το φαινόµενο της πληµµυρίδας και της άµπωτης, η δηµιουργία των δακτυλίων του Κρόνου, προβλέπεται η αποµάκρυνση της Σελήνης από τη Γη και άλλα.

Πληµµυρίδα και Άµπωτις, Περιγραφή και Ερµηνεία του Φαινοµένου:

Λόγω των παλιρροϊκών δυνάµεων, ολόκληρη η Γη αλλάζει σχήµα. Και µιλώντας για ολόκληρη τη Γη εννοούµε την ατµόσφαιρά της, τους ωκεανούς, το έδαφος (αφού είναι ένα παραµορφώσιµο στερεό), το υπέδαφος κ.λ.π. Η αλλαγή αυτή του σχήµατος της Γης συµβαίνει διότι το νερό που βρίσκεται κοντά στη Σελήνη έλκεται

62

περισσότερο, οπότε και το νερό ανυψώνεται ενώ στο αντιδιαµετρικό σηµείο η ελκτική δύναµη είναι ασθενέστερη, οπότε και το νερό ανυψώνεται επίσης. Λόγω δε και της περιστροφής της Γης γύρω από τον Ήλιο και της περιστροφής της Σελήνης γύρω από τη Γη αυτή η αλλαγή του σχήµατος είναι περιοδική. Εύκολα παρατηρήσιµη είναι η αλλαγή του σχήµατος των ωκεανών της Γης που παρατηρείται ως αύξηση και µείωση της στάθµης της θάλασσας σε µερικά σηµεία της Γης κατά πολλά µέτρα και κατά περιοδικό τρόπο. Αυτό το φαινόµενο είναι γνωστό ως Πληµµυρίδα-Άµπωτις και υποδηλώνει της άυξηση και αντίστοιχα τη µείωση της στάθµης της θάλασσας. Ο χρόνος που κάνει η Σελήνη να ξαναβρεθεί πάνω από το ίδιο σηµείο της Γης είναι περίπου 24h 50min. Οι 24h οφείλονται στην περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της και τα 50min στην περιστροφή της Σελήνης γύρω από τη Γη. Επειδή είτε η Σελήνη βρίσκεται πάνω από έναν τόπο είναι πάνω από τον τόπο που είναι αντιδιαµετρικά της Γης, αυτός ο τόπος δέχεται την ίδια δύναµη, η περίοδος της αλλαγής του σχήµατος της Γης και συνεπώς η περίοδος της Πληµµυρίδας ή της Άµπωτης είναι η µισή της της προαναφερθείσας περιόδου της Σελήνης και είναι δηλαδή περίπου 12h 25min. Φυσικά σε αυτές έχει επίδραση και ο Ήλιος, αλλά όπως είπαµε µε κατά περίπου 2.2 φορές µικρότερες δυνάµεις και περίοδο σχεδόν 24h 4min όσο χρόνο δηλαδή χρειάζεται ο Ήλιος µέχρι να ξαναβρεθεί πάνω από το ίδιο σηµείο της Γης τα 4min οφείλονται όπως και πριν στην περιφορά της Γης γύρω από τον

Ήλιο.

Ενέργεια Πληµµυρίδας και την Αµπώτιδος:

Η τριβή από την κίνηση των θαλασσών µε τον βυθό λόγω των παλιρροϊκών δυνάµεων καταναλώνει ένα πολύ µεγάλο ποσό ενέργειας το οποίο υπολογίζεται να έχει ισχύ περίπου 5000. Πάνω σε αυτό µπορούµε να κάνουµε δύο παρατηρήσεις: Η ενέργεια των παλιρροϊκών δυνάµεων είναι εκµεταλλεύσιµη δεδοµένου ότι ένας τυπικός σταθµός παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας παράγει ισχύ της τάξεως του 1. Η ενέργεια από την τριβή µετατρέπεται αρχικά σε θερµότητα και µετά διαφεύγει στο διάστηµα, πράγµα που σηµαίνει ότι µειώνεται η ενέργεια του συστήµατος Γης-Σελήνης. Αυτό προκαλεί την µείωση της διάρκειας της ηµέρας της Γης και αποµάκρυνση της Σελήνης από τη Γη. Κάτι παρόµοιο συµβαίνει και για το σύστηµα

Γη-Ήλιος.

Παλίρροια:

Παλίρροια, και στη κοινή ναυτική γλώσσα µαρέα, ονοµάζεται το φυσικό φαινόµενο της περιοδικής ανόδου και καθόδου της στάθµης του νερού µίας µεγάλης λίµνης και κυρίως των θαλασσών. Η άνοδος της στάθµης ονοµάζεται πληµµυρίδα, ενώ η κάθοδος ονοµάζεται άµπωτη. Από κοινού, πληµµυρίδα και άµπωτη αποτελούν το φαινόµενο της παλίρροιας. Το φαινόµενο αυτό που επαναλαµβάνεται δύο φορές το

63

24ώρο οφείλεται στη βαρυτική έλξη της Σελήνης αλλά και του Ήλιου πάνω στη Γη, καθώς και στη περιστροφή των ουρανίων σωµάτων αυτών. 24 ώρες και 50,5 λεπτά µεσολαβούν και µεταξύ δύο "διαβάσεων" της Σελήνης πάνω από ένα τόπο, δηλαδή δύο "άνω µεσουρανήσεων" όπως λέγονται. Έτσι η µία πληµµυρίδα συµβαίνει στην άνω µεσουράνηση της Σελήνης σ΄ ένα τόπο και η άλλη στη κάτω µεσουράνηση κάτω από τον ίδιο τόπο συµπληρώνοντας 12 ώρες και 25 λεπτά από τη πρώτη. Εξ άλλου και οι δύο αµπώτιδες συµβαίνουν όταν η Σελήνη βρίσκεται στην ανατολή και έπειτα (µετά από 12ώρες και 25λεπτά) στη δύση. Εξ αυτού προκύπτει και η σχέση της Σελήνης και του φαινοµένου. Επειδή επιπλέον το ύψος της στάθµης εξαρτάται όχι µόνο από την απόσταση Γης - Σελήνης αλλά και Γης - Ηλίου προκύπτει ότι και ο Ήλιος έχει σχέση µε την παλίρροια. Επίσης διαπιστώνεται ότι το ύψος των υδάτων εξαρτάται από τις φάσεις της Σελήνης, δηλαδή από τη θέση της ως προς τον Ήλιο. Και αυτό διότι κατά τις συζυγίες, δηλαδή κατά τη σύνοδο (νέα σελήνη) και κατά την αντίθεση (πανσέληνος) παρατηρείται η υψηλότερη στάθµη, ενώ κατά τους τετραγωνισµούς σηµειώνεται η χαµηλότερη. Στην Ελλάδα έντονο φαινόµενο παλίρροιας είναι αυτό στον πορθµό του Ευρίπου στην Χαλκίδα, καλούµενο και Παλίρροια του Ευρίπου. Οι µετρήσεις του εύρους και χρόνου των φαινοµένων της

παλίρροιας γίνονται µε ειδικά όργανα τα παλιρροιόµετρα και παλιρροιογράφους.

Ορισµοί:

Η φάση της παλίρροιας όπου τα νερά παρουσιάζουν το µεγαλύτερο "ηµερήσιο" ύψος λέγεται πλήµµη. Το αντίθετο, η φάση όπου τα νερά παρουσιάζουν το µικρότερο "ηµερήσιο" ύψος λέγεται ρηχία. Η υψοµετρική διαφορά µεταξύ πλήµµης και ρηχίας ονοµάζεται εύρος παλίρροιας. Αυτό µπορεί να µεταβάλλεται κατά τόπους µέχρι και 10 µ.

Ερµηνεία φαινοµένου:

Όπως έχει αποδειχθεί η έλξη της Σελήνης επί του υγρού στοιχείου της Γης είναι κατά 2,2 φορές µεγαλύτερη της έλξης που ασκεί σ΄ αυτό ο Ήλιος. Βάσει λοιπόν αυτού του δεδοµένου ας υποτεθεί ότι όλη η επιφάνεια της Γης καλύπτεται από ύδατα. Τότε υπό την επίδραση της έλξης της Σελήνης τα ύδατα των θαλασσών θα συσσωρεύονται περισσότερο προς το µέρος που θα είναι η Σελήνη, αλλά και επιπλέον όπως διδάσκει η Μηχανική των ρευστών και στο εκ διαµέτρου αντίθετο σηµείο της Γης ίδια συσσώρευση θα παρατηρείται. Έτσι η συσσώρευση αυτή θα έδινε στη Γη µια µορφή ελλειψοειδούς. Αν ακόµα υποτεθεί πως προς το µέρος της Σελήνης βρίσκεται και ο Ήλιος, τότε η συνδυασµένη έλξη Σελήνης και Ηλίου θα καταστήσει το ελλειψοειδές περισσότερο πεπλατυσµένο όπως αυτό ακριβώς συµβαίνει στις συζυγίες. Ενώ

64

αντίθετα στους τετραγωνισµούς, όπου Σελήνη, Γη και Ήλιος σχηµατίζουν ορθή γωνία, η έλξη του Ηλίου θα εξουδετερώσει µέρος της έλξης της Σελήνης µε συνέπεια το ελλειψοειδές σχήµα της Γης να τονίζεται λιγότερο, στραµµένο πάντα προς τη Σελήνη. Αυτό αποτελεί και την λεγόµενη "στατική θεωρία της παλίρροιας" όπου στις παλίρροιες συζυγιών οι έλξεις Σελήνης και Ηλίου προστίθενται, ενώ στις παλίρροιες τετραγωνισµών οι έλεξεις αυτές αναιρούνται. Λόγω όµως και της περιστροφής της Γης στον άξονά της, αυτή στρέφει προς τη Σελήνη διαφορετικά κάθε φορά µέρη της επιφάνειάς της. Συνεπώς και το ελλειψοειδές σχήµα της θ΄ αλλάζει συνεχώς τη θέση των δύο υδάτινων εξογκωµάτων, δηλαδή των πληµµυρίδων όπως και των µεταξύ αυτών αµπώτιδων.Επειδή όµως η περιστροφή της Γης γίνεται από ∆ύση προς Ανατολή σε 24 ώρες, η µετατόπιση των υδάτινων εξογκωµάτων θα γίνεται ναι µεν στον ίδιο χρόνο αλλά από Ανατολή προς ∆ύση. Και αυτό διότι τα ύδατα κινούνται προς τα πίσω, δηλαδή τα µέρη που άφησε µεσουρανώντας η Σελήνη, καθώς η Γη περιστρέφεται. Έτσι πολύ απλά στη πραγµατικότητα ένα πελώριο κύµα κινείται συνεχώς στη στάθµη των ωκεανών σε αντίθετη διεύθυνση της περιστροφής της Γης, και πάντα προς το µέρος που βρίσκεται η Σελήνη. Φυσικά οι ήπειροι εµποδίζουν το κύµα αυτό αλλάζοντάς του συνεχώς την κανονική του πορεία , καθώς επίσης και την ώρα της πληµµυρίδας και της αµπώτιδας, κατά τόπους ανάλογα και µε την µορφολογία και διάταξη των ακτών στις οποίες και παρατηρείται έντονα το φαινόµενο. Έχει υπολογισθεί πως η συνεχής κίνηση των υδάτων στην επιφάνεια της Γης, που συµβαίνει αντίθετα της περιφοράς της ελαττώνει πολύ – πολύ αργά και σταθερά τη ταχύτητα περιστροφής της. Έτσι υπολογίζεται πως ο χρόνος περιστροφής της Γης λόγω του συνεχούς αυτού φαινοµένου, αυξάνεται περίπου κατά δύο δευτερόλεπτα ανά 100.000 έτη.

Συνιστώσες παλίρροιας:

Η γενεσιουργός δύναµη των παλιρροιών είναι η βαρυτική δύναµη που προκαλεί Ήλιος και η Σελήνη. Η δυνάµεις αυτές λέγονται παλιρροϊκές δυνάµεις. Ο µεν Ήλιος λόγω της µεγάλης του µάζας η δε Σελήνη λόγω της µικρής σχετικά απόστασης από τη Γη, έστω κι αν συγκρινόµενη η διάµετρος της Γης µε την απόσταση αυτή κρίνεται πολύ µικρή. Η έλξη που ασκείται απ΄ αυτά τα σώµατα στη Γη (στο κέντρο της) και σε κάποιο σηµείο της επιφάνειάς της είναι διαφορετική, έτσι η γενεσιουργός αυτή δύναµη είναι αντιστρόφως ανάλογη µε τον κύβο της απόστασης από τον Ήλιο και τη Σελήνη. Ωστόσο η επίδραση της απόστασης είναι σηµαντική, αν ληφθεί υπόψη ότι η δράση του Ηλίου φθάνει στο ήµισυ εκείνης της Σελήνης. Συνδυαζόµενες οι δράσεις των δύο αυτών ουρανίων σωµάτων συγκροτούν µια "ηλιοσεληνιακή δύναµη" µεγέθους του δεκάκις εκατοµµυριοστού της επιτάχυνσης της βαρύτητας. Η

65

κατακόρυφη συνιστώσα της δύναµης αυτής αλλάζει ελάχιστα την ένταση της βαρύτητας, ενώ η οριζόντια συνιστώσα µεταβάλλει την διεύθυνσή της κατά µια γωνία της τάξης µεγέθους του εκατοστού του δευτερολέπτου της µοίρας Οι νευτώνειες αρχές της βαρύτητας επέτρεψαν τον ποσοτικό προσδιορισµό της γενεσιουργού αυτής δύναµης της παλίρροιας πάνω στη µάζα των ωκεανών. Προς καλύτερη αντίληψη του µηχανισµού της δράσης αυτής θεωρείται ότι κάθε περιοδική συνιστώσα της δύναµης προκαλεί µερική παλίρροια κατά την ίδια περίοδο και γίνεται αποδεκτό ότι η συνολική παλίρροια είναι η συµβολή όλων των επιµέρους παλιρροιών που ονοµάζονται συνιστώσες παλίρροιας ή κύµατα παλίρροιας. Το σύνολο των ηµιηµερήσιων αυτών κυµάτων συγκροτούν την "ηµιηµερήσια παλίρροια" που παρουσιάζει και τις δύο πληµµυρίδες και δύο αµπώτιδες, σε κάθε περιστροφή της Σελήνης γύρω από την Γη, . Οι κύριες συνιστώσες των ηµιηµερησίων κυµάτων αποτελούν ένα µέσο ηλιακό και ένα µέσο σεληνιακό κύµα που προκαλούνται από την (υποθετική) κίνηση της Σελήνης και του Ήλιου γύρω από τη Γη, στο επίπεδο του Ισηµερινού. Ένα άλλο επίσης σεληνιακό κύµα δηµιουργείται λόγω της απόστασης Γης - Σελήνης. Έτσι τα χαρακτηριστικά της ηµιηµερήσιας παλίρροιας καθορίζονται σχεδόν σε όλα τα σηµεία της υδρόσφαιρας από το µέσο σεληνιακό ηµιηµερήσιο κύµα που είναι και η σηµαντικότερη συνιστώσα. Κατά την "πανσέληνο" και την "νέα σελήνη" το µέσο ηλιακό κύµα βρίσκεται σε φάση µε το µέσο σεληνιακό κύµα προκαλώντας τις µεγάλες παλίρροιες ή παλίρροιες συζυγιών. Αντίθετα στο "τέταρτο" της Σελήνης τα αποτελέσµατα των κυµάτων αυτών αλληλοαναιρούνται προκαλώντας τις λεγόµενες "µικρές παλίρροιες" ή "παλίρροιες τετραγωνισµών".

