تعتبر دراسة النظام الشمسي من أهم الموضوعات في الفيزياء الفلكية. يقع نظام الكواكب في ذراع حلزوني خارجي لمجرة درب التبانة. ويتكون نظامنا الشمسي من الشمس، وكل شيء مرتبط بها بالجاذبية - الكواكب عطارد والزهرة والأرض والمريخ والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون والكواكب القزمة مثل بلوتو وعشرات الأقمار وملايين الكويكبات والمذنبات والنيازك .
خارج نظامنا الشمسي، هناك كواكب أكثر من النجوم في سماء الليل. حتى الآن، اكتشفنا الآلاف من أنظمة الكواكب التي تدور حول نجوم أخرى في مجرة درب التبانة، مع وجود المزيد من الكواكب طوال الوقت. يُعتقد أن معظم مئات المليارات من النجوم في مجرتنا لها كواكب خاصة بها، ومجرة درب التبانة ليست سوى واحدة من 100 مليار مجرة في الكون.
الحجم والمسافة
يمتد نظامنا الشمسي أبعد بكثير من الكواكب الثمانية التي تدور حول الشمس. يشتمل النظام الشمسي أيضًا على حزام كايبر الذي يقع بعد مدار نبتون. هذه حلقة قليلة الكثافة من الأجسام الجليدية، وكلها تقريبًا أصغر من أجسام حزام كايبر الأكثر شيوعًا. وخارج أطراف حزام كايبر توجد سحابة أورت. هذه القشرة الكروية العملاقة تحيط بنظامنا الشمسي. لم يتم رصده بشكل مباشر مطلقًا، ولكن تم التنبؤ بوجوده بناءً على النماذج الرياضية وملاحظات المذنبات التي من المحتمل أن تنشأ هناك. تتكون سحابة أورت من قطع جليدية من الحطام الفضائي بأحجام الجبال وأحيانًا أكبر، وتدور حول شمسنا على بعد 1.6 سنة ضوئية. غلاف المادة سميك، يمتد من 5000 وحدة فلكية إلى 100000 وحدة فلكية. وحدة فلكية واحدة أو AU هي المسافة من الشمس إلى الأرض، أو حوالي 93 مليون ميل (150 مليون كيلومتر). سحابة أورت هي حدود تأثير جاذبية الشمس، حيث يمكن للأجسام التي تدور حولها بالقرب من شمسنا.
الغلاف الشمسي هو الفقاعة الناتجة عن الرياح الشمسية - تيار من الغاز المشحون كهربائيًا يندفع إلى الخارج من الشمس في جميع الاتجاهات. يُطلق على الحد الذي يتم فيه تباطؤ الرياح الشمسية بشكل مفاجئ بسبب الضغط من الغازات البينجمية صدمة النهاية. تقع هذه الحافة بين 80-100 وحدة فلكية.
اجتازت مركبتان فضائيتان تابعتان لناسا، تم إطلاقهما في عام 1977، صدمة النهاية: فوييجر 1 في عام 2004 وفوييجر 2 في عام 2007. ولكن سوف تمر آلاف السنين قبل خروج فوييجر من سحابة أورت.
تشكل النظام الشمسي
تشكل نظامنا الشمسي منذ حوالي 4.5 مليار سنة من سحابة كثيفة من الغاز والغبار بين النجوم. انهارت السحابة، ربما بسبب الموجة الصدمية لنجم قريب متفجر يسمى سوبر نوفا. عندما انهارت سحابة الغبار هذه، شكلت سديمًا شمسيًا - قرص من مادة تدور حول نفسها. في المركز، سحبت الجاذبية المزيد والمزيد من المواد إلى الداخل. وفي النهاية كان الضغط في اللب كبيرًا جدًا لدرجة أن ذرات الهيدروجين بدأت تتحد وتشكل الهيليوم، مطلقةً كمية هائلة من الطاقة. بذلك، ولدت شمسنا، وجمعت في النهاية أكثر من 99٪ من المادة المتاحة.
