زُحَل یا کِیوان(Saturn)، پس از مشتری دومین سیارهٔ بزرگ منظومه شمسی و ششمین سیاره نزدیک به خورشید است. زحل یک گلوله گازی غولپیکر است که با وجود حجم زیادش تنها ۹۵ برابر زمین جرم دارد. چگالی این سیاره حدود یکهشتم زمین و کمتر از آب است. یک روز کامل در کیوان برابر ۱۰ ساعت و ۳۹ دقیقه در زمین و یک سال آن برابر ۲۹٫۵ برابر سال زمین است. از آنجایی که مدار استوایی زحل تقریباً همانند زمین در ۲۷ درجهاست، تغییرات زاویه سیاره نسبت به خورشید شبیه به زمین است و در این سیاره نیز همان چهار فصل مشاهده میشود. جرم سیاره زحل همانند مشتری از گاز است که بیشتر آن را هیدروژن تشکیل میدهد. میزان اندکی هلیوم و متان در ردههای بعدی گازهای تشکیلدهندهٔ سیاره قرار دارند.
در آسمان شب زمین، زحل به دلیل اندازه بزرگ، نسبتاً درخشان دیده میشود. زیبایی آسمان زحل به خاطر نوارهای روشن حلقههای اطراف آن و نیز به خاطر قمرهای زیادش است.به علت سرعت حرکت کیوان به دور خود در قطبهای آن نوعی حالت پخی مشاهده میشود که سیاره را از شکل کرهٔ کامل دور میکند. زحل از جنبههای زیادی شبیه مشتری است، جز اینکه در اطراف آن چندین حلقه شگفتانگیز وجود دارد.
ویژگیهای فیزیکی
کیوان کمی از مشتری کوچکتر است و جرم آن کمتر از جرم مشتری و در حدود ۹۵ برابر جرم زمین است. کیوان یک غول گازی است زیرا سطح آن به صورت کلی از گاز تشکیل شدهاست با اینکه ممکن است دارای یک هسته جامد باشد. زحل کمترین چگالی میانگین را نسبت به سایر سیارات سامانه خورشیدی دارد. اگر بتوانیم زحل را در دریایی عظیم بیندازیم این سیاره بر روی آب شناور میماند.
تصاویر فروسرخ جدید فضاپیمای کاسینی از زحل یکی از عجیبترین عوارض سطح این سیاره را نمایان کرد. ساختار ابر مانند یک شش ضلعی که به دور نقطهٔ قطب شمال زحل در گردش است میباشد. این ساختار بیست سال پیش درگذر فضاپیمای وویجر از کنار زحل در درجه ۷۸ شمال کشف شدهاست. هر ضلع این شش ضلعی حدود ۱۳۰۰۰ کیلومتر است که از شعاع زمین بزرگتر است. از این رو این شش ضلعی به قدری بزرگ است که شش زمین در آن قابل جاسازی است. ساختار شش ضلعی هر ۱۰ ساعت و ۳۹ دقیقه و ۲۴ ثانیه یکبار میچرخد که تصور میشود این زمان زمان چرخش درون زحل باشد. علت تشکیل این ساختار برای محققین معلوم نیست ولیکن بیشتر آنان تصور میکنند این ساختار از برهمکنش موج و ماده ایجاد شدهاست. محققین موفق شدند در آزمایشگاه نیز ساختارهای هندسی به وسیله موج ایجاد کنند.
در قطب جنوب زحل نیز یک ساختار چرخشی بزرگ وجود دارد. در سال ۲۰۰۶ ناسا اعلام کرد که فضاپیمای کاسینی یک طوفان بزرگ در قطب جنوب زحل دیدهاست که دارای ساختاری شبیه یک چشم است. اندازه این ساختار تقریباً دارای اندازه زمین است.
حلقه های زحل
حلقهها یا کمربندهای زحل در فاصله ۱۱۲۰۰ کیلومتری آن جای گرفتهاند. حلقههای زحل از تکههای یخ و همچنین تکههای سنگ و غبار تشکیل شدهاند برخی به اندازه یک غبار ریز و برخی به اندازه یک خانه. حلقههای زحل پهن هستند ولی بسیار تخت و نازک. پهنای آنها ۲۸۰ هزار کیلومتر است اما کلفتی آنها تنها یک کیلومتر است؛ بنابراین هنگامیکه از پهلو به زحل بنگریم حلقهها تیغه باریکی میشوند و دیده نمیشوند. پهنای برخی از حلقههای زحل به اندازه فاصله زمین تا ماه میباشد. مشتری و نپتون و اورانوس هم حلقه دارند اما حلقه زحل از همه بهتر دیده میشود.
