عرض مشاركة واحدة
  #4  
قديم 03-27-2019, 12:07 AM
 
[ALIGN=CENTER][TABLETEXT="width:100%;background-image:url('https://www.arabsharing.com/uploads/155353640312932.png');"][CELL="filter:;"][ALIGN=center]






يعرف الغلاف الجوي المتوسط لأورانوس باسم الستراتوسفير ، حيث تزداد درجة الحرارة تدريجياً مع الارتفاع. فتكون درجة الحرارة
53 كلفن في المنطقة الفاصلة ما بين التروبوسفير و الستراتوسفير. و تصل هذه الحرارة إلى ما بين 800 و 850 كلفن في بداية
طبقة الثيرموسفير. و السبب الراجع لهذه الزياد مع الارتفاع تعود لامتصاص الميثان الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية
الشمسية من قبل غاز الميثان و هيدروكربونات أخرى ، و الذي نتج في هذا الجزء من الغلاف بسبب عملية التحليل الضوئي للميثان.
تتواجد الهيدروكربونات في طبقة رقيقة على ارتفاع يتراوح بين 100 إلى 300 كم والموافقة لضغط يتراوح من 10 إلى 0.1بار
و درجة حرارة من 75 إلى 175 كلفن. النسبة الأكبر من الهيدركربونات هي عبارة عن مزيج من الميثان و الإستيلين و الإيثان حيث
تبلغ نسبة الهيدركربونات 10−7من نسبة الهيدروجين. أما نسبة أول أكسيد الكربون فهي مشابه عند هذا الارتفاع. بينما نسبة
الهيدركربونات الأثقل و ثاني أكسيد الكربون أقل بثلاث مرات مما هي عليه للهيدركربونات الاخف وأول أكسيد الكربون. بينما نسبة
الماء حوالي 7*10−9من نسبة الهيدروجين. يميل الإيثان والإستيلين إلى التكاثف في المناطق ذات الحرارة الأدنى في السترابوسفير
والمنطقة الحدية ما بين السترابوسفير والتربوسفير مما يؤدي إلى تشكل طبقة ضبابية ، على أي حال يكون تركيز الهيدركربونات فوق
طبقة الضباب أقل مما هي عليه في السترابوسفير باقي الكواكب العملاقة.

تتألف الطبقة الخارجية من الغلاف الجوي لأورانوس من الثرموسفير والهالة. وتكون درجة الحرارة غير متجانسة وتتراوح ما بين 800 و
850 كلفن. وحتى الآن من غير المفهوم مصادر الطاقة اللازمة للحفاظ على هذه القيمة العالية ، حيث لا تكفي الأشعة الفوق بنفسجية
الشمسية والأشعة فوق البنفسجية الخارجية والنشاط الشفقي بتزويد هذا النشاط الحراري. ويمكن أن يساهم فقدان الفعالية التبريدية
للهيدروكربونات في طبقات الستراتوسفير ذات الضغط الأقل من 0.1 ميلي بار. بالإضافة إلى دورذرات الهيدروجين ، حيث تحوي
الثيرموسفير و الكرونات على ذرات هيدروجين حرة. حيث أن كتلتها الصغيرة مع درجة الحرارة العالية تفسر سبب امتداد الهالة إلى ما
يساوي ضعفي نصف قطر أورانوس أو 50000 كم من أورانوس. وهذه الهالة ميزة فريدة لكوكب أورانوس. ويتضمن تأثيرها على مقاومة
الجزيئات الصغير التي تدور حول أورانوس مما يسبب استنزاف الغبار في حلقات أورانوس. تشكل الطبقة العليا من الستراتوسفير مع طبقة
الثيرموسفير الغلاف المتأين لأورانوس. وتقبع طبقة الغلاف المتأين على ارتفاع يتراوح بين 2000 إلى 10000 كم. طبقة الغلاف المتأين
لأورانوس أكثف مما هي لنبتون وزحل ، والتي يُحتمل أنها نشأت بسبب التركيز المنخفض للهيدروكربونات في الستراتوسفير. يتناسب
الغلاف المتأين مع الأشعة الفوق بنفسجية الشمسية والتي بدورها تتناسب كثافتها مع النشاط الشمسي. أما نشاط ظاهرة الشفق فهي
كبيرة مقارنة مع نظيرتها في المشتري وزحل.