Παλιρροιακή δίνη: Παλιρροιακή δίνη ονοµάζεται η δίνη που δηµιουργείται από τη συνάντηση δύο παλιρροιακών ρευµάτων συνήθως σε αµφίγειο π.χ. µεταξύ νήσων διαφορετικού µεγέθους και σχετικά µικρής µεταξύ τους απόστασης, ή µεταξύ νήσου και της, σε µικρή απόσταση, έναντι ηπειρωτικής ακτής. Οι παλιρροιακές δίνες λέγονται κοινώς και ρουφήχτρες. Το φαινόµενο αυτό είναι λίαν επικίνδυνο και περιλαµβάνεται στους φυσικούς κινδύνους.

Φορά περιστροφής:

Οι δηµιουργούµενες αυτές δίνες στο βόρειο ηµισφαίριο συνήθως είναι δεξιόστροφες και στο νότιο ηµισφαίριο αριστερόστροφες, χωρίς αυτό να είναι και απόλυτο επηρεαζόµενες και από άλλους παράγοντες όπως ο υφιστάµενος κυµατισµός, η διαµόρφωση της ακτής κ.λπ.

66

Χαρακτηριστικές δίνες:

Η µεγαλύτερη γνωστή ρουφήχτρα είναι η Μοσκστράουµεν (Moskstraumen - γνωστή στο κοινό ως το "Μάελστροµ") στα ανοιχτά των νήσων Λοφούτεν της Νορβηγίας, µε ταχύτητα 40 χιλιόµετρα / ώρα, ενώ οι αµέσως ισχυρότερες φθάνουν σε ταχύτητες 20 έως 25 χιλιοµέτρων / ώρα. Άλλες σηµαντικές δίνες που παρατηρούνται στον κόσµο είναι: η λεγόµενη δίνη της "βραχονησογέφυρας της Σεν" και οι δίνες της Β∆. Σκωτίας στις νήσους Σκάρµπα και Γιούρα των Εβρίδων που οι Σκώτοι ναυτικοί χαρακτηρίζουν "χύτρες αφρίζουσες". Σχετικά ασθενέστερη είναι η λεγόµενη "δίνη Μπλανσάρ", βόρεια του Κοταντέν στη Μάγχη, όπου η ταχύτητα των ρευµάτων κατά τις συζυγίες των παλιρροιών φθάνει τους 8 κόµβους Οι ισχυρές δίνες έχουν σκοτώσει αρκετούς απρόσεκτους ναυτικούς, όµως η δύναµή τους τείνει να µεγαλοποιείται από την φαντασία.

∆ίνες στην Ελλάδα:

Στην Ελλάδα εκτός από τις παλιρροιακές δίνες στη Παλίρροια του Ευρίπου, στη Χαλκίδα ιδιαίτερα στην αλλαγή της φοράς του παλιρροιακού ρεύµατος, δεν παρατηρούνται αξιόλογες τέτοιες δίνες. Υφίστανται όµως περιορισµένου µεγέθους που παρατηρούνται στις Κυκλάδες καθώς και µεταξύ των νήσων του ανατολικού και νοτιοανατολικού Αιγαίου και των έναντι ακτών της Τουρκίας. Το 1985 η Λιµενική Αρχή του Γυθείου επεσήµανε δίνη πολύ πλησίον και ανατολικά από το Ακρωτήριο Ταίναρο, (στο Λακωνικό Κόλπο) που όµως δεν προέρχεται από παλιρροιακά ρεύµατα, αλλά από την εκεί συνάντηση των θαλασσίων ρευµάτων του Αιγαίου και του Ιονίου Πελάγους. Η δίνη αυτή δεν είναι έντονα ορατή πλην όµως ακυβέρνητη λέµβος στο σηµείο εκείνο αρχίζει να περιστρέφεται. Το δε σηµείο (γεωγραφικό στίγµα) της δίνης του Ταινάρου δεν είναι σταθερό, µεταβαλλόµενο κατά διεύθυνση Βορρά - Νότου µέχρι 1,5 µίλι και σε απόσταση µέχρι ένα µίλι ανατολικά από την ακτή.

Παλίρροια του Ευρίπου:

67

Η Παλίρροια του Ευρίπου είναι ένα σύνθετο µοναδικό φαινόµενο οφειλόµενο στις παλλιροϊκές δυνάµεις που παρατηρείται µόνο στον Πορθµό του Ευρίπου στην Χαλκίδα, (Ελλάδα), εξ ου και η ονοµασία της.

Ο πορθµός και συγκεκριµένα ο δίαυλος του Ευρίπου είναι µία στενή λωρίδα θάλασσας πλάτους 39 m, µήκους 40 m και βάθους περίπου 8,5 m που συνδέει το Βόρειο Ευβοϊκό µε τον Νότιο Ευβοϊκό, µεταξύ Στερεάς Ελλάδας και Εύβοιας στη Χαλκίδα. Σ΄ αυτόν το χώρο παρουσιάζεται το ακόλουθο µοναδικό σύνθετο φαινόµενο, τα ύδατά του διαύλου να κινούνται συνεχώς, ενώ συγχρόνως ν΄ αλλάζουν και φορά κίνησης, κατευθυνόµενα άλλοτε προς τον Βόρειο και άλλοτε προς το Νότιο Ευβοϊκό. Η συστηµατική παρακολούθηση του εν λόγω ρεύµατος έδειξε ότι ενώ στις 22-23 ηµέρες παρουσιάζει µια κανονικότητα αλλαγής φοράς ανά 6 ώρες περίπου, όπως ακριβώς η παλίρροια, στις υπόλοιπες 6-7 ηµέρες του µήνα το ρεύµα γίνεται τόσο ακανόνιστο που µπορεί ν΄ αλλάξει φορά ακόµη και 14 φορές µέσα στο ίδιο 24ωρο! Έτσι διαπιστώθηκε ότι το κανονικό ρεύµα αντιστοιχεί στις συζυγίες, δηλαδή 11-12 ηµέρες περί τη νέα σελήνη και άλλες τόσες κατά τη πανσέληνο, ενώ το ακανόνιστο ρεύµα παρατηρείται κατά τους τετραγωνισµούς. Η εξήγηση του συγκεκριµένου φαινοµένου του ρεύµατος του Ευρίπου απασχόλησε και τους αρχαίους Έλληνες και ειδικότερα τον Αριστοτέλη και τον Ερατοσθένη καθώς και πολλούς άλλους επιστήµονες από τον προηγούµενο αιώνα και µετά. Σηµαντική συνεισφορά στη µελέτη του φαινοµένου κατέχουν οι Έλληνες ∆ηµήτριος Αιγινήτης (1926) ο Υποπλοίαρχος Ανδρέας Α. Μιαούλης, Β.Ν. (1880) και ο βρετανός Υποναύαρχος Αρθούρος Μένσελ, RN. Η έρευνα συµπληρώθηκε από µετρήσεις του Πανεπιστηµίου Αθηνών στη Γλύφα (1981-1984). Η εξήγηση που έχει δοθεί και έχει γίνει σήµερα αποδεκτή για το συγκεκριµένο χώρο είναι ότι το φυσικό παλιρροιακό κύµα στο Αιγαίο φθάνοντας στην Εύβοια ανατολικά, ένα µέρος του εισέρχεται στο Βόρειο Ευβοϊκό και ένα άλλο εισέρχεται στο Νότιο Ευβοϊκό. Λόγω όµως του διαφορετικού µήκους της διαδροµής, το µεν φυσικό παλιρροιακό κύµα που έρχεται από το Νότο φθάνει στο δίαυλο του Ευρίπου σε 1 ώρα και 15 λεπτά νωρίτερα του ερχόµενου από Βορρά. Εξ αυτού, φυσικό είναι οι νότιοι εισερχόµενοι υδάτινοι όγκοι ν΄ανεβάζουν εκεί τη στάθµη κατά 30-40 εκατοστά και να δηµιουργείται θαλάσσιο ρεύµα από Ν. προς Β. Μετά 6 ώρες, καθώς η άµπωτη διαδέχεται τη πληµµυρίδα, αντιστρέφονται οι συνθήκες και δηµιουργείται αντίθετο ρεύµα, αφού στο Β. µέρος έχουν συσσωρευθεί µεγαλύτεροι υδάτινοι όγκοι. Όταν λοιπόν συµβαίνουν συζυγίες, οπότε η ένταση της παλίρροιας είναι µεγάλη, το ρεύµα του Ευρίπου παρουσιάζεται κανονικό. Όµως στους τετραγωνισµούς, όπου το ρεύµα είναι ασθενέστερο, τόσο η διαµόρφωση των ακτών, ο βυθός, οι υφιστάµενες καιρικές συνθήκες καθώς και άλλα βαροµετρικά αίτια συντελούν ώστε το ρεύµα να παρουσιάζεται ακανόνιστο.

Παλιρροιακό κύµα:

68

Παλιρροιακό κύµα ονοµάζεται το κύµα που δηµιουργείται σε µεγάλη θαλάσσια κυρίως επιφάνεια από τις έλξεις Σελήνης και Ηλίου στην υδρόσφαιρα. Τα παλιρροιακά κύµατα διαφέρουν ουσιωδώς από τα παραγόµενα από τους ανέµους κύµατα. Στα παραγόµενα από τον άνεµο θαλάσσια κύµατα τα µόρια του ύδατος διαγράφουν κλειστές τροχιές µικρής σχετικά ακτίνας και η κίνησή τους ελαττώνεται γρήγορα από την επιφάνεια προς τον πυθµένα Αντίθετα στα παλιρροιακά κύµατα παρατηρείται µεγάλο µήκος και η κίνηση των µορίων είναι οριζόντια που εκτείνεται σχεδόν εφ΄ όλου του βάθους του υγρού. Επίσης τα παλιρροιακά χαρακτηρίζονται και από την περιοδικότητά της φοράς τους που δεν υφίσταται στα προκαλούµενα από τους ανέµους. Συνέπεια δε της περιστροφής της Γης το παλιρροιακό κύµα µετατοπίζεται στην επιφάνεια της θάλασσας πάντα κατά διεύθυνση Ανατολής - ∆ύσης. Γεγονός που θα πρέπει να µη λησµονείται ειδικά από τους πλοιάρχους και αξιωµατικούς των πλοίων που επιφορτίζονται την ασφαλή αγκυροβολία, ιδιαίτερα σε θαλάσσιες περιοχές µε έντονα παλιρροιακά φαινόµενα, ή κατά τον παράπλου ακτών προσκείµενων σε τέτοια φαινόµενα. Από τέτοιο παλιρροιακό κύµα καταστράφηκε το αµερικανικό θωρηκτό "Τέννεσσης" στις 29 Αυγούστου του 1916.∆εν θα πρέπει να συγχέεται το παλιρροιακό κύµα µε το τσουνάµι που αφενός δεν παρουσιάζει περιοδικότητα και αφετέρου η αιτία δηµιουργίας του είναι άλλη.

Παλιρροιακό ρεύµα:

Παλιρροιακό ρεύµα χαρακτηρίζεται το θαλάσσιο ρεύµα που παρατηρείται στις ακτές ως συνέπεια των παλιρροϊκών δυνάµεων που προκαλούν το φαινόµενο της παλίρροιας.

Το παλιρροιακό ρεύµα είναι ιδιαίτερα αντιληπτό σε θαλάσσια στενά και διαύλους, στην Ελλάδα µάλιστα στην Παλίρροια του Ευρίπου είναι ακόµη πιο έντονα αντιληπτό. Η δηµιουργία του εν λόγω ρεύµατος οφείλεται στις µορφολογικές ιδιαιτερότητες της περιοχής. Η ταχύτητά του φθάνει τους 8 κόµβους, κατά τις ισηµερινές συζυγίες, και τους 4,5 κόµβους στις συζυγίες των τροπών. Τα παλιρροιακά ρεύµατα µεταβάλλουν τη φορά τους ανάλογα µε τα παλιρροιακά φαινόµενα από τα οποία και προέρχονται, (δηλαδή από την Πληµµυρίδα ή την Άµπωτη).

