نجوم و فضا

سیاره زهره ؛ هر آنچه باید درباره داغ ترین جهان منظومه شمسی بدانید

نویسنده: سارا ارجمند
جمعه, ۲۸ مرداد ۱۴۰۱ ساعت ۲۲:۳۰

زهره دومین، سوزان‌ترین و درخشان‌ترین سیاره در منظومه‌ی شمسی است. این سیاره به دلیل شباهت زیاد با زمین لقب خواهر زمین را گرفته است.

زهره، ناهید یا ونوس دومین سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی است. این سیاره، ویژگی‌های مشترک متعددی با زمین دارد و به همین دلیل لقب خواهر زمین را از آن خود کرده است. برای مثال، هر دو سیاره در محدوده‌ی سکونت‌پذیر منظومه‌ی شمسی قرار دارند. علاوه‌براین، هردو، اجرام سنگی هستند و بخش زیادی از آن‌ها از فلز و سیلیکات تشکیل شده است.

اما سیاره زهره برخلاف ظاهر آرامی که دارد، بسیار متلاطم و ناآرام است. ۹۶ درصد جو زهره را کربن تشکیل می‌دهد. فشار در سطح سیاره زهره بیش از ۹۰ برابر فشار در سطح زمین است. چنین فشاری فقط در عمق ۹۰۰ متری دریاهای زمین وجود دارد.باوجود فاصله‌ی نزدیک‌تر عطارد به خورشید، زهره داغ‌ترین سیاره‌ی شناخته‌شده در منظومه‌ی شمسی است و دمای میانگین سطح آن به ۴۷۱ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسد. سیاره زهره با لایه‌ی ضخیمی از ابرهای انعکاسی سولفوریک اسید پوشیده شده است. ابرها مانع از رسیدن نور خورشید به سطح این سیاره می‌شوند و نور را منعکس می‌کنند. بازتاب شدید نور خورشید، دلیل اصلی درخشش بالای سیاره زهره در آسمان شب و قابل رؤیت بودن آن با چشم غیرمسلح است. سطح زهره، خشک و پر از سنگ‌های لوح‌مانند و فعالیت‌های آتش‌فشانی است.

یک سال در زهره برابر با ۲۲۴/۷ روز زمینی است؛ اما حرکت زهره به دور خود کند است و به همین دلیل طولانی‌ترین روز درمیان سیاره‌های منظومه‌ی شمسی متعلق به این سیاره است. یک روز زهره برابر با ۲۴۳ روز زمینی است. برخلاف سیاره‌های دیگر، زهره درجهت عقربه‌های ساعت به دور محور خود می‌چرخد. به این معنی که خورشید در غرب زهره طلوع و در شرق غروب می‌کند. سیاره زهره همچنین هیچ قمری ندارد.

زهره به‌عنوان درخشان‌ترین جرم در آسمان شب، از دوران کهن، نقش پررنگی در فرهنگ انسان‌ها داشته است. این سیاره، خدای مقدس بسیاری از فرهنگ‌ها بوده و با القابی مثل ستاره‌ی صبح یا ستاره‌ی عصر، الهام‌بخش بسیاری از نویسندگان و شاعران بوده است. نام دیگر این سیاره، ونوس، برگرفته از خدای عشق و زیبایی رومی است. در هزاره‌ی دوم پیش از میلاد، برای اولین بار حرکات زهره در آسمان شب ترسیم شد. زهره به دلیل فاصله‌ی اندک از خورشید، بارها هدف کاوش‌های میان‌سیاره‌ای قرار گرفته است.

تصویر رنگی کاذب

تصویر رنگی کاذب از زهره در طول موج‌های مرئی و فرابنفش که توسط کاوشگر مارینر ۱۰ ثبت شد. ابرها به‌طور کامل سطح این سیاره را پوشانده‌اند.

سیاره زهره نماد چیست؟

نماد نجومی سیاره زهره همان نمادی است که در زیست‌شناسی برای جنسیت زن به کار می‌رود. یک دایره با علامت صلیب در پائین آن. نماد زهره همچنین به معنی زنانگی است و در کیمیاگری غربی، نماینده‌ی فلز مس است.

نماد سیاره زهره

سیاره زهره در فرهنگ عامه

سیاره‌‌ی زهره یکی از شاخص‌های برجسته‌ی آسمان شب است، درنتیجه اهمیت بالایی در اساطیر، طالع‌بینی و متون علمی تخیلی فرهنگ‌های مختلف داشته است. در مذهب سومری، اینانا با سیاره‌ی زهره در ارتباط است. شاعران کلاسیک مثل هومر، سافو و ویژیل هم از ستاره‌ی زهره و نور آن سخن گفتند. شاعرانی مثل ویلیام بلیک، رابرت فراست، الیزابت لاندن، آلفرد لرد تنیسون و ویلیام وردسورث هم قصیده‌هایی را درباره‌ی آن نوشته‌اند.

در فرهنگ چینی، سیاره زهره را زین زینگ خدای طلایی عنصر فلز می‌نماند. در هند شوکرا گراها (سیاره‌ی شوکرا) برگرفته از شوکرای مقدس قدرتمند است که در زبان سانسکریت به معنی پاک، خالص یا درخشش و پاکی است. تمدن مایا زهره را مهم‌ترین جرم نجومی پس از خورشید و ماه می‌دانستند. مصریان باستان و یونانیان هم زهره را دو بدنه‌ی جدا می‌دانستند که یکی از آن‌ها ستاره‌ی صبح و دیگری ستاره‌ی عصر بود.