كانت المادة الأبعد في القرص تتكتل أيضًا معًا. اصطدمت هذه الكتل ببعضها البعض، مكونة أجسامًا أكبر وأكبر. نما بعضها كبيرًا بما يكفي لجاذبيتها لتشكيلها في مجالات، لتصبح كواكب وكواكب قزمة وأقمارًا كبيرة. في حالات أخرى، لم تتشكل الكواكب: يتكون حزام الكويكبات من أجزاء وأجزاء من النظام الشمسي المبكر والتي لا يمكن أبدًا أن تتجمع معًا لتشكل كوكبًا. أصبحت القطع المتبقية الأصغر الأخرى الكويكبات والمذنبات والنيازك والأقمار الصغيرة غير المنتظمة.
بنية النظام الشمسي
يرجع ترتيب الكواكب والأجسام الأخرى في نظامنا الشمسي وترتيبها إلى الطريقة التي تشكل بها النظام الشمسي. بالقرب من الشمس، كانت المواد الصخرية فقط هي التي يمكنها تحمل الحرارة عندما كان النظام الشمسي صغيرًا. لهذا السبب، فإن الكواكب الأربعة الأولى - عطارد والزهرة والأرض والمريخ - هي كواكب أرضية. إنها صغيرة ذات أسطح صلبة صخرية. وفي الوقت نفسه، المواد التي اعتدنا على رؤيتها كجليد أو سائل أو غاز مستقر في المناطق الخارجية للنظام الشمسي الشاب. جمعت الجاذبية هذه المواد معًا، وهنا نجد عمالقة الغاز كوكب المشتري وزحل وعمالقة الجليد أورانوس ونبتون.
الحياة في كواكب النظام الشمسي
نظامنا الشمسي هو المكان الوحيد الذي نعرفه عن وجود الحياة، ولكن كلما ابتعدنا عن استكشافنا وجدنا إمكانات أكبر للحياة في أماكن أخرى. كل من قمر كوكب المشتري يوروبا وقمر إنسيلادوس التابع لكوكب المشتري لهما محيطات عالمية من المياه المالحة تحت قذائف سميكة وجليدية.
الأقمار
هناك أكثر من 150 قمراً معروفاً في نظامنا الشمسي والعديد من الأقمار الأخرى تنتظر تأكيد الاكتشاف. من بين الكواكب الثمانية، عطارد والزهرة هما الوحيدان اللذان ليس لهما أقمار. تستحوذ الكواكب العملاقة على معظم الأقمار. يقود كوكب المشتري وزحل منذ فترة طويلة عدد الأقمار في نظامنا الشمسي. في بعض النواحي، تشبه أسراب الأقمار حول هذه العوالم نسخًا مصغرة من نظامنا الشمسي. بلوتو، أصغر من قمرنا، لديه خمسة أقمار في مداره، بما في ذلك شارون، وهو قمر كبير جدًا يجعل بلوتو يتمايل. حتى الكويكبات الصغيرة يمكن أن يكون لها أقمار. في عام 2017، اكتشف العلماء أن الكويكب 3122 فلورنسا له قمرين صغيرين.
تصنيف الكواكب في النظام الشمسي
ترتيب الكواكب في النظام الشمسي، بدءًا من الأقرب للشمس هو التالي: عطارد والزهرة والأرض والمريخ والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون ثم الكوكب التاسع المحتمل.
غالبًا ما يطلق على الكواكب الأربعة الداخلية الأقرب إلى الشمس - عطارد والزهرة والأرض والمريخ - "الكواكب الصخرية" لأن أسطحها صخرية. يمتلك بلوتو أيضًا سطحًا صخريًا، وإن كان متجمدًا، ولكن لم يتم تصنيفه ككواكب صخري.
