مقدمه:
در جلساتِ هفتگیِ انجمن اخترشناسی شیراز، معمولاً سؤالات زیادی مطرح می‌شود که بعضی را می‌توان در هنگامِ جلسه پاسخ داد و بعضی هم به بعد موکول می‌شود. یکی از این موارد، سؤال خانم ارادت در جلسهی هفتگیِ ۲۷ مهرماه ۱۳۹۹ بود. ایشان سؤال کردند که آیا می‌توان از روی ظاهرِ سیاره مریخ، به وضعیتِ فصول در آن پی برد یا نه؟ من جواب این سؤال را نمی‌دانستم. اما، این پرسش من را به سمتِ سؤال دیگری معطوف کرد. چطور می‌توان برای سیاره‌ی زحل این کار را انجام داد. در این مقالهی کوتاه می‌خواهم به سؤال دوم پاسخ دهم.
پاسخ سؤال:
برای رسیدنِ به جوابِ این سؤال در ابتدا به تعریفِ هندسیِ فصل در سیارات می‌پردازم.
شکل ۱: نمایشِ هندسیِ مفهومِ فصل برای سیارات
مطابق با شکل ۱، تغییرِ زاویهی α ی سیاره در طیِ گردش به دورِ خورشید، باعث ایجادِ فصل در سیاره می‌شود. با انتخابِ نیمکرهی شمالیِ سیاره به‌عنوان مبنا، دسته‌بندی زیر برای فصول قابل‌ارائه است.
بهار: از α = ۰ به α = αmin، تابستان: از α = αmin به α = ۰، پاییز: از α = ۰ به α = αmax و زمستان: از α = αmax به α = ۰.
نکتهی اصلیِ این تعریف، نیازِ به دانستنِ زاویهی استوایِ سیاره با خورشید (α) است. اما، آنچه برای سیاره‌ای دیگر در بهترین حالت از زمین قابل‌مشاهده است، زاویهی بینِ استوای سیاره با زمین (β) است. بنابراین، سؤال پرسیده شده، بدین‌صورت تغییر می‌یابد. آیا زاویهی قابل‌مشاهده از زمین برای استوای سیاره‌ای دیگر، بیان‌گرِ فصول در آن سیاره خواهد بود؟ یا اینکه آیا بین α و β رابطه‌ای همسو وجود دارد؟
در ادامه، چند تصویر از سیاره‌ی زحل به نمایش درآمده است.
شکل ۲: تصویر سیاره‌ی زحل برای روزهای ۴ مرداد ۱۳۹۸، ۱۰ خرداد ۱۳۹۹ و ۲۷ شهریور ۱۳۹۹ همراه با زاویهی β برای آن‌ها و نحوهی محاسبه‌ی زاویهی β
شکل ۲، اندازه و علامتِ زاویهی β را برای سه نقطه طی مدتِ حدودِ یک سال نشان می‌دهد. بنابراین، سنجشِ این زاویه برای زحل آسان است. ارتباطِ α و β هم در شکل ۳ آمده است.
شکل ۳: نمودار α و β ی محاسبه‌شده با کُد خانگی، همراه با سنجشِ β طی سال ۲۰۱۹ و ۲۰۲۰
دقت در شکل ۳، نشان می‌دهد که سیاره در حال حرکت از α = αmin به α = ۰ است. ازینرو، فصل در آنجا تابستان است. اما، زاویهی β حولِ آن در حال نوسان است که داده‌های تجربیِ حاصل از مشاهده و برآورد هندسی، چندان دقیق نیست اما، روند را بدرستی نشان می‌دهد. همچنین، شکل ۳ نشان می‌دهد که با اندازه گیری β،گرچه با یک تلسکوپِ کوچک (در اینجا، ماکستوف-کاسگرین ۹۰ میلی‌متری)، برای ۲ سال می‌توان وضعیتِ فصل در سیاره‌ی زحل را درک کرد. الگوی این برآورد در جدول ۱ آورده شده است.
برای استفاده از الگوی جدول ۱، نگارنده در این دو سال، داده گیری را حدوداً از سه ماه پیش از مقابله تا سه ماه پس‌ازآن انجام داده است. یعنی شروع از زمانی که زحل قبل از روشن شدنِ هوا در اوج ارتفاعش باشد تا زمانی که همچنان بتواند بعد از تاریکی هوا در اوج قرار گیرد. با توجه به شکل ۳، متوسطِ β در سال ۲۰۱۹ برابر است با °۲۵.۵- و متوسطِ β در سال ۲۰۲۰ می‌شود °۲۲.۷-. درنتیجه، اختلاف این دو عدد ۲.۸+ است و متناظر با جدول ۱ فصل تابستان خواهد بود.
دیدگاهتان را بنویسید