69

ΚΟΜΗΤΕΣ

Οι Κοµήτες είναι ουράνια σώµατα που σε αντίθεση µε τους απλανείς αστέρες και τους πλανήτες παρουσιάζουν όψη νεφελώδη, ενώ η ύλη από την οποία συνίστανται επιµηκύνεται υπό µορφή µακριάς κόµης (= µακριά µαλλιά) όταν διέρχονται κοντά από τον Ήλιο. Στην αρχαία ελληνική γλώσσα κοµήτης σήµαινε εκείνος που άφηνε µακριά µαλλιά, ο «καρηκοµόων». Από αυτό ονοµάσθηκαν και τα ουράνια αυτά σώµατα που παρουσιάζουν φωτεινή ουρά και εµφανίζονται κατά µεγάλα χρονικά διαστήµατα εξ ου και η έκφραση: «Παρουσιάζεται σαν τον κοµήτη!». Έτσι στην αρχαιότητα οι «κοµήτες» ή οι «αστέρες κοµόεντες», όπως λέγονταν από τους Έλληνες, λάµβαναν, πρόσθετα, διάφορα ονόµατα - επίθετα ανάλογα της όψης τους όπως: ξιφίαι, ακοντίοι, κερατίοι, πωγωνίοι, πυθίοι, δισκοειδείς, ίππειοι, κυπάρισσοι, λαµπαδίαι κ.λπ.. Οι όψεις όµως αυτών των σωµάτων και η αιφνίδια κάθε φορά εµφάνισή τους ανάµεσα στους άλλους αστέρες, όπως και η περίεργη αποχώρησή τους ήταν επόµενο µε τις τότε γνώσεις να εξεγείρουν τους ανθρώπινους φόβους, ώστε να καταστούν, δια µέσου των αιώνων, τα πλέον δυσοίωνα σώµατα του ουράνιου θόλου, και ιδίως ως προάγγελοι θανάτου Βασιλέων, στρατηγών, εµφάνισης επιδηµιών, ή ερχοµό φυσικών καταστροφών, πληµµύρων, λοιµών, σεισµών και καταποντισµών µέχρι ακόµα και του τέλους της ανθρωπότητας. Για την πληρέστερη αντίληψη του µεγέθους και της έκτασης των προκαταλήψεων εκείνων που γεννήθηκαν, αλλά και των προβληµάτων που ενέσκηπταν κάθε φορά που εµφανίζονταν κοµήτες στον ουρανό, αξίζει να αναφερθούν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά γεγονότα, που αφορούσαν µεγάλες γεωγραφικές περιοχές: Τον Μάιο του 1456, τρία µόλις χρόνια µετά την άλωση της Κωνσταντινούπολης από τους Οθωµανούς, εµφανίσθηκε στον ουρανό ένας µεγάλος κοµήτης που ενέσπειρε τόσο µεγάλο φόβο στους παρατηρητές του, που κατέλαβε µεγάλο δέος και τους Τούρκους Οθωµανούς και τους Χριστιανούς στην Ευρώπη. Οι µεν Τούρκοι πίστευαν πως ήταν θεϊκό σηµάδι για επερχόµενη από κοινού συµφωνία επίθεσης όλων των Χριστιανών της Ευρώπης εναντίον τους. Έτσι

70

άρχισαν να τιµούν τους Χριστιανούς και να προσφέρουν πλούσια προνόµια στους πνευµατικούς τους ηγέτες. Αντίθετα οι Χριστιανοί στη ∆ύση εκλάµβαναν τη παρουσία του κοµήτη επίσης ως θεϊκό σηµάδι για επερχόµενη γενική έφοδο των Τούρκων στην Ευρώπη και τη πλήρη καταστροφή της. Τόσος υπήρξε ο φόβος και η πεποίθηση για την επερχόµενη καταστροφή, που εξαναγκάσθηκε ο Πάπας Κάλλιστος Γ' να διατάξει µε εγκύκλιό του προς όλη τη χριστιανοσύνη να κτυπούν οι καµπάνες όλων των εκκλησιών «εκάστην µεσηµβρίαν», έτσι ώστε να υπενθυµίζεται στους πιστούς ότι θα πρέπει την ώρα εκείνη να προσεύχονται στο Θεό για την αποτροπή της επαπειλούµενης καταστροφής. Από τότε παρέµεινε και το έθιµο µέχρι σήµερα να κτυπούν κάποιες καµπάνες εκάστη µεσηµβρία, ιδίως επιτοίχιων δηµοσίων ρολογιών και εργοστασίων. Εκείνος ο κοµήτης του 1456 που εµφάνιζε αριθµητική πρόοδο και το άθροισµά του ήταν ο αριθµός 7, ήταν αυτός που εµφανίσθηκε και το 1910 και που είναι σήµερα γνωστός ως Κοµήτης του Χάλλεϋ. Η νέα εµφάνιση αυτού, σε επανάληψη της µακραίωνης ιστορίας του, δεν άργησε να ενσπείρει νέο πανικό και αυτή τη φορά σε όλο το κόσµο. Έτσι κάθε υπαρκτό, στο κόσµο, κείµενο - προφητεία που αφορούσε καταστροφολογία επιστρατεύθηκε µε κυριαρχούσα θέση την Θεία Αποκάλυψη τόσο ώστε να ορισθεί ότι στις 19 Μαΐου του 1910 και µάλιστα τα ξηµερώµατα θα επέρχονταν ο Αρµαγεδδών και θα ακολουθούσε η ∆ευτέρα Παρουσία, όταν τότε ακριβώς η Γη θα πέρναγε µέσα από τη πύρινη ουρά του κοµήτη. Μία προηγουµένως νοερή απόδοση τιµής σε όλους εκείνους τους επιστήµονες - παρατηρητές αστρονόµους που µας χάρισαν τις κατά καιρούς παρατηρήσεις τους και κατέχουµε σήµερα τη γνώση των κοµητών ίσως να παρέχει τη πολυτέλεια για τυχόν µειδίαµα επί των παραπάνω λαογραφικών στοιχείων, στην εξέλιξη του πολιτισµού Οι κοµήτες είναι µικρά ακανόνιστα ουράνια σώµατα, από τα οποία άλλα περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο σε ελλειπτικές τροχιές και άλλα περνούν µια φορά κοντά απ' αυτόν και εξαφανίζονται στο διάστηµα. Οι κοµήτες που περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο ονοµάζονται περιοδικοί. Οι τροχιές τους είναι ελλειπτικές, µε περιήλιο κοντά στην τροχιά της Γης και αφήλιο πολύ µακριά στο διάστηµα, πέρα από τον Πλούτωνα. Όσο πλησιάζουν προς τον Ήλιο αρχίζουν να είναι ορατοί µε το τηλεσκόπιο. Στην αρχή εµφανίζονται ως µικρά ουράνια σώµατα. Όσο πλησιάζουν προς τον Ήλιο εξαχνώνονται, λόγω της αύξησης της θερµοκρασίας τους, και αποκτούν ένα αεριώδες περίβληµα, την κόµη. Η κόµη τις περισσότερες φορές επεκτείνεται και σχηµατίζει την ουρά του κοµήτη, που κατευθύνεται πάντοτε αντίθετα από τον Ήλιο.Η κόµη περιβάλλει τον πυρήνα των κοµητών και αποτελεί το κύριο µέρος τους. Ο πυρήνας τους, που η διάµετρος του φτάνει µέχρι και το 1/3 της διαµέτρου της Γης, αποτελείται κυρίως από αέρια, σκόνη και άλλα στερεά υλικά σε µορφή πάγου .Η κόµη τους αποτελείται από νέφη νερού, διοξείδιο του άνθρακα και διάφορα άλλα αέρια τα οποία προκύπτουν από την εξάχνωση του πυρήνα. Η ουρά τους αποτελείται συνήθως από δύο µέρη. Το ένα µέρος αποτελείται από σκόνη και το άλλο από ιόντα (πλάσµα).

Γενικά:

Οι κοµήτες είναι από τα πιο εντυπωσιακά ουράνια σώµατα, τόσο λόγω του µεγέθους τους, που µπορεί να καταλαµβάνει 30ο της ουράνιας σφαίρας, όσο και του σχήµατός

71

τους. Πρόκειται για σώµατα µε µικρή πυκνότητα και µάζα µικρότερη από το ένα δισεκατοµµυριοστό της γήινης, που περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο σε παραβολικές ή ελλειπτικές τροχιές. Οι συνηθισµένοι κοµήτες αποτελούνται από τρία µέρη: τον πυρήνα από πάγο και σκόνη, την κόµη από αέριο και σκόνη και την ουρά, που εµφανίζεται µόνο όταν ο κοµήτης προσεγγίζει τον Ήλιο. Οι πυρήνες των περισσοτέρων κοµητών θεωρούνται πως είναι “βρόµικες χιονόµπαλες” διαµέτρου περίπου ενός χιλιοµέτρου, µολονότι το ηλιακό σύστηµα περιέχει κάποιους κοµήτες µε πυρήνες που η διάµετρός τους υπερβαίνει τα δέκα χιλιόµετρα. Οι αρχαίοι Έλληνες τους αποκαλούσαν “Αστρα µε µακριά µαλλιά”, λόγω της περίφηµης ουράς τους, η οποία έχει µήκος 1 A .U. περίπου ( 150.000.000 χλµ. ) και µε διεύθυνση αντίθετη από τον Ήλιο. Η ουρά οφείλεται στην εξάτµιση και εκτόξευση υλικού από τον κοµήτη λόγω της θερµοκρασίας του Ηλίου και της πίεσης των σωµατιδίων του ηλιακού ανέµου που φτάνουν την ταχύτητα των 100-300 χλµ/δευτ. Πάντως, δεν υπάρχει κανόνας που να λεει ότι οι κοµήτες πρέπει οπωσδήποτε να έχουν ουρά. Το υλικό το οποίο σχηµατίζει τους κοµήτες, όπως πιστεύουµε σήµερα, είναι µέρος του πρωταρχικού πλανητικού νεφελώµατος, από το οποίο δηµιουργήθηκε ολόκληρο το πλανητικό µας σύστηµα. Για τον λόγο αυτόν η µελέτη της φύσης των κοµητών αποτελεί ένα ερευνητικό πεδίο µεγάλης σπουδαιότητας. Πραγµατικά, πολλαπλές διαστηµοσυσκευές από πολλές χώρες έχουν επισκεφτεί και πρόκειται να επισκεφτούν στο µέλλον κοµήτες-στόχους προσφέροντας ουσιαστικές πληροφορίες για τη χηµική σύσταση του πλανητικού µας συστήµατος. Για παράδειγµα αναφέρουµε ότι ο άνθρακας που υπάρχει στους κοµήτες δεν βρίσκεται στην απλή αεριώδη µορφή του µεθανίου ή του διοξειδίου του άνθρακα, όπως ήταν µέχρι τότε αποδεκτό, αλλά υπό µορφή συµπλοκών µορίων. Αυτό σηµαίνει ότι η µελέτη των κοµητών θα µας δώσει πολύτιµες πληροφορίες για αρχέγονες µορφές στοιχείων και µορίων µεγίστης βιολογικής σηµασίας.

Μορφή κοµητών Κάθε κοµήτης αποτελείται από τρία µέρη: • τον πυρήνα, ο οποίος είναι το λαµπρότερο τµήµα του και έχει όψη αστέρος • την κόµη, η οποία έχει νεφελώδη όψη και περιβάλλει τον πυρήνα, και • την ουρά, η οποία και αποτελεί επιµήκη προέκταση της κόµης. Ο πυρήνας και η κόµη συγκροτούν τη κεφαλή του κοµήτη. Μερικοί κοµήτες παρουσιάζουν πολλές ουρές δύο έως έξι. Κατά κανόνα οι ουρές των κοµητών στρέφονται προς το αντίθετο µέρος εκείνου που βρίσκεται, έναντι αυτών, ο Ήλιος. Μέγεθος – πλήθος Σχεδόν όλοι οι κοµήτες είναι ουράνια σώµατα τεράστιων διαστάσεων. Η κεφαλή έχει συνήθως το µέγεθος της Γης, αλλά δυνατόν να είναι µεγαλύτερο από 10 φορές. Το µήκος της ουράς µπορεί να φθάσει και τις 2 AU. Όταν οι κοµήτες φαίνονται µε γυµνό οφθαλµό, έχουν συνήθως µήκος ουράς από 10 εκατοµ. χλµ και άνω. Είναι όµως δυνατόν να υπάρξουν και κοµήτες χωρίς ουρά και µε διάµετρο του πυρήνα τους µόλις τα 100 χλµ. Παρά τον µέγιστο όγκο τους, η µάζα τους είναι πολύ µικρότερη. Κοµήτης µέτριου µεγέθους έχει συνήθως µάζα µικρότερη ακόµη και από το εκατοµµυριοστό της γήινης. Γι ΄ αυτό οι πλανήτες και οι φυσικοί δορυφόροι τους δεν διαταράσσονται

72

όταν οι κοµήτες διέρχονται πλησίον αυτών. Εκ του µεγάλου όγκου και της µικρής σχετικά µάζας τους προκύπτει ότι οι κοµήτες έχουν µικρή πυκνότητα. Έτσι, κοµήτης µεγαλύτερος της Γης κατά 125 φορές και µε µάζα π.χ. 250.000 φορές µικρότερη της γήινης, θα έχει πυκνότητα κεφαλής 9000 φορές µικρότερη της πυκνότητας του αέρα. Τη µεγάλη αυτή αραιότητα της ύλης των κοµητών µαρτυρεί και η δυνατότητα να διακρίνονται οι αστέρες τόσο πίσω από την ουρά τους όσο και πίσω από τη κόµη τους. κόµη της Βερενίκης

Οι κοµήτες είναι τόσοι πολλοί, που µπορεί να παρατηρηθούν µέσα σε ένα έτος περισσότεροι από 10 και κατά µέσο όρο 5-6 κοµήτες ετησίως. Μέχρι της ανακάλυψης του τηλεσκοπίου (1610) είχαν παρατηρηθεί 400, από τότε µε τα αστρονοµικά όργανα αυτά παρατηρήθηκαν τόσοι ώστε ο αριθµός τους να έχει ήδη υπερδιπλασιασθεί. Από το σύνολο όµως αυτών οι µεγάλοι κοµήτες αποτελούν σε ποσοστό µόλις το 2% αυτών.

