انرژی های تجدیدپذیر می توانند باعث تخریب محیط زیست شوند

20 ژانویه 2023

تقریبا 150 کیلومتر دورتر از ساحل یورکشایر، نسل جدیدی از توربین های بادی دور از ساحل که در داگر بنک ساخته می شود، ارتفاعی بیش از برخی آسمان خراشها خواهند داشت.

همراه با انبوهی صفحات خورشیدی و خودروهای برقی، این شاهکارهای مهندسی بشر ستون فقرات یک اقتصاد سبز خواهند بود که همراستا با ترک سوخت های فسیلی ظهور یافته است.

لیکن همچنانکه ما رویکرد توقف انتشار کربن را به نام نجات سیاره مان در پیش گرفته ایم، درباره اقدامات لازم برای نیل به این هدف تنش زیادی بروز کرده است.

بر طبق نظر سازمان جهانی انرژی (IEA) و بانک جهانی، حرکت بسوی منابع انرژی تجدیدپذیر متضمن رشد بی سابقه استخراج کانی‌های گرانقیمت از خاک بوده است.

چه لیتیوم و کبالت مورد نیاز برای برای باتری ها باشد و یا عناصر خاکی نادر مورد استفاده در آهنرباهایی که در موتور توربین ها و خودروهای برقی بکار می روند، ما نخواهیم توانست بدون اینها به فناوری های سبز مورد نیاز خود برسیم.

علاوه براین، پژوهشگران و برگزارکنندگان کارزارهای زیست محیطی هشدار می دهند که معادن تولید کننده این کانی ها مشکلات زیست محیطی خاص خود پدید آورده اند، بدترین نمونه این مشکلات ویران شدن چشم اندازها، آلودگی آب و تخریب مزارع است. این صنعت چالش های ژئوپولتیکی برای بریتانیا و متحدان آن بوجود آورده است زیرا چین بر زنجیره تامین کانی های نادر تسلط دارد.

هنری سندرسن نویسنده و روزنامه نگار کسب و کار بر این عقیده است که غلبه بر این تناقضات یکی از بزرگترین چالش های پیش روی کسب . کارها و سیاست گذاران است. به گفته او: "معدن کاوی دارای اثراتی است و برای اغلب جوامع محلی امر مطلوبی نیست." ایجاد موازنه بین نیاز به معادن عناصر نادر و مقاومت جوامع محلی امر ساده ای نیست.

رشد انفجاری معدنکاوی

حجم عظیم کانی ها و فلزات مورد نیاز تحول سبز که متضمت برقی سازی گسترده حمل و نقل و تولید انرژی است، حیرت آور است.

کانی هایی مانند لیتیم، کبالت و نیکل برای باتری های ذخیره کننده انرژی محرک میلیاردها خودروی برقی مورد نیاز هستند. مس برای خطوط انتقال برق همه جا مورد نیاز است. فلزات نادر خاکی برای ساخت آهنرباهایی که نقشی اساسی در بخش های چرخنده توربین های بادی و موتورهای برقی دارند بکار می رود. در حالی که یک خودروی عادی به حدود 34 کیلوگرم کانی نیاز دارد، در یک خودروی برقی حدود 207 کیلوگرم یا شش برابر بیشتر کانی کمیاب بکار می رود. در این میان، یک توربین بادی دور از ساحل 13 برابر بیشتر کانی کمیاب برای تولید هر مگاوات برق نسبت به یک نیروگاه گازی نیاز دارد. موسسه جهانی انرژی چنین پیش بینی کرده است که تقاضا برای کانی های اساسی تا سال 2050 به 42.3 تن یعنی شش برابر میزان کنونی خواهد رسید. این امر منجر به انفجاری در معدن کاوی در سالهای آتی خواهد شد. در سراسر اروپا بویژه در کشوری مانند پرتغال که منابع بزرگ لیتیم موجود است، مقاومت زیادی از سوی جوامع محلی در برابر معدنکاوی بروز کرده است. صدور مجوز برای معدنکاوی در کشورهای اتحادیه اروپا بسادگی صورت نمی پذیرد. اروپا هم اکنون در زمینه دستیابی به کانی های کمیاب کاملا به چین وابسته است. بیش از 90 درصد فلزات کمیاب خاکی توسط چین استخراج و تولید می شود. همچنین بین 50 تا 70 درصد لیتیوم و 45 درصد نیکل جهانی توسط چین به بازار عرضه می شود. به کمک یارانه های سخاوتمندانه دولتی شرکتهای چینی کشورهای دیگر از استرالیا تا شیلی را برای معادن فلزات کمیاب جسته اند. حاصل این معدن کاوی ها میلیون ها تن مواد سمی بوده که در دامان طبیعت رها شده است.

