آشنایی با ماه

ماه تنها قمر طبیعی زمین و پنجمین قمر بزرگ در سامانه خورشیدی است،‌ این کره درخشان بزرگترین قمر طبیعی نسبت به ابعاد یک سیاره در سامانه خورشیدی به‌شمار می‌رود. کره ماه ۲۷درصد از قطر و ۶۰درصد از جرم این سیاره را دارد،‌ درنتیجه جرم ماه ۱/۸۱ سیاره زمین است و در میان قمرهای شناخته‌شده سامانه خورشیدی، ماه پس از قمر IO سیاره مشتری دومین قمر سنگین به‌شمار می‌رود. دلیل بی‌همتایی ماه نسبت به دیگر اقمار سامانه خورشیدی قوی‌بودن کشش گرانش ماه و خورشید نسبت به ماه و زمین است. ازاین‌روست که مسیر آن همواره به سوی خورشید انحنا دارد.

ماه، قابل رویت‌ترین جرم کیهانی برای رصد از زمین است. فازهای ماه و مدار آن هنوز برای بسیاری معما به‌شمار می‌روند زیرا گردش ماه به دور خود و در مدار زمین هردو ۲۷.۳ روز طول می‌کشد و ساکنان زمین ازاین‌رو همواره یک طرف این کره نقره‌ای را می‌بینند. ماه ازآن‌رو در تاریکی شب دیده می‌شود که نور خورشید را باز می‌تاباند و مقدار سطحی که از ماه دیده می‌شود به موقعیت آن نسبت به زمین و خورشید بستگی دارد. باوجود اینکه ماه قمر زمین به‌شمار می‌رود، از سیاره پلوتو بزرگتر است. برخی از دانشمندان آن را به‌عنوان یک سیاره درنظرمی‌گیرند، این درحالیست که چهار قمر بزرگتر از ماه در سامانه خورشیدی وجود دارند، با این‌همه تاکنون کسی این قمر را به‌صورت رسمی به‌عنوان سیاره معرفی نکرده‌ است.

درباره نحوه متولدشدن ماه، نظریه‌های متعددی وجود دارد، اما شواهد جدید براین اساسند که ماه درواقع، تکه‌ای از سیاره زمین بوده که در اثر برخوردی سهمگین از آن جدا شده‌ است. قابل‌قبول‌ترین توضیحی که تاکنون درباره نحوه متولدشدن ماه ارائه شده این است که برخوردی عظیم مواد خام اولیه را از بدنه اولیه و مذاب سیاره زمین جدا کرده و در مدار زمین قرار داده‌است،‌ به گفته دانشمندان، بزرگی جرمی که با زمین برخورد کرده ۱۰ درصد از جرم زمین،‌ یعنی هم‌اندازه مریخ بوده‌ است.

ساختار درونی

ماه از هسته‌ای بسیار کوچک، که تنها یک تا دودرصد از جرم کلی ماه را تشکیل می‌دهد، برخوردار و وسعت آن ۶۸۰ کیلومتر است. بخش غالب این هسته از آهن تشکیل شده، اما مقادیر زیادی سولفور و دیگر عناصر نیز در آن وجود دارد. پوسته سنگی ماه ضخامتی برابر هزار و ۳۳۰ کیلومتر دارد از از سنگ‌های متراکم و آهنی و منیزیمی تشکیل شده‌ است. در گذشته‌های دور مواد مذاب درون پوسته خود را به سطح رسانده و در حدود یک میلیارد سال،‌ از چهار میلیارد سال پیش تا حدودا سه میلیارد سال پیش، فوران‌های آتشفشانی را ایجاد کرده‌اند.

پوسته خارجی عمقی برابر ۷۰ کیلومتر دارد، خارجی‌ترین بخش پوسته به‌واسطه برخورد‌هایی که طی سال‌های متمادی انجام گرفته خراشیده و پرحفره شده‌ است، قلمروی درهم‌شکسته و آشفته که مسیری برای دسترسی به مواد دست‌نخورده عمق ۹.۶ کیلومتری سطح ماه را به‌وجود آورده‌ است. برخلاف زمین، ماه نه دارای آب است، نه هوا، نه زندگی و نه میدان مغناطیسی. با این‌همه نمی‌توان گفت که این کره کاملا غیرفعال است، زیرا پدیده ماه‌لرزه می‌تواند نشانه‌ای از وجود نوعی حرکت درونی در ماه باشد.