Τροχιές Οι τροχιές των κοµητών διαγράφουν κατά κανόνα ή λίαν επιµήκεις ελλείψεις µε εκκεντρότητα που τείνει προς τη µονάδα (1), ή η εκκεντρότητά τους είναι µεγαλύτερη της µονάδας. Στη δεύτερη αυτή περίπτωση αν ε > 1 ή και µέχρι ε = 1 οι τροχιές δεν είναι κλειστές καµπύλες αλά ανοικτές. Και αν µεν ε = 1 τότε η τροχιά τους είναι παραβολική, αν δε ε > 1 τότε αυτή είναι υπερβολική. Όσοι κοµήτες έχουν ελλειπτική τροχιά κινούνται περί τον Ήλιο εντός ορισµένου χρόνου και γι ΄ αυτό και λέγονται περιοδικοί. Αντίθετα όταν οι τροχιές τους είναι ανοικτές (παραβολές ή υπερβολές) πλησιάζουν την ηλιακή εστία στο περιήλιό τους µόνο µία φορά (εφάπαξ) και δεν επανέρχονται σε αυτό. Γι ΄ αυτό οι κοµήτες αυτοί ονοµάζονται µη περιοδικοί. Από το σύνολο των γνωστών κοµητών το 20% περίπου είναι περιοδικοί κοµήτες. Από δε το υπόλοιπο, το 75% έχουν παραβολική τροχιά, ενώ µόλις το 5% υπερβολική τροχιά.

Μετέωρα-µετεωρίτες

Πολλές φορές τις ασέληνες και χωρίς σύννεφα νύχτες είµαστε µάρτυρες ενός φαινοµένου , κατά το οποίο ένα φωτεινό ουράνιο σώµα διατρέχει γρήγορα τον ουρανό και χάνεται µέσα σε δευτερόλεπτα. Είναι τα γνωστά <<αστέρια που πέφτουν>>. Πρόκειται για αντικείµενα µικρών διαστάσεων που περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο και που, όταν πλησιάσουν κοντά στην Γη, έλκονται από αυτή. Τότε συγκρούονται µε την ατµόσφαιρά της , υπρ8ερµαίνονται , λιώνουν και εξαερώνονται. Τα αντικείµενα αυτά ονοµάζονται µετέωρα και διαιρούνται σε δύο κατηγορίες , στους διάττοντες αστέρες , που έχουν µικρή σχετικά µάζα και λαµπρότητα , και στις βολίδες , που είναι µεγαλύτερα , εντυπωσιακότερα και πιο σπάνια φαινόµενα. Όταν αυτά είναι αρκετά µεγάλα , δεν εξαερώνονται εντελώς και φτάνουν στην Γη προκαλώντας κρατήρες. Αυτά τα αντικείµενα ονοµάζονται µετεωρίτες.

73

Τα µετέωρα εµφανίζονται είτε σποραδικά είτε µε τη µορφή βροχής , που είναι γνωστή ως βροχή µετεώρων. Η βροχή αυτή προέρχεται από ένα µετεωρικό ρεύµα το οποίο περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο και δηµιουργείται από την αποσύνθεση κάποιου κοµήτη. Οι βροχές αυτές παίρνουν το όνοµα του αστερισµού ο οποίος βρίσκεται στην περιοχή του ουρανού στην οποία εκδηλώνεται. Έτσι έχουµε τους Περσείδες , τους Ωριονίδες κτ.λ. Κάθε 33 χρόνια η Γη διέρχεται από µια περιοχή πυκνή σε µετεωρίτες , η οποία προκαλεί µετεωρική βροχή τις γνωστές Λεοντίδες. Η τελευταία τέτοιου είδους βροχή έγινε το Νοέµβριο του 1998. Οι µετεωρίτες έχουν µεγάλη µάζα η οποία δεν προλαβαίνει κατά την είσοδο της στην ατµόσφαιρα να καεί. Έτσι ό,τι αποµένει φτάνει στην επιφάνεια και δηµιουργεί κρατήρες. Η πτώση τους συνοδεύεται από λάµψη και δυνατό κρότο. Με τον τρόπο αυτό έχει σχηµατιστεί και ο γνωστός κρατήρας της Αριζόνας. Ο µετεωρίτης είναι ένα ουράνιο σώµα που έλκεται από τη βαρύτητα της Γης και πέφτει στην επιφάνεια, χωρίς να διαλυθεί πλήρως στην ατµόσφαιρα. Κατά την είσοδο στην ατµόσφαιρα θερµαίνεται λόγω τριβής και αναφλέγεται, πράγµα που προκαλεί την χαρακτηριστική µορφή ενός µετεωρίτη, γνωστό και ως «πεφταστέρι».

Όταν οι µετεωρίτες εισέρχονται στη γήινη ατµόσφαιρα οι ταχύτητές τους κυµαίνονται από 36.000 έως και 250.000 χιλιόµετρα την ώρα. Στη συνέχεια η ταχύτητά τους µειώνεται σε µερικές εκατοντάδες χιλιόµετρα την ώρα, για να καταλήξουν στην επιφάνεια της Γης µε ένα χαρακτηριστικό σάλπισµα. Εν τούτοις, τα πολύ µεγάλα κοµµάτια επιβραδύνονται ελάχιστα και γι' αυτό δηµιουργούν κρατήρες. Τα πετρώδη, φυσικά , µετεωροειδή , µε διάµετρο µέχρι 10 µέτρα, εκρήγνυνται στη διάρκεια της πτώσης τους µέσα στη γήινη ατµόσφαιρα πριν φτάσουν στην επιφάνεια της Γης, αν και η ενέργεια που εκλύεται είναι ίση µε την έκρηξη πέντε ατοµικών βοµβών τύπου Χιροσίµα Αρκετές φορές στο παρελθόν ιδιαίτερα µεγάλοι µετεωρίτες έχουν φτάσει στην επιφάνεια της γης και έχουν προκαλέσει µεγάλες εκρήξεις. Ο µεγαλύτερος κρατήρας από ένα τέτοιο γεγονός είναι στο Βρέντεφορτ, στη Νότια Αφρική, µε διάµετρο σχεδόν 300 χλµ, που πιθανολογείται ότι δηµιουργήθηκε κατά την πρόσκρουση µετεωρίτη διαµέτρου 10 χλµ. Από πρόσκρουση µετεωρίτη κοντά στη χερσόνησο Γιουκατάν του Μεξικού θεωρείται πως εξαφανίσθηκαν και οι δεινόσαυροι. Στους ιστορικούς χρόνους ελάχιστα τέτοια γεγονότα είναι καταγεγραµµένα. Ένα πιθανό τέτοιο φαινόµενο συνέβη το 1908 στην περιοχή Τανγκάσκα της Σιβηρίας, αν και δεν είναι εντελώς σίγουρο αν ήταν µετεωρίτης ή κοµήτης. Μία παρόµοια έκρηξη παρατηρήθηκε πάνω από τον Καναδά στις αρχές του 2000 όπου ένας µετεωρίτης διαλύθηκε αφήνοντας πίσω του ένα σύννεφο σκόνης το οποίο ήταν ορατό επί αρκετές ώρες. Τα κοµµάτια, όµως, των σιδηρούχων µετεωριτών, πολλές φορές φτάνουν µέχρι τη Γη. Για να επιβιώσει ένας µετεωρίτης από την τριβή µε την ατµόσφαιρα της γης θα πρέπει να είναι σχετικά µεγάλου µεγέθους. Πρακτικώς η γήινη ατµόσφαιρα προστατεύει τον πλανήτη από την εισβολή αντικειµένων διαµέτρου έως και 50 µέτρων και έτσι τα περιστατικά προσκρούσεων είναι σχετικά σπάνια. Μια άλλη πηγή

74

προστασίας για την Γη είναι οι µεγάλοι πλανήτες στις εξωτερικές τροχιές του ηλιακού συστήµατος, ειδικότερα ο ∆ίας που µε τα ισχυρά πεδία βαρύτητάς τους προσέλκουν τους τυχόν µετεωρίτες. Πρόσφατο παράδειγµα ήταν η επάνοδος του Κοµήτη Σουµέηκερ-Λέβυ που έπεσε πάνω στον ∆ία.

Ποια είναι η προέλευση των Μετεώρων; Κατά µία άποψη, ένα λαµπρό µετέωρο αποτελεί την επιβράβευσή µας από τη φύση για το χρόνο που περνάµε ατενίζοντας για ώρες τον νυχτερινό ουρανό, αλλά αυτά τα αντικείµενα που συχνά αποκαλούµε “πεφταστέρια”, δεν έχουν καµία σχέση µε τους αστέρες. Ένα τυπικό µετέωρο δηµιουργείται όταν ένα κοµµάτι πετρώµατος µε µέγεθος µπιζελιού εισέρχεται µε µεγάλη ταχύτητα (συνήθως 20-60 χλµ/δευτ) στη γήινη ατµόσφαιρα και αναφλέγεται εξαιτίας της τριβής που αναπτύσσει µε αυτή. Όταν αυτά τα σώµατα ταξιδεύουν στο ∆ιάστηµα, τα ονοµάζουµε µετεωροειδείς, ενώ κατά τη διάρκεια της πύρινης καθόδου τους µέσα στην ατµόσφαιρα, τα αποκαλούµε µετέωρα. Σε πολύ σπάνιες περιπτώσεις που είναι αρκετά µεγάλα ώστε να µη προλάβουν να καούν ολοκληρωτικά και πέσουν στην επιφάνεια της Γης, έχουµε τους µετεωρίτες.. Κάτω από κανονικές συνθήκες, περίπου έξη µετέωρα φωτίζουν το σκοτεινό ουρανό κάθε ώρα. Κάποιες νύχτες, ωστόσο, ο ουρανός µπορεί να κατακλύζεται από δεκάδες µετέωρα που εµφανίζονται συνεχώς από ένα συγκεκριµένο σηµείο του ουρανού και ταξιδεύουν αποµακρυνόµενα ακτινικά ως προς αυτό. Οι υπεύθυνοι αυτών των κοσµικών πυροτεχνηµάτων, δεν είναι άλλοι από τους κοµήτες. Καθώς ένας κοµήτης ταξιδεύει γύρω από τον Ήλιο, αφήνει στο διάβα του λεπτόκοκκα υλικά υπό µορφή σκόνης. Όταν η Γη τύχει να περάσει από εκεί που πέρασε ο κοµήτης, αµέτρητα µικροσκοπικά σωµατίδια από το υλικό αυτό εισέρχονται στην ατµόσφαιρα προκαλώντας µια “βροχή µετεώρων”. Καθώς η Γη εισέρχεται στο ίχνος της τροχιάς του κοµήτη την ίδια στιγµή κάθε χρόνο, η βροχή επαναλαµβάνεται ετήσια. Πολλών ειδών στερεά σώµατα περιφέρονται στο ηλιακό µας σύστηµα κινούµενα σε διάφορες ακατάστατες τροχιές. Τα σώµατα αυτά µπορεί να είναι κοµµάτια από κοµήτες ή υπολείµατα από συγκρούσεις αστεροειδών. Οταν στην κίνησή τους µέσα στο ηλιακό σύστηµα συναντήσουν την γη τότε κατά την είσοδό τους στην ατµόσφαιρα (που γίνεται µε πολλά χιλιόµετρα ανά δευτερόλεπτο) φλέγονται και στην συνέχεια εξαερώνονται αφήνοντας ένα φωτεινό σηµάδι στον ουρανό. Τότε έχουµε τον λεγόµενο διάττοντα αστέρα, το γνωστό µας "αστέρι που πέφτει". Καµιά φορά, αν το κοµµάτι που εισέρχεται στην ατµόσφαιρα είναι µεγάλο µπορεί να παρουσιαστεί µε την µορφή βολίδας (fireball) όπου δίνει ένα εντυπωσιακό και πολύ πιο λαµπρό ίχνος από τον διάττοντα αστέρια. ∆ιάττονες αστέρες µπορούµε να παρατηρήσουµε τυχαία σχεδόν οποιαδήποτε νύχτα του χρόνου. Ωστόσο, καµιά φορά µια οµάδα µετεώρων (γενικός όρος που περιγράφει και τους διάττοντες αστέρες και τις βολίδες) συναντούν την γη µαζικά από την ίδια διεύθυνση. Τότε έχουµε την λεγόµενη βροχή διαττόντων ή βροχή µετεώρων. Κάθε βροχή διαττόντων φαίνεται ότι ξεκινά από ένα συγκεκριµένο σηµείο στον ουρανό που ονοµάζεται ακτινοβόλο σηµείο (radiant) και παίρνει το όνοµά της από τον αστερισµό στον οποίο ανήκει το

75

ακτινοβόλο σηµείο. Για παράδειγµα, µια βροχή διαττόντων που έχει το ακτινοβόλο σηµείο στον αστερισµό του Λέοντα ονοµάζεται βροχή των Λεοντιδών αστέρων.

Η βροχή διαττόντων των Λεοντιδών το 1998. Οι περισσότερες βροχές διαττόντων είναι προβλέψιµες και συµβαίνουν την ίδια περίπου ηµεροµηνία κάθε χρόνο. Ωστόσο, ενώ κάποιες από αυτές έχουν την ίδια ένταση κάθε χρόνο, κάποιες άλλες µπορεί να παρουσιάζονται µε µεγάλες διαφορές στην έντασή τους από χρόνο σε χρόνο, δίνοντας άλλες φορές λίγους διάττοντες αστέρες και άλλες φορές εντυπωσιακές βολίδες. Το πιο σπουδαίο χαρακτηριστικό που περιγράφει την ένταση µιας βροχής διαττόντων είναι ο µέγιστος αριθµός των διαττόντων που είναι ορατοί µέσα σε µία ώρα από έναν παρατηρητή που κοιτάζει στο ζενίθ υπό ιδανικές συνθήκες. Ο αριθµός αυτός είναι γνωστός και ως ZHR και είναι ο αριθµός που θα χρησιµοποιούµε για να περιγράφουµε την ένταση µιας βροχής διαττόντων.