يملك أورانوس نظام حلقات كامل ، و بذلك يعتر النظام الحلقي لأورانوس ثاني نظام حلقي يكتشف في النظام الشمسي بعد زحل.
و تتركب الحلقات من مواد مظلمة تقريباً ، و التي تختلف بالحجم و تتنوع من أحجام ميكروية إلى أحجام تصل إلى أجزاء مترية.
و قد تم اكتشاف ثلاثة عشر حلقة متمايزة حتى الآن. وأكثر هذه الحلقات لمعاناً هي الحلقة إبسلون (ε). وجميع حلقات أورانوس باستثناء
حلقتين متقاربين جداً حيث يصل عرضهم لبضع كيلومترات. يعتقد أن هذه الحلقات حديثة النشأة ، حيث تشير الاعتبارات الديناميكة إلى عدم
نشوء هذه الحلقات مع نشوء أورانوس. ويعتقد أن المواد ضمن الحلقات نشأت من تحطم قمر (أو أقمار) لأورانوس نتيجة اصطدام عالي
السرعة. حافظت عدد قليل من الجزيئات من بين العدد الهائل الناتج عن التحطم على وجودها في منطقة مستقرة مشكلة حلقات الكوكب.


وصف ويليام هيرشيل من خلال رصده احتمال وجود حلقات حول هذا الكوكب. إلا أن الرؤوية في ذلك الوقت كان مشكوك فيها. ولم يرصد
أحد آخر هذه الحلقات في القرنين التاليين. ومع ذلك وصف هيرشيل وصفاً دقيقاً للحلقة إبسلون من حيث لونها الأحمر و حجمها و زاويتها
النسبية للأرض و تعير مظهرها مع دوران أورانوس حول الشمس. و قد أعلن عن تمييز حلقات أورانوس في سنة 1977على يد العلماء
جايمس إيليوت و إدوارد دونهم و دوغلاس مين كمستخدمين مرصد كايبر المحمول جوا ، و قد كان هذا الاكتشاف مصادفة ، حيث كان من
المخطط دراسة الغلاف الجوي لأورانوس عبر احتجاب النجم SAO 158687 بأورانوس. فقد لاحظوا اختفاء النجم لفترات وجيزة قبل و
بعد احتجابه بأورانوس ، ليستنتجوا أنه لابد من وجود نظام حلقات حول أورانوس تسبب بالاختفاءات القصيرة للنجم. و كشفوا في وقت لاحق
عن أربع حلقات أخرى حول أورانوس. و قد تم تصوير الحلقات بشكل مباشر عندما حلقا لمسبار فوياجر 2 في سنة 1986. كما اكتشف
فوياجر 2 حلقتين أخرى تين رقيقتين ليصبح العدد الكلي للحلقات المكتشفة حتى ذلك الوقت أحد عشر حلقة.

اكتشف بواسطة مرصد هابل الفضائي سنة 2005 حلقتين لم تكونا معروفتين في السابق. وتقع الحلقة الأكبر على بعد ضعفي المسافة
عن أورانوس من الحلقات السابقة. تقع هاتين الحلقتين بعيداً جداً عن الكوكب لذلك دعيتا بالحلقات الخارجية. كما اكتشف المرصد قمرين
صغيرين أحدهما هو القمرماب و الذي يتشارك في مداره مع مدار الحلقة الأبعد من الحلقتين المكتشفتين حديثاً. ليصل عدد الحلقات المكتشفة
إلى ثلاثة عشر حلقة. أظهرت صور ملتقطة بواسطة مرصد كيكفي سنة 2006 ألوان الحلقتين الجديدتين، فالحلقة الأبعد
زرقاء اللون و الأخرى حمراء. و إحدى الفرضيات لتفسير اللون الأزرق للحلقة الأبعد تفرض وجود جزيئات دقيقة من جليد الماء ناتجة من
القمر ماب وهي صغيرة بما فيه الكفاية لتبعثر الضوء الأزرق. و في المقابل أقرب حلقات أورانوس تظهر بلون رمادي.







لم تكن هناك قياسات لخصائص الغلاف المغناطيسي لأورانوس قبل وصول المسبار فوياجر 2 ، لذلك بقيت طبيعة هذا الغلاف لغز. وقد
توقع الفلكيين قبل سنة 1986 أن الحقل المغناطيسي لأورانوس سيكون على نفس خط الرياح الشمسية ، وبذلك سيكون بمحاذاة قطبي
الكوكب المتوضعي على مستوي مسار الشمس.

