بحث حول كواكب المجموعة الشمسية , حقائق علمية عن الأرض والفضاء
بحث حول كواكب المجموعه الشمسية: النظام الشمسي او المجموعه الشمسيه هو النظام الكوكبي الذي يتكون
من الشمس وجميع ما يدور حولها من اجرام بما في ذلك الارض والكواكب الاخرى. يشمل
النظام الشمسي اجراما اخرى اصغر حجما هي الكواكب القزمه والكويكبات والنيازك والمذنبات، اضافه الى سحابه
رقيقه من الغاز والغبار تعرف بالوسط بين الكوكبي، كما توجد توابع الكواكب التي تسمى الاقمار،[ملاحظه
1] والتي يبلغ عددها اكثر من 150 قمرا معروفا في النظام الشمسي، معظمها تدور حول
العمالقه الغازية. لكن اكبر جرم في النظام الشمسي واهم هذه الاجرام طبعا هو الشمس، النجم
الذي يقع في مركز النظام ويربطه بجاذبيته، فكتلتها تبلغ 99.8% من كتله النظام باكمله، كما
انها هي التي تشع الضوء والحراره اللذين يجعلان الحياه على الارض ممكنة، وهي مع ذلك
ليست الا نجما متوسط الحجم. وتاتي بعد الشمس الكواكب، حيث توجد في النظام الشمسي ثمانيه
كواكب هي بالترتيب حسب البعد عن الشمس: عطارد والزهره والارض والمريخ (الكواكب الصخرية) والمشتري وزحل
واورانوس ونبتون (العمالقه الغازية).
توجد العديد من اجرام النظام الشمسي التي يمكن رؤيتها بالعين المجرده غير الشمس والقمر، ومن
الكواكب هذه الاجرام هي عطارد والزهره والمريخ والمشتري وزحل، واحيانا المع الكويكبات[ملاحظه 2] والمذنبات العابره
ايضا، اضافه الى النيازك، حيث يمكن رؤيتها حين تدخل جو الارض وتحترق مكونه الشهب. وطبعا
يمكن رؤيه اكثر بكثير من ذلك من اجرام النظام الشمسي باستخدام المقراب.
يعتقد معظم الفلكيين حاليا بان النظام الشمسي قد ولد قبل 4.6 مليارات سنه من سحابه
ضخمه من الغاز والغبار تعرف بالسديم الشمسي. وحسب هذه النظرية، بدا هذا السديم بالانهيار على
نفسه نتيجه لجاذبيته التي لم يستطع ضغطه الداخلي مقاومتها. وقد جذبت معظم ماده السديم الشمسي
الى مركزه، حيث تكونت الشمس فيه. ويعتقد ان جسيمات صغيره مما بقي من ماده تراكمت
مع بضعها بعد ذلك مكونه اجساما اكبر فاكبر، حتى تحولت الى الكواكب الثمانية، وما بقي
منها تحول الى الاقمار والكويكبات والمذنبات.
الاكتشاف والاستكشاف
لعده الاف من السنين، لم يميز البشر وجود نظام شمسي (مع بعض الاستثناءات القليلة). اعتقد
البشر ان الارض ثابته وتشكل مركز الكون، وتختلف بشكل كامل عن الاجرام المتحركه في السماء.
على الرغم من ان الفيلسوف الاغريقي ارسطرخس الساموسي اعتقد بان الشمس تشكل مركز الكون. كان
نيكولاس كوبرنيكوس اول من طور نموذج رياضي حول مركزيه الشمس والنظام الشمسي. خلفه في القرن
السابع عشر جاليليو جاليلي واسحاق نيوتن ويوهانس كيبلر في تطوير المفاهيم الفيزيائيه التي ادت الى
القبول التدريجي بدوران الارض حول الشمس، وبان الكواكب تسير بنفس القوانيين الفيزيائيه التي تسير الارض.
امكن تطور التلسكوبات والمسابير في الاونه الاخيره من اكتشاف ظواهر جيولوجيه كالجبال والفوهات الصدميه وظواهر
الارصاد الجويه الفصليه كالغيوم والعواصف الرمليه والقبعات الجليديه على كواكب اخرى غير الارض.
بنيه المجموعه الشمسية
تشكل الشمس العنصر الرئيسي في المجموعه الشمسية، وهي نجم ينتمي الى التصنيف النجمي G2، وتشكل
كتله الشمس 99.86 من كتله كل المجموعه الشمسيه وتسيطر على حركه المجموعه بفعل جاذبيتها. تشكل
كتله الكواكب الغازيه الاربعه (المشتري، زحل، اورانوس، نبتون) حوالي 99% من الكتله المتبقيه للنظام الشمسي.
ويشكل المشتري وزحل مايزيد عن 90% من كتله العمالقه الغازيه الاربعة.
معظم الاجسام الكبيره التي تدور حول الشمس متوضعه في مستوي الارض والذي يدعى مسار الشمس.
فالكواكب قريبه جدا من مسار الشمس بينما المذنبات واجرام حزام كايبر غالبا ماتكون متوضعه في
زوايا اكبر بكثير عن مسار الشمس. تدور كل الكواكب ومعظم الاجرام حول الشمس مع اتجاه
دوران الشمس حول نفسها(باتجاه عكس عقارب الساعه اذا شاهدناها من فوق القطب الشمالي للشمس)، لكن
توجد بعض الاستثناءات مثل مذنب هالي. ايضا جميع الكواكب (عدا الزهره واورانوس) تغزل حول نفسها
باتجاه عكس عقارب الساعه اذا ما شاهدناها من القطب الشمالي. يغزل الزهره واورانوس باتجاه عقارب
الساعة. هناك ايضا كواكب قزمه لها دوران مغزلي مختلف تماما مثل بلوتو.