Επειδή µια βροχή διαττόντων κρατάει συνήθως µερικές µέρες, αυτό που µας ενδιαφέρει κυρίως είναι η ώρα της µέγιστης έντασης που κρατάει συνήθως µερικές ώρες. Εκείνη είναι και η ώρα που µπορείτε κι εσείς να παρατηρήσετε. Να µερικές συµβουλές για την καλύτερη παρατήρηση των βροχών διαττόντων: -να είστε όσο το δυνατόν µακριά από φώτα γιατί µειώνουν κατά πολύ τον αριθµό αστέρων που θα δείτε -να ντύνεστε πάντα καλά γιατί µπορεί να κρυώσετε πριν καλά καλά το καταλάβετε -να κοιτάτε ψηλά στον ουρανό κοντά στο ζενίθ και προς την διεύθυνση που βρίσκεται ο αστερισµός µε το ακτινοβόλο σηµείο Ας δούµε τώρα έναν πίνακα που συνοψίζει τις σηµαντικότερες βροχές διαττόντων του 2002. Στον πίνακα αυτό µπορείτε να δείτε την ηµεροµηνία µέγιστης αναµενόµενης δραστηριότητας (για την οποία ισχύει ο µέγιστος αριθµός), τον αστερισµό στον οποίο θα βρίσκεται το ακτινοβόλο σηµείο της βροχής, την περίοδο κατά την οποία θα υπάρχει δραστηριότητα από την συγκεκριµένη βροχή, τον µέγιστο αριθµών διαττόντων ανά ώρα και την ταχύτητα των διαττόντων. Η ταχύτητα των διαττόντων υποδηλώνει και το πόσο γρήγορα θα φαίνονται ότι διασχίζουν τον ουρανό µε τα 40 km/s να είναι µια µέση ταχύτητα. Κάθε χρόνο η ατµόσφαιρα του πλανήτης µας δέχεται την επίσκεψη δεκάδων εκατοµµύριων τόνων µετεωριτικού υλικού από το διάστηµα. Πρόκειται για τα αρχέγονα συστατικά του παζλ που γέννησαν το ίδιο το ηλιακό µας σύστηµα πριν από περίπου 4,5 δισεκατοµµύρια χρόνια και των οποίων το µέγεθος κυµαίνεται από µερικά χιλιόγραµµα του γραµµαρίου έως και µερικά εκατοντάδες κιλά.

Οι µεγαλύτερες από τις πύρινες αυτές σφαίρες που εκπυρσοκροτούν εκκωφαντικά καθ’ όλη την διάρκεια της πορείας τους µέσα στην γήινη ατµόσφαιρα ονοµάζονται βολίδες ή µετέωρα και η πρόσκρουσή τους πολλές φορές στην γή έχει ως αποτέλεσµα

76

την πλήρη διάσπαση & αποσύνθεσή τους. Σε ορισµένες περιπτώσεις κάποια κατάλοιπα υπό την µορφή θραυσµάτων διασώζονται µετά την πρόσκρουση, τα οποία και ονοµάζονται µετεωρίτες. Άλλοτε πάλι τα µετέωρα ταξιδεύουν κατά οµάδες ή και διασπώνται κατά την πορεία τους µέσα από την γήινη ατµόσφαιρα, και τα υπολήµµατα τους πέφτουν στην γή κατά χιλιάδες , υπό την µορφή βροχής, όπου σε κάποιες σπάνιες περιπτώσεις το µέγεθος τους µπορεί να φτάσει και τα µερικές εκατοντάδες κιλά. Στις εξαιρετικά σπάνιες περιπτώσεις όταν το αρχικό µέγεθος του µετεωριτικού σώµατος που εισέρχεται στην ατµόσφαιρα ανέρχεται σε µερικούς χιλιάδες τόνους, τότε κατά την πρόσκρουσή του στο έδαφος εξατµίζεται και δηµιουργείται ένας ή και περισσότεροι συµπαγείς κρατήρες µε µέγεθος όπως αυτός του Barringer στην Αριζόνα των Η.Π.Α ή του συστήµατος των κρατήρων του Henbury στην κεντρική Αυστραλία. Καθώς τα 2/3 της γήινης επιφάνειας καλύπτονται από τη θάλασσα, η πρόσκρουση σε αυτήν ενός τέτοιου µεγέθους ουράνιου σώµατος πέραν από την δηµιουργία ενός υποθαλάσσιου κρατήρα κρύβει και σοβαρότερες περιβαλλοντολογικές επιπτώσεις & κινδύνους , που επεκτείνονται πέρα από το σηµείο της πρόσκρουσης µε ταχύτητα 750 χλµ./ώρα κατά πολλές εκατοντάδες & χιλιάδες χιλιόµετρα µέσα από την δηµιουργία τσουνάµι, ύψους δεκάδων ή και εκατοντάδων µέτρων πάνω από την θάλασσα. Τα αποτελέσµατα πρόσκρουσης τέτοιων µικρών συµπαγών αστεροειδών µεγέθους µερικών εκατοντάδων ή και χιλιάδων µέτρων έχουν αλλάξει στο παρελθόν αρκετές φορές την ιστορία του πλανήτη µας , έχοντας µεταβάλλει την εξέλιξη της χλωρίδας & της πανίδας του, και έχουν επηρεάσει σε µία από τις τελευταίες µεγάλες επισκέψεις τους καθοριστικά το µέλλον της εξέλιξης στην επικράτηση των θηλαστικών πάνω στην γη. Η σχετικά πρόσφατη πρόσκρουση του κοµήτη Shoemaker-Levy το 1994 στον ∆ία καθώς και οι συνεχείς κοντινές διελεύσεις αστεροειδών που διασταυρώνονται µε την τροχιά της γης , σε αποστάσεις µικρότερες ή λίγο µεγαλύτερες της απόστασης γης – σελήνης, µας υπενθυµίζουν για άλλη µία φορά ότι τέτοιου είδους καταστροφικά γεγονότα µπορεί να συµβούν & συµβαίνουν συνεχώς στο ηλιακό µας σύστηµα, αρκεί κάποιος να παρατηρεί µε άγρυπνο µάτι. Μελετώντας τους µετεωρίτες, ένα υλικό που παρέµεινε αµετάλλαχτο για περισσότερο από 4,2-4,6 δις χρόνια, ανατρέχουµε στο παρελθόν της δηµιουργίας του ηλιακού µας συστήµατος και µαθαίνουµε στοιχεία για αυτό και πριν από αυτό ακόµη δηµιουργηθεί. Αναλύοντας την σύσταση τους µαθαίνουµε για τα υλικά που δηµιούργησαν τον ήλιο, και τα άλλα αστέρια, τους πλανήτες – για τα υλικά που υπάρχουν παντού γύρω µας στο σύµπαν και δηµιούργησαν και τον δικό µας κόσµο . Τέλος παρατηρώντας την πορεία τους µέσα στο εσωτερικό ηλιακό σύστηµα µπορούµε να προβλέψουµε πιθανούς µελλοντικούς κινδύνους για τον πλανήτη µας και να προετοιµαστούµε κατάλληλα σε περίπτωση που θα χρειαστεί να αποτρέψουµε µια νέα σαρωτική αρχή αλλαγών πάνω σε αυτόν. Αλλαγών σαν αυτή που είχαν πριν από πολλά εκατοµµύρια χρόνια ως αποτέλεσµα την εξαφάνιση άλλων µορφών ζωής

77

και την τωρινή επικράτησή µας πάνω στην γή. Η µελέτη της σύστασης των µετεωριτών προσφέρει τα µοναδικά επιστηµονικά στοιχεία, που δόθηκαν στον άνθρωπο για να ανατρέξει µε χειροπιαστές αποδείξεις και να δει στο παρελθόν, το παρόν αλλά και να προβλέψει το µέλλον του κόσµου στον οποίο ζούµε.

Είµαστε όλοι τελικά παιδιά των άστρων! Τα δοµικά στοιχεία της Γης ήταν πιο εκλεκτικά από όσο νοµίζαµε µέχρι τώρα, σύµφωνα µε µια νέα µελέτη που υποδηλώνει ότι ο πλανήτης µας σχηµατίστηκε από τις συγκρούσεις πολλών διαφορετικών τύπων µετεωριτών. Ο πλανήτης µας θεωρείται ότι σχηµατίστηκε πριν από περίπου 4,5 δισεκατοµµύρια χρόνια από ένα δίσκο κόκκων σκόνης που απέµεινε από το νέφος του υλικού από το οποίο φτιάχτηκε ο ήλιος µας. Αυτοί οι κόκκοι συνενώθηκαν αργά αργά µαζί µε τη βοήθεια της βαρύτητας σε βότσαλα, πέτρες, και στη συνέχεια σε πλανητικά έµβρυα. Τελικά, όταν συγχωνεύτηκε αρκετή µάζα σχηµάτισαν τον πλανήτη Γη. Οι επιστήµονες πίστευαν ότι τα περισσότερα από τα αντικείµενα που συγχωνεύτηκαν για να φτιάξουν τη Γη σχηµατίστηκαν από µια στενή ζώνη στο διάστηµα και ότι ήταν παρόµοια µεταξύ τους, ανήκοντας σε µια υποκατηγορία µετεωριτών που ονοµάζονται χονδρίτες ενσταλτίτες (enstatite ). Η ιδέα αυτή βασίζεται σε µετρήσεις διαφόρων ισοτόπων µε πολλές εντυπωσιακές οµοιότητες, όπως το οξυγόνο, το νικέλιο και το χρώµιο, µεταξύ της Γης και του είδους αυτού των χονδριτών. Όµως µια νέα µελέτη σε ισότοπα του πυριτίου από δείγµατα πετρωµάτων και µετεωριτών δείχνουν ότι η Γη αποτελείται από ένα πιο διαφοροποιηµένο µείγµα µετεωριτών κι όχι µόνο από ενσταλτίτες. Οι γεωχηµικοί Caroline Fitoussi (Φυτούση;) και Bernard Bourdon της Ecole Normale Supérieure στη Γαλλία ανέλυσαν τα ισότοπα του πυριτίου σε επίγεια δείγµατα πετρωµάτων που συλλέχθηκαν από διάφορους τύπους πετρωµάτων του µανδύα. Ανέλυσαν, επίσης, σεληνιακά δείγµατα πετρωµάτων που συλλέχθηκαν από αστροναύτες σε αποστολές στη Σελήνη. Σύγκριναν λοιπόν αυτά δείγµατα των µετεωριτών, ιδιαίτερα την κατηγορία χονδριτών ενσταλτίτες και ένα άλλο είδος που ονοµάζεται αχονδρίτες ενσταλτίτες. Οι µετρήσεις έγιναν στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Ζυρίχης.

Χρησιµοποιώντας υπολογιστικά µοντέλα του σχηµατισµού της Γης, οι ερευνητές υπολόγισαν ότι ένα µίγµα από τρία είδη συστατικών των µετεωριτών θα µπορούσε να παράγει το σωστό µίγµα από ισότοπα του οξυγόνου, του νικελίου και του χρωµίου που είχαν προηγουµένως µετρηθεί σε δείγµατα της Γης, καθώς και στα νέα ευρήµατά τους σχετικά µε τα ισότοπα του πυριτίου σε δείγµατα επίγεια και σε µετεωρίτες. Τα αποτελέσµατα δείχνουν ότι πιθανώς συνδυάστηκαν διάφοροι χονδρίτες, κι όχι µόνο ενσταλτίτες χονδρίτες, για τη δηµιουργία της Γης. Το γεγονός ότι οι συνθέσεις του ισοτόπου του πυριτίου που µετρήθηκαν σε πετρώµατα ήταν παρόµοιες τόσο σε δείγµατα στη Γη όσο και στο φεγγάρι ν υποδηλώνει ότι το υλικό που σχηµάτισε το φεγγάρι µας πρέπει να είχε αναµιχθεί µε

78

τον µανδύα της Γης, προτού διαµορφωθεί το φεγγάρι, έτσι ώστε και τα δύο σώµατα να έχουν την ίδια υπογραφή. "Αυτό µας λέει πολλά σχετικά µε το πώς σχηµατίστηκε η Σελήνη και ποιοί είναι οι περιορισµοί," δήλωσε η Caroline Fitoussi. Το φεγγάρι θεωρείται ότι ήταν το αποτέλεσµα µιας σύγκρουσης ανάµεσα σε ένα γιγαντιαίο αστεροειδή και τη Γη λίγο µετά τη γέννησή του πλανήτη µας. Όµως οι ακριβείς λεπτοµέρειες της διαδικασίας αυτής εξακολουθούν να µην είναι πλήρως κατανοητές. Τα νέα ευρήµατα δηµοσιεύτηκαν στο περιοδικό Science

Οι Γαλαξίες

Οι γαλαξίες αποτελούν τεράστια βαρητικά συστήµατα αστέρων, γαλαξιακών αερίων, αστρικής σκόνης και (πιθανώς) αόρατης σκοτεινής ύλης. Η ετυµολογία της λέξης προέρχεται από τα ελληνικά και σηµαίνει άξονας από γάλα και αναφέρεται στον δικό µας Γαλαξία

∆ιαπιστώθηκε ότι στο Σύµπαν, εκτός των γαλαξιών, βρίσκεται και διασκορπισµένη αραιότατη ύλη, εξ' αερίων και σκόνης - συχνά πολύ αραιότερη του «κενού» που επιτυγχάνεται πειραµατικά. Έτσι η ύλη αυτή δύναται να θεωρηθεί ότι πληροί εν γένει τον χώρο του Σύµπαντος. Και επειδή ακόµη τέτοια ύλη καταλαµβάνει όλο το «µεσογαλαξιακό» χώρο (διαγαλαξιακό διάστηµα), δηλαδή το διάστηµα µεταξύ των γαλαξιών, γι' αυτό και ονοµάζεται µεσογαλαξιακή ή διαγαλαξιακή ύλη.