سیاره زهره و نقاشی ونگوگ

سیاره زهره در سمت راست درخت در نقاشی آسمان پرستاره‌ی شب ونسان ونگوگ در سال ۱۸۸۹

سیاره زهره چگونه شکل گرفت؟

باوجود اطلاعات زیادی که از سیاره‌های منظومه‌ی شمسی در طی سال‌های اخیر به دست آمده است، هنوز تردیدهایی در مورد نحوه‌ی شکل‌گیری آن‌ها وجود دارد. درحال‌حاضر، دو نظریه‌ی اصلی برای نحوه‌ی شکل‌گیری سیاره‌ها وجود دارد. اولین و قابل‌قبول‌ترین نظریه، نظریه‌ی تجمع هسته است که سازگار با سیاره‌های سنگی مثل زهره است؛ اما در مورد غول‌های گازی چندان مناسب نیست. دومین نظریه، نظریه‌ی ناپایداری دیسک است که برای غول‌های گازی مناسب‌تر است.

نظریه‌ی تجمع هسته

براساس مدل تجمع هسته (core accretion)، در ابتدا هسته‌های سنگی سیاره‌ها شکل گرفتند؛ سپس عناصر سبک‌تر، گوشته و پوسته‌ی سیاره‌ها را تشکیل دادند. در دنیاهای سنگی، عناصر سبک‌تر دیگر جو را تشکیل دادند. با بررسی سیاره‌های خارجی (خارج از منظومه‌ی شمسی) نظریه‌ی تجمع هسته را می‌توان نظریه‌ی شکل‌گیری غالب دانست. ستاره‌هایی که فلز بیشتری در هسته‌ی خود دارند (اصطلاحی که ستاره‌شناسان برای عناصری غیر از هیدروژن و هلیوم به ‌کار می‌روند) نسبت به ستاره‌هایی که فقط از فلز ساخته شده‌اند، سیاره‌های بزرگ‌تری در منظومه‌ی خود دارند.

مدل تجمع هسته

خصوصیات فیزیکی و ترکیب سیاره زهره

ازآنجاکه اندازه، جرم، چگالی و ترکیب زهره و زمین تقریباً مساوی هستند، لقب دوقلوها یا خواهر به این دو سیاره داده شده است. قطر زهره ۱۲۱۰۳.۶ کیلومتر و تنها ۶۳۸.۴ کیلومتر کمتر از زمین است. بااین‌حال، شباهت‌ها به همین‌جا ختم می‌شود. زهره نزدیک‌ترین سیاره به خورشید نیست اما به دلیل جو متراکم و قابلیت به دام انداختن گرما و اثر گریز گلخانه‌ای‌ (وضعیتی که در آن، به‌دلیل بازخورد مثبت بین دمای سطح و جو، اثر گلخانه‌ای تشدید می‌شود و اقیانوس‌ها تبخیر می‌شوند)، داغ‌ترین سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی است. درنتیجه دما روی سطح زهره حتی به ۴۷۱ درجه‌ی سانتی‌گراد هم می‌رسد که به‌راحتی سرب را ذوب می‌کند. به همین دلیل کاوشگرهایی که قبلا روی سطح زهره فرود آمده‌اند، تنها چند ساعت دوام آوردند.

زمین و زهره

ساختار داخلی سیاره زهره

ساختار داخلی زهره احتمالاً مشابه ساختار داخلی زمین است. زهره هم مانند زمین یک سیاره‌ی سنگی است که از سنگ و فلز تشکیل شده و احتمالاً دارای یک هسته‌ی فلزی مذاب، یک گوشته‌ی سنگی و پوسته است. ازآنجاکه زهره کمی از زمین کوچک‌تر است، فشار در اعماق آن ۲۴ درصد پائین تر از فشار اعماق زمین است. تفاوت اصلی بین دو سیاره، نبود صفحات تکتونیکی روی سطح زهره است. دلیل این مسئله هم می‌تواند استحکام بالای پوسته‌ی زهره باشد.

ساختار داخلی سیاره زهره

ساختار متمایز سیاره زهره

شرایط جغرافیایی، کوه ها و آتشفشان ها

سطح زهره در قرن بیستم بارها موضوع بررسی دانشمندان سیاره‌ای بوده است. سطح‌نشین‌های زهره در سال‌های ۱۹۷۵ و ۱۹۸۲، تصاویری از صخره‌های زاویه‌دار و رسوب‌‌‌های سطحی زهره را ارسال کردند. نقشه‌برداری از سطح زهره توسط کاوشگر ماژلان در سال‌های ۱۹۹۰ و ۱۹۹۱ انجام شد. سطح زهره شواهدی از فعالیت‌های آتش‌فشانی را نشان می‌دهد و سولفور موجود در جو هم ممکن است فرآورده‌ی این فعالیت‌ها باشد. شش منطقه‌ی کوهستانی، یک‌سوم از سطح زهره را تشکیل می‌دهند. وسعت یکی از مناطق معروف به مکسول تقریباً ۸۷۰ کیلومتر است و ارتفاع کوه‌های آن به ۱۱.۳ کیلومتر هم می‌رسد که مرتفع‌ترین کوه‌های روی این سیاره هستند.

بیشتر سطح زهره براثر فعالیت‌های آتش‌فشانی شکل گرفته است. تعداد آتشفشان‌های زهره هفت برابر آتشفشان‌های زمین است. بااینکه درمجموع ۱۶۰۰ آتش‌فشان روی سطح زهره وجود دارد اما به‌نظر می‌رسد فعال نیستند. زهره درمجموع دارای ۱۶۷ آتش‌فشان بزرگ است که عرض آن‌ها بیش از صد کیلومتر است.

بااین‌حال رادارهای کاوشگر ماژلان شواهدی مبنی‌بر فعالیت‌های آتش‌فشانی در منطقه‌ی مات مونز زهره به‌دست آوردند که به‌شکل جریان‌های خاکستری نزدیک‌به قله و دامنه‌ی جنوبی کوه دیده شدند. این کاوشگر همچنین موفق‌به کشف حفره‌های برخوردی در سطح زهره شد که البته تعداد آن‌ها بسیار کم بود؛ زیرا گدازه‌های آتش‌فشانی روی آن‌ها را پوشانده بود.