منبع

https://news.yahoo.com/green-revolution-fuelling-environmental-destruction-185418967.html

انتشار اولین تصویر از یک سیاره خارج از دستگاه خورشیدی توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب

تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا اولین تصویر مستقیم از یک سیاره خارج از دستگاه خورشیدی را ثبت کرد. این سیاره که HIP 65426 b نامیده می‌شود یک غول گازی است بنابراین نمی‌تواند میزبان حیات فرازمینی باشد. سیاره مزبور در فاصله 355 سال نوری از زمین قرار دارد (هر سال نوری تقریبا 10 هزار میلیارد کیلومتر است!) و اولین بار در سال 2017 کشف شده است. این غول پازی 12 بار جسیم تر از برجیس (مشتری) است و در فاصله 15 میلیارد کیلومتری ستاره خود به دور آن می گردد.

به گفته ناسا تلسکوپ جیمز وب می تواند جزئیات دقیق تری از جرم و سن این سیاره فراهم کند. ستاره شناسان عمر این سیاره را 15 تا 20 میلیون سال تخمین می زنند که در مقایسه با سیاره زمین ما با عمر 4.5 میلیارد سال بسیار جوان بنظر می آید.

مشاهده مستقیم سیارات خارجی بسیار دشوار است زیرا در مقایسه با ستاره خود بسیار کم نورتر هستد. فون پیشرفته عکسبرداری مادون قرمز و پردازش تصویر برای حذف نور ستاره اصلی باعث شده دانشمندان بتوانند تصویر مستقیم سیاره را قابل دریافت کنند. جیمز وب با بهره گیری از دوربین ها و فیلترهای پیشرفته خود، قابلیت ستاره شناسان در شناسایی سیارات خارجی را بسیار افزایش داده است.

منبع:

https://news.yahoo.com/nasas-james-webb-telescope-snaps-212539785.html

بهرام: سیاره سرخ

بهرام یا مریخ (Mars) چهارمین سیاره از خورشید یک دنیای خشک و سنگی است که رنگ قرمز نمادینش برای آن نام سیاره سرخ را به ارمغان آورده است. بهرام در طول تاریخ انسان را به تخیل واداشته است و امروزه بیش از هر جسم دیگری در دستگاه خورشیدی مورد کاوش قرار گرفته و سیاره گردها و مدارگردهای متعددی آن را برای شواهد حیات در گذشته و حال مورد جستجو قرار داده اند.

بهرام با چشم غیرمسلح در آسمان شب زمین قابل مشاهده است. مارس نام خود را از خدای رومی جنگ گرفته زیرا رنگ سرخ آن با جنگ و نزاع مترادف دانسته شده است.

این سیاره سنگی دارای قطر 6794 کیلومتر یعنی تقریبا نصف زمین است. پوسته بهرام 10 تا 50 کیلومتر ضخامت دارد و بیشتر از آهن، منیزیوم، آلومینیوم، کلسیوم و پتاسیوم تشکیل شده است. زیر این پوسته یک جبه سنگی به ضخامت 1240 تا 1880 کیلومتر است که یک هسته چگال ساخته شده از آهن، نیکل و گوگرد با شعاع 1500 تا 2100 کیلومتر را احاطه می کند.

 

سیاره گرد Preservance از دوربین دوتایی خود برای گرفتن این تصویر از تپه سانتا کروز در فاصله 2.5 کیلومتری خود استفاده کرده است.

سطح سنگی مریخ از گرد و خاک، صخره ها و دره های متعددی پوشیده شده است. یک اتمسفر نازک بهرام را احاطه می کند که فظار آن 1000 برابر کمتر از فشار هوا در سطح دریای زمین است. اتمسفر بهرام از 95 درصد دی اکسید کربن، 3 درصد نیتروژن و مقادر کمی اکسیژن، مونواکسید کربن، بخار آب، متان، سایر گازها و گرد و غبار تشکیل شده است. این غبار به آسانی با وزش باد در سراسر بهرام پراکنده شده و به آسمان آن یک رنگ قهوه ای مایل به زرد می دهد. کاوشگری که توسط امارات متحده عربی ساخته شد در سال 2022 شفق های عظیم و زیبایی پیرامون بهرام کشف کرد که نیمی از سیاره را دور زده بودند.