Οι τυπικοί γαλαξίες αποτελούνται από 10 εκατοµµύρια έως 1 τρις (107 - 1012) αστέρες, οι οποίοι βρίσκονται σε τροχιά γύρω από ένα βαρυτικό κέντρο. Εκτός από αστέρες, οι περισσότεροι γαλαξίες περιέχουν και ένα µεγάλο πλήθος αστρικών συστηµάτων και αστρικών σµηνών όπως και διάφορους τύπους νεφελωµάτων. Οι περισσότεροι γαλαξίες έχουν διάµετρο από µερικές χιλιάδες έως µερικές εκατοντάδες χιλιάδες έτη φωτός και απέχουν µεταξύ τους εκατοντάδες χιλιάδες έως εκατοµµύρια έτη φωτός.

Ιστορικά, οι γαλαξίες ταξινοµούνται ανάλογα µε το φαινόµενο µέγεθός τους. Αυτές οι µορφές είναι οι ελλειπτικοί γαλαξίες, οι οποίοι έχουν οπτικά ένα ελλειπτικό σχήµα, οι σπειροειδείς γαλαξίες που έχουν ένα δίσκο υλικών και οι ανώµαλοι γαλαξίες που δεν έχουν κανένα συγκεκριµένο σχήµα και είναι παράδειγµα βαρυτικής έλξης από τους γειτονικούς γαλαξίες. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις µεταξύ γαλαξιών που έχουν τελικό αποτέλεσµα την συγχώνευσή τους, µπορεί να προκαλέσει έντονη αστρογόνο δραστηριότητα, δηµιουργώντας αυτό που είναι γνωστό ως αστρογόνος γαλαξίας.

Αν και η λεγόµενη σκοτεινή ύλη φαίνεται να αποτελεί ακόµα και το 90% της µάζας των περισσοτέρων γαλαξιών, η φύση αυτών των αόρατων στοιχείων δεν είναι πλήρως

79

κατανοητή. Υπάρχουν κάποιες ενδείξεις ότι υπερµεγέθεις µαύρες τρύπες µπορεί να υπάρχουν στο κέντρο των περισσότερων, αν όχι όλων των γαλαξιών.

Το διαγαλαξιακό διάστηµα, που βρίσκεται ανάµεσα στους γαλαξίες, περιέχει ύλη σε µορφή πλάσµατος, µε µέση πυκνότητα κάτω από ένα σωµατίδιο ανά κυβικό µέτρο. Κατά πάσα πιθανότητα, υπάρχουν περισσότεροι από 170 δισεκατοµµύρια (1011) γαλαξίες στο ορατό σύµπαν.

Σε όποια κατεύθυνση και αν κοιτάξει κανείς στον νυχτερινό ουρανό θα δει διάσπαρτα άστρα να λαµπυρίζουν. Εάν µε κάποιο τρόπο καταφέρναµε να κάνουµε ένα ταξίδι αρκετά µακρινό έτσι ώστε να αφήναµε όλα τα άστρα πίσω µας, κοιτάζοντας προς τα πίσω θα βλέπαµε ότι όλα τα άστρα συγκροτούν ένα σύνολο, µία αστρική νήσο, έναν αχανή ωκεανό χώρου. Θα βλέπαµε και άλλες τέτοιες νήσους αποµακρυσµένες µεταξύ τους.

Η δική µας αστρική νήσος ονοµάζεται απλώς ΓΑΛΑΞΙΑΣ και όπως και οι περισσότεροι γαλαξίες αποτελείται από δισεκατοµµύρια άστρα. Έχει σπειροειδές σχήµα και περιστρέφεται µε αργό ρυθµό.

Αν κοιτάξουµε στον ουρανό µία αίθρια και ασέληνη νύχτα θα δούµε στον ουρανό να διαγράφεται µία αµυδρή οµιχλώδη φωτεινή ζώνη κατά µήκος του ουρανού. Αυτή η οµιχλώδης ζώνη σύµφωνα µε τη µυθολογία ήταν ένα ρυάκι γάλακτος που ανέβλυζε από το στήθος της θεάς Ήρας. Για το λόγο αυτό οι αρχαίοι Έλληνες την ονόµασαν γαλακτική οδό. Ο πρώτος που ανακάλυψε τη φύση της ζώνης αυτής ήταν ο Γαλιλαίος ο οποίος µελετώντας µε το τηλεσκόπιό του τον χειµερινό ουρανό του 1609-1610 διαπίστωσε ότι αποτελείται από αναρίθµητα άστρα τα οποία φαίνονται στοιβαγµένα το ένα πάνω στο άλλο.

Η Ταξινόµηση των γαλαξιών εχουν ως εξης

2.1 Ελλειπτικοί γαλαξίες

2.2 Σπειροειδείς γαλαξίες

2.3 Άλλες µορφολογίες

2.4 Ακανόνιστοι γαλαξίες

Ολόκληρος ο αστερισµός Ανδροµέδα είναι ίσως περισσότερο γνωστός για τον Γαλαξία της Ανδροµέδας, παρότι αυτός διακρίνεται µε δυσκολία χωρίς τη βοήθεια οπτικών οργάνων, ακόµα και κατά τη διάρκεια µιας σκοτεινής νύκτας.

Τον ανακαλύπτουµε αν ακολουθήσουµε προς τα νότια την οµάδα των αµυδρών άστρων από το α Κασσιόπης. Στην περιοχή εκείνη του ουρανού, πολύ κοντά στο

80

αµυδρότατο άστρο της Ανδροµέδας, διακρίνεται ένα µικρό χλωµό αντικείµενο που θυµίζει φωτεινή οµίχλη.

Το δυσδιάκριτο αυτό ουράνιο σώµα κατέχει µέσα σε όλα τα ουράνια σώµατα ένα αδιαµφισβήτητο πρωτείο, µια ξεχωριστή θέση: πρόκειται για το πιο µακρινό αντικείµενο που είναι ορατό µε γυµνό οφθαλµό. Η λέξη «αντικείµενο» χρησιµοποιείται εδώ µε κάποια ελευθερία, επειδή στην πραγµατικότητα συνιστά ένα τεράστιο σύνολο από περίπου ένα τρισεκατοµµύριο αστέρες, που περιφέρονται αργά γύρω από το κοινό κέντρο µάζας τους. Το σύστηµα αυτό είναι ο Γαλαξίας της Ανδροµέδας.

Εξαιτίας του ότι ο Γαλαξίας της Ανδροµέδας (M31) µας εµφανίζει πλάγια όψη, οι σπειροειδείς βραχίονες φαίνονται µόνο τµηµατικά. Για το λόγο αυτό η διάταξή τους δεν έχει ακόµα εξακριβωθεί

Πως εµφανίστηκαν οι γαλαξίες Για πρώτη φορά, δύο αστρονόµοι έχουν εξηγήσει την ποικιλία των σχηµάτων των γαλαξιών που βλέπουµε στο σύµπαν. Οι Andrew Benson από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech) και Nick Devereux από το Πανεπιστήµιο της Αριζόνα, παρακολούθησαν την εξέλιξη των γαλαξιών για πάνω από δεκατρία δισεκατοµµύρια χρόνια, από τις αρχές του Σύµπαντος µέχρι σήµερα.

Τα αποτελέσµατά τους εµφανίζονται στο περιοδικό Monthly Notices της Βασιλικής Αστρονοµικής Εταιρείας. Οι γαλαξίες (ή Νήσοι του Σύµπαντος) είναι τεράστιες συλλογές από αστέρια, πλανήτες, αέριο και σκόνη που απαρτίζουν τα περισσότερα από τα ορατά στοιχεία του σύµπαντος. Οι µικρότεροι έχουν µερικά εκατοµµύρια και οι µεγαλύτεροι ακόµα και τρισεκατοµµύρια αστέρια.

81

Ο Αµερικανός αστρονόµος Edwin Hubble ήταν ο πρώτος που έκανε µια ταξινόµηση των γαλαξιών στη δεκαετία του 1930, γι αυτό και από τότε είναι γνωστή ως η Ακολουθία Hubble. Υπάρχουν τρεις βασικές µορφές: η σπειροειδής, όπου οι σπείρες ή βραχίονες ανοίγουν σαν βεντάλια από µια µικρή κεντρική διόγκωση από υλικό. Η σπειροειδής µε µπάρα όπου οι βραχίονες ξεκινούν από µια µεγαλύτερη µπάρα υλικού και η ελλειπτική, όπου τα αστέρια του γαλαξία κατανέµονται περισσότερα οµοιόµορφα σε ένα εξόγκωµα δίχως σπείρες ή δίσκο. Για σύγκριση, ο γαλαξίας που ζούµε, ή Γαλαξίας, έχει διακόσιες έως τετρακόσιες χιλιάδες εκατοµµύρια αστέρια και χαρακτηρίζεται ως σπειροειδής µε µπάρα.

Αριστερά: Αυτή η εικόνα από µια προσοµοίωση σε υπερυπολογιστές αφορά την εξέλιξη του Κόσµου και παρουσιάζει ένα κύβο του χώρου, διαστάσεων 280 εκατοµµυρίων ετών φωτός. Σε αυτή τη φάση, το σύµπαν είναι 13,4 δισεκατοµµυρίων ετών. Τα φωτεινά σηµεία αντιστοιχούν στις υψηλές συγκεντρώσεις της σκοτεινής ύλης , οι οποίες συνδέονται µε τις περιοχές του σχηµατισµού των γαλαξιών. Η προσοµοίωση δείχνει πώς η σκοτεινή ύλη έπαιξε κεντρικό ρόλο στον σχηµατισµό των σµηνών των γαλαξιών.

Η εξήγηση της Ακολουθίας Hubble είναι πολύπλοκη. Τα διάφορα είδη σαφώς προκύπτουν από διαφορετικές εξελικτικές πορείες, αλλά µέχρι τώρα καµιά λεπτοµερής εξήγηση δεν έχει δοθεί από τους επιστήµονες.

Οι Benson και Devereux συνδύασαν στοιχεία στην υπέρυθρη περιοχή του φάσµατος της έρευνας Two Micron All Sky Survey (2mass) µε το εξελιγµένο GALFORM υπολογιστικό µοντέλο τους για να αναπαράγουν την εξελικτική ιστορία του Κόσµου, για πάνω από δεκατρία δισεκατοµµύρια χρόνια. Προς έκπληξή τους, οι υπολογισµοί τους δεν περιλαµβάνουν µόνο τα διάφορα σχήµατα των γαλαξιών αλλά και τους σχετικούς τους αριθµούς.

Το µοντέλο των αστρονόµων ποστηρίζεται και από το µοντέλο Lambda Cold Dark Matter (Μοντέλο Λάµδα της Ψυχρής Σκοτεινής Ύλης) του Σύµπαντος. Εδώ το «λάµδα» είναι η µυστηριώδης «σκοτεινή ενέργεια», που πιστεύεται ότι αποτελεί το 72% του σύµπαντος, µε την ψυχρή σκοτεινή ύλη να αποτελεί το άλλο 23%. Και µόνο

82

το 4% του σύµπαντος αποτελείται από τη γνωστή ορατή ή «βαρυονική ύλη» από την οποία αποτελούνται τα αστέρια και πλανήτες και οι γαλαξίες.

Οι γαλαξίες πιστεύεται ότι είναι ενσωµατωµένοι µέσα σε ένα πολύ µεγάλο φωτοστέφανο ή άλως από σκοτεινή ύλη και οι Benson και Devereux πιστεύουν πως αυτή η άλως είναι ζωτικής σηµασίας για την εξέλιξή τους. Το µοντέλο τους προτείνει ότι ο αριθµός των συγχωνεύσεων µεταξύ αυτών των φωτοστέφανων και των γαλαξιών τους οδηγεί στο τελικό αποτέλεσµα – οι ελλειπτικοί γαλαξίες σχηµατίζονται µετά από πολλαπλές συγχωνεύσεις. αν και οι γαλαξίες τύπου δίσκου δεν έχουν καµία συγχώνευση. Ο Γαλαξίας µας µε σπείρες και µε µια κεντρική ράβδο από την οποία ξεκινούν οι βραχίονες δείχνει ότι έχει δει µια σύνθετη εξελικτική ιστορία, µε µερικές µόνο µικρές συγκρούσεις και τουλάχιστον ένα επεισόδιο, όπου ο εσωτερικός δίσκος του κατέρρευσε για να φτιαχτεί η µεγάλη κεντρική ράβδος.

Ψηφίστηκε η πιο όµορφη φωτογραφία του διαστήµατος

Η φωτογραφία τραβήχτηκε από το διαστηµικό τηλεσκόπιο Χαµπλ (Hubble Space Telescope) και δείχνει µία οµάδα γαλαξιών. Σε δηµοσκόπηση που έγινε ψηφίστηκε ως η πιο όµορφη φωτογραφία από το κοινό. Αυτό το στιγµιότυπο ονοµάζεται Arp 274 (γνωστό επίσης και ως NGC 5679) και δείχνει τρεις γαλαξίες οι οποίοι τείνουν να συγχωνευθούν από την αµοιβαία έλξη. Αυτοί οι γαλαξίες απέχουν από τη γη 400 εκατοµµύρια έτη φωτός. Αυτή η δηµοσκόπηση διενεργήθηκε στα πλαίσια του προγράµµατος "100 ώρες αστρονοµίας" µέρος των εκδηλώσεων του ∆ιεθνούς έτους της Αστρονοµίας για την καλύτερη διαστηµική φωτογραφία. 67.021 άνθρωποι -από τους 140.000 συµµετέχοντες- αποφάσισαν ότι αυτή είναι η πιο όµορφη εικόνα από το διάστηµα.