مات مونز در سیاره زهره

نقشه‌ی رنگی کاذب از مات مونز

تقریباً هزار دهانه‌ی برخوردی روی زهره کشف شده است که دارای توزیع برابر هستند. در سیاره‌های دیگر مثل زمین و ماه، حفره‌ها دچار فرسایش و فروپاشی می‌شوند. برای مثال دهانه‌های ماه بر اثر برخوردهای بعدی دچار فروپاشی شدند درحالی‌که عامل فرسایش دهانه‌‌های برخوردی زمین، آب و باد است. تقریباً ۸۵ درصد از دهانه‌های برخوردی زهره جدید هستند. بااینکه پوسته‌ی زمین مرتب درحال حرکت است، اما چنین فرآیندی در زهره وجود ندارد. قطر دهانه‌های برخوردی زهره از ۳ تا ۲۸۰ کیلومتر متغیر است.

پوسته‌ی زهره به‌دلیل انباشته‌شدن گدازه‌ها روی آن، قدیمی‌تر است؛ اما پوسته‌ی اقیانوسی زمین با صفحات تکتونیکی جایگزین شده و میانگین سنی آن ۱۰۰ میلیون سال است؛ درحالی‌که میانگین سنی پوسته‌ی زهره ۳۰۰ تا ۶۰۰ میلیون سال است. حال این سؤال مطرح می‌شود که با توجه ‌به شرایط و آب‌وهوای خشن چرا فعالیت‌های آتش‌فشانی زهره برخلاف زمین اندک هستند؟

به عقیده‌ی دکتر میخائیل از دانشکده‌ی علوم محیطی (زمین‌شناس دانشگاه سنت آندروس) به دلیل گرمای شدید، یکپارچگی پوسته‌ی زهره کمتر از زمین است و ماگماها (گدازه‌ها) نمی‌توانند وارد شکاف‌های پوسته شوند و منجر به فعالیت‌های آتش‌فشانی مجدد شوند. پوسته‌ی نرم و پلاستیک‌مانند زهره از تشکیل صفحات تکتونیکی جلوگیری می‌کند (صفحات تکتونیکی پدیده‌ای زمین‌شناختی هستند که نقش بسیار مهمی در چرخه‌ی کربنی زمین ایفا می‌کنند و برای آب‌وهوا ضروری هستند).

بررسی تفاوت‌های محیط و زمین‌شناختی این دو سیاره‌ی همزاد کلید کشف سیاره‌های فراخورشیدی شبه‌زمین و دلیل سکونت‌پذیر بودن آن‌ها (مانند زمین) یا غیرقابل‌سکونت بودن (مانند زهره) است. مدارپیمای ونوس اکسپرس از سازمان فضایی اروپا هم موفق به کشف شواهد جدیدی از فعالیت آتش‌فشانی روی سطح زهره شد؛ به‌طوری‌که فوران‌های آتش‌فشانی در بعضی نقاط باعث افزایش دما تا ۸۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد هم شده بود.

جو سیاره زهره: ترکیب، آب‌و‌هوا و ابرها

جو زهره تقریباً به‌صورت کامل از کربن‌دی‌اکسید تشکیل شده است. جو این سیاره همچنین دارای مقادیر اندکی نیتروژن و ابرهای سولفوریک اسید است. این ترکیب منجر به ایجاد اثر گلخانه‌ای می‌شود که سطح این سیاره را حتی از عطارد هم داغ‌تر می‌کند. علاوه‌بر گرمای شدید، این سیاره با ابرهای سنگینی احاطه شده است که مثل یک سپر بازتابی عمل می‌کنند و از آن درمقابل بمباران‌‌های شهاب‌سنگی محافظت می‌کنند. بااین‌حال حفره‌ها و دهانه‌های برخوردی متعددی روی سطح این سیاره دیده می‌شوند.

تصویر فرابنفش ابرهای زهره

تصویر فرابنفش از زهره که توسط فضاپیمای آکاتوسکی ثبت شده است

آب و هوای سیاره زهره

سرعت ثابت بادهای زهره به ۳۶۰ کیلومتر بر ساعت می‌رسد. سرعت‌ باد، در نزدیکی سطح کاهش پیدا می‌کنند و به چند کیلومتر بر ساعت می‌رسد. در زمین، فصل‌ها براساس محور زمین تغییر می‌کنند؛ وقتی یکی از نیم‌کره‌ها به خورشید نزدیک‌تر باشد دما در آن نیم‌کره افزایش می‌یابد؛ اما در زهره، بخش زیادی از گرمای خورشید نمی‌تواند از جو ضخیم آن عبور کند. درنتیجه اختلاف دما در طول یک سال و همین‌طور اختلاف دمای روز و شب این سیاره زیاد نیست.

پژوهش‌ها نشان می‌دهند جو زهره، در میلیاردها سال پیش مثل جو زمین بوده است؛ اما ۶۰۰ میلیون سال اثر گلخانه‌ای حاصل از تبخیر آب، سطح گازهای گلخانه‌ای جو این سیاره را به مرز بحرانی رساند. اگرچه حتی قبل از این اتفاق هم سطح زهره مانند زمین سکونت‌پذیر نبوده اما احتمال وجود حیات در لایه‌های بالای جو زهره وجود داشت.

ابرهای زهره عمدتا از سولفوریک اسید تشکیل شده‌اند. علاوه‌براین، یک درصد جو زهره از فریک کلراید تشکیل شده است. دیگر مواد احتمالی در ابرها شامل فریک سولفات، آلومینیوم کلرید و فسفریک انیدرید هستند. ابرها در سطوح مختلف، ترکیب‌های مختلفی دارند و نحوه‌ی توزیع آن‌ها متفاوت است. ابرهای زهره تقریباً ۹۰ درصد از نور خورشید را بازتاب می‌دهند و مانع از عبور نور خورشید به زمین می‌شوند.

اثر گریز گلخانه‌ای و گذشته‌های دور سیاره زهره

براساس یک فرضیه سیاره‌ی زهره در گذشته‌های دور چهره‌ای متفاوت داشت. براساس بررسی‌ها، احتمالاً میلیاردها سال پیش زهره مانند زمین دنیایی سکونت‌پذیر بود. یکی از معیارهای تأثیرگذار بر محیط خشن این سیاره، چرخش کند محوری آن (چرخش به دور خود) است. به‌طوری‌که یک روز در زهره برابر با ۲۴۳ روز زمینی یا دوسوم سال زمینی است؛ بنابراین در هر نقطه‌ از این سیاره، تابش نور خورشید ماه‌ها طول می‌کشد. براساس شبیه‌سازی‌ها، احتمالاً زهره در اوایل حیات خود اقیانوس‌هایی داشت، اما نیروهای جزرومدی اقیانوس‌ها منجر به کند شدن گردش سیاره و درنهایت تبخیر اقیانوس‌ها شدند.

اما براساس سرنخ‌های ناسا و مأموریت‌های گذشته، احتمالاً زهره درگذشته تا این اندازه جهنمی نبود، اقیانوس‌هایی آبی داشت، جو آن رقیق‌تر و چرخش آن به دور خود هم سریع‌تر بود. تمام این معیارها می‌توانست زهره را به بهشتی واقعی تبدیل کند. براساس پژوهش‌های جدید دانشمندان در ناسا، دانشگاه بانگو و دانشگاه واشنگتن، اقیانوس‌های کهن زهره عامل اصلی تغییرات اقلیمی آن بوده‌اند.

اثر گریز گلخانه‌ای، سیاره زهره را غیر قابل سکونت ساخته است

براساس این فرضیه، جزرومدهای اقیانوسی با ایجاد اصطکاک بین جریان‌های آب و کف دریا به کاهش سرعت چرخش محوری سیاره منجر شده‌اند. برای مثال این فرایند روی زمین باعث می‌شود به ازای هر یک‌میلیون سال، روزها ۲۰ ثانیه طولانی‌تر شوند. با فرض وجود اقیانوس‌ها در زهره‌ی کهن، احتمالاً چنین فرآیندی رخ داده است و ازآنجاکه زهره هیچ قمری ندارد، خورشید عاملی اصلی جزرومدها بوده است.

اما براساس پژوهشی دیگر، فرضیه‌ی فوق حقیقت ندارد. براساس بررسی‌های جدیدتر، از همان ابتدا هم اقیانوس مایعی روی سطح زهره وجود نداشته است. با اینکه پژوهش‌های گذشته براساس ویژگی‌های شیمیایی جوّ و مناطق مرتفع زهره به محیط مرطوب و گرم آن اشاره کرده‌اند، پژوهش‌های جدیدتر نشان دادند نقاط مرتفع براثر مواد مذاب شکل گرفته‌اند نه آب. به‌طور کلی هنوز اطلاعات کمی از شکل‌گیری و گذشته‌ی سیاره‌ زهره وجود دارد. با مأموریت‌های آینده و پرتاب کاوشگرهای بیشتر به این سیاره، رازهای بیشتری درباره‌ی شکل‌گیری و گذشته‌ی آن آشکار خواهند شد.

احتمال وجود حیات در سیاره زهره

حدود دو سال پیش در سال ۲۰۲۰، دانشمندان از وجود گازی به نام فسفین در میان ابرهای اسیدی زهره خبر دادند. این گاز می‌توانست نشانه‌ای از حیات در این سیاره‌ی جهنمی باشد. به دلیل چگونگی شکل‌گیری فسفین روی زمین حتی کشف مقدار اندک این گاز در زهره شگفت‌انگیز بود.

برخی دانشمندان معتقد بودند که این گاز احتمالاً حاصل فعالیت جانداران زنده‌ی کوچک است که در ابرهای زهره زندگی می‌کنند و گروهی دیگر هم آن را حاصل فعالیت‌های آتشفشانی زهره می‌دانستند. از طرفی حتی تصور حیات در سیاره‌ی جهنمی زهره به نظر خنده‌دار می‌آمد زیرا دماهای سطحی این سیاره حتی می‌توانند سرب را هم ذوب کنند یا ابرهای زهره مملو از گازهای سمی و اسیدی هستند و نمی‌توان حیاتی را در آن‌ها متصور شد.

بااین‌حال گاز فسفین می‌توانست تمام معادلات را برهم زند. گروهی از دانشمندان هم معتقد بود که انتظار برای کشف حیات روی زهره کاری بیهوده است. براساس تحلیلی توسط جان هالسورث، میکروبیولوژیست دانشگاه کویین در بلفاست، نبود آب در ابرهای زهره مانع از رشد حیات در جو این سیاره می‌شود. حداقل امکان رشد حیات مشابه زمین در جو این سیاره وجود ندارد؛ زیرا موجودات زنده برای رشد به آب نیاز دارند.

حیات در زهره

نمای رنگی کاذب از زهره که توسط مدارپیمای آکاتوسکی ژاپن ثبت شده است. براساس پژوهشی جدید حیاتی که می‌شناسیم نمی‌تواند ناهنجاری‌های سولفوردی‌اکسیدی در جو این سیاره را توصیف کند؛ بنابراین وجود حیات روی این سیاره بعید است.