مکان بهرام در دستگاه خورشیدی اندازه ها مطابق مقیاس واقعی نیست.

بهرام در فاصله تقریبی 228 میلیون کیلومتری به دور خورشید می گردد. روز بهرام 24.6 ساعت زمینی طول می کشد و 669.6 روز طول می کشد تا بهرام یکبار به دور خورشید بگردد. تمایل مداری بهرام نیز بسیار شبیه سیاره ما حدود 25 درجه است، یعنی بهرام فصل هایی مانند زمین را تجربه می کند.

بهرام دو قمر کوچک شبیه سیب زمینی به نامهای فوبوس و دیموس دارد. فوبوس 22.2 کیلومتر و دیموس 12.6 کیلومتر قطر دارد. هردو احتمالا سیارکهایی بوده اند که اسیر میدان گرانشی بهرام شده اند. شکل زیر کاوشگرهایی را نشان می دهد که تاکنون برای بهرام ارسال شده اند.

کاوشهای اخیر ثابت کرده اند که حدود 2 میلیار سال قبل اقیانوسها و رودخانه هایی بر سطح سیاره سرخ وجود داشته اند.

مرتفع ترین کوه در دستگاه خورشیدی در سیاره بهرام (مریخ- مارس) واقع شده است. این کوه المپوس مونز نامیده می شود و ارتفاعی حدود ۲۴ کیلومتر دارد که سه برابر کوه اورست سیاره زمین است. علاوه بر ارتفاع بسیار زیاد این کوه عرصه بسیار وسیعی را اشغال کرده و ۵۵۰ کیلومتر پهنا دارد. شیب این کوه بسیار کم بوده و تنها حدود ۲ تا ۵ درجه است. این کوه یک آتشفشان سرپوشیده است که از خروج گدازه ها تشکیل شده است.

تصویری خیره کننده از آسمان شب بهرام از دید دوربین سیاره گرد پریزروانس - به علت اتمسفر نازک و نبود غبار جوی و نور مزاحم شهرها مانند سیاره زمین، آسمان شب بهرام بسیار پرستاره تر و خیره کننده تر است. قلب کهکشان راه شیری در تصویر دیده می شود.

مجموعه مقالات درباره سیارات دستگاه خورشیدی

- سیاره تیر یا عطارد

- برجیس: شاه سیارات

- کیوان: حقایقی درباره سیاره حلقه دار

- سیاره شگفت انکیز اورانوس

- نپتون: دورترین سیاره از خورشید

پرجرم ترین ستارگان شناخته شده عالم

یکی از مهمترین مشخصات یک ستاره، جرم آن است. جرم برخی از ستارگان تنها کسری از جرم خورشید است در حالی که برخی از آنها برابر صدها خورشید ما جرم دارند. نکته مهم این است که پرجرم ترین ستاره ها لزوما بزرگترین آنها نیستند. رابطه میان جرم و اندازه یک ستاره به مرحله تکامل آن بستگی دارد.

علم ستاره شناسی به ما می گوید که حد نهایی جرم بیشتر ستارگان 120 برابر جرم خورشید ماست. فراتر ازاین حد یک ستاره نمی تواند پایداری خود را حفظ کند. لیکن ستارگان شناخته شده ای وجود دارند که جرم آنها بسیار فراتر از این مقداراست. هرچه جرم ستاره ای بیشتر باشد فشار و دما در مرکز آن در نتیجه نیروی گرانشی ماده تشکیل دهنده، بیشتر خواهد بود و ستاره ذخیره سوخت هسته ای خود را با سرعت بیشتری به مصرف رسانده و عمر کوتاهتری خواهد داشت. اگر جرم ستاره ای از 1.4 برابر جرم خورشیدکمتر باشد پس از مصرف کردن سوخت هسته ای هیدروژن مرکز خود ابتدا به غول سرخ و سپس به یک کوتوله سفید متراکم با قطری در حدود کره زمین تبدیل خواهد شد. عمر چنین ستاره ای می تواند چند میلیارد سال باشد. چنانچه جرم ستاره ای بین 1.4 و 3.2 برابر جرم خورشید باشد در انتهای عمر چند صد میلیون ساله خود با یک ستاره نوترونی بسیار چگال تبدیل می شود که قطر آن حدود چند کیلومتر است. اما اگر جرم ستاره ای بسیار بیشتر از 3.2 برابر جرم خورشید باشد در انتهای عمر خود و پس از سرد شدن آنقدر به متراکم شدن ادامه می دهد که به یک سیاهچاله تبدیل شود، یعنی جسمی با چگالی بی نهایت و حجمی بسیار کوچک که حتی نور نمی تواند ازمیدان گرانشی آن بگذرد.