83

Συγκεκριµένα φαίνονται δύο µεγάλοι ανέπαφοι σπειροειδείς γαλαξίες και ένας µικρότερος ο οποίος φαίνεται να έχει αναταράξεις.

Σέλας

Το Σέλας είναι το φωτεινό ουράνιο φαινόµενο που συµβαίνει στα ανώτερα στρώµατα της ατµόσφαιρας και που παρατηρείται ιδίως στις πολικές περιοχές (εξ ου και Πολικό Σέλας), τόσο στο Βόρειο ηµισφαίριο όσο και στο Νότιο αποκαλούµενο ανάλογα "Βόρειο Σέλας" και "Νότιο Σέλας". Το φαινόµενο αυτό είναι από τα ωραιότερα που προσφέρει η Φύση σε ποικιλία χρωµάτων και σχεδίων σε αιφνίδιες εµφανίσεις και µε γρήγορες σχετικά µεταµορφώσεις. Κύµατα φωτός υψώνονται στον ουρανό και αναµειγνύονται το ένα µε το άλλο. ∆ίνουν την εντύπωση ότι κινούνται σαν να φυσά απαλό αεράκι. Τα φωτεινά κύµατα σχηµατίζουν µια τεράστια κουρτίνα στον ουρανό, όπου κυριαρχεί το πράσινο ή το κόκκινο χρώµα. Η εµφάνιση του Σέλας, αν και πολύ σπάνια για παραµεσόγειες χώρες, κίνησε το ενδιαφέρον των ανθρώπων από την αρχαιότητα και ήταν γνωστό στους αρχαίους Έλληνες. Πρώτος επιστηµονικά παρατηρητής του φαινοµένου φέρεται ο Αριστοτέλης που όπως αναφέρει στα "Μετεωρολογικά". Η φωτοβολία της ατµόσφαιρας (πάντα κατά τον Αριστοτέλη) δεν είναι οµοιογενής αλλά τα φάσµατα του φαινοµένου αυτού παρουσιάζουν χάσµατα. Και είναι εκείνα που παρουσιάζουν ακριβώς το Σέλας ως κυµατιζόµενες "ουράνιες κουρτίνες" ή "ουράνιες µπαλαρίνες" όπως χαρακτηρίζεται το φαινόµενο από τους σύγχρονους παρατηρητές.

84

Περιοχές παρατήρησης

Το Σέλας τόσο το Βόρειο όσο και το Νότιο παρατηρείται συχνότερα κατά µήκος ζώνης της οποίας το κέντρο απέχει από τους πόλους περίπου 10 µοίρες. Ενώ ακριβώς πάνω από τους Πόλους εµφανίζονται πολύ αραιότερα. Το κέντρο π.χ. της ζώνης εµφάνισης του Βόρειου Σέλαος βρίσκεται κοντά στη βορειοδυτική ακτή της Γροιλανδίας και άρα πιο κοντά στην Αµερικανική ήπειρο παρά στην Ευρώπη γι αυτό και η ζώνη αυτή εκτείνεται µέχρι γεωγραφικό πλάτος 57 περίπου µοίρες προς τον Καναδά, ενώ στην Ευρώπη µέχρι τις 77 µοίρες. Έτσι όσο νοτιότερα κινούµεθα από αυτή τη ζώνη τόσο και σπανιότερη γίνεται η εµφάνιση. Για µεγάλο χρονικό διάστηµα η ερµηνεία του φαινοµένου παρουσίαζε δυσκολίες, ιδιαίτερα όσον αφορά στο σχηµατισµό του.

Όλα ξεκίνησαν το 1958. Τότε εκτοξεύτηκε ο πρώτος αµερικανικός δορυφόρος Explorer Ι, που µετέφερε έναν µετρητή Geiger, µε σκοπό να συλλέξει δεδοµένα για την κοσµική ακτινοβολία. Μέχρι τότε κανείς δεν ήξερε τι προκαλούσε αυτά τα λαµπερά χρυσοπράσινα ή µενεξεδένια φωτεινά κρόσσια που λες και χόρευαν στον ουρανό. Βέβαια, από παλιά γνώριζαν ότι το άστρο µας είχε µια περίεργη κορόνα από πίδακες φωτιάς, αλλά κανείς δεν ήξερε τι επίδραση είχε αυτή η δραστηριότητα του ήλιου στη ζωή µας εδώ στη Γη. Η πρώτη µερική εξήγηση δόθηκε όταν παρατηρήθηκε συσχετισµός µε την περιοδικότητα της ηλιακής δράσης. Αποδείχθηκε δηλαδή ότι οι µεταβολές του ενδεκαετούς ηλιακού κύκλου συµπίπτουν µε τις εµφανίσεις του

85

φαινοµένου. Όταν αργότερα έγινε δυνατή η µελέτη του Ήλιου µε τη βοήθεια του φασµατοσκοπίου, διαπιστώθηκε ότι ένα πολικό σέλας εµφανίζεται πάντα µετά την πάροδο πολλών ωρών από µια ηλιακή έκρηξη. Η αιτία του φαινοµένου λοιπόν αναζητήθηκε στην ηλιακή ακτινοβολία. Ωστόσο, επειδή το ηλιακό φως χρειάζεται πολύ µικρό χρονικό διάστηµα για να διανύσει την απόσταση Ηλίου-Γης, η έρευνα στράφηκε στις ατοµικές ακτινοβολίες των σωµατιδίων που εκτοξεύονται από τον Ήλιο µε µικρότερη ταχύτητα, κάνοντας περίπου δύο µέρες για να φτάσουν στη Γη. Παρέµενε όµως το ερώτηµα γιατί αυτά τα φωτεινά φαινόµενα εµφανίζονται µόνο στους πόλους και όχι οµοιόµορφα σε όλη τη γήινη επιφάνεια. Η παρατήρηση αυτή οδήγησε τελικά στο συµπέρασµα ότι πρόκειται για ηλεκτρικά φορτισµένα ιόντα (κυρίως πρωτόνια) και ηλεκτρόνια που έλκονται από το γήινο µαγνητικό πεδίο, το οποίο είναι εντονότερο στους πόλους.

Επικρατέστερη θεωρία

Επικρατέστερο χρώµα του Σέλαος είναι γενικά το λευκό. Όταν όµως παρατηρείται χρωµατισµένο τότε το κόκκινο επικρατεί στο χαµηλότερο άκρο των ακτινών που πέφτουν κάθετα, το πράσινο στο ανώτερο και µεταξύ αυτών το κίτρινο που γρήγορα εξαφανίζεται. Από τη φασµατοσκοπική ανάλυση του φωτός των Σελάων παρατηρήθηκαν εντός του φάσµατος αυτών 150 γραµµές από τις οποίες η φωτεινότερη και σταθερότερη ανήκει στο στοιχείο κρυπτόν ως και στο Οξυγόνο και στο Άζωτο. Μέχρι την 10ετία του "50 υπήρχαν µόνο θεωρίες περί της αιτίας της δηµιουργίας του όχι όµως και µακριά από την πραγµατικότητα. Επικρατέστερη θεωρία ήταν εκείνη του Αρένιους όπου το Σέλας προέρχεται από ακτινοβολούµενο από τον Ήλιο κονιορτό από σώµατα αρνητικά ηλεκτρισµένα τα οποία κατά την είσοδό τους στα ανώτερα στρώµατα της ατµόσφαιρας προκαλούν φωτεινά φαινόµενα ανάλογα µε εκείνα που παρατηρούνται στους σωλήνες "Kρούκς".

Ο Eugene Parker, του τµήµατος της Αστρονοµίας στο Πανεπιστήµιο του Σικάγου επεξεργάστηκε µια καινοφανή θεωρία για τον Ήλιο. Με τη βοήθεια ενός µαθηµατικού µοντέλου οδηγήθηκε στη θεώρηση ότι η ενέργεια που εκλύεται από τις πυρηνικές εκρήξεις στον Ήλιο δεν συσσωρεύεται απλά στην επιφάνειά του, αλλά ξεφεύγει από το ηλιακό πεδίο βαρύτητας και εκτοξεύεται συνεχώς στο ∆ιάστηµα υπό µορφή πλάσµατος (καυτού, ιονισµένου αερίου) µε ταχύτητα 400.000 km/h. Κατά τους υπολογισµούς του Parker, αυτός ο ηλιακός άνεµος - όπως τον ονόµασε - ξετυλίγεται µε το σχήµα µιας έλικας του Αρχιµήδη προς όλες τις κατευθύνσεις. Φθάνοντας στη Γη συναντά το εξώτερο στρώµα της ατµόσφαιράς της, την ιονόσφαιρα, και την βοµβαρδίζει. Το µαγνητικό πεδίο της Γης κατορθώνει να απωθήσει µόνο τα µισά ιόντα αυτού του ανέµου. Από τον συνεχή βοµβαρδισµό

86

δηµιουργούνται τεράστια ηλεκτρικά φορτία, που αφενός συµβάλλουν στη δηµιουργία νεφών και αφετέρου θερµαίνουν την ιονόσφαιρα και την αναγκάζουν να απελευθερώσει ιόντα οξυγόνου. Τα ιόντα αυτά δεν κατορθώνουν να ξεφύγουν από το µαγνητικό πεδίο της Γης και σχηµατίζουν ένα τεράστιο µπαλόνι ιόντων γύρω από τον πλανήτη. Το γήινο µαγνητικό πεδίο όµως δεν καλύπτει ισοµερώς όλη τη Γη. Παρουσιάζει τρύπα στους πόλους ενώ καλύπτει ικανοποιητικά τον ισηµερινό. Άρα ο ηλιακός άνεµος δεν συναντάει µεγάλα εµπόδια στα ασθενή σηµεία του µαγνητικού πεδίου της Γης κι έτσι εκεί γίνεται ορατή η τριβή του νέφους των ιόντων µε την ατµόσφαιρα. Με άλλα λόγια, το Βόρειο και το Νότιο Σέλας είναι σωµατίδια του ηλιακού ανέµου (γαλαξιακές κοσµικές ακτίνες) που πέφτουν σαν φωτεινή καταιγίδα στους πόλους. Ενώ όµως αυτό είναι απλώς ένα όµορφο θέαµα, κάποιες άλλες ηλιακές καταιγίδες (σαρωτικά κύµατα ηλιακού ανέµου) προξενούν βλάβες σε τηλεπικοινωνιακούς δορυφόρους, διαταραχές στις ραδιοτηλεπικοινωνίες, διακοπές ηλεκτρικού ρεύµατος στα δίκτυα, ακτινοβολία στους επιβάτες των αεροπλάνων και διαταραχές στο κλίµα. Ο Parker, µέχρι να επαληθευτεί η θεωρία του, δεν µπορούσε καν να δηµοσιεύσει την εργασία του, καθώς δεν γινόταν πιστευτός. Σύντοµα όµως, το 1961 µε τον δορυφόρο Explorer 10 και το 1962 µε τον Mariner 2, η θεωρία του επαληθεύθηκε. Τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια που φτάνουν καταιγιστικά στην ατµόσφαιρα µας για να παράγουν χρωµατιστό Βόρειο Σέλας δεν προέρχονται κατευθείαν από τον ηλιακό άνεµο. Αντιθέτως, ακολουθούν ένα πιο κυκλικό δρόµο διαµέσου της "µαγνητοτροχιάς." Η µαγνητοτροχιά είναι µία περιοχή του διαστήµατος πίσω από τη νυχτερινή πλευρά της Γης όπου ο ηλιακός άνεµος τεντώνει το µαγνητικό πεδίο µέσα σε µια µακριά ουρά σαν κοµήτη. Στο εσωτερικό της µαγνητοτροχιάς είναι το "φύλλο πλάσµατος," µια περιοχή που είναι πυκνοκατοικηµένη από ιονισµένο αέριο. Αν και είναι πιο µακριά από 60.000 km, ότι συµβαίνει στο φύλλο του πλάσµατος είναι κρίσιµο για την δραστηριότητα του σέλαος. Όταν µια ενεργητική ριπή των ηλιακών σωµατιδίων πλήττει την µαγνητόσφαιρα, συµπιέζει το µαγνητικό πεδίο και τεντώνει τη µαγνητοτροχιά περισσότερο του κανονικού. Αυτό προξενεί γειτονικές µαγνητικές γραµµές πεδίου µε αντίθετες πολικότητες για να συνδεθεί στο εσωτερικό το φύλλο πλάσµατος. Πυκνά ηλεκτρικά πεδία δηµιουργούνται από αυτή τη µαγνητική ρίψη πλάσµατος προς τη µεριά των γήινων µαγνητικών πόλων, όπου αυτό τρυπά την ατµόσφαιρα, προκαλώντας Σέλας σε µια οβάλ γραµµή, που καλείται έτσι εξ' αιτίας του σχήµατος της.

87

Σύγχρονη θεωρία

Με την εξέλιξη όµως των επιστηµών και των µέσων έρευνας η δεσπόζουσα θεωρία που αποδείχθηκε και πειραµατικά είναι ότι γενεσιουργός αιτία καθίσταται ο βοµβαρδισµός των υψηλών ατµοσφαιρικών στρωµάτων από ηλεκτρόνια που προέρχονται από ρεύµατα φορτισµένων σωµατίων από τον Ήλιο (παλαιότερα ηλιακός κονιορτός). Αυτά τα ρεύµατα που καλούνται σήµερα ηλιακός άνεµος ή µαγνητική καταιγίδα είναι ανάλογα ισχυρά µε τη δραστηριότητα του Ήλιου. Τα δε φορτισµένα αυτά σωµάτια (που αποτελούνται κυρίως από πυρήνες Υδρογόνου και ηλεκτρόνια) εκτρέπονται από το µαγνητικό πεδίο της Γης έτσι ώστε τα µεν ηλεκτρόνια να εγκλωβίζονται γύρω από τους µαγνητικούς πόλους, οι δε πυρήνες του Υδρογόνου να διεισδύουν µέσα στην ατµόσφαιρα, κοντά στους µαγνητικούς πόλους, φθάνοντας ακόµη και µέχρι το έδαφος αν και εφόσον έχουν αρκετή ενέργεια από τον Ήλιο. Ταυτόχρονα όµως τα ηλεκτρόνια που διεισδύουν στα υψηλά στρώµατα διεγείρουν τα άτοµα του Οξυγόνου και του Αζώτου που υπάρχουν σε εκείνα τα ύψη. Η διέγερση αυτή γίνεται µε την µετατόπιση των ηλεκτρονίων αυτών των ατόµων που όµως όταν επανέλθουν στην αρχική τους κατάσταση εκπέµπουν πλέον φως που είναι χαρακτηριστικό σε κάθε αέριο και που βρέθηκε έτσι ότι το φαινόµενο αυτό εµφανίζεται κυρίως σε ύψος από 100 χλµ. από το έδαφος µέχρι µερικές εκατοντάδες

88

χιλιοµέτρων υπεράνω αυτού µε αποτέλεσµα το θέαµα του φαινοµένου να γίνεται πιο φαντασµαγορικό.