نخستین کسی که به حلقه رازآمیز پیرامون کیوان علاقهمند شد و آن را کشف کرد گالیله بود. او در سال ۱۶۱۰ به این موضوع پی برد و در آغاز بر این باور بود که این حلقه از جنس جامد میباشد. اما امروزه ثابت شدهاست که این حلقه از قطعات سنگ و آب یخ زده تشکیل شدهاست که برخی از آنها در اندازههای یک خودروی معمولی میباشند. مجموع گرانش (جاذبه) زحل و گرانش ماهکهای آن حالتی را پدیدمیآورند که این قطعات همواره به صورت حلقههای نازک به دور این سیاره به نظر ثابت ایستادهاند.
۱۰ دانستنی ضروری از سیاره زحل
۱ – قطر
اگر قطر خورشید را هم اندازه ارتفاع یک یخچال معمولی در نظر بگیریم، آن وقت زمین به اندازه یک سکه ۵ ریالی میشود و یک توپ بسکتبال هم به جای زحل قرار میگیرد. قطر میانگین زحل ۱۱۶٫۰۰۰ کیلومتر است.
۲ – مدار
ستاره ما خورشید است و زحل در جایگاه ششمین سیاره به دور آن میگردد. فاصله متوسط زحل از خورشید یا به عبارت دیگر، شعاع مدار آن ۱٫۴ میلیارد کیلومتر است. معادل ۹/۵ واحد نجومی. (فاصله متوسط زمین تا خورشید را واحد نجومی میگوییم که تقریبا ۱۵۰ میلیون کیلومتر است.)
۳ – روز
یک روزِ زحلی (مدت زمان یک چرخش کامل سیاره به دور خودش) فقط ۱۰/۷ ساعت طول میکشد! این یعنی سرعت دوران زحل به دور خودش بسیار زیادتر از زمین است. در عوض یک سال در زحل یعنی مدت زمان گردش یک دور کامل آن به دور خورشید، ۲۹ سال زمینی است. معادل ۱۰٫۷۵۶ روز زمینی!
۴ – جنس
زحل یکی از سیارات غول پیکر گازی است، بدین معنی که این سیاره سطح جامد و مشخصی ندارد. از گاز ساخته شده، آن هم بیشتر از هیدروژن و هلیوم.
۵ – جوّ
هر چند که کل سیاره از گاز تشکیل شده است ولی باز بخشی به نام جوّ هم دارد که بیشترین گاز تشکیل دهنده جوّ آن هم هیدروژن و هلیوم است.
۶ – قمرها
زحل دارای ۶۲ قمر کشف شده است. ۵۳ تا از این قمرها کاملا شناختهشده و تأیید شده هستند؛ و ۹ قمر دیگر در صف انتظار برای تأیید نهایی هستند. (البته تا زمان حاضر: ۱۸ بهمن ۱۳۹۶)
۷ –حلقهها
زحل دارای فریبندهترین سیستم حلقهای در بین سیارات غولپیکر است. این حلقه که تجمعی است از تکهها و خردههای سنگ و یخ؛ از ۷ حلقهای تشکیل شده که توسط تعدادی شکافِ بین آنها قابل تشخیص هستند.
۸ – کاوش
فقط تعداد محدودی از کاوشهای فضایی، توانستهاند زحل و مجموعه قمرهای آن را بررسی کنند: پایونیر ۱۱ ، ویجرهای ۱ و۲ و فضاپیمای کاسینی ـ هویگنس. از سال ۱۳۸۳ تا شهریور ۱۳۹۶ کاوشگر کاسینی در حال بررسی زحل به همراه قمرها و حلقههایش بود.
۹ – حیات
سیاره زحل نمیتواند حیات را آنگونه که ما میشناسیم در خود داشته باشد. در عوض تعدادی از قمرهای آن (تیتان و انسلادوس) شرایطی دارند که امکان شکلگیری حیات را در آنها ایجاد میکند.
۱۰ – گالیله
هنگامی که گالیله در سال ۹۷۹ شمسی (۱۶۰۰م)، تلسکوپش را به سوی زحل نشانه رفت، آن را به صورت یک قرص مرکزی به همراه دو زائده در طرفینش مشاهده کرد. و حتی اعلام کرد که این سیاره، یک سیستم سه تکه است؛ مدتی پس از آن هم اعلام کرد این سیاره دارای دسته یا دستگیرههایی در دو طرفش هست! بعدها بود که مشخص شد این دستهها، حلقههای زحل بودهاند.
نکته: البته تلسکوپ ابتدایی گالیله آنقدر کیفیت نداشت که بتواند حلقههای زحل را به زیبایی تفکیک کند!
پ.ن : 3 عکس آخر تصاویر واقعی زحل از دید تلسکوپ میباشند.