يظهر الشكل العام للمجموعه الشمسيه على الشكل التالي: في المركز تقع الشمس يدور حولها اربع
كواكب داخليه صغيره نسبيا، هذه الكواكب محاطه بحزام من الكويكبات، تيلهم العمالقه الغازيه الاربعه المحاطه
بدورها بحزام كايبر المؤلف من اجرام جليدية. يقسم الفلكيين احيانا المجموعه الشمسيه تبعا الى البنيه
الى قسمين رئيسيين: النظام الشمسي الداخلي المؤلف من الكواكب الصخريه الاربعه وحزام الكويكبات، والنظام الشمسي
الخارجي الذي يتالف من الاجرام التي تقع خلف حزام الكويكبات ومن ضمنها العمالقه الغازيه الاربعة.
منذ اكتشاف حزام كايبر فان الجزء الابعد في النظام الشمسي يعتبر منطقه فريده والاجرام المتواجده
هناك تدعى باجرام ما بعد نبتون.
تصف قوانين كبلر لحركه الكواكب دوران الاجرام حول الشمس. وتبعا لقوانين كبلر تدور جميع اجرام
النظام الشمسي حول الشمس في مدارات على شكل قطع ناقص وتشغل الشمس احدى بؤرتيه. تدور
الكواكب الاقرب الى الشمس بسرعه اعلى بسبب تاثرها بجاذبيه الشمس. تختلف مسافه الاجرام المتحركه على
مسار بشكل قطع ناقص عن الشمس على مدار السنة. تدعى النقطه التي يكون فيها الجرم
اقرب مايمكن للشمس بالحضيض، في حين تدعى النقطه التي يكون فيها الجرم ابعد مايمكن عن
الشمس بالاوج. يكون مدار الكواكب قريب من الدائري، في حين مدار المذنبات واجرام حزام كيبلر
على شكل قطع ناقص حاد(الفرق بين المحورين الرئيسي والصغير كبير جدا).
بسبب اتساع المجموعه فان مدارات العديد من الاجرام عن الشمس تتناسب مع بعد مدار هذه
الاجرام عن الجرم الذي يليه مع بعض الاستثناءات. وبالتالي فان الجرم ذو المسافه الابعد عن
الشمس المتواجد في حزام كايبر يمثل ابعد مسافه بينه وبين الجرم الذي يسبقه في المجموعه
الشمسية. فعلى سبيل المثال يبعد الزهره مسافه 0.33 وحده فلكيه عن عطارد في حين يبعد
زحل عن المشتري مسافه 4.3 وحده فلكيه ونبتون عن اورانوس 10.5 وحده فلكية. وقد بذلت
محاولات لايجاد علاقه رياضيه بين هذه المسافات لمحاوله تفسير هذه الظاهره (مثل قانون تيتوس-بود) لكن
لم تنتج عنها اي نظريه نفسر ذلك.
تملك معظم الكواكب في المجموعه الشمسيه نظام ثانوي خاص بها. بحيث يدور حولها اجرام اخرى
تدعى اقمار طبيعيه او توابع. يوجد قمران اكبر من عطارد (اصغر كواكب المجموعه الشمسية). كما
تحاط الكواكب الغازيه بحلقات الكواكب، وهي حزم من الجسيمات الصغيره تدور حول الكوكب. معظم الاقمار
الضخمه تدور حول كوكبها في حركه تزامنيه بحيث يواجه احد وجهي القمر الكوكب بشكل دائم.
تتركب اجرام النظام الداخلي من الصخور بشكل اساسي، وتكون مجمل هذه المركبات مؤلفه من عناصر
ذات نقطه انصهار عاليه مثل السيليكا والحديد اوالنيكل، بحيث يبقى صلب في جميع ظروف السديم
الكوكبي الاولي. يتركب زحل والمشتري بشكل رئيسي من الغازات والتي تملك نقطه انصهار منخفضه جدا
وضغط تبخر عالي مثل هيدروجين جزيئي والهيليوم والنيون بحيث يبقى في الحاله الغازيه دائما اثناء
التشكل السديم. يملك الجليد مثل جليد الماء والميثان والامونيا وكبريتيد الهيدروجين واكسيد الكربون نقطه غليان
اقل من مئه كلفن. ويعتمد الطور الذي تتواجد فيه على ضغط ودرجه حراره الوسط المحيط.يمكن
ان تتواجد هذه المركبات بالطور الصلب او السائل او الجليدي في عده مناطق من المجموعه
الشمسية، بينما كانت في الحاله الغازيه او الصلبه اثناء مرحله السديم.تشكل المركبات الجليديه المركب الاساسي
لاقمار الكواكب الغازيه بالاضافه الى ان معظم اورانوس ونبتون يتالف من الجليد، لذلك يدعيان بالعملاق
الجليدي، كذلك اعداد هائله من الاجرام التي تتوضع خلف مدار نبتون. ويشار الى التركيب الغازي
والجليدي بالمتطاير.