ساختار سطحی

سطح ماه میلیون‌ها سال پیش در اثر برخورد‌ شهاب‌سنگ‌ها مملو از خراش و حفره‌ شده‌ است و ازآنجاکه هیچ سیستم اقلیمی بر روی ماه وجود ندارد، حفره‌های ناشی از این برخورد‌ها فرسوده نشده و همچنان وجود دارند. سطح ماه به‌صورت میانگین از ۴۳درصد اکسیژن،‌ ۲۰درصد سیلیکون، ۱۹درصد منیزیم، ۱۰درصد آهن، سه‌درصد کلسیم،‌ سه‌درصد آلومینیوم،‌ ۰.۴۲‌درصد کرومیوم، ۰.۱۸‌درصد تیتانیوم و ۰.۱۲درصد منگنز تشکیل شده‌ است. قطعا ماه در دوران گذشته، آتشفشان‌هایی داشته است؛ اما غالب حفره‌هایی که در سطح آن دیده می‌شوند، نتیجه اصابت سنگ‌های آسمانی است که بعضی از آن‌ها بسیار عظیم‌اند؛ برای مثالف عمق حفره نیوتون ۸٬۰۰۰ متر تخمین زده شده‌ است. مطالعاتی که تاکنون بر روی این کره درخشان انجام گرفته، نشان داده که شکل روی پنهان ماه درست مانند روی آشکار آن نیست. در آن‌سوی نادیده ماه، حفره‌های بیشتری وجود دارند که ابعاد آن‌ها کوچک‌تر از حفره‌های روی آشکار ماه است.

این تصویر، شکستگی‌ها و حفره‌های روی سطح ماه را نشان می‌دهد که بر اثر ضربه‌های مهلک شهاب‌سنگ‌ها و سنگ‌های سرگردان آسمانی طی میلیارد سال به‌وجود آمده است.

اتمسفر ماه

قمر زمین از اتمسفری بسیار رقیق برخوردار است ازاین‌رو یک لایه غبار یا یک ردپا می‌تواند برای چندین قرن بر روی سطح ماه به جا بماند، و همچنین به‌واسطه رقیق‌بودن اتمسفر درجه حرارت ماه نیز به‌شدت متغیر است،‌ در روز حرارت بخش آفتابی ماه به ۲۷۳ درجه فارنهایت می‌رسد درحالی‌که حرارت بخش تاریک ماه کمتر از منفی ۲۴۳ درجه است. رقیق‌بودن اتمسفر در ماه همچنین باعث می‌شود صدا قابلیت انتقال خود را در این محیط از دست بدهد و ازاین‌رو سطح ماه مکانی خاموش و بی‌صدا است. همچنین عدم وجود اتمسفر به معنی نبودن مولکول‌های هواست و عدم وجود مولکول‌های هوا به معنی پراکنده‌نشدن نور خورشید در سطح ماه و سیاه‌شدن آسمان ماه است.

از دیگر آثار نبودن اتمسفر در ماه چهره پرخراش و گودال آن است زیرا شهاب‌سنگ‌ها پیش از رسیدن به ماه ازبین‌نمی‌روند و مستقیما و به‌آسانی به سطح ماه رسیده و با شدت به آن اصابت می‌کنند. خاک ماه تقریبا یک‌رنگ و در همه‌جا خاکستری‌رنگ است و با گردوغباری پوشیده شده که اصطلاحا خاکه‌سنگ نامیده می‌شود. ماه از صفحات زمین‌ساختی برخوردار نیست و ازآن‌جاکه در زمین کوه‌ها درنتیجه فشرده‌شدن این صفحات به هم پدید می‌آیند در ماه پدیده کوه‌زایی منشا زیرسطحی ندارد و تنها بر اثر برخورد شهاب‌‌سنگ‌هاست که ماه دارای پستی و بلندی‌هایی شده‌ است.

ویژگی‌های مداری ماه

متوسط فاصله ماه تا زمین ۳۸۴ هزار و ۴۰۰ کیلومتر است، این کره در ۳۶۳ هزار و ۳۰۰ کیلومتری مسیر مداری‌اش به نزدیک‌ترین فاصله‌اش از زمین و در ۴۰۵ هزار و ۵۰۰ کیلومتری مدارش به دورترین فاصله‌اش خواهد رسید.