كشفت رصود فوياجر أن الحقل المغناطيسي لأورانوس غريب ، فهو لا ينشأ من المركز الهندسي للكوكب إضافة إلى ميلانه 59 درجة
عن محور دورانه. فينحرف المركز القطبي له بمقدار ثلث نصف قطر الكوكب باتجاه القطب الجنوبي الدوراني. وتسبب هذا التوزيع الهندسي
الغريب عدم تناظر عالي في الغلاف المغناطيسي ، فتكون شدة الحقل المغناطيسي السطحي في النصف الجنوبي أقل من 0.1 غاوص ،
بينما تزيد في النصف الشمالي عن 1.1 غاوص. ويساوي متوسط الحقل المغناطيسي السطحي 0.23 غاوص.
و بالمقارنة مع الحقل المغناطيسي الأرضي ، فهو تقريباً متساوي في كلا القطبين ، كما أن الحقل المغناطيسي عندخط الاستواء يوازي
خط الاستواء الجغرافي. و يساوي العزم المغناطيسي القطبي لأورانوس 50 ضعف من العزم الأرضي. يمتلك نبتون نفس الإزاحة تقريباً ،
مما يوحي بأن هذا صفة مشتركة للعمالقة الجليدية. تفرض إحدى الفرضيات أن الحقل المغناطيسي للعمالقة الجليدية لا ينشأ في النواة
مثل الكواكب الصخرية أو العمالقة الغازية ، إنما ينشأ بسبب حركة في أعماق ليست بالبعيدة مثل محيط الماء-أمونيا

و على الرغم من هذا الان رياح الغريب ، فيملك الغلاف المغناطيسي لأورانوس نفس الخواص لباقي الأغلفة المغناطيسية لمختلف الكواكب .
فيوجد تقوس صدمي على بعد يساوي 23 مرة من نصف قطر أورانوس ، كما يوجد حزام إشعاعي على بعد 18 ضعف من نصف قطر
أورانوس. و يعتبر الغلاف المغناطيسي لأورانوس أكثر شبهاً لغلاف زحل ومختلف عن غلاف المشتري. تمتد مسارات للذيل المغناطيسي
خلف الكوكب لمسافة بملايين الكيلومترات إلى الفضاء الخارجي.

يحتوي الغلاف المغناطيسي لأورانوس على جسيمات مشحونة مثل البروتونات و الإلكترونات و كميات قليلة من شوارد H2+و لم يتم
تحديد شوارد أثقل من هذه. ومن الممكن أن هذه الجسيمات المشحونة مستمدة من هالة الغلاف الجوي الحار. ويمكن أن تصل طاقة
الشوارد و الإلكترونات إلى 4 و 1.2ميجا إلكترون فولت على التوالي. تصل كثافة الشوارد ذات الطاقة المنخفضة (أقل من 1 كيلو إلكترون فولت)
في الغلاف المغناطيسي الداخلي إلى 2 سم−3. تتأثر كثافة الجسيمات المشحونة بحركة أقمار أورانوس حيث تشكل فجوات ملحوظة في
الغلاف المغناطيسي. كما أن كثافة الجسيمات المشحونة عالية بما فيه الكفاية لتُحدث تجوية فضائية و التي تؤثر على جيولوجيا أقمار أورانوس.
و هذا ما قد سبب عدم تجانس في لون سطوح أقمار أورانوس وحلقاته. يظهر لأوارنوس شفق متطور نسبياً على شكل قوس ساطع حول كلا القطبين.






يظهر أورانوس بالأشعة المرئية والأشعة فوق البنفسجية ذو تركيب رقيق في الغلاف الجوي مقارنة بالكواكب العملاقة الأخرى ، وحتى من
نبتون والذي يعتبر أكثر الكواكب مشابهةً لأورانوس. وقد رصد فوياجر أثناء تحليقه حول أورانوس سنة1986طبقة رقيقة من السحب تعبر
الطبقات الداخلية له. و إحدى التفسيرات المقترحة لتشكل هذه السحب هو بسبب الحرارة الداخلية المنخفضة لأورانوس حيث يعتبر أورانوس
أبرد كوكب في المجموعة الشمسية. كانت أقل حرارة مقاسة على أورانوس تساوي 49 كلفن.







