ناگفته های جذاب در رابطه با منظومه شمسی (منظومه خورشیدی)
منظومه شمسی از خورشید و همه چیزهایی که به دور آن می چرخند ، از جمله سیارات ، قمرها ، سیارک ها ، ستاره های دنباله دار و شهاب سنگ ها تشکیل شده است. منظومه شمسی از خورشید امتداد دارد و از کنار چهار سیاره داخلی می گذرد و از طریق کمربند سیارکی به چهار غول گازی و به کمربند کوئیپر دیسک شکل و بسیار فراتر از آن تا هلیوپوز ادامه می یابد.
دانشمندان تخمین می زنند که لبه های انتهایی منظومه شمسی حدود ۹ میلیارد مایل (۱۵ میلیارد کیلومتر) از خورشید فاصله دارد. فراتر از هلیوپوز نیز یک ابر بزرگ کروی شکل منظومه شمسی را احاطه کرده است. برای کسب اطلاعات بیشتر در این رابطه در ادامه مقاله با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.
تاریخچه کشف منظومه شمسی (منظومه خورشیدی)
برای هزاران سال ، ستاره شناسان نقاط نوری را دنبال می کردند که به نظر می رسید در میان ستارگان حرکت می کند. یونانیان باستان آنها را سیاره به معنای “سرگردان” نامیدند. عطارد ، زهره ، مریخ ، مشتری و زحل در دوران باستان شناخته شده بودند و اختراع تلسکوپ کمربند سیارکی ، اورانوس ، نپتون ، پلوتو و بسیاری از قمرهای این جهان را به آنها افزود. طلوع عصر فضا ده ها کاوشگر را برای کشف بیشتر به فضا پرتاب کرد و این ماجراجویی امروز نیز ادامه دارد. البته فقط یک فضاپیما ، وویجر ۱ ، از آستانه فضای بین ستاره ای عبور کرده است.
با کشف ستاره اریس ، کشف های جدیدی از سیارات کوتوله آغاز شد و در نهایت منجر به تجدید نظر در تعریف “سیاره” توسط اتحادیه نجوم بین المللی شد. تجدید نظر در سال ۲۰۰۶ وضعیت پلوتو را از سیاره به کوتوله تغییر داد ، تصمیمی که همچنان بحث برانگیز است.
ستاره شناسان اکنون پس از رونمایی از شواهد موجود در ۲۰ ژانویه ۲۰۱۶ ، در حال شكار سیاره دیگری در منظومه شمسی هستند که سیاره نهم نام دارد و جرم آن ۱۰ برابر زمین و ۵۰۰۰ برابر جرم پلوتو است.
منظومه شمسی (منظومه خورشیدی) چگونه تشکیل شد؟
بسیاری از دانشمندان تصور می کنند که منظومه شمسی ما از یک ابرغول پیکر با حرکت چرخان از گرد و غبار معروف به سحابی خورشیدی تشکیل شده است. وقتی سحابی به دلیل جاذبه متراکم شد شروع کرد به سریع تر چرخیدن و به شکل دیسک درآمد و بیشتر مواد به سمت مرکز کشیده شد تا خورشید تشکیل شود.
ذرات دیگر درون دیسک با هم برخورد کرده و بهم چسبیده و اجسام بزرگتر به نام اجسام سیارکی را تشکیل دادند. برخی از آنها با هم ترکیب شدند و تبدیل به سیارک ها ، ستاره های دنباله دار ، قمرها و سیارات شدند.
طوفان های خورشیدی منظومه شمسی ناشی از خورشید به قدری نیرومند بودند که بیشتر عناصر سبک تر مانند هیدروژن و هلیوم را از درون سیارات بیرون کشیدند و جهان های کوچک و سنگلاخی را ایجاد کردند. طوفان خورشیدی در مناطق خارجی بسیار ضعیف تر بود به همین دلیل غول های گازی بیشتر از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده اند.
ترکیب منظومه شمسی (منظومه خورشیدی)
خورشید واقع در مرکز منظومه شمسی است و بر حرکت سایر اجسام از طریق نیروی گرانشی آن تأثیر می گذارد ، که خود بیش از ۹۹ درصد از جرم منظومه را شامل می شود. سیارات به ترتیب فاصله خود از خورشید ، عطارد ، زهره ، زمین ، مریخ ، مشتری ، زحل ، اورانوس و نپتون هستند. چهار سیاره – مشتری تا نپتون – دارای سیستم حلقه ای هستند و همه به جز عطارد و ناهید دارای یک یا چند قمر می باشند.
