ماه درخشان‌ترین و بزرگترین جسم در آسمان شب ما است که با تعدیل نوسانات زمین در محور خود، این سیاره را به مکانی قابل زیست‌تر تبدیل می‌کند و منجر به آب و هوایی نسبتاً پایدار می‌شود. ماه همچنین باعث ایجاد جزر و مد می‌شود و حرکت آن اصولی دارد که هزاران سال انسان را در جهت‌یابی راهنمایی کرده است. ماه احتمالاً پس از برخورد جسمی به اندازه مریخ با زمین در چندین میلیارد سال پیش شکل گرفته است. ماه یا قمر سیاره زمین تاکنون تنها مکانی فراتر از زمین است که انسان در آن قدم گذاشته است. در ادامه این مطلب با ماه و ویژگی‌های آن آشنا می‌شویم.

ماه چیست؟

تنها ماهواره طبیعی زمین به سادگی ماه نامیده می‌شود زیرا در زمان نامگذاری این شیئ سفید رنگ در آسمان زمین مردم نمی‌دانستند که قمرهای دیگر هم وجود دارند تا اینکه گالیله چهار قمر را در مدار مشتری در سال 1610 کشف کرد. در زبان لاتین ماه Luna نامیده می‌شود که صفت اصلی برای همه چیزهای مربوط به ماه است: قمری.

اندازه و فاصله ماه با زمین چه قدر است؟

ماه با شعاع حدود 1740 کیلومتر (1080 مایل) کمتر از یک سوم عرض زمین است. اگر زمین به اندازه یک گردو باشد ماه تقریباً به اندازه یک دانه قهوه است.

ماه به طور متوسط 384,400 کیلومتر (​​238,855 مایل) با زمین فاصله دارد. این بدان معنا است که 30 سیاره به اندازه زمین می‌توانند بین زمین و ماه جای بگیرند. ماه به آرامی از زمین دور می‌شود و هر ساله حدود 25 سانتی‌متر (یک اینچ) از زمین دورتر می‌شود.

ماه و زمین
تصویر 1: مقایسه اندازه ماه و زمین

مدار و چرخش ماه چگونه است؟

ماه با همان سرعتی در حال چرخش است که به دور زمین می چرخد ​​(این چرخش، چرخش همزمان یا سینکرونوس نامیده می‌شود) بنابراین در تمام مدت نیمکره یکسانی رو به زمین است. برخی از افراد طرف دیگر ماه را که ما هرگز نمی‌بینیم سمت تاریک می‌نامند که ممکن است گمراه‌کننده باشد.

وقتی ماه به دور زمین می‌چرخد قسمت‌های مختلف ماه در زمان‌های مختلف در معرض نور خورشید یا تاریکی هستند. تغییر روشنایی و تابش بر ماه دلیل تغییر حالت‌های ماه از دید ما است که از زمین ناظر آن هستیم. در طول مدت زمانی که ماه کامل در آسمان قابل دیدن است، نیمکره ماه که می‌توانیم از زمین ببینیم توسط خورشید کاملاً روشن شده است و ماه جدید زمانی اتفاق می‌افتد که قسمت دور ماه که از زمین قابل رویت نیست دارای نور خورشید کامل باشد و طرف مقابل ما شب خود را سپری کند.

ماه در 27 روز زمینی با سرعت ثابت یا در یک زمان معین یک دور کامل به دور زمین می‌چرخد. از آنجا که زمین نیز در حال حرکت است یعنی همانطور که حول محور خورشید می‌چرخد ​​بر روی محور خود نیز در حال چرخش است، از این منظر 29 روز طول می‌کشد تا ماه یک دور حول محور زمین بچرخد.

برای آشنایی بیشتر با نجوم، می‌توانید فیلم آموزش مقدماتی نجوم – نجوم باستان تا کیهان شناسی را مشاهده کنید که توسط فرادرس ارائه شده، لینک این آموزش در ادامه آورده شده است.

  • برای دیدن فیلم آموزش مقدماتی نجوم – نجوم باستان تا کیهان شناسی + اینجا کلیک کنید.