خواص جزر و مدی

نیروی گرانش ماه برروی زمین اثر می‌گذارد، و منجر به افزایش و کاهش قابل پیش‌بینی ارتفاع سطح آب می‌شود که به جزر و مد شهرت دارند. جرز و مد در مقیاس کوچکتر در دریاچه‌ها،‌ اتمسفر زمین و درون پوسته زمین نیز رخ می‌دهد. مد به پدیده‌ افزایش سطح آب و جزر به کاهش سطح آب گفته می‌شود. مد در بخش‌هایی از زمین رخ می‌دهد که نسبت به میدان گرانشی ماه کمترین فاصله و بیشترین فاصله را دارد. جزر در محدوده‌ای میان این دو منطقه ایجاد می‌شود.

کشش ماه درعین‌حال، چرخش زمین را نیز کند می‌کند،‌ اثری که به ترمز جزر و مدی شهرت دارد و می‌تواند در هر قرن طول روزهای زمینی را درحدود ۲.۳ میلی‌ثانیه افزایش دهد. انرژی که زمین از دست می‌دهد توسط ماه جذب شده و فاصله‌اش را از زمین افزایش می‌دهد،‌ این به آن معنی است که ماه سالانه ۳.۸ سانتی‌متر از زمین دورتر می‌شود. کشش گرانشی ماه شاید اصلی‌ترین عامل قابل زیست‌شدن سیاره زمین به‌شمار رود، زیرا این کشش میزان لرزش زمین در چرخش محوری‌اش را متعادل کرده و منجر به پایدارشدن آب‌و‌هوا طی میلیاردها سال شده‌ است و به این شکل حیات اجازه رشدونمو در زمین را یافته است.

چرا ماه به روی زمین سقوط نمی‌کند؟

زمین نیز با نیروی گرانشش ماه را به سوی خود می‌کشد و اگر می‌شد ماه را از گردش باز‌داشت، این کره با سرعتی باورنکردنی به سمت زمین آمده و با آن برخورد می‌کرد. اما حقیقت اینست که ماه قرن‌هاست که با سرعتی برابر سه هزار و ۶۵۹ کیلومتر در ساعت به دور زمین در حال گردش است. در اثر این گردش، نیروی گریز از مرکزی به سمت خارج ایجاد می‌شود که شدت آن با نیروی گرانش زمین که به سمت داخل کشش دارد، برابری می‌کند. این دو نیروی مخالف، اثر یکدیگر را بطور متقابل خنثی می‌کنند، به‌نحوی که ماه هموراه بر مدار خود باقی می‌ماند.

گرفت‌ها

طی کسوف یا خسوف، یا ماه‌گرفتگی و خورشید‌گرفتگی، ماه،‌زمین و خورشید در خطی تقریبا مستقیم یا مستقیم قرار می‌گیرند. در ماه‌گرفتگی زمین مستقیما در میان ماه و خورشید قرار می‌گیرد و سایه زمین سطح ماه را به‌صورت نسبی یا کامل می‌پوشاند. ماه‌گرفتگی تنها زمانی می‌تواند رخ دهد که ماه کامل باشد.

فصل‌ها

محور گردش زمین به دور خودش نسبت به استوا از انحرافی برخوردار است که باعث می‌شود نیم‌کره شمالی و جنوبی زمین متناسب با زمان گاه به سوی خورشید و گاه به دور از خورشید قرار بگیرند و به این شکل فصل‌ها به وجود می آیند. انحراف محور زمین نسبت به خط استوان ۲۳.۵ درجه است درحالی که ماه از انحرافی ۱.۵ درجه‌ای برخوردار است و به همین خاطر است که در ماه هیچ فصلی وجود ندارد،‌این به آن معنی است که بخش‌هایی از ماه همیشه زیر نور خورشید قرار می‌گیرند و بخش‌هایی دیگر همیشه در تاریکی به‌سرمی‌برند.

فازهای ماه

خورشید خود می‌درخشد، و بازتاب نورش از ماه باعث می‌شود ساکنان زمین بتوانند ماه را نیز ببینند. اگر رخ آشکار ماه به‌طورکامل تحت تابش نور خورشید قرار بگیرد، ماه از زمین به‌صورت قرص کامل دیده می‌شود، اما اگر نور خورشید تنها بخشی از سطح ماه را روشن کند، براساس میزان تابش نور خورشید ماه به شکل هلال باریک نوری، نیم‌قرص و یا به‌صورت یک قرص گرد نورانی دیده می‌شود؛ پدیده‌ای که به فازها یا صورت‌های مختلف ماه شهرت دارد.