در ادامه دو تا از پرجرم ترین ستارگان شناخته شده معرفی می شود.

1. R136a1

R136a1 در مزکز این خوشه کهکشانی قرار دارد

این ستاره جرمی حدود 315 برابر جرم خورشید دارد و یک غول آبی رنگ بسیار عظیم است. ستاره شناسان هنوز بر روی این موضوع تحقیق می کنند که جرم یک ستاره پایدار چگونه می تواند این قدر عظیم باشد. این ستاره بخشی از ابرخوشه سحابی تارانتولا است که برخی از پرجرم ترین ستاره ها را در خود جای می دهد. این ستاره در کهکشان همسایه راه شیری قرار دارد. شکل زیر این ستاره را در مرکز سحابی (روشن ترین ستاره شکل) نشان می دهد. شعاع این ستاره بین 28.8 تا 35.4 برابر خورشید است. فاصله آن از ما 163 هزار سال نوری و تابندگی آن 8 میلیون برابر خورشید است. عمر این ستاره تنها حدود 800 هزار سال است و از ستارگان بسیار جوان محسوب می شود.

مقایسه اندازه خورشید با R136a1

2. HD 269810

این ستاره با جرمی 130 برابر خورشید و شعاع 18 برابر آن، ابرغول آبی رنگ دیگری است از کهکشان  ابر ماژلان که ستاره R136a1 را نیز در خود جای داده است. این ستاره 2 میلیون بار درخشان تر از خورشید است و تنها حدود 2 میلیون سال عمر خواهد کرد. سپس بصورت یک ابرنواختر منفجر شده و یک سیاهچاله در پس خود باقی می گذارد. دمای سطحی این ستاره 52500 درجه کلوین یعنی حدود ده برابر دمای سطح خورشید است.

---

تبلیغات

تدریس دروس ریاضیات دبیرستان و دانشگاه

دروس ریاضی دبیرستان، آمار و احتمالات

دروس ریاضی عمومی دانشگاه، جبر خطی، آمار و احتمالات، معادلات دیفرانسیل، ریاضیات مهندسی

توسط مدرس خصوصی با بیش از 23 سال سابقه کار درخشان

09360771981

---

ستارگان رشته اصلی

Main sequence stars

ستارگان رشته اصلی در هسته خود، همجوشی اتمهای هیدروژن انجام داده و هلیوم تولید می کنند. حدود 90 درصد ستارگان عالم از جمله خورشید ما، ستارگان رشته اصلی به شمار می روند. این ستارگان از یک دهم تا 200 برابر جرم خورشید ما می توانند داشته باشند.

یک ستاره زندگانی خود را به شکل ابری از غبار و گاز شروع می کند. گرانش میان ذرات این ابرها را بسوی هم می کشد. یک پیش ستاره کوچک شکل می گیرد که ماده درون آن در حال تراکم است.

 

تصویر بی نظیر تلسکوپ فضایی هابل از یک پیش ستاره در مراحل اولیه شکل گیری

منبع:

https://scitechdaily.com/hubble-views-protostar-early-evolutionary-stage/

اجرامی که جرمی کمتر از 0.08 جرم خورشید داشته باشند، هیچگاه به مرحله همجوشی هسته ای در هسته خود نمی رسسند. در عوض به کوتوله های قهوه ای تبدیل می شوند، ستارگانی که هیچگاه مشتعل نخواهند شد. اما اگر دارای جرم کافی باشند گاز و غبار در حال تراکم بقدر کافی داغ می شود و نهایتا به دمای کافی برای گداخت هسته ای (فیوژن) می رسد. گداخت هسته ای فشاری رو به بیرون تولید می کند که با فشار گرانشی رو به درون تعادل حاصل کرده و برای ستاره پایداری ببار می آورد.

طول عمر یک ستاره اصلی به جرم آن بستگی دارد. یک ستاره جسیم تر ماده بیشتری در اختیار دارد، لیکن به علت دمای بالاتر هسته خود که به علت گرانش قویتر ایجاد شده سوخت هیدروژنی خود را سریع تر می سوزاند. در حالی که خورشید عمری حدود 10 میلیارد سال در رشته اصلی خواهد داشت، ستاره ای با جرم ده برابر بیشتر تنها 20 میلیون سال در این رشته باقی خواهد ماند. یک کوتوله قرمز که نصف جرم خورشید دارد ممکن است 80 تا 100 میلیارد سال عمر کند که بسیار طولانی تر از لبه عمر عالم یعنی 13.8 میلیارد سال است. به دلیل این عمر طولانی کوتوله های قرمز منابع خوبی برای جستجوی سیارات مناسب برای حیات هستند زیرا برای مدتی طولانی از پایداری برخوردارند.