ساختار ماه چگونه است؟

ماه سیاره زمین دارای هسته، گوشته و پوسته است. هسته ماه نسبت به هسته‌های دیگر اجسام زمینی به نسبت متناسب‌تر است. هسته داخلی ماه جامد و غنی از آهن است و 240 کیلومتر (149 مایل) شعاع دارد. اطراف هسته توسط پوسته آهن مایع به ضخامت 90 کیلومتر (56 مایل) احاطه شده است و در نهایت یک لایه ذوب شده با ضخامت 150 کیلومتر (93 مایل) هسته آهن را احاطه کرده است.

ساختار ماه
تصویر 2: ساختار ماه

گوشته از قسمت بالای لایه ذوب شده تا پایین پوسته ماه امتداد دارد. این ماده به احتمال زیاد از مواد معدنی مانند الیوین و پیروکسن ساخته شده است که از اتم‌های منیزیم، آهن، سیلیسیم و اکسیژن تشکیل شده است.

ضخامت این پوسته تقریباً 70 کیلومتر (43 مایل) در نیمکره‌ای از ماه است که نزدیک به ما قرار گرفته و این ضخامت در نیمکره دور ماه نسبت به ما 150 کیلومتر (93 مایل) است. این لایه از اکسیژن، سیلیسیم، منیزیم، آهن، کلسیم و آلومینیوم و مقادیر کمی تیتانیوم، اورانیوم، توریم، پتاسیم و هیدروژن ساخته شده است.

تحقیقات نشان می‌دهد که مدت‌ها پیش ماه دارای آتشفشان‌های فعال بوده اما امروز همه آن‌ها خاموش شده و میلیون‌ها سال است که فوران نمی‌کنند.

تشکیل ماه چگونه رخ داده است؟

نظریه اصلی در مورد پیدایش ماه این است که جسمی به اندازه مریخ حدود 4/5 میلیارد سال پیش با زمین برخورد کرده است. بقایای حاصل از تشکیل زمین و جسمی که با زمین برخورد کرده است در کنار یکدیگر جمع شده و ماهواره طبیعی زمین را با فاصله 384,000 کیلومتر (239,000 مایل) تشکیل داده است.

ماه در ابتدا در یک حالت ذوب شده قرار داشته است اما در حدود 100 میلیون سال پیش بیشتر اقیانوس‌های ماگمای جهانی متبلور شده و سنگ‌های کم چگال را به سمت بالا حرکت داده و در نهایت پوسته ماه را تشکیل دادند.

سطح ماه چگونه است؟

جو ماه بسیار نازک است و در نتیجه بارش ثابت سیارک‌ها، شهاب سنگ‌ها و ستاره‌های دنباله دار به سطح ماه و حفره‌های متعددی روی آن‌ ایجاد می‌شود. دهانه Tycho در نتیجه همین برخوردها بر روی سطح ماه ایجاد شده که بیش از 85 کیلومتر (52 مایل) عرض دارد.

طی چندین میلیارد سال این برخوردها و تاثیرات آن سطح ماه را به قطعاتی از تخته سنگ‌های عظیم تا پودر مانند تبدیل کرده است. تقریباً کل ماه توسط انبوهی از گرد و غبار خاکستری ذغالی، پودری و بقایای سنگی پوشیده شده که ریگولیت ماه نامیده می‌شود. در زیر آن ناحیه‌ای از سنگ شکسته وجود دارد که به آن مگاریگولیت می‌گویند.

مناطق سبک ماه به عنوان ارتفاعات شناخته می‎‌شوند. قسمت‌های تاریک ماه که ماریا (به معنای دریاها به لاتین) نامیده می‌شوند، حوضه‌های تحت فشار هستند که بین 1/2 تا 4/2 میلیارد سال پیش با گدازه پر شده‌اند. این مناطق تاریک و روشن، سنگ‌هایی با ترکیبات و سنین مختلف را نمایش می‌دهند که شواهدی از چگونگی تبلور پوسته اولیه از اقیانوس ماگمای قمری را ارائه می‌دهد.