يطلق على العوالم الخارجية الأربعة الكبيرة - المشتري وزحل وأورانوس ونبتون - أحيانًا اسم كواكب المشتري أو الكواكب "الشبيهة بالمشتري" نظرًا لحجمها الهائل بالنسبة للكواكب الأرضية. كما أنها تتكون في الغالب من غازات مثل الهيدروجين والهيليوم والأمونيا بدلاً من الأسطح الصخرية، على الرغم من أن علماء الفلك يعتقدون أن بعضها أو جميعها قد تحتوي على نوى صلبة. يطلق على كوكب المشتري وزحل أحيانًا اسم عمالقة الغاز، بينما يطلق على أورانوس ونبتون الأبعد اسم عمالقة الجليد. هذا لأن أورانوس ونبتون يمتلكان المزيد من الماء في الغلاف الجوي والجزيئات الأخرى المكونة للجليد، مثل الميثان وكبريتيد الهيدروجين والفوسفين، التي تتبلور في السحب في الظروف المتجمدة للكواكب، وفقًا لجمعية الكواكب. من أجل المنظور، يتبلور الميثان عند 296 فهرنهايت تحت الصفر (ناقص 183 درجة مئوية).
كوكب عطارد
يحتوي كوكب عطارد على غلاف جوي رقيق جدًا من الأكسجين والصوديوم والهيدروجين والهيليوم والبوتاسيوم ولا يمكنه تفتيت الشهب القادمة، لذا فإن سطحه مليء بالحفر، تمامًا مثل القمر. كشفت المركبة الفضائية MESSENGER التابعة لناسا خلال مهمتها التي استغرقت أربع سنوات، عن اكتشافات جديدة مذهلة تتحدى توقعات علماء الفلك. وكان من بين تلك النتائج اكتشاف جليد الماء والمركبات العضوية المجمدة في القطب الشمالي لعطارد وأن البراكين لعبت دورًا رئيسيًا في تشكيل سطح الكوكب.
- الاكتشاف: معروف عند الإغريق ومرئي بالعين المجردة
- القطر: 3031 ميلا (4878 كم)
- المدار: 88 يوم أرضي
- اليوم: 58.6 يوم أرضي
كوكب الزهرة
الكوكب الثاني حسب القرب من الشمس، كوكب الزهرة هو توأم الأرض في الحجم. تكشف صور الرادار تحت غلافه الجوي أن سطحه به جبال وبراكين مختلفة. لكن أبعد من ذلك، لا يمكن أن يكون الكوكبان مختلفين أكثر. بسبب غلافها الجوي السميك المصنوع من سحب حامض الكبريتيك، فإن كوكب الزهرة هو مثال صارخ على تأثير الاحتباس الحراري. إنه شديد الحرارة، بل إنه أسخن من عطارد. يبلغ متوسط درجة الحرارة على سطح كوكب الزهرة 900 فهرنهايت (465 درجة مئوية). عند 92 بار، فإن الضغط على السطح سيسحقك ويقتلك. والغريب أن كوكب الزهرة يدور ببطء من الشرق إلى الغرب، وهو الاتجاه المعاكس لمعظم الكواكب الأخرى.
- الاكتشاف: معروف عند الإغريق ومرئي بالعين المجردة
- سمي على اسم إلهة الحب والجمال الرومانية
- القطر: 7.521 ميل (12104 كم)
- المدار: 225 يوم أرضي
- اليوم: 241 يوم أرضي
كوكب الأرض
الكوكب الثالث، الأرض هو عالم مائي، ثلثي الكوكب مغطى بالمحيطات. إنه العالم الوحيد المعروف بإيواء الحياة. الغلاف الجوي للأرض غني بالنيتروجين والأكسجين. يدور سطح الأرض حول محوره عند 1532 قدمًا في الثانية (467 مترًا في الثانية) - أكثر بقليل من 1000 ميل في الساعة (1600 كم / ساعة) - عند خط الاستواء. يدور الكوكب حول الشمس بسرعة تزيد عن 18 ميلاً في الثانية (29 كم في الثانية).
- الاسم من "Die Erde" الكلمة الألمانية التي تعني "الأرض".
- القطر: 7926 ميلاً (12.760 كم)
- المدار: 365.24 يومًا
- النهار: 23 ساعة و56 دقيقة
كوكب المريخ
رابع كوكب من الشمس هو كوكب المريخ، وهو مكان بارد يشبه الصحراء ومغطى بالغبار. يتكون هذا الغبار من أكاسيد الحديد، مما يمنح الكوكب لونه الأحمر المميز. يتشابه المريخ مع الأرض: إنه صخري، به جبال ووديان وأودية، وأنظمة عواصف تتراوح من واصف الغبار التي تشبه الأعاصير إلى العواصف الترابية التي تجتاح الكوكب.