بیش از 2000 سال پیش هیپارکوس ستاره شناس یونانی برای اولین بار کاتالوگی از ستارگان بر حسب درخشندگی آنها تدوین کرد. او درخشنده ترین ستارگان را از قدر یک و مابقی را تا قدر ششم رده بندی کرد. ستارگان قدر ششم کم نورترین ستارگانی هستند که با چشم غیرمسلح دیده می شوند.

در اوایل قرن بیستم دانشمندان دریافتند که جرم یک ستاره با تابندگی یا میزان نور تولید شده توسط آن متناسب است. هر دو این کمیت ها به دمای ستاره مربوط می شوند. ستارگانی که ده بار پرجرم تر از خورشید هستند هزار برابر درخشندگی دارند.

جرم و درخشندگی ستاره به رنگ آن نیز مربوط می شود. ستارگان جسیم تر داغتر و آبی تر هستند و آنها که جرم کمتری دارند سردتر و قرمز رنگند. خورشید بین این دو طیف قرار داشته و ظاهری زردرنگ دارد.

این ادراک به تدوین نموداری به نام هرتزپرانگ راسل انجامید، نموداری از ستارگان بر حسب درخشندگی و رنگآنها که به نوبه خود بازتابی از دمای آنهاست. بیشتر ستارگان در خطی به نام رشته اصلی قرار می گیرند که از بالای چپ نمودار (داغترین و درخشنده ترین ستارگان) تا پایین و راست (سردترین و تاریک ترین ستارگان) امتداد می یابد.

سرنوشت ستارگان

در نهایت یک ستاره واقع در رشته اصلی ذخیره هیدروژن هسته خود را به اتمام رسانده و به انتهای زندگی خود نزدیک می شود. در این نقطه است که رشته اصلی را ترک می کند.

ستارگانی که کمتر از یک چهارم خورشید جرم دارند مستقیما به کوتوله سفید تبدیل می شوند. کوتوله های سفید در مرکز خود گداخت هسته ای انجام نمی دهند اما هنوز گرما از خود ساطع می کنند. در پایان این کوتوله های سفید به صورت کوتوله های سیاه سرد می شوند اما این اجرام هنوز ماهیت نظری دارند زیرا عالم آنقدر پیر نیست که شاهد سرد شدن کوتوله های سفید بقدر کافی و تشکیل اولین کوتوله های سیاه پس از چند ده میلیارد سال باشد.

نیروی گرانش در ستاره های بزرگتر پس از اتمام سوخت هیدروژن هسته، بر انبساط حرارتی چیره شده و لایه های بیرونی را به سمت درون در هم می فشرد. تا اینکه دما بقدری در مرکز بالا رود که هلیوم در اثر گداخت هسته ای به کربن تبدیل شود. در این نقطه دمای مرکز ستاره بقدری بالا می رود که ستاره به سمت بیرون منبسط شده و چندین برابر بزرگتر از اندازه اولیه می گردد. در این نقطه ستاره به یک غول قرمز تبدیل شده که بسیار کم نورتر از یک ستاره رشته اصلی است. خورشید ما در پایان عمر خود به یک غول قرمز تبدیل خواهد شد البته این واقعه در پنج میلیارد سال آینده روی خواهد داد. دو ستاره داخلی تر تیر و زهره بخار خواهند شد.

مقایسه اندازه خورشید (ستاره زردرنگ وسط تصویر) با یک کوتوله قرمز، یک غول قرمز با جرمی کمتر از 5 برابر خورشید و یک ابرغول آبی با جرمی حدود 150 برابر خورشید (بالا سمت راست)

اگر ستاره اولیه 10 برابر یا بیشتر جسیم تر از خورشید باشد، سوخت هیدروژن هسته خود را در عرض 100 میلیون سال به پایان خواهد رساند و به یک کوتوله سفید بسیار چگال تبدیل می شود. ستاره های جسیم تر با یک انفجار ابرنوستاره ای شدید به عمر خود پایان می دهند و ماده موجود در هسته خود را در عرصه کهکشان پخش می کنند. هسته باقیمانده ممکن است به ستاره نوترونی یا سیاهچاله تبدیل شود.

 https://www.space.com/22437-main-sequence-star.html