سطح ماه
تصویر 3: سطح ماه

خود این دهانه‌ها که میلیاردها سال پیش تشکیل شده‌اند شواهدی از سابقه برخورد اجسام دیگر در منظومه شمسی و ماه هستند. اگر به مکان‌های مشخصی در ماه نگاه کنید قطعاتی از تجهیزات، پرچم‌های آمریکا و حتی دوربینی را که فضانوردان در ماه جا گذاشته‌اند را پیدا می‌کنید. این در حالی است که اگر بر روی ماه قرار داشتید متوجه می‌شدید که گرانش سطح ماه یک ششم زمین است و به همین دلیل در فیلم‌های پیاده روی فضانوردان بر روی ماه به نظر می‌رسد که آن‌ها تقریباً از سطح زمین می‌پرند.

دما در ماه هنگامی که خورشید به طور کامل بر آن می‌تابد در حدود 127 درجه سانتیگراد (260 درجه فارنهایت) است اما در تاریکی هوا دما به حدود منفی 173 درجه سانتیگراد (منفی 280 درجه فارنهایت) کاهش پیدا می‌کند.

آیا بر روی ماه آب وجود دارد؟

در حین اکتشاف اولیه ماه و تجزیه و تحلیل همه نمونه‌های رسیده از مأموریت‌های آپولو و لونا تصور بر این بود که سطح ماه خشک است. اولین کشف قطعی آب در سال 2008 و در مأموریت Chandrayaan-1 که توسط هند انجام شد صورت گرفت. در این ماموریت بود که مولکول‌های هیدروکسیل در سطح ماه به صورت پراکنده و در قطب‌ها به صورت متمرکز مشاهده شد.

همچنین در مأموریت‌هایی مانند Lunar Prospector  LCROSS و Lunar Reconnaissance Orbiter نه تنها نشان داده شد که سطح ماه دارای رطوبت است بلکه مشاهده شد که در واقع حجم زیادی از آب یخ در مناطقی از  قطب‌های ماه که دائماً در سایه قرار دارند وجود دارد.

دانشمندان همچنین دریافتند که سطح ماه در هنگام بمباران ماه توسط میکرومتروئیدها (میکرومتوروئید ذره‌ای کوچکتر از یک دانه شن است. هر روز جو زمین با میلیون‌ها شهاب سنگ و میکرو شهاب سنگ تحت تأثیر قرار می‌گیرد) آب آزاد می‌کند.

سطح ماه توسط لایه‌ای چند سانتی متری از خاک خشک محافظت می‌شود که فقط توسط میکرومتروئیدهای بزرگ قابل شکستن است. هنگامی که میکرومتروئیدها به سطح ماه برخورد می‌کنند بیشتر مواد موجود در این دهانه بخار می‌شوند. موج ضربه انرژی کافی را برای آزاد کردن آب پوشاننده دانه‌های خاک حمل می‌کند که بیشتر این آب در فضا آزاد می‌شود.

در اکتبر سال 2020 رصدخانه Stratospheric رصد‌های مادون قرمز ناسا (SOFIA) برای اولین بار وجود آب در سطح نورگیر ماه را تأیید کرد. این کشف نشان داد که آب ممکن است در سطح ماه توزیع شود و محدود به مکان‌های سایه دار و سرد نباشد. SOFIA وجود مولکول‌های آب ($$H_{2}O$$) را در حفره «کلاویوس» (Clavius) یکی از بزرگترین حفره‌های ماه که از زمین قابل مشاهده است شناسایی کرد.

اتمسفر ماه چگونه است؟

ماه جو بسیار نازک و ضعیفی دارد که اگزوسفر نامیده می‌شود. این جو نازک هیچ گونه محافظتی در برابر تابش خورشید یا تأثیرات آن از طریق شهاب سنگ‌ها ایجاد نمی‌کند.

مگنتوسفر ماه چگونه است؟

ماه اولیه ممکن است یک دیناموی داخلی و مکانیزم تولید میدان‌های مغناطیسی جهانی برای سیارات زمینی ایجاد کرده باشد اما امروز ماه دارای یک میدان مغناطیسی بسیار ضعیفی است. در حقیقت باید بیان کرد که میدان مغناطیسی در زمین هزاران برابر از میدان مغناطیسی ماه قویتر است.