با این‌‌حال، تحلیلی دقیق و جدید از وضعیت شیمیایی ابرهای زهره نشان می‌دهد هیچ‌کدام از شاخصه‌های زیستی حیات هوازی با سوخت‌وساز سولفوری در آن وجود ندارند؛ درنتیجه، معمای حیات قابل‌اکتشاف در ابرهای زهره تا حد زیادی حل شده است و حداقل تا وقتی اطلاعات جدیدی به‌دست آوریم، این نتیجه به قوت خود باقی خواهد ماند. ویژگی‌های شیمیایی پیچیده‌ی جوّ فوقانی زهره را نمی‌توان به‌راحتی و تنها براساس حیاتی که می‌شناسیم، توصیف کرد. در نهایت، اکتشافات و مأموریت‌های پیش‌رو نکات بیشتری را درباره‌ی نتایج فوق آشکار خواهند کرد. نتیجه‌ی قطعی تا به الان این است که اثری از حیات در ابرهای سیاره‌ زهره وجود ندارد.

میدان مغناطیسی سیاره زهره

براساس مشاهدات کاوشگر ونرا ۴ در سال ۱۹۶۷، میدان مغناطیسی زهره بسیار ضعیف‌تر از میدان مغناطیسی زمین است. میدان مغناطیسی بر اثر تعامل بین یونوسفر و بادهای خورشیدی به وجود می‌آید. مغناطیس‌کره‌ی کوچک زهره قدرت زیادی برای محافظت از جو آن درمقابل پرتوهای کیهانی ندارد. مغناطیس‌کره‌ی ضعیف اطراف زهره به این معنی است که بادهای خورشیدی به‌صورت مستقیم با جو خارجی واکنش می‌دهند. در اینجا، یون‌های هیدروژن و اکسیژن با تجزیه‌ی مولکول‌های خنثی از پرتوهای فرابنفش به وجود می‌آیند.

چرخش و مدار سیاره زهره

به‌دلیل چرخش کند زهره به دور محور خود، یک روز زهره برابر با ۲۴۳ روز زمینی است؛ و به‌این‌ترتیب رکورد طولانی‌ترین روز در منظومه‌ی شمسی را از آن خود کرده است. زهره در فاصله‌ی ۰.۷۲ واحد نجومی (۱۰۸ میلیون کیلومتری) از خورشید قرار گرفته است و دوره‌ی گردش آن به دور خورشید برابر با ۲۲۴.۶۵ روز زمینی است. وقتی زهره بین زمین و خورشید قرار می‌گیرد، مقارنه‌ی تحتانی رخ می‌دهد؛ به این معنی که این سیاره در نزدیک‌ترین فاصله به زمین قرار می‌گیرد (۴۱ میلیون کیلومتر). این اتفاق هر ۵۸۴ روز رخ می‌دهد.

زهره در مرز قفل جزر و مدی قرار دارد. براساس قفل جزر و مدی همیشه یک طرف از جرم کوچکتر به صورت دائم رو به جرم بزرگ‌تر قرار می‌گیرد. برای مثال ماه نسبت به زمین، قفل جزر و مدی شده است و ساکنین زمین همیشه یک سمت ماه را می‌بینند. سیاره‌ی زهره برخلاف سیاره‌های دیگر در جهت مخالف مدار به دور خورشید می‌چرخد. جو غلیظ زهره، مانع از قفل‌ شدن کامل این سیاره نسبت به خورشید می‌شود.

زهره فاقد قمر طبیعی است؛ ولی درعوض دارای چند سیارک مهاجم است: شبه‌قمر ۲۰۰۲ VE68 و دو مهاجم موقتی دیگر به‌نام‌های ۲۰۰۱ CK32 و ۲۰۱۲ XE133.

تجربه‌ی یک جهنم واقعی!

با توجه به خصوصیات فیزیکی و شرایط جوی فرض کنید بخواهید به زهره سفر کنید. اگرچه چنین شرایطی در واقعیت غیرممکن است و زهره سیاره‌ای است که شاید هرگز نخواهید آن را ببینید! اما می‌توان با یک سفر خیالی به زهره بهتر شرایط آن را درک کنید. در یک سفر خیالی به زهره، پیدا کردن موقعیت فرود تقریباً غیرممکن است. حتی اگر موفق فرود روی سطح آن بشوید، جو زهره پر از ابرهای سمی است که از سولفور دی‌اکسید تشکیل شده‌اند.

در ابتدای فرود با بادهای شدید (با سرعت تقریبی ۳۶۰ کیلومتر بر ساعت) روبه‌رو می‌شوید، در فاصله‌ی ۴۸ کیلومتری از جو، بادها فروکش می‌کنند و وارد یک مه سمی می‌شوید. باران‌های زهره از سولفوریک اسید تشکیل شده‌اند اما باران‌ هرگز به سطح زهره نمی‌رسد؛ زیرا جو به‌قدری داغ است که در میانه‌ی راه تبخیر می‌شوند. پس از خروج از مه، دمای ۳۱۵ درجه‌ی سانتی‌گراد را تجربه خواهید کرد و فشار ده برابر فشار دریاها روی سطح زمین است.

سرعت تقریبی بادها در سطح زهره به ۳۶۰ کیلومتر بر ساعت می‌رسد

چنین فشار سنگینی را تنها در فاصله‌ی ۸۰۰ متری اقیانوس‌های زمین تجربه می‌کنید؛ اما پس از فرود روی سطح، دما به ۴۷۱ درجه‌ی سانتی‌گراد هم خواهد رسید؛ دمایی که به‌راحتی سرب را ذوب می‌کند. برخلاف تصور، دما در قطب‌های زهره پائین‌تر نیست. زهره به‌زحمت به دور محور خود می‌چرخد و دما در کل سطح آن تقریباً یکسان است. حالا فرض کنید بتوانید از فضاپیمای خود خارج شوید.

راه رفتن روی زهره کار بسیار دشواری است. ابرهای زهره، ۹۰ درصد از نور خورشید را منعکس می‌کنند بنابراین نور به‌زحمت به سطح می‌رسد و تا فاصله‌ی چند کیلومتری به‌سختی می‌توانید چیزی را ببینید. در چنین شرایطی، سرعت مصرف اکسیژن هم بالا خواهد رفت. ۹۶ درصد از جو زهره را کربن‌دی‌اکسید و ۳/۵ درصد آن را نیتروژن و کمتر از یک درصد باقی‌مانده‌ی آن را گازهای کربن مونواکسید، آرگون، سولفور دی‌اکسید و بخارآب تشکیل داده است.

در چنین شرایطی، خطر آسیب به سلول‌ها و سرطان بالا خواهد رفت. با توجه‌ به اینکه زهره هیچ میدان مغناطیسی شناخته‌شده‌ای ندارد، پس درمعرض بمباران پرتوهای کیهانی پرانرژی قرار خواهید گرفت. ازطرفی، وزن شما در سطح زهره کمتر خواهد بود زیرا جرم زهره، ۹۱ درصد جرم زمین است. در گذشته تصور می‌شد زیر ابرهای زهره، یک بهشت حاره‌ای قرار دارد تا اینکه در قرن بیستم، فضاپیماها از چهره‌ی جهنمی زهره رونمایی کردند.

رصدها و کاوش‌های سیاره زهره

زهره پس از ماه، درخشان‌ترین جرم در آسمان شب است که می‌توان آن را با چشم غیرمسلح رؤیت کرد. دلیل درخشش بالای زهره، لایه‌ی ابری ضخیم آن است که بیش از ۹۰ درصد نور خورشید را منعکس می‌کند. به همین دلیل ویژگی‌های سطح زهره به مدت طولانی، به‌صورت یک راز باقی‌ مانده بود.

فازهای زهره

زهره هم مانند ماه در چرخه‌ی کاملی از فاز‌ها ظاهر می‌شود. تغییرات زهره را در بازه‌های ماهانه می‌توان رصد کرد. وقتی زهره در حداکثر فاصله‌ی خود از خورشید قرار دارد، به‌صورت یک قرص بزرگ و درخشان ظاهر می‌شود.

فازهای سیاره زهره

فازهای زهره و تکامل قطر ظاهری آن

گذارها

عبور زهره از مقابل خورشید زمانی رخ می‌دهد که این سیاره به‌صورت مستقیم از میان خورشید و یک سیاره‌ی بزرگ‌تر عبور کند. در طول گذار، زهره را می‌توان از زمین به‌صورت یک نقطه‌ی سیاه کوچک مشاهده کرد که از مقابل خورشید عبور می‌کند. گذارهای زهره معمولاً در چرخه‌های ۲۴۳ ساله با الگوی دو زوج گذار در فاصله‌ی هشت سال و در بازه‌های ۱۰۵.۵ ساله یا ۱۲۱.۵ سال رخ می‌دهند. این الگو در سال ۱۶۳۹ توسط ستاره‌شناس انگلیسی، جرمی هوراکز کشف شد. آخرین زوج گذار در ۸ ژوئن ۲۰۰۴ و ژوئن ۲۰۱۲ اتفاق افتاد. زوج گذار قبل در دسامبر ۱۸۷۴ و دسامبر ۱۸۸۲ رخ داد؛ زوج گذار بعدی در دسامبر ۲۱۱۷ و دسامبر ۲۱۲۵ رخ خواهد داد.

گذار سیاره زهره

گذار زهره از مقابل خورشید، سال ۲۰۰۴

رصدهای تلسکوپی سیاره زهره

تا قرن بیستم اطلاعات کمی در مورد زهره وجود داشت. با کشف طیف‌سنج‌ها، رادارها و رصدهای فرابنفش، اطلاعات بیشتری از این سیاره به‌دست آمد. اولین رصد فرابنفش زهره در دهه‌ی ۱۹۲۰ انجام شد. تصاویر فرابنفش، جزئیات قابل‌توجهی نشان می‌دادند که در عکس‌های مادون‌قرمز و مرئی دیده نمی‌شد. جو زرد و متراکم زهره همراه با ابرهای سیروس، در این پژوهش کشف شدند. اولین سرنخ‌ها از مدار زهره در رصدهای طیف‌سنجی دهه‌ی ۱۹۰۰ به دست آمد. رصدهای راداری دهه‌ی ۱۹۷۰، برای اولین بار جزئیات بیشتری از سطح زهره آشکار می‌کنند. در این رصدها، وجود کوهستان‌های ماکسول اثبات شدند.

سیاره زهره در آسمان شب

سیاره‌ی زهره در سمت راست مرکز تصویر، درخشان‌تر از تمام سیاره‌ها یا ستاره‌های دیگر دیده می‌شود. سیاره‌ی مشتری در بالای تصویر قرار دارد.

اکتشافات فضایی سیاره زهره

اولین کاوشگر روباتیک میان‌سیاره‌ای که به بازدید از زهره پرداخت، کاوشگر ونرا از اتحاد جماهیر شوروی بود که در سال ۱۹۶۱ پرتاب شد. از سوی دیگر، ایالات متحده اولین موفقیت خود در اکتشاف زهره را در مأموریت مارینر ۲ در ۱۴ دسامبر ۱۹۶۲ به‌دست آورد. این مأموریت، اولین مأموریت بین‌سیاره‌ای بود که به جمع‌آوری داده‌هایی از جو سیاره پرداخت.

در ۱۸ اکتبر ۱۹۶۷، ونرا ۴ از اتحاد جماهیر شوروی با موفقیت وارد جو زهره شد و برنامه‌های علمی را توسعه داد. ونرا ۴ نشان داد دمای سطح زهره داغ‌تر از دمای محاسبه‌شده توسط مارینر ۲ است (تقریباً ۵۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد)؛ همچنین نشان داد ۹۵ درصد از جو زهره از کربن‌دی اکسید تشکیل شده و ثابت کرد تراکم جوی این سیاره فراتر از حد تصور است. یک تیم علمی شوروی‌آمریکایی در سال‌های پس از مأموریت به تحلیل داده‌های مأموریت‌های ونرا و مارینر پرداختند.

در سال ۱۹۷۴، مارینر ۱۰ در راه عطارد به بازدید از زهره هم پرداخت و چند تصویر فرابنفش از آن ثبت کرد که سرعت بالای بادهای جو زهره را نشان می‌داد. در ۱۹۷۵، سطح‌نشین‌های ونرا ۹ و ۱۰ اولین تصاویر سیاه‌وسفید از سطح زهره را ارسال کردند. در ۱۹۸۲، سطح‌نشین‌های ونرا ۱۳ و ۱۴ اولین تصاویر رنگی را ارسال کردند.

ناسا در قالب دو مأموریت مجزای پایونیر یعنی مدارپیمای پایونیر و کاوشگر پایونیر به اطلاعات بیشتری از زهره رسید. برنامه‌ی موفق ونرا شوروی در ۱۹۸۳ با ونرا ۱۵ و ۱۶ به پایان رسید. فضاپیماهای دیگر هم که هدفی غیر از زهره داشتند، در دهه‌های ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ چندین‌مرتبه ازکنار زهره عبور کردند که می‌توان به وگا ۱ (۱۹۸۵)، وگا ۲ (۱۹۸۵)، گالیله (۱۹۹۰)، ماژلان (۱۹۹۴)، کاسینی، هویگنس (۱۹۹۸) و مسنجر (۲۰۰۶) اشاره کرد.

نمای زهره از مسنجر

کاوشگر مسنجر ناسا در سال ۲۰۰۷ این تصویر را از سیاره‌ی زهره ثبت کرد

اما ونوس اکسپرس مأموریت بی‌سابقه‌ی دیگری بود که توسط سازمان فضایی اروپا برای بررسی طولانی‌مدت جو زهره آغاز شد و در آوریل ۲۰۰۶ وارد مدار زهره شد. این کاوشگر مجهز به هفت ابزار علمی متعدد بود و اطلاعات بی‌سابقه‌ای ارسال کرد. مدارپیمای آکاتوسکی ژاپن در ۲۰ می ۲۰۱۰ پرتاب شد. این کاوشگر در ابتدا نتوانست در مدار زهره قرار بگیرد؛ اما پس از پنج سال دانشمندان کنترل مجدد آن را به دست گرفتند و توانستند آن را در مدار زهره قرار دهند. این مدارپیما به بررسی جو زهره می‌پردازد.

گالری تصاویر مأموریت‌ها و کاوش‌های سیاره زهره

ونوس اکسپرس، مأموریتی بی‌سابقه

ونوس اکسپرس، اولین مأموریت سازمان فضایی اروپا به زهره و دومین مأموریت این سازمان به خورشید بود. این فضاپیمای ۱.۲ تنی، مدت هشت سال به دور زهره چرخید و الگوهای طولانی‌مدت جوی این سیاره را زیر نظر گرفت و از ابزارهای متعددی برای بررسی شرایط ابرها و سطح زهره استفاده کرد. مأموریت ونوس اکسپرس در دسامبر ۲۰۱۴ و پس از اتمام سوخت این فضاپیما به پایان رسید.

این فضاپیما به اطلاعات مهمی ازجمله وجود شفق‌های قطبی پی برد؛ این در حالی است که زهره فاقد میدان مغناطیسی لازم برای حفظ شفق‌ها است. ونوس اکسپرس در تاریخ ۱۱ آوریل ۲۰۰۶ پس از طی ۴۰۰ میلیون کیلومتر به مقصد رسید. مدت مأموریت این فضاپیما ۴۸۶ روز بود. شرایط زهره به دلیل دمای بالای سطح این سیاره، برای فرود کاوشگر بسیار نامساعد است. از طرفی، ابرهای متراکم زهره هم امکان رصد سطحی آن را نمی‌دهند.

ونوس اکسپرس از ابزارهای تصویربرداری طول‌موج فرابنفش تا فروسرخ برای عکاسی از سطح زهره استفاده کرد. این کاوشگر مجهز به یک تحلیلگر پلاسما، مغناطیس‌سنج و یک ژرفاسنج رادار هم بود تا بتواند به اندازه‌گیری جوی و محیط پیرامون سیاره بپردازد. در ادامه‌ی این مأموریت، شواهدی از یک گرداب در اطراف قطب جنوب این سیاره گزارش شد که مشابه گرداب دیگری در قطب شمال آن بود. در ماه ژوئن، سازمان فضایی اروپا خبر از کشف یک گرداب جوی موسوم به چشم مضاعف در اطراف قطب جنوب زهره داد.

نیم‌کره‌ی جنوبی زهره از نگاه ونوس اکسپرس

نیم‌کره‌ی جنوبی زهره که در طیف فرابنفش توسط کاوشگر ونوس اکسپرس ثبت شده است.

در سال ۲۰۱۱، تغییراتی در این گرداب مشاهده شد. شکل این گرداب گاهی به ‌شکل عدد 8 انگلیسی و گاهی به شکل حرف S بود. به عقیده‌ی دانشمندان، دلیل شکل‌گیری این گرداب‌ها، جریان‌های موجود در مدار نصف‌النهار و قطب‌های این سیاره است. ازآنجاکه ابرهای زهره بسیار ضخیم هستند و نفوذ به آن‌ها کار دشواری است، ونوس اکسپرس از یک روش دیگر برای بررسی سطح سیاره استفاده کرد. در سال ۲۰۰۶، پژوهشگرها توانستند گرمای منتشر‌شده از پوسته‌ی مذاب این سیاره را دریافت کنند. گرمای فروسرخ می‌تواند ازطریق حفره‌های مشخصی در جو سیاره عبور کند و وارد فضا شود و فضاپیما این گرما را حس می‌کند. ازاین‌رو دانشمندان توانستند اولین نقشه‌ی دمایی از نیم‌کره‌جنوبی زهره را بسازند.