تشير الدلائل العلمية الجوهرية إلى أن كوكب المريخ في مرحلة ما منذ بلايين السنين كان أكثر دفئًا ورطوبة. الأنهار وربما المحيطات كانت موجودة. على الرغم من أن الغلاف الجوي للمريخ رقيق جدًا بحيث لا يمكن للماء السائل أن يتواجد على السطح لأي فترة زمنية، إلا أن بقايا ذلك المريخ الرطب لا تزال موجودة حتى اليوم. توجد صفائح من الجليد المائي بحجم كاليفورنيا تحت سطح المريخ، وفي كلا القطبين توجد أغطية جليدية مصنوعة في جزء من الماء المتجمد. في يوليو 2018، كشف العلماء أنهم وجدوا دليلاً على وجود بحيرة سائلة تحت سطح الغطاء الجليدي للقطب الجنوبي. إنه المثال الأول لجسم مائي ثابت على الكوكب الأحمر. وأصبح المريخ الآن أحد أكثر الكواكب استكشافًا في النظام الشمسي.
- الاكتشاف: معروف عند الإغريق ومرئي بالعين المجردة
- سمي على اسم إله الحرب الروماني
- القطر: 4217 ميلاً (6787 كم)
- المدار: 687 يوم أرضي
- اليوم:
أكثر من يوم أرضي واحد فقط (24 ساعة، 37 دقيقة)
كوكب المشتري
كوكب المشتري هو خامس كوكب من الشمس، وهو عالم غازي عملاق وهو أكبر كوكب في نظامنا الشمسي - أكثر من ضعف كتلة جميع الكواكب الأخرى مجتمعة، وفقًا لوكالة ناسا. غيومها الدوامة ملونة بسبب أنواع مختلفة من الغازات.
- الاكتشاف: معروف عند الإغريق ومرئي بالعين المجردة
- سميت على اسم حاكم الآلهة الرومانية
- القطر: 86881 ميلا (139.822 كم)
- المدار: 11.9 سنة أرضية
- اليوم: 9.8 ساعة أرضية
كوكب زحل
الكوكب السادس من الشمس، زحل معروف بحلقاته. عندما درس عالم الفيزياء جاليليو جاليلي زحل لأول مرة في أوائل القرن السابع عشر، اعتقد أنه جسم مكون من ثلاثة أجزاء: كوكب وقمرين كبيران على كلا الجانبين. دون علمه أنه كان يرى كوكبًا به حلقات، أدخل الفلكي رسمًا صغيرًا - رمز به دائرة كبيرة ودائرتان أصغر - في دفتر ملاحظاته، كاسم في جملة يصف اكتشافه. بعد أكثر من 40 عامًا، اقترح كريستيان هيغنز أنها كانت حلقات. الحلقات مصنوعة من الجليد والصخور والعلماء ليسوا متأكدين بعد من كيفية تشكلها. يتكون الكوكب الغازي في الغالب من الهيدروجين والهيليوم وله العديد من الأقمار.
- الاكتشاف: معروف عند الإغريق ومرئي بالعين المجردة
- سمي على اسم إله الزراعة الروماني
- المدار: 29.5 سنة أرضية
- اليوم: حوالي 10.5 ساعة أرضية
كوكب أورانوس
الكوكب السابع، أورانوس هو غريب الأطوار. يحتوي على غيوم مكونة من كبريتيد الهيدروجين، وهي نفس المادة الكيميائية التي تجعل رائحة البيض الفاسد كريهة للغاية. يدور من الشرق إلى الغرب مثل الزهرة. ولكن على عكس كوكب الزهرة أو أي كوكب آخر، فإن خط الاستواء يقع تقريبًا في زوايا قائمة في مداره - فهو يدور بشكل أساسي على جانبه. يعتقد علماء الفلك أن جسمًا بحجم ضعف حجم الأرض اصطدم بأورانوس منذ حوالي 4 مليارات سنة، مما تسبب في إمالة أورانوس. يتسبب هذا الميل في مواسم متطرفة تدوم لأكثر من 20 عامًا، وتضرب الشمس على أحد القطبين أو الآخر لمدة 84 عامًا أرضيًا في المرة الواحدة.
