المجموعة الشمسية

النظام الشمسي أو المجموعة الشمسية هو الاسم الذي يُطلق عادة على النظام الكوكبي الذي يتكون من الشمس

وجميع ما يَدور حولها من أجرام بما في ذلك الأرض والكواكب الأخرى. كما يَتضمن النظام الشمسي أجراماً أخرى أصغر حجماً هي الكواكب القزمة والكويكبات والنيازك والمذنبات، إضافة إلى سحابة رقيقة من الغاز والغبار تعرف بالوسط البين كوكبي. كما أنه توجد توابع الكواكب التي تسمى الأقمار،[ملاحظة 1] والتي يَبلغ عددها أكثر من 150 قمر معروف في النظام الشمسي، معظمها تدور حول العمالقة الغازية. لكن أكبر جرم في النظام الشمسي وأهم هذه الأجرام طبعاً هو الشمس، النجم الذي يَقع في مركز النظام ويَربطه بجاذبيته، فكتلتها تبلغ 99.8% من كتلة النظام بأكمله، كما أنها هي التي تشع الضوء والحرارة الذين يَجعلان الحياة على الأرض مُمكنة، وهي مع ذلك ليس إلا نجماً متوسط الحجم. أما بعد الشمس فتأتي الكواكب، حيث توجد في النظام الشمسي ثمانية كواكب هي بالترتيب حسب البعد عن الشمس: عطارد والزهرة والأرض والمريخ (الكواكب الصخرية) والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون (العمالقة الغازية).
توجد العديد من أجرام النظام الشمسي التي يُمكن رؤيتها بالعين المجردة غير الشمس والقمر، ومن الكواكب هذه الأجرام هي عطارد والزهرة والمريخ والمشتري وزحل، وأحياناً ألمع الكويكبات[ملاحظة 2] والمذنبات العابرة أيضاً، إضافة إلى النيازك حيث يُمكن رؤيتها حين تدخل جو الأرض وتحترق مُكونة الشهب. وطبعاً يُمكن رؤية أكثر بكثير من ذلك من أجرام النظام الشمسي باستخدام المقراب.
يَعتقد معظم الفلكيين حالياً بأن النظام الشمسي قد وُلد قبل 4.6 مليارات سنة من سحابة ضخمة من الغاز والغبار تعرف بالسديم الشمسي. وحسب هذه النظرية، بدأ هذا السديم بالانهيار على نفسه نتيجة لجاذبيته التي لم يَستطع ضغطه الداخلي مقاومتها. وقد جُذبت معظم مادة السديم الشمسي إلى مركزه، حيث تكونت الشمس فيه. ويُعتقد أن جسيمات صغيرة مما بقي من مادة تراكمت مع بضعها بعد ذلك مكونة أجساماً أكبر فأكبر، حتى تحولت إلى الكواكب الثمانية، وما بقي منها تحول إلى الأقمار والكويكبات والمذنبات.[1

الاكتشاف والاستكشاف

لعدة آلاف من السنين، لم يميز البشر وجود نظام شمسي (مع بعض الاستثناءات القليلة). إعتقد البشر أن الأرض ثابتة وتشكل مركز الكون، وتختلف بشكل كامل عن الأجرام المتحركة في السماء. على الرغم من أن الفيلسوف الإغريقي أرسطرخس الساموسي إعتقد بأن الشمس تشكل مركز الكون.[2] كان نيكولاس كوبرنيكوس أول من طور نموذج رياضي حول مركزية الشمس والنظام الشمسي. خلفه في القرن السابع عشر جاليليو جاليلي وإسحاق نيوتن ويوهانس كيبلر في تطوير المفاهيم الفيزيائية التي أدت إلى القبول التدريجي بدوران الأرض حول الشمس، وبأن الكواكب تسير بنفس القوانيين الفيزيائية التي تسير الأرض. أمكن تطور التلسكوبات والمسابير في الآونة الأخيرة من اكتشاف ظواهر جيولوجية كالجبال والفوهات الصدمية وظواهر الأرصاد الجوية الفصلية كالغيوم والعواصف الرملية والقبعات الجليدية على كواكب أخرى غير الأرض.
[عدل]بنية المجموعة الشمسية

بنية المجموعة الشمسية



مدارت أجرام المجموعة الشمسية وفق مقياس رسم (عكس اتجاه عقارب الساعة من القمة إلى اليسار).

تشكل الشمس العنصر الرئيسي في المجموعة الشمسية، وهي نجم ينتمي إلى التصنيف النجمي G2، وتشكل كتلة الشمس 99.86 من كتلة كل المجموعة الشمسية وتسيطر على حركة المجموعة بفعل جاذبيتها.[3] تشكل كتلة الكواكب الغازية الأربعة (المشتري، زحل، أورانوس، نبتون) حوالي 99% من الكتلة المتبقية للنظام الشمسي. ويشكل المشتري وزحل مايزيد عن 90% من كتلة العمالقة الغازية الأربعة.[c]
معظم الأجسام الكبيرة التي تدور حول الشمس متوضعة في مستوي الأرض والذي يدعى مسار الشمس. فالكواكب قريبة جدا من مسار الشمس بينما المذنبات وأجرام حزام كايبر غالبا ماتكون متوضعة في زوايا أكبر بكثير عن مسار الشمس.[4][5] تدور كل الكواكب ومعظم الأجرام حول الشمس مع اتجاه دوران الشمس حول نفسها(باتجاه عكس عقارب الساعة إذا شاهدناها من فوق القطب الشمالي للشمس)، لكن توجد بعض الاستثناءات مثل مذنب هالي. أيضاً جميع الكواكب (عدا الزهرة وأورانوس) تغزل حول نفسها باتجاه عكس عقارب الساعة إذا ما شاهدناها من القطب الشمالي. يغزل الزهرة وأورانوس باتجاه عقارب الساعة. هناك أيضاً كواكب قزمة لها دوران مغزلي مختلف تماماً مثل بلوتو.
يظهر الشكل العام للمجموعة الشمسية على الشكل التالي: في المركز تقع الشمس يدور حولها أربع كواكب داخلية صغيرة نسبياً، هذه الكواكب محاطة بحزام من الكويكبات، تيلهم العمالقة الغازية الأربعة المحاطة بدورها بحزام كايبر المؤلف من أجرام جليدية. يُقسم الفلكيين أحياناً المجموعة الشمسية تبعاً إلى البنية إلى قسمين رئيسيين: النظام الشمسي الداخلي المؤلف من الكواكب الصخرية الأربعة وحزام الكويكبات، والنظام الشمسي الخارجي الذي يتألف من الأجرام التي تقع خلف حزام الكويكبات ومن ضمنها العمالقة الغازية الأربعة.[6] منذ اكتشاف حزام كايبر فإن الجزء الأبعد في النظام الشمسي يعتبر منطقة فريدة والأجرام المتواجدة هناك تدعى بأجرام ما بعد نبتون.[7]
تصف قوانين كبلر لحركة الكواكب دوران الأجرام حول الشمس. وتبعا لقوانين كبلر تدور جميع أجرام النظام الشمسي حول الشمس في مدارات على شكل قطع ناقص وتشغل الشمس إحدى بؤرتيه. تدور الكواكب الأقرب إلى الشمس بسرعة أعلى بسبب تأثرها بجاذبية الشمس. تختلف مسافة الأجرام المتحركة على مسار بشكل قطع ناقص عن الشمس على مدار السنة. تدعى النقطة التي يكون فيها الجرم أقرب مايمكن للشمس بالحضيض، في حين تدعى النقطة التي يكون فيها الجرم أبعد مايمكن عن الشمس بالأوج. يكون مدار الكواكب قريب من الدائري، في حين مدار المذنبات وأجرام حزام كيبلر على شكل قطع ناقص حاد(الفرق بين المحورين الرئيسي والصغير كبير جدا).
بسبب اتساع المجموعة فإن مدارات العديد من الأجرام عن الشمس تتناسب مع بعد مدار هذه الأجرام عن الجرم الذي يليه مع بعض الاستثناءات. وبالتالي فإن الجرم ذو المسافة الأبعد عن الشمس المتواجد في حزام كايبر يمثل أبعد مسافة بينه وبين الجرم الذي يسبقه في المجموعة الشمسية. فعلى سبيل المثال يبعد الزهرة مسافة 0.33 وحدة فلكية عن الزهرة في حين يبعد زحل عن المشتري مسافة 4.3 وحدة فلكية ونبتون عن أورانوس 10.5 وحدة فلكية. وقد بذلت محاولات لإيجاد علاقة رياضية بين هذه المسافات لمحاولة تفسير هذه الظاهرة (مثل قانون تيتوس-بود)[8] لكن لم تنتج عنها أي نظرية نفسر ذلك.
تملك معظم الكواكب في المجموعة الشمسية نظام ثانوي خاص بها. بحيث يدور حولها أجرام أخرى تدعى أقمار طبيعية أو توابع. يوجد قمران أكبر من عطارد (أصغر كواكب المجموعة الشمسية). كما تحاط الكواكب الغازية بحلقات الكواكب، وهي حزم من الجسيمات الصغيرة تدور حول الكوكب. معظم الأقمار الضخمة تدور حول كوكبها في حركة تزامنية بحيث يواجه أحد وجهي القمر الكوكب بشكل دائم.
تتركب أجرام النظام الداخلي من الصخور بشكل أساسي،[9] وتكون مجمل هذه المركبات مؤلفة من عناصر ذات نقطة انصهار عالية مثل السيليكا والحديد أوالنيكل، بحيث يبقى صلب في جميع ظروف السديم الكوكبي الأولي.[10] يتركب زحل والمشتري بشكل رئيسي من الغازات والتي تملك نقطة انصهار منخفضة جدا وضغط تبخر عالي مثل هيدروجين جزيئي والهيليوم والنيون بحيث يبقى في الحالة الغازية دائما أثناء التشكل السديمي.[10] يملك الجليد مثل جليد الماء والميثان والأمونيا وكبريتيد الهيدروجين وأكسيد الكربون نقطة غليان أقل من مئة كلفن. ويعتمد الطور الذي تتواجد فيه على ضغط ودرجة حرارة الوسط المحيط.[10] يمكن أن تتواجد هذه المركبات بالطور الصلب أو السائل أو الجليدي في عدة مناطق من المجموعة الشمسية، بينما كانت في الحالة الغازية أو الصلبة أثناء مرحلة السديم.[10] تشكل المركبات الجليدية المركب الأساسي لأقمار الكواكب الغازية بالإضافة إلى أن معظم أورانوس ونبتون يتألف من الجليد، لذلك يدعيان بالعملاق الجليدي، كذلك أعداد هائلة من الأجرام التي تتوضع خلف مدار نبتون.[9][11] ويشار إلى التركيب الغازي والجليدي بالمتطاير.[12]

تابع القراءة »

كوكب جديدة

عرف الاتحاد الفلكي الدولي الكَوكَب بأنه جرم سماوي يدور في مدار حول نجم أو بقايا نجم في السماء وهو كبير بما يكفي ليصبح شكله مستديرًا بفعل قوة جاذبيته، ولكنه ليس ضخمًا بما يكفي لدرجة حدوث اندماج نووي حراري ويستطيع أن يخلي مداره من الكواكب الجنينية أو الكويكبات.[a][1][2] إن كلمة "كوكب" قديمة وترتبط بعدة جوانب تاريخية وعلمية وخرافية ودينية. فالعديد من الحضارات القديمة كانت تعتبر الكواكب رموزًا مقدسة أو رسلاً إلهية. وما زال البعض في عصرنا الحالي يؤمن بعلم التنجيم الذي يقوم على أساس تأثير حركة الكواكب على حياة البشر، على الرغم من |الاعتراضات العلمية على نتائج هذا العلم. ولكن أفكار الناس عن الكواكب تغيرت كليةً مع تطور الفكري العلمي في العصر الحديث وانضمام عدد من الدوافع المختلفة. وإلى الآن لا يوجد تعريف موحَّد لمعنى الكوكب. ففي عام 2006، صدق الاتحاد الفلكي الدولي على قرار رسمي بتعريف معنى الكواكب في المجموعة الشمسية. وقد لاقى هذا التعريف ترحيبًا واسعا ونقدًا لاذعًا في الوقت نفسه، وما زال هذا التعريف مثارًا للجدل بين بعض العلماء. كان بطليموس يظن بأن كوكب الأرض هو مركز الكون وأن كل الكواكب تدور حوله في فلك دائري. على الرغم من طرح فكرة دوران جميع الكواكب حول الشمس مرات عديدة، فإنها لم تثبت بالدليل العلمي إلا في القرن السابع عشر عندما تمكن العالم الإيطالي جاليليو جاليلي من رصد المجموعة الشمسية عبر التلسكوب الفلكي الذي اخترعه. وقد أثبت العالم الألماني يوهانس كيبلر بعد تحليلات دقيقة لبيانات الرصد الفلكي أن مدارات الكواكب بيضاوية وليست دائرية. ومع تطور أجهزة الرصد، اكتشف علماء الفلك أن جميع الكواكب، ومن ضمنها كوكب الأرض، تدور حول محاورها ولكن بميل طفيف، ويتميز بعضها بخواص مشتركة، مثل تكوُّن الجليد على أقطابها ومرورها بعدة فصول في السنة الواحدة. ومع بدء عصر الفضاء، اكتشف الإنسان، بعد فحص عينات التربة من الكواكب عبر أجهزة المسبار الفضائي، عدة خواص مشتركة بين كوكب الأرض والكواكب الأخرى، مثل الطبيعة البركانية ووجود الأعاصير والتكتونيات (عملية التشويه التي تغير شكل قشرة الأرض محدثةً القارات والجبال) وحتى الهيدرولوجيا. ومنذ عام 1992، وبعد اكتشاف مئات الكواكب خارج المجموعة الشمسية (أي أنها تدور حول نجوم أخرى)، أدرك العلماء أن جميع الكواكب الموجودة في مجرة درب التبانة تشترك في خواص عديدة مع كوكب الأرض. تنقسم الكواكب بصفة عامة إلى نوعين رئيسيين: الكواكب الكبرى، وهي كواكب عملاقة مكونة من غازات منخفضة الكثافة، وكواكب أصغر ذات طبيعة صخرية، مثل كوكب الأرض. ووفقًا لتعريفات الاتحاد الفلكي الدولي، تتكون المجموعة الشمسية من ثمانية كواكب. وترتيب هذه الكواكب حسب بعدها عن الشمس يبدأ بالكواكب الأربعة الصخرية عطارد والزهرة والأرض والمريخ، ثم الكواكب الغازية العملاقة المشتري وزحل وأورانوس ونبتون. كما تحتوي المجموعة الشمسية على خمسة كواكب قزمة هي: سيريس وبلوتو (الذي كان مصنفًا سابقًا كتاسع كوكب في المجموعة الشمسية) وميكميك وهوميا وإيريس. ويدور حول كل من تلك الكواكب قمر واحد أو أكثر باستثناء عطارد والزهرة وسيريس وميكميك. وبحلول مارس 2009، بلغ عدد الكواكب المكتشفة خارج المجموعة الشمسية 344 كوكبًا ويختلف حجمهم من الكواكب الغازية العملاقة إلى الكواكب الصغيرة ذات الطبيعة الصخرية.[3]

تابع القراءة »

تعرف الى علم الفلك

علم الفلك هو الدراسة العلمية للأجرام السماوية(مثل النجوم، والكواكب، و المذنبات، والمجرات) والظواهر التي تحدث خارج نطاق الغلاف الجوي (مثل إشعاع الخلفية الميكروني الكوني).وهو يهتم بالأجسام السماوية من حيث التطور، الفيزياء، والكيمياء، وعلم الأرصاد الجوية، والحركة، بالإضافة إلى تكون وتطور الكون.ويعد علم الفلك أحد العلوم القديمة.
أجرى علماء الفلك الأوائل ملاحظات منهجية للسماء في المساء، حيث تم اكتشاف تحف فلكية خلال فترات مبكرة جداً.ومع ذلك، كان من الضروري اختراع التلسكوب قبل أن يتطور علم الفلك ليصبح من العلوم الحديثة.وشمل علم الفلك تخصصات متنوعة على مر التاريخ مثل القياسات الفلكية ، والملاحة السماوية، وعلم الفلك الرصدي، ووضع التقاويم، وعلم التنجيم، ولكن علم الفلك الاحترافي يعتبر مرادفاً لعلم الفيزياء الفلكي.
ومنذ القرن العشرين انقسم مجال علم الفلك إلى فرع علم الفلك الرصدي وعلم الفلك النظري .ويركز علم الفلك الرصدي على استخدام المراصد على الأرض والمراصد الفضائية لتجميع الصور وتحليل البيانات باستخدام أجهزة للرصد مثل التلسكوب و تلسكوب الأشعة تحت الحمراء و تلسكوبات الأشعة السينية وأشعة جاما .بينما يهتم علم الفلك النظري بصياغة نظريات وتطوير نماذج للعمليات الفيزيائية التي تجري في مختلف الأجرام السماوية من نجوم و مجرات وتجمعات المجرات و انفجارات أشعة جاما التي تحدث في بعض النجوم ، وحسابها بالحاسب الآلي أو النماذج التحليلية في محاولات للتوفيق بين الحسابات مع ما تؤتي به القياسات لفهم وتفسير مختلف الظواهر الفلكية وتأثيرها على الأرض والإنسان .ويكمل الفرعيين بعضهما البعض ، حيث يسعى علم الفلك النظري إلى تفسير النتائج الرصدية والظواهر الفلكية ، وتكون المشاهدة العملية التي نحصل عليها من الرصد هي الحاكم على صحة النتائج النظرية.
يهم الإنسان أن يعرف كم عمر الكون ، وكيف نشأ ؟، وكم عمر الشمس؟ وإلى متى سوف تمدنا بالحرارة والحياة؟ كيف تكون نهايتها ؟ ومتى؟ وهل سيبقى مدار الأرض حول الشمس كما هو أم سيتغير في المستقبل؟
ويمدنا الرصد الفلكي لألاف مؤلفة من النجوم التي توجد في مختلف الأعمار ، حيث أنها تنشأ ثم تموت ، فما هي إلا شموس مثل شمسنا تمدنا بمعلومات على هذا السبيل. وتعطينا نظرية صحيحة نتوصل إليها رؤية صحيحة (محتملة) للمستقبل.
وساهم الفلكيون الهواة في العديد من الاكتشافات المهمة، حيث يعتبر علم الفلك من العلوم القليلة التي يمكن للهواة أن يلعبوا فيها دوراً هاماً، وخاصة في اكتشاف ورصد الظواهر العابرة.
لا يجب أن يكون هناك خلط بين علم الفلك القديم وبين علم التنجيم، وهو نظام يعتقد أن هناك علاقة بين الشؤون الإنسانية ومواضع الأجسام السماوية.يختلف المجالان تماماً عن بعضهما البعض على الرغم من أنهما يتشاركون في الأصل وجزء من الوسائل (استخدام التقويمات).[1]
وأعلنت الأمم المتحدة عام 2009 ليصبح السنة الدولية لعلم الفلك (IYA2009), وهي تهدف إلى التأكيد على الوعي الجماهيري والتعامل مع علم الفلك.
يساهم الفيزيائيون المهتمون بدراسة الجسيمات الأولية في علم الفلك لأن خواص الجسيمات الأولية تتحكم في نشأة ومصير الكون ، ولا تكفي معرفتنا عن البروتونات و النيوترونات والجسيمات التي نعرفها لتفسير تطور الكون ، ولذلك يبحث الفيزيائيون عن جسيمات جديدة بواسطة معجلات للجسيمات عالية الطاقة مثل مكشاف مصادم فيرميلاب و مصادم الهادرونات الكبير.

تابع القراءة »