حلقه و قمرهای ماه چگونه است؟

ماه حلقه‌ای ندارد و همچنین دارای قمر نیز نیست.

پتانسیل زندگی در ماه چگونه است؟

بسیاری از مأموریت‌هایی که برای کشف ماه صورت گرفته است مدرکی مبنی بر وجود و حضور موجود زنده بر روی ماه پیدا نکرده‌اند. با این حال ماه می‌تواند محلی برای استعمار توسط آیندگان باشد. کشف اینکه ماه یخ آب دارد و بیشترین حجم این یخ آب در حفره‌های تاریک و بدون نور قطب‌ها وجود دارد ماه را برای استعمارگران انسانی آینده مهمان نوازتر می‌کند و آن را به محل امن‌تری برای انسان‌ها تبدیل می‌کند.

زندگی در ماه

ماه ستاره است یا سیاره؟

هیچ کدام، ماه نه ستاره است و نه سیاره. در حقیقت ماه سیاره زمین یک قمر است و به دلیل اینکه به کره زمین ارتباط دارد و تنها یکی است، انسان‌ها آن را به صورت ویژه مورد توجه قرار می‌دهند. در حال حاضر بیش از 150 قمر برای سیارات منظومه شمسی شناخته شده‌ است.

حقایقی جالب درباره ماه

  • ماه تنها ماهواره طبیعی زمین و پنجمین ماه بزرگ در منظومه شمسی است.
  • حضور ماه به تثبیت لرزش سیاره زمین کمک می‌کند و این موضوع باعث ثبات آب و هوای زمین می‌شود.
  • فاصله ماه از زمین حدود 385,000 کیلومتر (240,000 مایل) است.
  • ماه جو بسیار نازکی دارد که اگزوسفر نامیده می‌شود.
  • تمام سطح ماه حفره و گودال دارد و این حفره‌ها در اثر برخورد اجرام آسمانی با سطح ماه ایجاد می‌شوند.
  • ماه تنها مکانی فراتر از زمین است که انسان بر آن قدم گذاشته است.

معرفی فیلم آموزش مقدماتی نجوم – نجوم باستان تا کیهان شناسی

آموزش نجوم

مجموعه فرادرس در تولید و تهیه محتوای آموزشی خود اقدام به تهیه فیلم  آموزش مقدماتی نجوم – نجوم باستان تا کیهان شناسی کرده است. این مجموعه آموزشی از شش درس تشکیل شده و برای دانشجویان رشته فیزیک و افراد علاقه‌مند به نجوم و کیهان‌شناسی مفید است. پیش‌نیاز این درس آموزش فیزیک پایه ۱ و آموزش ریاضی پایه دانشگاهی است.

درس اول این مجموعه مروری بر نجوم باستان و درس دوم به روش های اخترشناسی می‌پردازد. درس سوم به تعریف و مطالعه ویژگی‌های منظومه شمسی و درس چهارم به بررسی اجزای دیگر منظومه شمسی غیر از ماه و سیارات اختصاص دارد. در درس پنجم اخترفیزیک و مفهوم‌های به کار برده در این موضوع را خواهید آموخت و در درس ششم ویژگی‌های سحابی‌ها و کهکشان‌ها بررسی می‌شود.

جمع بندی

در این مطلب در مورد ماه و ویژگی‌های آن صحبت کردیم. همان طور که می‌دانید ماه اولین جرم فرازمینی است که انسان بر روی آن قدم گذاشته است. ماه در حقیقت یک قمر برای سیاره زمین است. اکثر سیارات منظومه شمسی دارای قمر هستند و تعداد آن‌ها معمولاً بیشتر از یک قمر است. در این مطلب وجود آب بر روی ماه را نیز بررسی کردیم.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

«سارا داستان»، دکتری فیزیک نظری از دانشگاه گیلان دارد. او به فیزیک بسیار علاقه‌مند است و در زمینه‌ متون فیزیک در مجله فرادرس می‌نویسد.

بر اساس رای 2 نفر

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *