الكوكب السادس من الشمس وثاني أكبر كوكب في المجموعة الشمسية ، بعد كوكب المشتري. إنها شركة عملاقة للغاز يبلغ نصف قطره حوالي تسعة أضعاف مساحة الأرض. لديهة فقط ثُمن متوسط كثافة الأرض ، ولكن بحجمه الأكبر يكون كوكب زحل أكبر من 95 مرة
.من المحتمل أن يتكون الجزء الداخلي لزحل من مجموعة من الحديد والنيكل والصخور (مركبات السيليكون والأكسجين). يحيط بهذا اللب طبقة عميقة من الهيدروجين المعدني ، وطبقة وسيطة من الهيدروجين السائل والهيليوم السائل ، وأخيراً طبقة خارجية غازية.
زحل له صبغة صفراء باهتة بسبب بلورات الأمونيا في الجو العلوي. يُعتقد أن التيار الكهربائي داخل طبقة الهيدروجين المعدني ينتج عنه المجال المغناطيسي لكوكب زحل ، والذي هو أضعف من الأرض ، ولكن لديه لحظة مغناطيسية تبلغ 580 مرة من الأرض بسبب حجم زحل الأكبر. تبلغ شدة المجال المغناطيسي لزحل حوالي عشرون من كوكب المشتري.الجو الخارجي لطيف بشكل عام ويفتقر إلى التباين ، على الرغم من أن السمات الطويلة الأمد يمكن أن تظهر. يمكن أن تصل سرعة الرياح في زحل إلى 1800 كم/ساعة (1100 ميل في الساعة ؛ 500 م/ث) ، أي أعلى من سرعة كوكب المشتري ، ولكن ليس بنفس سرعة كوكب نبتون. في يناير 2019 ، أبلغ علماء الفلك أن يومًا على هذا الكوكب تم تحديد زحل على أن يكون 10h 33m 38s + 1m 52s
الميزة الأكثر شهرة في الكوكب هي نظامها الدائري البارز الذي يتكون في معظمه من جزيئات الجليد ، مع كمية أصغر من الحطام الصخري والغبار. من المعروف أن هناك 62 قمراً على الأقل تدور حول زحل ، منها 53 اسمًا رسميًا. هذا لا يشمل مئات الأرصدة في الحلقات. تيتان ، أكبر قمر في زحل ، وثاني أكبر قمر في المجموعة الشمسية ، أكبر من كوكب عطارد ، على الرغم من أنه أقل ضخامة ، وهو القمر الوحيد في المجموعة الشمسية الذي يتمتع بجو كبير
يؤدي دوران زحل إلى جعل شكل كروي مفلطح ؛ وهذا هو ، تم تسويته في القطبين والانتفاخات في خط الاستواء. يختلف نصف القطر الاستوائي والقطبي بحوالي 10٪: 60،268 كم مقابل 54،364 كم.
كوكب المشتري ، أورانوس ، ونبتون ، الكواكب العملاقة الأخرى في النظام الشمسي ، مفلسة أيضًا ولكن بدرجة أقل. يعني الجمع بين الانتفاخ ومعدل الدوران أن الجاذبية السطحية الفعالة على طول خط الاستواء ، 8.96 م/ث 2 ، تبلغ 74٪ عند القطبين وأقل من جاذبية سطح الأرض. ومع ذلك ، فإن سرعة الهروب الاستوائية التي تبلغ حوالي 36 كم/ثانية أعلى بكثير من سرعة الأرض
زحل هو الكوكب الوحيد للنظام الشمسي الذي هو أقل كثافة من الماء - حوالي 30 ٪ أقل. على الرغم من أن قلب زحل أكثر كثافة من الماء ، فإن متوسط الكثافة المحددة للكوكب هو 0.69 جم/سم 3 بسبب الغلاف الجوي. كوكب المشتري لديه 318 مرة كتلة الأرض وزحل هو 95 مرة كتلة الأرض معاً ، يمتلك كوكب المشتري وزحل 92٪ من إجمالي كتلة الكوكب في المجموعة الشمسية
الهيكل الداخلي
مخطط زحل ، على نطاق واسع
على الرغم من أن معظم كتلة زحل تتكون في معظمها من الهيدروجين والهيليوم ، إلا أنها ليست في مرحلة الغاز ، لأن الهيدروجين يصبح سائلًا غير مثالي عندما تكون الكثافة أعلى من 0.01 جم/سم 3 ، والتي يتم الوصول إليها في دائرة نصف قطرها تحتوي على 99.9 ٪ من كتلة زحل. ترتفع درجة الحرارة والضغط والكثافة داخل كوكب زحل بثبات نحو القلب ، مما يتسبب في أن يكون الهيدروجين معدنًا في الطبقات الأعمق
تشير النماذج الكوكبية القياسية إلى أن الجزء الداخلي لزحل يشبه كوكب المشتري ، حيث يحتوي على قلب صخري صغير محاط بالهيدروجين والهيليوم بكميات ضئيلة من المواد المتطايرة المختلفةهذا اللب يشبه في تكوينه للأرض ، لكنه أكثر كثافة. سمح فحص لحظات الجاذبية لزحل ، بالاقتران مع النماذج الفيزيائية للداخلية ، بوضع قيود على كتلة قلب زحل. في عام 2004 ، قدر العلماء أن القلب يجب أن يكون 9 إلى 22 مرة من كتلة الأرض والذي يتوافق مع قطر حوالي 25000 كم. هذا محاط بطبقة هيدروجينية سائلة سماكة ، تليها طبقة سائلة من هيدروجين جزيئي مشبع بالهيليوم ينتقل تدريجياً إلى غاز مع ارتفاع متزايد. تمتد الطبقة الخارجية إلى 1000 كيلومتر وتتكون من الغاز
يتمتع زحل بتصميم داخلي ساخن ، حيث يصل إلى 11،700 درجة مئوية في قلبه ، ويشع طاقة تزيد بمقدار 2.5 مرة في الفضاء عما يتلقاه من الشمس. يتم توليد الطاقة الحرارية لكوكب المشتري بواسطة آلية Kelvin-Helmholtz لضغط الجاذبية البطيء ، ولكن مثل هذه العملية وحدها قد لا تكون كافية لشرح إنتاج الحرارة لزحل ، لأنها أقل كثافة. قد يكون هناك بديل أو آلية إضافية هي توليد الحرارة من خلال "تمطر" قطرات الهيليوم في عمق زحل. مع هبوط القطرات عبر الهيدروجين منخفض الكثافة ، تطلق العملية الحرارة عن طريق الاحتكاك وتترك طبقات زحل الخارجية مستنفدة من الهيليومقد تتراكم هذه القطرات الهابطة في غلاف هيليوم يحيط بالنواة اقترح سقوط أمطار من الماس داخل كوكب زحل ، وكذلك في كوكب المشتري وعملاق الجليد أورانوس ونبتون.
يحتوي الغلاف الجوي الخارجي لزحل على 96.3 ٪ من الهيدروجين الجزيئي و 3.25 ٪ من الهيليوم من حيث الحجم نسبة الهيليوم ناقصة بشكل ملحوظ مقارنة بوفرة هذا العنصر في الشمس كمية العناصر الأثقل من الهيليوم (المعدن) غير معروفة على وجه التحديد ، لكن من المفترض أن النسب تناسب التوافر البدائي من تكوين النظام الشمسي. تقدر الكتلة الكلية لهذه العناصر الأثقل ب 19 إلى 31 مرة من كتلة الأرض ، مع وجود جزء كبير في المنطقة الرئيسية لزحل
تم اكتشاف كميات ضئيلة من الأمونيا والأسيتيلين والإيثان والبروبان والفوسفين والميثان في جو زحل تتكون السحب العليا من بلورات الأمونيا ، في حين يبدو أن السحب منخفضة المستوى تتكون إما من هيدروكسيد الأمونيوم (NH)
4SH) أو الماء تسبب الأشعة فوق البنفسجية الصادرة عن الشمس انحلال الميثان في الغلاف الجوي العلوي ، مما يؤدي إلى سلسلة من التفاعلات الكيميائية الهيدروكربونية مع المنتجات الناتجة التي يجري نقلها إلى أسفل بواسطة الدوامة والانتشار. يتم تعديل هذه الدورة الكيميائية الضوئية بواسطة الدورة الموسمية السنوية لزحل
تعليقات
إرسال تعليق