حلق فوياجر 2 في سنة 1986 فوق النصف الجنوبي ، ليجد أن النصف الجنوبي يمكن أن يقسم إلى منطقتين: قبعة قطبية ساطعة ،
و نطاقات استوائية معتمة. و المنطقة الفاصلة بينهما تقع على خط عرض-45 درجة. توجد منطقة تقع في المجال العرضي -45 إلى -50
درجة ، هي المنطقة ذات السطوع الأعلى في القسم المرئي من الكوكب. و تسمى هذه المنطقة الطوق و يعتقد أن منطقة القبعة القطبية
والطوق هي مناطق كثيفة بسحب الميثان الواقعة ضمن مجال الضغط ما بين 1.3 إلى 2بار. بالإضافة إلى بنية النطاقات الممتدة بشكل
واسع ، لاحظ فوياجر بنية سحب رقيقة تمتد لعدة درجات شمال الطوق ، و لم يستطع هذا المسبار رصد النصف الشمالي لأورانوس ،
بسبب وصوله أثناء ذروة الصيف الجنوبي. و عندما وصل أورانوس لذروة الشتاء في بداية القرن الحادي والعشرين تم رصد النصف الشمالي
بواسطة مرصد هابل الفضائي ومرصد كيك و لم يتم ملاحظة طوق أو قبعة قطبية في النصف الشمالي. وبذلك يظهر أورانوس عدم تجانس
في بنية النطاقات. على أي حال ظهر في سنة 2007 عندما كان أورانوس عند نقطة الاعتدال أن الطوق الجنوبي اختفى تقريباً ، مع ظهور
طوق رقيق في النصف الشمالي على درجة 45.

أدى تطور تقنيات دقة التصوير إلى ازدياد كبير في رصد سحب ساطعة منذ سنة 1990. و معظم هذه السحب التي تم رصدها كانت في
النصف الشمالي منذ أن بدأت بالظهور. و إحدى التفسيرات المبكرة من أن رصد السحب الساطعة في الجزء المظلم أسهل منه في النصف
الجنوبي بسبب أن الطوق يجعل من الصعب تمييزها. و مع ذلك يوجد اختلاف في نمط هذه السحب بين الجزئين الشمالي و الجنوبي ،
فالسحب الشمالية أصغر وأكثر وضوحاً وسطوعاً. و تظهر عند خطوط عرض أعلى. لكن عمر هذه السحب قصير، فبعض السحب الصغيرة يصل
عمرها لساعة واحدة فقط. بينما واحدة على الأقل من السحب الجنوبية ما زالت مستمرة منذ تحليق فوياجر. كشفت الأرصاد الحالية وجود
قواسم مشتركة ما بين سحب أورانوس وسحب نبتون. فعلى سبيل المثال البقعة المظلمة على نبتون لم بتم رصد مثيل لها على أورانوس في
ما قبل 2006 ، حيث تم تصوير مثيل لها و يطلق عليها اسم البقعة المظلمة على أورانوس. و تفرض إحدى التوقعات أن أورانوس يصبح أكثر
شبهاً لنبتون خلال فترة الاعتدال.





سمح تتبع أثر السحب من تحديد مناطق الرياح التي تهب في أعلى التربوسفير. فيكون اتجاه الرياح عند خط الاستواء إلى الوراء أي أنها تهب
بعكس اتجاه دوران الكوكب بسرعة تتراوح من -100 إلى -50 متر في الثانية. تزداد سرعة الرياح بالابتعاد عن خط الاستواء لتصل إلى
قيمة الصفر عند خطي عرض ±20° حيث توجد أقل درجة حرارة في التربوسفير. تستمر الزيادة في سرعة الرياح وتبلغ أعلى قيمة لها عند
خطي عرض ±60° ثم تتناقص لتصل إلى الصفر عند القطبين. بالقرب من القطبين تتبع الرياح حركة الكوكب التراجعية. تتراوح سرعة الرياح
عند خط عرض −40° من 100 إلى 150 متر في الثانية. وبما أن الطوق يحجب جميع الغيوم الأدنى منه فمن المستحيل حالياً قياس سرعة
الرياح من الطوق وحتى قبعة القطب. في المقابل ، وصلت أعلى سرعة رياح لاكثر من 240 متر في الثانية عند خط عرض +50.