يُعتقد أيضًا أن الاصطدام تسبب في سقوط الصخور والجليد في مدار أورانوس. أصبحت هذه فيما بعد بعضًا من الأقمار السبعة والعشرين للكوكب. يعطي الميثان في الغلاف الجوي أورانوس صبغة زرقاء وخضراء. كما أن لديه 13 مجموعة من الحلقات الباهتة.
- الاكتشاف: 1781 بواسطة William Herschel كان يُعتقد في الأصل أنه نجم
- القطر: 31.763 ميل (51.120 كم)
- المدار: 84 سنة أرضية
- اليوم: 18 ساعة أرضية
كوكب نبتون
الكوكب الثامن من الشمس، نبتون بحجم كوكب أورانوس، وهو معروف برياحه الأسرع من الصوت. نبتون بعيد عن الأرض وبارد. يبعد الكوكب أكثر من 30 مرة عن الشمس عن الأرض. كان نبتون أول كوكب يُتوقع وجوده باستخدام الرياضيات، قبل أن يتم اكتشافه بصريًا. أدت المخالفات في مدار أورانوس إلى قيام عالم الفلك الفرنسي ألكسيس بوفارد باقتراح أن كوكبًا آخر ربما يمارس شد الجاذبية. استخدم عالم الفلك الألماني يوهان جالي الحسابات للمساعدة في العثور على نبتون في التلسكوب. تبلغ كتلة نبتون 17 مرة كتلة الأرض وله قلب صخري.
- الاكتشاف: 1846
- سمي على اسم إله الماء الروماني
- القطر: 30775 ميلا (49530 كم)
- المدار: 165 سنة أرضية
- اليوم: 19 ساعة أرضية
الكوكب القزم بلوتو
الكوكب التاسع من الشمس، بلوتو على عكس الكواكب الأخرى في كثير من النواحي. إنه أصغر من قمر الأرض. مداره إهليلجي للغاية، حيث يقع داخل مدار نبتون في بعض النقاط ويتجاوزه كثيرًا في نقاط أخرى؛ ومدار بلوتو لا يقع على نفس المستوى مثل جميع الكواكب الأخرى - بدلاً من ذلك، يدور حول 17.1 درجة فوق أو أسفل. من عام 1979 حتى أوائل عام 1999، كان بلوتو في الواقع الكوكب الثامن من الشمس. ثم، في 11 فبراير 1999، عبر مسار نبتون وأصبح مرة أخرى الكوكب الأبعد في النظام الشمسي - حتى أعيد تعريفه على أنه كوكب قزم. إنه عالم بارد وصخري بجو هش. بعد ذلك، قام الاتحاد الفلكي الدولي بإنزال مرتبة بلوتو من كوكب إلى كوكب قزم، وأصبح نظامنا الشمسي الآن به 8 كواكب رئيسية فقط ، وأبعدها هو نبتون ، وفقًا للتعريف الجديد.
- الاكتشاف: 1930 بواسطة كلايد تومبو
- سُمي على اسم الإله الروماني حادس
- القطر: 1،430 ميلاً (2301 كم)
- المدار: 248 سنة أرضية
- اليوم: 6.4 يوم الأرض
في عام 2016، اقترح الباحثون احتمال وجود كوكب تاسع، يُطلق عليه حاليًا اسم "الكوكب التاسع" أو الكوكب X. ويقدر الكوكب بحوالي 10 أضعاف كتلة الأرض ويدور حول الشمس بين 300 و1000 مرة أبعد من كوكب الأرض. مدار الأرض. لم ير العلماء في الواقع الكوكب التاسع. لقد استنتجوا وجوده من خلال تأثيره الجاذبي على الأجسام الأخرى في حزام كايبر ، وهي منطقة على حافة النظام الشمسي موطن الصخور الجليدية المتبقية من ولادة النظام الشمسي. تسمى أيضًا الأجسام العابرة لنبتون، هذه الأجسام في حزام كايبر لها مدارات بيضاوية أو بيضاوية للغاية تصطف في نفس الاتجاه.
المراجع
تعليقات
إرسال تعليق