تصویر رنگی کاذب از ونوس اکسپرس

تصویر رنگی کاذب از ابرهای زهره که توسط دوربین VMC ونوس اکسپرس ثبت شدند. این تصویر از فاصله‌ی ۳۰ هزار کیلومتری در تاریخ ۸ دسامبر ۲۰۱۱ به ثبت رسید.

تا سپتامبر ۲۰۰۷، ونوس اکسپرس ۵۰۰ روز در مدار بود و مأموریت آن تمدید شد. باوجود محیط و پرتوهای شدید اطراف سیاره، فضاپیما در وضعیت خوبی قرار داشت و اطلاعات جدیدی در مورد جو متغیر سیاره ارسال کرد. مشاهدات جدید، نشان‌دهنده‌ی تغییرات روزانه در جریان‌های هوای زهره بودند. علاوه بر این، دانشمندان ایزوتوپ جدیدی از کربن‌دی‌اکسید کشف کردند که نقش مهمی در اثر گلخانه‌ای این سیاره دارد.

ونوس اکسپرس در سال‌های بعد با بررسی سولفوریک اسید (یکی از فرآورده‌های متداول آتشفشان‌ها) شواهدی‌از وجود آتشفشان‌ها را در سیاره زهره کشف کرد و پدیده‌های عجیبی مثل طوفان‌ها را بررسی کرد. در مارس ۲۰۱۲، ونوس اکسپرس موقتا دید خود را به‌دلیل یک طوفان خورشیدی عظیم از دست داد. دوربین‌های ردیابی ستاره‌ای به فضاپیما کمک کردند در مسیر صحیح قرار بگیرد؛ اما فضاپیما دید خود را از دست داده بود.

درست یک ماه بعد، پژوهشگرها متوجه شدند سیاره زهره بدون داشتن میدان مغناطیسی، شفق قطبی تولید می‌کند. به این صورت توانستند نورهای عجیب زهره را که فضاپیما در طی سال‌های قبل ارسال کرده بود، توضیح دهند. زهره دارای یک دم مغناطیسی است که هنگام برخورد ذرات خورشید به یونوسفر دیده می‌شود. یونوسفر بخشی از جو فوقانی سیاره است که حاوی یون‌های باردار الکتریکی است.

براساس مشاهدات ونوس اکسپرس، اتصال مغناطیسی با دم منجر به ایجاد یک حباب پلاسمای مغناطیسی با عرض ۳۴۰۰ کیلومتر شده که تنها ۹۴ ثانیه دوام آورده است. ونوس اکسپرس بین ژوئن و ژوئیه ۲۰۱۴، به بررسی جو فوقانی زهره پرداخت. هدف این بررسی دستیابی به اطلاعات بیشتری از خصوصیات جوی زهره بود. در همان سال، فعالیت این فضاپیما به دلیل اتمام سوخت برای همیشه به پایان رسید.

مأموریت‌های آینده به سیاره زهره

زهره جهنمی زیبا است: ابرهای آن از سولفوریک اسید تشکیل شده‌اند و سطح آن به‌اندازه‌ای داغ است که حتی می‌تواند سرب را هم ذوب کند. بادهای آن شدید و طوفان‌زا هستند؛ به همین دلیل هیچ‌کدام از ربات‌های کاوشگر نتوانسته‌اند بیش از دو ساعت روی سطح خشن این سیاره دوام بیاورند، اما دانشمندان به‌دنبال درک بهتری از رویدادهای سطحی این سیاره هستند و به همین ترتیب، برنامه‌‌ی آینده‌ی آن‌ها فرود سطح‌نشین‌های قوی روی سیاره است.

دانشمندان ناسا در طی چند هفته مذاکره با همتایان اروپایی خود در سال ۲۰۲۱، سه مأموریت جدید را برای سفر به سیاره زهره تدارک دیدند که در اوایل دهه‌ی ۲۰۳۰ پرتاب خواهند شد. ناسا در طی چند هفته‌ی کوتاه در ژوئن ۲۰۲۱، متعهد شد دو مأموریت VERITAS و DAVINCI را برای زهره برنامه‌ریزی کند و از طرفی دیگر آژانس فضایی اروپا مأموریت EnVision را کلید زد. هر سه مأموریت مشاهدات خود را در اوایل دهه‌ی ۲۰۳۰ آغاز خواهند کرد و پژوهش‌های علمی سیاره زهره را متحول می‌کنند.

VERITAS که قرار است در سال ۲۰۲۷ پرتاب شود به بررسی ابرهای ضخیم زهره خواهد پرداخت و اولین چشم‌انداز از سطح زهره را از زمان مأموریت ماژلان در سال ۱۹۹۴ ارائه خواهد داد. ابزارهای این فضاپیما داده‌هایی درباره‌ی ترکیب سنگ‌ها، فعالیت زمین‌شناختی و فضای داخلی این سیاره ارائه خواهند داد.

دیگر مأموریت ناسا با عنوان داوینچی (DAVINCI) در اواخر دهه‌ی ۲۰۲۰ پرتاب خواهد شد. این فضاپیما پس از بررسی جو زهره، کاوشگری را به سطح این سیاره رها خواهد کرد و تقریباً یک ساعت طول می‌کشد تا این کاوشگر به سطح برسد. این کاوشگر هزاران اندازه‌گیری را انجام می‌دهد و تصاویری دقیق را از سطح زهره ارسال خواهد کرد. مأموریت دیگر، EnVision از آژانس فضایی اروپا است که رصدهای دقیقی را از زهره انجام خواهد داد. ناسا هم به‌عنوان یکی از شرکای کلیدی این مأموریت ابزار رادار ترکیبی را روی این کاوشگر نصب می‌کند که اندازه‌گیری‌های باکیفیتی از ویژگی‌های سطحی سیاره را انجام خواهد داد.

منبع زومیت
  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده