تتمتع الشمس بقوة جذب كبيرة ، حيث تحتفظ بالكواكب التي تشكل نظامًا كاملًا بالقرب منها. يدرس العلماء باستمرار النظام الشمسي ويقومون باستمرار باكتشافات مذهلة تساعد على فهم هيكل الفضاء بشكل أفضل.
ما هو النظام الشمسي؟
النظام الشمسي عبارة عن مجموعة من الكواكب التي تدور حول نجم مركزي. تمكن العلماء من إثبات أنها كانت تبلغ من العمر 4.57 مليار سنة تقريبًا ، وظهرت بسبب ضغط الجاذبية لسحابة غبار الغاز.
يعتمد النظام على نجم ساطع - الشمس ، التي تحمل الكواكب والأجسام الأخرى. مما جعلهم يدورون حول مسافة معينة. يبلغ قطرها عدة مرات أكبر من الأشياء الأخرى الموجودة في منطقة جاذبيتها.
حقيقة مثيرة للاهتمام: الشمس لديها كتلة كبيرة بحيث تشكل جميع الكواكب الأخرى في النظام 0.0014 ٪ فقط من وزنها.
بالإضافة إلى النجم ، يحتوي النظام الشمسي على ثمانية كواكب رئيسية ، بالإضافة إلى خمسة كواكب قزمة. تقع في مجرة درب التبانة ، في كم أوريون.
حادثة
نظرًا لأن النظام الشمسي عمره مليارات السنين ، فلا يمكن للناس إلا أن يفترضوا كيف يظهر. الأكثر شيوعًا هي نظرية السديم التي طرحها العلماء لابلاس وكانط وسويشبورج في القرن الثامن عشر. ويستند إلى حقيقة أن النظام قد تشكل بسبب انهيار الجاذبية لأحد أجزاء سحابة ضخمة تتكون من الغاز والغبار. في المستقبل ، تم استكمال الفرضية ببيانات تم الحصول عليها في استكشاف الفضاء.
الآن يتم وصف عملية ظهور النظام الشمسي من خلال الخطوات التالية:
- في البداية ، في هذه المنطقة من الكون ، كانت هناك سحابة تتكون من الهيليوم والهيدروجين والمواد الأخرى التي تم الحصول عليها أثناء انفجارات النجوم القديمة. في جزء صغير منه ، بدأ الضغط ، الذي أصبح مركز انهيار الجاذبية. بدأ تدريجيا في جذب المواد المحيطة.
- نظرًا لجاذبية المواد ، بدأ حجم السحابة في الانخفاض ، بينما زادت سرعة الدوران. تدريجيا ، تحول شكله إلى قرص.
- مع زيادة الضغط ، زادت كثافة الجسيمات لكل وحدة حجم ، مما أدى إلى تسخين تدريجي للمادة بسبب الاصطدامات المتكررة للجزيئات.
- عندما اندفأ مركز الجاذبية إلى عدة آلاف من الكلفن ، بدأ يتوهج ، مما يعني تشكيل بروستوستار. بالتوازي مع هذا ، بدأت الأختام الأخرى في الظهور في مناطق مختلفة من القرص ، والتي ستكون في المستقبل بمثابة مراكز جاذبية لتشكيل الكواكب.
- بدأت المرحلة النهائية من تكوين النظام الشمسي في وقت تجاوزت فيه درجة حرارة مركز البروستار عدة ملايين كلفن. ثم دخل الهيليوم والهيدروجين في تفاعل الاندماج ، مما أدى إلى ظهور نجم كامل. تشكلت أختام القرص المتبقية تدريجياً في كواكب بدأت تدور في نفس الاتجاه حول الشمس ، على نفس المستوى.
استمرت هذه العملية فترة طويلة جدًا ، ولا يمكن للعلماء إلا تخمين عدد السنوات التي استغرقها تكوين النظام الشمسي.
هيكل النظام الشمسي
تقع الشمس في مركز النظام ، وهي تتكون من الهيليوم والهيدروجين. تبلغ درجة الحرارة على سطحه حوالي 6000 درجة مئوية ، وحجم الكرة أكبر بكثير من الأجسام الأخرى الموجودة في منطقة جاذبيتها. النجم ينتمي إلى القزم الأصفر.
حقيقة مثيرة للاهتمام: الشمس تجذب الأشياء على مسافة سنتين ضوئيتين. هذا ما يقرب من 18.9 تريليون كيلومتر.
حول النور على مسافات مختلفة توجد كواكب يقسمها العلماء إلى مجموعتين: الأرض والغاز.
كواكب مجموعة الأرض
مجموعة الأرض أقرب إلى الشمس. تتميز كواكبها ببنية صخرية وكثافة عالية ، وهذا هو السبب في أن حجمها أصغر من حجم عمالقة الغاز.
الزئبق
الكوكب الأقرب إلى الشمس هو أيضًا الأصغر في النظام. يبلغ قطرها 2440 كم فقط. تلقت اسمها تكريما لإله التجارة عطارد. سطحه رمادي ، ولهذا السبب يقارن الكثيرون بالقمر. لا يحتوي الكوكب على أقمار صناعية ، وبسبب الرياح الشمسية القوية ، فإن غلافه الجوي يفرغ بالكامل تقريبًا.
كوكب الزهرة
الكوكب الثاني من الشمس ، يحمل اسمًا تكريمًا لإلهة الحب الرومانية القديمة. السمات المميزة هي غياب الأقمار الصناعية الطبيعية ومحتوى ثاني أكسيد الكربون العالي في الغلاف الجوي. يتطابق نصف قطر كوكب الزهرة عمليا مع الأرض: 6051 كم ، وهو أقل بنسبة 5 ٪ فقط. ولهذا السبب تسمى الكواكب "أخوات". ومع ذلك ، يختلف الزهرة ظاهريًا جدًا ، ويمثل كرة ذات لون حليبي. يتكون السطح بالكامل تقريبًا من الحمم المجمدة مع فوهات نيزكية نادرة.
أرض
الكوكب الثالث من الشمس ، وهو الكوكب الوحيد حيث توجد مناطق إقليمية كبيرة مليئة بالمياه. نظرًا للظروف المناخية المواتية والموارد الكافية ، فهي المصدر الوحيد للحياة في النظام الشمسي. يبلغ نصف قطر الكوكب 6378 كم.
كوكب المريخ
الكوكب "الأحمر" هو أبعد ما يكون عن الشمس ، وينتمي إلى مجموعة الأرض. كما أنها تعتبر الأصغر بعد عطارد. يبلغ قطرها 3396 كم. يتكون السطح بشكل رئيسي من نقوش رملية وخزفية ، مقسمة إلى مناطق فاتحة ومظلمة ، يشار إليها بالقارات والبحار ، على التوالي. في القرن الحادي والعشرين ، كان المريخ ذو أهمية كبيرة للعلماء. نظرًا لأن الكوكب في متناول اليد نسبيًا ، يتم إرسال المركبات المتجوّلة إليه بانتظام لجمع البيانات.
الكواكب مجموعة الغاز
تتكون هذه المجموعة من أربعة عمالقة غاز تقع على مسافة أكبر من الشمس من الكواكب الأخرى. يرجع الحجم الضخم إلى الكثافة المنخفضة وعدد كبير من المواد الغازية في التركيبة.
كوكب المشتري
أكبر كوكب في النظام الشمسي. يبلغ قطرها 69912 كم ، وهو ما يقرب من 20 مرة أعلى من الأرض. لا يمكن للعلماء تحديد تركيبة الكوكب بدقة ، من المعروف فقط أنه يحتوي على المزيد من الزينون والأرجون والكريبتون أكثر من الشمس. يحتوي المشتري أيضًا على 67 قمرًا صناعيًا ، بعضها مشابه تمامًا في الحجم للكواكب. على سبيل المثال ، Ganymede أكبر بنسبة 8٪ من عطارد ، ولديها جو خاص بها. هناك أيضًا نظرية مفادها أن كوكب المشتري كان يجب أن يصبح نجمًا كاملاً ، ولكن في مرحلة التطور ، ظل كوكبًا.
كوكب زحل
الكوكب السادس ، المشهور بحلقاته ، ويتكون من الجليد والنيازك الصخرية. يبلغ قطر زحل 57360 كم. لم يدرس العلماء بعد بتفصيل تركيبة السطح ، لكنهم تمكنوا من إثبات أنه يحتوي تقريبًا على نفس العناصر الكيميائية الموجودة في الشمس. هناك 62 قمرا صناعيا حول زحل.
حقيقة مثيرة للاهتمام: منذ وقت ليس ببعيد وجد أنه بالإضافة إلى زحل ، يمتلك عمالقة الغاز الآخرون أيضًا حلقات ، لكنها ليست ملحوظة جدًا. حتى الآن ، يمكن للمرء أن يخمن فقط أسباب ظهورها.
أورانوس
ثالث أكبر كوكب في النظام الشمسي. يبلغ قطرها 25267 كم. يتم الاحتفاظ بدرجة الحرارة في أورانوس عند -230 درجة مئوية ، مما يجعله أبرد كوكب. لديها أيضًا ميزة فريدة: يقع محور الدوران بزاوية ، ولهذا السبب عند تحريك الكوكب يعطي الانطباع عن الكرة المتدحرجة. يتكون السطح بشكل رئيسي من الجليد ، وهناك أيضًا كمية صغيرة من الهيليوم والهيدروجين.
نبتون
لم يتم اكتشاف الكوكب الثامن من الشمس من خلال الملاحظة ، ولكن من خلال الحسابات الرياضية. مراقبة الشذوذ في حركة أورانوس ، اقترح العلماء أنها نشأت بسبب وجود جسم سماوي كبير آخر. يبلغ قطر دائرة نبتون 24،547 كم. السطح مشابه لليورانيوم ، لكن أقوى رياح في النظام ، تتسارع إلى 260 م / ثا ، تمشي عليه.
تسلسل المدار
لكل كوكب مدار محدد يدور فيه حول الشمس.الوقت الذي تقضيه في العودة إلى نفس النقطة ، بعد أن أكملت دائرة كاملة ، يسمى العام ، غالبًا ما يتم قياسه في أيام الأرض.
- الزئبق هو الأقرب إلى الشمس ، حيث يدور حوله في أصغر مدار ، وتستمر السنة عليه 88 يومًا ؛
- تقوم الزهرة بعمل ثورة كاملة حول النجم في 224 يومًا ؛
- بالنسبة للأرض ، تستمر السنة 365 يومًا ؛
- يصنع المريخ ثورة كاملة تقريبًا ضعف طول الكوكب الثالث: في 687 يومًا ؛
- كوكب المشتري ، وهو أقرب غاز عملاق للشمس ، تبلغ مدته عامًا 4332 يومًا ؛
- يقوم زحل بعمل ثورة كاملة في 10759 يومًا - ما يقرب من 30 عامًا على الأرض.
- كونه الكوكب البعيد عن الشمس ، يمر أورانوس حول دائرة في 30685 يومًا.
- يمتلك نبتون أكبر مدار ، وعليه أن يسافر أكبر مسافة خلال عامه ، والذي يستمر 60،190 يومًا - ما يقرب من 165 عامًا.
كل كوكب يدور أيضًا حول محوره بسرعة معينة ، وهذا هو سبب اختلاف طول اليوم بالنسبة لهم.
بلوتو هو جزء من النظام الشمسي أم لا؟
منذ القرن التاسع عشر ، اقترح العلماء أن الكوكب التاسع موجود في النظام الشمسي ، الذي يقع بعيدًا عن الشمس. في ثلاثينيات القرن العشرين ، تمكن كلايد تومبو البالغ من العمر 23 عامًا ، وهو موظف في مرصد ماونت ويلسون ، من اكتشاف بلوتو. قام بذلك عن طريق تصوير السماء المرصعة بالنجوم بانتظام والبحث عن العناصر المتحركة. تم اكتشاف القطعة في حزام كويبر.
في نفس العام ، تم الإعلان رسميًا عن كوكب بلوتو التاسع. بسبب نقص البيانات ، كان مرتبطًا بالحجم مع الأرض. لكن دراسات أخرى أظهرت أن نصف قطرها يبلغ 2376 كيلومترًا فقط ، وكتلته أقل 6 مرات من كتلة القمر.
حقيقة مثيرة للاهتمام: تبلغ مساحة بلوتو 0.6 مليون كيلومتر مربع فقط أقل من مساحة روسيا وتساوي 17.1 مليون كيلومتر مربع.
يتكون سطح الكوكب بشكل رئيسي من الحجر والجليد ، مثل معظم الأجسام من حزام كويبر. حول بلوتو خمسة أقمار صناعية. إن مدار الدوران حول الشمس بيضاوي ، وفي أقصى تقريب تقريبًا ، يكون الكوكب أقرب إلى النجم من نبتون ، وعلى أقصى مسافة ، تبلغ المسافة 7.4 مليار كيلومتر.
في دراسات أخرى لحزام كويبر ، اكتشف العلماء عدة كواكب صغيرة أخرى ، لا يختلف حجمها كثيرًا عن بلوتو. في عام 2006 ، تقرر تصنيفهم بوضع قزم. منذ ذلك الحين ، توقف بلوتو رسمياً عن كونه الكوكب التاسع في النظام الشمسي. ومع ذلك ، لا يزال بعض العلماء يصرون على أنه يجب إعادته من القزم إلى الرئيسي.
أشياء أخرى
بالإضافة إلى الشمس والكواكب ، توجد أشياء أخرى في النظام. وتشمل هذه:
- الكواكب القزمة ، أدنى حجمًا من الكواكب الرئيسية ؛
- حزام كويبر - منطقة على شكل قرص حيث يوجد العديد من الأجسام الجليدية ، تقع خارج مدار نبتون.
- سحابة أورت - تراكم التكتلات الجليدية ؛
- المذنبات - تكوين الغاز والغبار والجليد ، تتحرك في الفضاء ؛
- الكويكبات - تكوينات حجرية تتحرك بين المريخ والمشتري ؛
- النيازك - أجسام صلبة صغيرة تسقط على الأرض ، في اللحظة التي تدخل فيها الغلاف الجوي تتحول إلى نيازك وتحترق قبل الوصول إلى سطح الكوكب.
يمكن للكويكبات والمذنبات من المجرات المجاورة أن تطير دوريًا إلى النظام الشمسي ، لكن هذه الظاهرة نادرة جدًا.
سحابة أورت وراء النظام الشمسي
تقع سحابة أورت حول النظام الشمسي وحزام كويبر. تبدأ حدودها الداخلية على مسافة 2000 إلى 5000 AU من الشمس ، وتقع الخارجية في نطاق 100،000-200،000 AU لسهولة الدراسة ، يقسم العلماء المنطقة إلى أجزاء خارجية وداخلية.
تتكون السحابة من تريليونات من الأجسام تتكون من الإيثان والماء والميثان والأمونيا والهيدروجين ومواد أخرى. من بينها أيضًا الكويكبات الحجرية ، والتي تشكل 2 ٪ من إجمالي عدد الأشياء. لا يتجاوز حجم جميع الجثث تقريبًا كيلومترًا واحدًا ، والكواكب القزمة استثناء نادر.
الفضاء بين الكواكب
يعتقد الكثير من الناس أنه لا يوجد شيء بين الكواكب. ومع ذلك ، هذا الافتراض غير صحيح. تصدر الشمس باستمرار جسيمات مشحونة تنتشر في الفضاء بسرعة 1.5 مليون كيلومتر / ساعة وتشكل الغلاف الشمسي. يسمى هذا التيار الريح الشمسية. إذا لم يكن للجسم مجال مغناطيسي خاص به يمكن أن يمسك الغلاف الجوي ، فستقوم الجسيمات المشحونة بتمزيقه حرفياً. مثل هذا المصير يصيب المريخ والزهرة.
الاستعمار
في القرن العشرين ، بدأ الناس في استكشاف الفضاء بنشاط ، ليس فقط من خلال ملاحظته من التلسكوبات ، ولكن أيضًا إطلاق مختلف الأقمار الصناعية والمكوكات والصواريخ وما إلى ذلك. يبحث العلماء أيضًا عن كواكب صديقة للحياة. لسوء الحظ ، يمكن أن تحدث كارثة في أي لحظة على الأرض ، والتي سيتعين على البشرية أن تبحث عن منزل جديد. لذلك ، فإن الاستعمار المحتمل للفضاء ليس عبارة فارغة للمراصد الحديثة.
في القرن الماضي ، تم إرسال مجسات إلى كواكب مختلفة ، لا تزال تنقل معلومات حول رحلتهم. هذا يساعد على التعرف بشكل أفضل على هيكل وميزات كائنات النظام الشمسي.
أما فيما يتعلق بالاستعمار المباشر ، فقد أصبح بالفعل في القرن الحادي والعشرين في ترتيب الأشياء لإرسال مركبات القمر والرحلات التي تسير على سطح القمر الصناعي للأرض والكوكب الرابع بحثًا عن الحياة واكتشافات أخرى غير عادية. ومع ذلك ، لا تزال البشرية الآن على وشك السفر إلى الفضاء ، لذلك لا يوجد سبب للحديث عن احتمال الانتقال إلى كوكب آخر. علاوة على ذلك ، فإن معظم الأجسام الكبيرة في النظام الشمسي ليست مناسبة للحياة.
لماذا النظام الشمسي مستقر
تدور جميع الكواكب حول الشمس في مداراتها الخاصة ، دون أي اتصال مع بعضها البعض. كما أنهم يعملون باستمرار على جذب النجم ، بناءً على قانون الجاذبية الكونية. وبما أنه لا توجد قوة احتكاك في الفضاء ، فإن الكواكب تتحرك بسرعة ثابتة ، واستقرار يحسد عليه يعمل في النظام الشمسي لمليارات السنين.
موقع الأرض
يمكن تسمية موقع الأرض في النظام الشمسي بأنه الأكثر ربحية ، لأنه ولدت الحياة على هذا الكوكب. الكوكب الثالث يدور حول النجم في القطع الناقص. وتبلغ المسافة القصوى بين الأرض والشمس 152 مليون كيلومتر وتسمى aphelion ، والحد الأدنى هو 147 مليون كيلومتر ويسمى الحضيض.
حقيقة مثيرة للاهتمام: خلال الرحلة ، تصل الأرض إلى الأوج في يونيو ، والحضيض في يناير. عند تقاطع هذه النقاط يبدأ التبريد أو الاحترار المستقر على الكوكب.
بسبب موقعها المفضل ، يتم تسخين الأرض باستمرار من الشمس. اعتمادًا على الموسم والموقع ، تتراوح درجة حرارة السطح من -89 إلى 57 درجة مئوية. هذا يكفي لظهور الحياة وتطورها.
مكان النظام الشمسي في المجرة
في العصور الوسطى ، اعتقد الناس أن الأرض كانت مركز الكون. منذ ذلك الحين كان من المستحيل تقدير مساحة واسعة ، بدا مثل هذا الافتراض الأكثر منطقية. ثبت لاحقًا أن الكوكب ليس سوى جزء من النظام الشمسي ، حيث يوجد نجم عملاق في المنتصف. وحتى في وقت لاحق أصبح من المعروف أنها ليست سوى جزء من مجرة كبيرة - درب التبانة ، والتي بدورها ، واحدة من العديد من الكون.
قام العلماء بتجميع درب التبانة العالمي. ويغطي جميع الحدود المعروفة ، ويبلغ الطول الإجمالي ما يقرب من 100000 سنة ضوئية. من أجل الراحة ، تم تصوير المجرة على أنها قرص مسطح. يقع النظام الشمسي تقريبًا على الجانب ، ويقع على مسافة 28000 سنة ضوئية من المركز.
دراسة النظام الشمسي
منذ منتصف القرن العشرين ، قام الناس بمحاولات نشطة لدراسة كواكب النظام الشمسي. في عام 1957 ، أطلق الاتحاد السوفياتي Sputnik-1 في مدار الأرض. أمضى عدة أشهر في الفضاء لجمع البيانات حول الكوكب.
على مدى العقدين التاليين ، حتى الثمانينيات ، أرسل الناس فوييجرز إلى معظم كواكب النظام ، التي التقطت العديد من الصور عن قرب. وقد ساعد ذلك في تجميع أوصاف تفصيلية للأشياء ودراسة التكوين.
الآن ، يتلقى العلماء يوميًا الكثير من المعلومات حول كواكب النظام الشمسي ، التي ترسلها عشرات الأقمار الصناعية.
لماذا تقع المدارات الكوكبية في نفس المستوى؟
في النظام الشمسي ، النجوم والكواكب على نفس المستوى. فقط عدد قليل من المدارات تمر عند منحدر طفيف. يعتقد العلماء أن هذا يرجع إلى تكوين الأشياء في وقت واحد ومن مادة واحدة.
أثناء انهيار المجرة ، عندما ولد النظام الشمسي ، تضيق السحابة الغازية تدريجياً وتحولت إلى قرص دوار. وفقًا لذلك ، عندما بدأت الكواكب المستقبلية تتحول إلى أختام ، كانت بالفعل على نفس الطائرة.
حركة الكواكب حول الشمس
كان الفلكي اليوناني القديم بطليموس أول من اقترح أن الكواكب والشمس لا يقفان مكتوفي الأيدي ، ولكنهما يدوران في المدارات. ومع ذلك ، بسبب الافتقار إلى التكنولوجيا والمعرفة ، يعتقد العلماء أن جميع الأجسام تتحرك حول الأرض.
طرح نيكولاي كوبرنيكوس فرضية أن حركة الكواكب تحدث حول الشمس. قام ببناء نموذجه الخاص للنظام الشمسي وكتب على أساسه العمل "على دوران الأجرام السماوية". نُشر العمل عام 1543 في نورمبرغ. بعد مرور بعض الوقت ، أثبت كبلر أن مدار الكواكب ليس دائريًا ، ولكنه بيضاوي الشكل. في عام 1687 ، اكتشف نيوتن قانون الجاذبية ، الذي يفسر تفاعل الكواكب والشمس.
حقيقة مثيرة للاهتمام: ساعد قانون نيوتن في إثبات أن المد والجزر على الأرض بسبب النشاط القمري.
أصبح لدى الناس الآن ما يكفي من المعرفة والتكنولوجيا للتنبؤ بالمسار الدقيق لأي كوكب. على أساس هذه البيانات يتم إطلاق الصواريخ والأقمار الصناعية ، والتي يجب أن تلتقي بالجسم في نقطة معينة في الفضاء وبعد وقت محدد.