در حدود هفت روز پس از ماه نو، ماه از دید ساکنان زمین از پهلو مورد تابش نور خورشید قرار می‌گیرد. در این شرایط، انسان نیمی از ماه را تاریک و نیم دیگر را روشن می‌بیند، وضعیتی که به یک‌چهارم نخست شهرت دارد. هفت روز پس از آن، ماه از دید زمین در مقابل خورشید قرار می‌گیرد و قرص کامل دیده می‌شود، پس از آنست که قطر قسمت نورانی ماه کاسته شده و هفت روز پس از بدر یا قرص کامل، وضعیت یک‌چهارم دوم ایجاد می‌شود، یعنی ماه از دید زمین در سمت راست یا در غرب خورشید قرار می‌گیرد و درنهایت دوباره به وضعیت ماه نو بازمی‌گردد.

ماموریت‌های اکتشافی ماه

ماه به‌عنوان درخشان‌ترین جرم در آسمان شب سیاره زمین، هزاران سال است که راهنمای انسان‌ها بوده‌است،‌برای مثال ماه‌های تقویم زمین برابر یک چرخش کامل ماه به دور زمین است. گذشتگان توصیف‌های متفاوتی از ماه داشتند،‌ کاسه آتش یا آینه‌ای که زمین را باز‌می‌تاباند ازجمله این توصیف‌هاست. اما فلاسفه یونانی می‌دانستند که ماه کره‌ای است که در مدار زمین در حرکت است که با بازتاباندن نور خورشید در شب قابل‌دیدن می‌شود. یونانی‌ها همچنین باور داشتند بخش تاریک ماه از دریا پوشیده شده و بخش درخشان آن خشکی است. اولین انسانی که با استفاده از تلسکوپ برروی ماه رصد‌های علمی انجام داد گالیله بود، وی در سال ۱۶۰۹ طی این رصد‌ها سطح ناهموار و خشن ماه را به تصویر کشید که با باور عموم که ماه را دارای سطحی نرم و صاف می‌دانستند، متفاوت بود.

تصویری از آرمسترانگ روی ماه

انسان تاکنون ۷۳ مأموریت فضایی به سوی ماه و بر روی سطح ماه انجام داده‌ است. تغییرات حرارتی شدید روی ماه و همچنین تشعشات مرگبار کیهانی و احتمال برخورد مداوم شهاب‌سنگ‌ها هر نوع امکان سکونت انسان بر روی این کره را ازبین‌برده و به حداقل رسانده‌ است. در این میان پژوهشگران آژانس فضایی ژاپن موفق به کشف حفره‌ای گدازه‌ای در ماه شده‌اند که به اعتقاد آن‌ها این حفره مکانی مناسب برای ساخت اقامتگاه‌های فضایی در آینده‌ای نه‌چندان‌دور خواهد بود. سفر به ماه با وجود تکنولوژی‌های امروزی درحدود سه روز طول می‌کشد. کره ماه تنها جرمی است که انسان‌ها تاکنون برروی آن قدم گذاشته‌اند.

درسال ۱۹۵۹ شوروی سابق اولین فضاپیمای خود را برای برخورد با سطح ماه به سوی این کره روانه کرده و اولین تصویر از بخش ناپیدای ماه را به ثبت رساند. در سال ۱۹۶۹ سازمان ناسا اعلام کرد که نخستین فضانوردانش،‌ نیل آرمسترانگ و باز آلدرین طی ماموریتی نفس‌گیر به نام آپولو بر سطح ماه فرود آمده‌اند،‌ این دو فضانورد حین بازگشت ۳۸۲ کیلوگرم از خاک و سنگ‌های ماه را برای مطالعه و بررسی با خود به زمین آوردند.

تحقیقات و مطالعات برروی ماه پس از وقفه‌ای طولانی در دهه ۱۹۹۰ با آغاز ماموریت روباتیک کلمنتاین و جستجوگر ماه ناسا از سر گرفته شد. هردو ماموریت احتمال وجود آب در قطب‌های ماه را زنده کردند، نشانه‌هایی که در سال ۲۰۰۹ با پرتاب مدارگرد اکتشافی ماه و رصدگر حفره‌های ماه به اثبات رسید. مدارگر اکتشافی ماه در سال ۲۰۱۱ دقیق‌ترین نقشه از ماه را به زمین ارسال کرد.

منبع: آشنایی با ماه