ظهرت في الفترة الممتدة من مارس إلى مايو في سنة 2004 عدد كبير من السحب في الغلاف الجوي لأورانوس ، جاعلةً مظهره مشابه
إلى حد كبير مظهر نبتون. وقد تضمن هذا الرصد تسجيل أعلى سرعة للرياح والتي بلغت 229 متر في الثانية إضافة إلى عاصفة رعدية
مستمرة أطلق عليها اسم ألعاب 4 مايو النارية. كما رصد الباحثون في مؤسسة علوم الفلك وجامعة ويسكنسون في 24 أغسطس سنة
2006 بقعة مظلمة على سطح أورانوس ، اعطت علماء الفلك نظرة أكثر عمقاً لنشاط الغلاف الجوي لهذا الكوكب ، أما سبب هذه التغيرات
الفجائية في الطقس غير معروفة تماماً ، لكن يعتقد أن الميلان المحوري الكبير لأورانوس والمسبب لتغيرات فصلية متباينة هو السبب. من
الصعب تحديد طبيعة التغيرات الفصلية على أورانوس لأن البيانات المتوافرة عن أورانوس لا تشمل كامل فترة 84 سنة(سنة لأورانوس كاملة).
ومع ذلك فقد حدثت بعض الاكتشافات. أظهرت القياسات المتخذة بواسطة القياس الضوئي الفلكي على مدار عام و نصف العام الأورانوسي
(منذ سنة 1950) وجود تغيرات في السطوع لنطاقين طيفيين ، وأعظم تغير يحدث في فترة الانقلاب والأصغري في فترة الاعتدال. كما بدأت
قياسات لتغيرات دورية مشابهة تم الحصول عليها باستخدام الأشعة الصغرية في الطبقة السفلى من التربوسفير ، وقد بدأت هذه القياسات
منذ سنة1960. كما بدأت قياس درجة الحرارة بدءاً من سنة 1970 لتظهر أعلى قيمة للحرارة في الستراتوسفير عند انقلاب سنة 1986.
و يعتقد أن سبب هذه التغيرات بسبب التغيرات في هندسة المشاهدة.

على أي حال ، توجد بعض الأسباب تجعل الاعتقاد بأن أسباب فيزيائية وراء التغيرات الفصلية. فبينما يعتقد أن الكوكب يملك قطب جنوبي
ساطع ، و قطب شمالي معتم تقريباً ، وهو مايتنافى مع نموذج التغيرات الموسمية أعلاه. في خلال الانقلاب الشتوي السابق سنة 1944 ،
أظهر أورانوس مستويات عالية من السطوع مما يوحي بأن القطب الشمالي ليس في حالة إعتام دائم. و تعني هذه المعلومات أن القطب
المرئي يسطع قبل الانقلاب ويعتم بعد الاعتدال. كشفت تحاليل تفاصيل البيانات المُحصلة بواسطة الضوء المرئي والأشعة الصغرية من أن
التغيرات الدورية للسطوع ليس متجانس بشكل دائم خلال فترة الاعتدال ، والتي تشير إلى اختلافات في البياض وفق التغيرات في خطوط
الطول والعرض. وفي سنة 1990 ابتعد أورانوس عن نقطة الانقلاب ليلاحظ من خلال مرصد هابل والمراصد الأرضية بأن سطوع القطب
الجنوبي بدأ يعتم بشكل تدريجي (باستثناء الطوق الجنوبي الذي حافظ على سطوعه) ، في حين ظهرت زيادة في النشاط في النصف
الشمالي ، مثل تشكل السحب وزيادة سرعة الرياح ، مما يوحي بأن النصف الشمالي سيصبح أكثر سطوعاً. وقد حدث هذا بالفعل في سنة
2007 أثناء الاعتدال ، عندم ظهر طوق شمالي خافت ، وأصبح الطوق الجنوبي غير مرئي تقريباً ، مع بقاء عدم تجانس في الرياح، حيث أن
الرياح الشمالية أبطأ منها في النصف الجنوبي.

ماتزال آلية حدوث التغيرات الفصلية غير واضحة. في نقطة الانقلاب الصيفي أو الشتوي يبقى تصف أورانوس معرض للأشعة الشمسية أو
يتوضع بعيداً عنها. ويعتقد أن سطوع النصف المعرض للأشعة الشمسية ناتج عن سحب الميثان المحلية السميكة ، وطبقات الضباب المتوضعة
في التربوسفير. كما أن الطوق الساطع مرتبط أيضاً بسحب الميثان. ويمكن تفسير التغيرات في المنطقة الجنوبية بتغيرات السحب في
الطبقات السفلية. ومن المحتمل أن تغيرات انبعاثات الأشعة الصغرية يحدث بسبب تغيرات في عمق التربوسفير. يمر أورانوس حالياً في
فترة الاعتدال الخريفي و الربيعي فيمكن أن تحدث تغيرات ديناميكية وتغيرات بالحمل الحراري.


[/ALIGN][/CELL][/TABLETEXT][/ALIGN]
رد مع اقتباس