Σύγχρονα πειράµατα

Στα σύγχρονα πειράµατα εκτός εκείνο του καθηγητή Storner του Πανεπιστηµίου του Όσλο που κατασκεύασε ειδική συσκευή για την απόδειξη της επικρατέστερης θεωρίας, το 1958τότε που ακόµα δεν είχαν απαγορευθεί οι πυρηνικές δοκιµές, σχεδιάστηκε ένα πείραµα ακριβώς µε χρήση τριών πυρηνικών εκρήξεων. Συγκεκριµένα το έτος εκείνο εκτοξεύθηκαν σε ύψος 500 χλµ. τρεις µικρές ατοµικές βόµβες στο Νότιο Ατλαντικό ωκεανό στα γεωγραφικά πλάτη (νότια) 38° και 50°. Αµέσως µετά τις εκρήξεις και σε χρόνο µόλις ενός πρώτου λεπτού της ώρας εµφανίσθηκε στο βόρειο ηµισφαίριο, σε προκαθορισµένα γεωγραφικά πλάτη, άλλο Σέλας, που σήµαινε πως τα ηλεκτρόνια της έκρηξης, µετά από ένα ταχύτατο ταξίδι σε ύψος 4000 χλµ πάνω από την επιφάνεια της Γης, ξαναγύρισαν και δηµιούργησαν τεχνητό Σέλας σε απόσταση πολλών χιλιάδων χιλιοµέτρων από το σηµείο της έκρηξης. Μάλιστα δε υπολογίσθηκε πως για αρκετές ώρες τα "τεχνητά" αυτά ηλεκτρόνια ταξίδευαν µέσα στο µαγνητικό πεδίο της Γης από τον Βόρειο στο Νότιο Πόλο και από τον Νότιο στον Βόρειο εκατοµµύρια φορές. Το πείραµα αυτό εξ όσων έχουν δηµοσιευθεί έχει επαναληφθεί µε θεαµατικότερα αποτελέσµατα το 1962.

89

Λαογραφία τι πίστευε ο κάθε λαός

Στη λαογραφία των βορείων λαών το Σέλας ήταν επόµενο να έχει συνδεθεί µε υπερβατικές ερµηνείες. Στις 27 Σεπτεµβρίου 1732 ο Anders Celsius σηµείωσε στο ηµερολόγιό του πως το Βόρειο Σέλας ήταν τεράστια φωτιά που κατά τις πεποιθήσεις της εποχής προερχόταν από ηφαίστεια που υπάρχουν στον Β. Πόλο, από τον Θεό, για να ζεσταίνονται οι άνθρωποι.

Οι Σουηδοί πίστευαν πως ήταν αντανακλάσεις από τις δάδες που κρατούσαν οι Λάπωνες ψάχνοντας τους Ταράνδους τους.

Οι Φιλανδοί ότι ήταν Άγγελοι Κυρίου που κυνηγούσαν τους δαίµονες.

Οι Λάπωνες έκρυβαν γυναίκες και παιδιά, σταµάταγαν τα έλκηθρα και µάζευαν τα κουδούνια για να µη γίνουν αντιληπτοί από το Σέλας και τους πάρει.

Στη δυτική ακτή της Νορβηγίας οι κάτοικοι πίστευαν µέχρι τις αρχές του προηγούµενου αιώνα πως το Βόρειο Σέλας είναι γριές ανύπαντρες γυναίκες στον ουρανό που χορεύουν κουνώντας τα λευκά µαντήλια τους. Πίστευαν δε πως το Σέλας ερχόταν για να πάρει τις ανύπαντρες γυναίκες που είχαν ήδη γεράσει! -"Αυτή είναι τόσο γριά που θα ΄ρθει να τη πάρει το Σέλας", έλεγαν.

Αρχαιότερα πίστευαν πως το Βόρειο Σέλας ήταν η αντανάκλαση των ασπίδων που κρατούσαν οι Βαλκυρίες, που ήταν νεκρές παρθένες στον ουρανό. Με αυτό τον θρύλο φαίνεται να συνδέεται και η σκοτσέζικη έκφραση "Merry Dancers" (χαρούµενοι χορευτές), µε ερωτικές όµως προεκτάσεις.

Οι Εσκιµώοι πίστευαν πως είναι οι ψυχές των νεκρών που αναζητούν τους δικούς τους. Έτσι κατά τη διάρκεια του φαινοµένου ούτε µιλούσαν ούτε σφύριζαν φοβούµενοι µη κατέβει το Σέλας χαµηλά και τους αρπάξει αναγνωρίζοντάς τους από τη φωνή.

Αλλά και οι Ινδιάνοι της Αµερικής (Καναδά) πίστευαν πως το Βόρειο Σέλας ήταν οι τεράστιες φωτιές που άναβαν τα ουράνια δαιµόνια όταν µαγείρευαν φάλαινες για να φάνε! Άλλοι ινδιάνοι (οι Φοξ) πίστευαν ότι πρόκειται για µεγάλη συνάθροιση πολεµιστών, κοντά στο Βόρειο Πόλο, όπου έβραζαν τους εχθρούς τους σε µεγάλα καζάνια.

Τέλος οι Μαορί της Νέας Ζηλανδίας πίστευαν πως οι παλιοί πρόγονοί τους έφθασαν στο Νότιο Πόλο και παγιδεύτηκαν εκεί και τώρα ανάβουν µεγάλες φωτιές για να συνεννοηθούν µε τους σηµερινούς απογόνους τους για να πάνε να τους ελευθερώσουν.

90

Στο σηµείο αυτό θα πρέπει να αναφερθεί η άγρια εκµετάλλευση του φαινοµένου, ενδεχοµένως και ασύγγνωστα, κατά τον Μεσαίωνα από την εκκλησιαστική τότε εξουσία ως προειδοποίηση µεγάλου κακού σκορπώντας τον φόβο στους πιστούς, που δεν συµµορφώνονταν, αποδεχόµενη τεράστιες περιουσίες. Πολλές γκραβούρες (πίνακες ζωγραφικής) της εποχής παρουσιάζουν το Σέλας ως θηρίο της κόλασης µε στόχο την καταστροφή.

Θα δούµε Βόρειο Σέλας στην Ελλάδα!

Το Βόρειο Σέλας "έρχεται" στην Ελλάδα το 2012! Ο ουρανός θα γίνει κατακόκκινος για αρκετές ώρες, κυρίως στα Βόρεια της χώρας! Σύµφωνα µε την εφηµερίδα ΕΘΝΟΣ, οι ηλιακές και µαγνητικές καταιγίδες µετακινούν το σέλας προς το Νότο κι έτσι το φαινόµενο θα γίνει για κάποιες ώρες ορατό και στην Ελλάδα. Και µπορεί ακόµα να µην έχει γίνει γνωστή η ηµέρα που ο ουρανός θα γίνει κόκκινος, ωστόσο το σίγουρο είναι πως το φαινόµενο θα είναι ιδιαίτερα εντυπωσιακό Η επιρροή του ήλιου στη γη είναι και το αντικείµενο του διεθνούς συνεδρίου που ξεκίνησε στην Κέρκυρα µε τη συµµετοχή 200 επιστηµόνων από την Αµερική, την Ευρώπη και την Κίνα. Ο ήλιος έχει νεύρα και αυτά δε θα περάσουν εύκολα, λένε οι ειδικοί. Κάθε 11 χρόνια βρίσκεται στο ζενίθ του. Εκνευρισµού του και εκσφενδονίζει στο διάστηµα µέρος της µάζας του – δηλαδή ηλιακά νέφη και µαγνητική µάζα. Είναι ένα αστέρι «κυκλοθυµικό» λέει χαρακτηριστικά, ο διευθυντής του Ινστιτούτου ∆ιαστηµικών Εφαρµογών και Τηλεπισκόπησης του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών Γιάννης ∆αγκλής. Οι ισχυρές ηλιακές και µαγνητικές καταιγίδες που αναµένονται την περίοδο εκείνη, θα µετακινήσουν το Βόρειο Σέλας προς τον νότο και το φαινόµενο θα είναι ορατό για αρκετές ώρες στον ελληνικό ουρανό, κυρίως στην βόρεια Ελλάδα. Οι επιστήµονες αναµένουν ότι λόγω της γεωγραφικής θέσης της χώρας µας, αλλά και των ιδιοτήτων του µαγνητικού πεδίου, το Βόρειο Σέλας θα "λούσει" µε χρώµατα τον ουρανό και θα στείλει εντυπωσιακές εικόνες σε όλο τον πλανήτη. Το φαινόµενο εκτιµάται ότι θα είναι πολύ εντυπωσιακό και θα διαρκέσει αρκετές ώρες, ενώ θα γνωρίζουµε την ακριβή ηµέρα που θα συµβεί. Στη χώρα µας, το φαινόµενο δεν αποκλείεται να προκαλέσει προβλήµατα στην ηλεκτροδότηση, τα οποία όµως δε θα είναι τόσο σοβαρά σύµφωνα µε τους επιστήµονες, λόγω του γεωγραφικού µας πλάτους. Το πιο ακραίο πρόβληµα που έχει δηµιουργηθεί µέχρι σήµερα, παρουσιάστηκε στον Καναδά το 1989 όταν ολόκληρο το Κεµπέκ βυθίστηκε στο σκοτάδι για 9 ώρες. γνωρίζουµε καλά πως οι ηλεκτροµαγνητικές εκρήξεις του ήλιου εκείνη την περίοδο αναµένεται να έχουν και ορισµένες "δυσάρεστες" επιπτώσεις στον "ηλεκτρικό και ηλεκτρονικό πολιτισµό" µας τις οποίες θα χρειαστεί να αντιµετωπίσουµε µε ψυχραιµία -µε την προϋπόθεση βέβαια πως έχουµε ήδη αποφασίσει συνειδητά να αλλάξουµε προς το καλύτερο και να λάβουµε τα δώρα της συνειδησιακής µετουσίωσης που µας στέλνει

91

ο ήλιος και το σύµπαν Φαίνεται πως πράγµατι θα ξηµερώσει µια διαφορετική και πολύ όµορφη µέρα για την ανθρωπότητα.

Τα πιο εντυπωσιακά φυσικά φαινόµενα

Ορισµένα φυσικά φαινόµενα µπορούν να γίνουν πιο εντυπωσιακά ακόµη και από ταινίες µε ψηφιακά εφέ τελευταίας τεχνολογίας. Η φύση άλλωστε, έχει το δικό της τρόπο της να µαγεύει τους ανθρώπους και τα φαινόµενα που ακολουθούν το αποδεικνύουν περίτρανα.

Ένα πραγµατικά µοναδικό θέαµα απαθανάτισε µε την φωτογραφική του µηχανή. Βρετανός James Appleton. Ο φωτογράφος βρέθηκε στην Ισλανδία, όπου «αιχµαλώτισε» την έκρηξη ενός ηφαιστείου κάτω από το Βόρειο Σέλας. Ο 25χρονος Appleton εργάζεται εδώ και 7 χρόνια στην Ισλανδία, «κυνηγώντας» µοναδικές στιγµές όπως αυτή, όταν εξερράγη το ηφαίστειο Fimmvörðuháls, ενώ τον ουρανό φώτιζε το Βόρειο Σέλας.

Τα σύννεφα-«µαστοί» (Mammatus cloud)

Οι µετεωρολόγοι χρησιµοποιούν τον όρο «mammatocumulus» για να περιγράψουν τις «σακούλες» που φαίνονται ορισµένες φορές να κρέµονται κάτω από τα σύννεφα. ∆όθηκε η ονοµασία αυτή στο φαινόµενο λόγω του σχήµατός τους, που θυµίζει

γυναικείο µαστό.

92

Νεροδίνες (Waterspout)

Οι νεροδίνες θυµίζουν τους στροβίλους φωτιάς, µόνο που αποτελούνται από νερό. Σχηµατίζονται όταν ισχυροί άνεµοι ή ανεµοστρόβιλοι σηκώνουν µεγάλες ποσότητες ύδατος από µια έκταση νερού προς τον ουρανό.

Κινούµενες πέτρες (Sailing stones)

93

Κατά το περίεργο αυτό γεωλογικό φαινόµενο, πέτρες φαίνεται πως µετακινούνται σε επίπεδες εκτάσεις δίχως την επίδραση ζώου ή ανθρώπου. Τέτοια φαινόµενα έχουν καταγραφεί σε διάφορες περιοχές, όπως την «Κοιλάδα του Θανάτου» στην Καλιφόρνια. Αν και ακόµη οι αιτίες πίσω από το φαινόµενο δεν έχουν µελετηθεί σε βάθος, οι επιστήµονες θεωρούν πως πιθανότατα οφείλεται σε ισχυρούς ανέµους σε συνδυασµό µε τη έδαφος διαµορφωµένο έτσι που διευκολύνει την µετακίνηση των λίθων.