پلوتو از سال ۱۹۳۰ که در مدار فراتر از نپتون در حال چرخش بود ، به طور رسمی در میان این سیارات قرار داشت ، اما در سال ۱۹۹۲ یک جسم یخی در فاصله دورتر از خورشید نسبت به پلوتو کشف شد. اکنون مشخص شده که پلوتو یکی از اعضای بزرگتر این گروه از اجرام جدید است که در مجموع کمربند کوئیپر شناخته می شود.
نقش خورشید در منظومه شمسی
خورشید بزرگترین جسم در منظومه شمسی است که شامل ۹۹.۸ درصد از جرم منظومه شمسی است. بیشتر گرما و نوری که امکان زندگی بر روی زمین و احتمالاً سایر نقاط را فراهم می کند از این ستاره ناشی می شود. سیارات در مسیرهای بیضی شکل به دور خورشید که در مرکز بیضی قرار دارد، می چرخند. ناسا ناوگان فضاپیمایی دارد که خورشید را بررسی می کند تا درباره ترکیب آن بیشتر بیاموزد و درباره فعالیت خورشید و تأثیر آن بر روی زمین پیش بینی های بهتری انجام دهد.
منظومه شمسی داخلی
چهار سیاره داخلی – عطارد ، زهره ، زمین و مریخ – بیشتر از آهن و سنگ ساخته شده اند. آنها به دلیل اندازه و ترکیب مشابه زمین به سیاره های زمینی معروف هستند. زمین دارای یک قمر طبیعی است – ماه – و مریخ دارای دو قمر است – دیموس و فوبوس.
بین مریخ و مشتری کمربند سیارکی قرار دارد. سیارک ها سیاره های جزئی هستند و دانشمندان تخمین می زنند که بیش از ۷۵۰،۰۰۰ از آنها با قطر بزرگتر از سه پنجم مایل (۱ کیلومتر) و میلیون ها سیارک کوچکتر وجود داشته باشد. سیاره کوتوله سرس با قطر حدود ۵۹۰ مایل (۹۵۰ کیلومتر) در این منطقه قرار دارد. تعدادی از سیارک ها مدارهایی دارند که آنها را به منظومه شمسی نزدیکتر می کند که باعث می شود گاهی آنها با زمین یا سایر سیارات درونی برخورد کنند.
منظومه شمسی خارجی
سیارات بیرونی – مشتری ، زحل ، اورانوس و نپتون – جهان های غول پیکر با لایه های ضخیم بیرونی گازی هستند. بین این سیارات ، ده ها ماه با ترکیبات مختلف از سنگ تا یخ و حتی آتشفشان قرار دارد. تقریباً تمام جرم این سیارات از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است که به آنها ترکیبی شبیه خورشید می دهد. در زیر این لایه های خارجی ، آنها هیچ سطح جامدی ندارند – فشار جو ضخیم آنها درون آنها را مایع می کند ، گرچه ممکن است هسته های سنگی داشته باشند. حلقه های گرد و غبار ، سنگ و یخ این غول ها را محاصره می کند که مشهورترین آنها زحل است.
ستاره های دنباله دار اغلب به عنوان گلوله های برفی کثیف شناخته می شوند و عمدتا از یخ و سنگ تشکیل شده اند. وقتی مدار دنباله دار آن را به خورشید نزدیک می کند ، مقداری از یخ هسته مرکزی آن به گازی تبدیل می شود که آنها را از سمت خورشید شلیک می کند و طوفان خورشیدی را به سمت بیرون حمل می کند و به شکل یک دم طولانی در می آید.
جالب است بدانید:
تصور می شود ستاره های دنباله دار کوتاه مدت که مدارهای خود را در کمتر از ۲۰۰ سال کامل می کنند از کمربند کوئیپر دیسکی شکل منشأ می گیرند ، در حالی که تصور می شود ستاره های دنباله دار بلند مدت که بیش از ۲۰۰ سال طول می کشد تا برگردند از ابر کروی اوروت منشاء می گیرند.
مشتری و زحل هر کدام توسط چندین فضاپیما بازدید شده اند . اورانوس و نپتون اما فقط در طی یک پرواز هواپیمای فضایی – وویجر ۲ در دهه ۱۹۸۰ بازدید شده اند. برخی از دانشمندان در حال کار بر روی ایجاد مدار اورانوس یا نپتون برای پرواز در آنجا در دهه ۲۰۳۰ یا حوالی آن هستند. دانشمندان برای پیگیری تغییرات طولانی مدت در هوا و تشکیل ابر در غول های گازی ، مشاهدات خود را از زمین نیز انجام می دهند.
منطقه ترانس نپتون منظومه شمسی (منظومه خورشیدی)
ستاره شناسان مدت ها بود که گمان می کردند باری از مواد یخی معروف به کمربند کوئیپر در مدار نپتون وجود دارد که از حدود ۳۰ تا ۵۵ برابر فاصله زمین تا خورشید گسترش می یابد و از دهه آخر قرن ۲۰ تاکنون ، آنها بیش از هزار مورد از این قبیل را پیدا کرده اند. دانشمندان تخمین می زنند كه كمربند كوئیپر صدها هزار اجسام یخی بزرگتر از ۱۰۰ مایل (۱۰۰ كیلومتر) عرض و همچنین یک تریلیون دنباله دار یا بیشتر را در خود جای داده است.
پلوتو که اکنون یک سیاره کوتوله محسوب می شود ، در کمربند کوئیپر ساکن است. ماکه ماکه ، اریس و هائومیا نیز در این منطقه قرار دارند. جسم کمربندی دیگر کوئیپر که کوآوار لقب گرفته است ، احتمالاً آنقدر عظیم است که بتواند یک سیاره کوتوله قلمداد شود!
سندا که اندازه آن حدود سه چهارم پلوتو است ، اولین سیاره کوتوله ای است که در ابر اوروت کشف شده است. ماموریت New Horizons ناسا اولین پرواز به پلوتو را در تاریخ ۱۴ ژوئیه ۲۰۱۵ انجام داد و به کاوش در کمربند کوئیپر نیز ادامه می دهد.
دورترین مناطق منظومه شمسی (منظومه خورشیدی)
نقطه ای که منظومه شمسی به پایان می رسد و فضای بین ستاره ای آغاز می شود دقیقاً مشخص نشده است زیرا مرزهای خارجی آن توسط دو نیرو یعنی طوفان خورشیدی و گرانش خورشید شکل گرفته است. میزان تأثیر طوفان خورشیدی تقریباً چهار برابر فاصله پلوتو از خورشید است. هلیوپوز ، مرز خارجی هلیوسفر ، ابتدای محیط بین ستاره ای محسوب می شود. دامنه موثر گرانش خورشید تا هزار برابر دورتر گسترش یافته و ابر فرضی اوروت را در بر می گیرد.
هلیوسفر
هلیوسفر یک حباب طوفان ستاره ای است ، منطقه ای از فضای تحت سلطه خورشید که با سرعت ۴۰۰ کیلومتر بر ثانیه از طوفان خورشیدی خود ، جریانی از ذرات باردار تابش می کند تا اینکه با طوفان محیط میان ستاره ای برخورد کند. سپس طوفان به طرز چشمگیری کاهش می یابد ، متراکم شده و آشفته تر می شود و یک ساختار بیضی عالی ایجاد می کند که به عنوان مارپیچ شناخته می شود. تصور می شود که این ساختار کاملاً شبیه دم ستاره دنباله دار به نظر می رسد و رفتار می کند. شواهد موجود از فضاپیمای Cassini و Interstellar Boundary Explorer نشان می دهد که اعمال محدودیت توسط میدان مغناطیسی بین ستاره ای آن را به شکل حباب درآورده است.
مرز خارجی هلیوسفر یعنی هلیوپاوز نقطه ای است که در نهایت طوفان خورشیدی خاتمه می یابد و آغاز فضای بین ستاره ای است. شکل و فرم لبه خارجی هلیوسفر احتمالاً تحت تأثیر پویایی سیال برهم کنش ها با محیط بین ستاره ای و همچنین میدان های مغناطیسی خورشیدی غالب در جنوب قرار دارد.
قسمت داخلی ابر اوروت
به دلیل کمبود داده ها ، شرایط موجود در فضای بین ستاره ای محلی به طور قطعی شناخته نشده اند. پیش بینی می شود که فضاپیماهای ویجر ناسا هنگام عبور از هلیوپاوز ، داده های ارزشمندی را درباره سطح تابش و باد خورشیدی به زمین منتقل کند. اینکه هلیوسفر چگونه سیستم خورشیدی را در برابر اشعه های کیهانی محافظت می کند ، به خوبی درک نشده است.
ابر اوروت فراتر از کمربند کوئپیر واقع شده است و از نظر تئوری بین ۵ تا ۱۰۰۰۰۰ واحد نجومی (AU) ، فاصله بین خورشید و زمین (حدود ۹۳،۰۰۰،۰۰۰ مایل یا ۱۵۰ میلیون کیلومتر) امتداد دارد و تا ۲ تریلیون جرم یخ زده در آن وجود دارد.
سیاره های منظومه شمسی
سیاره واقعی جسمی است که به دور خورشید می چرخد ، به اندازه کافی بزرگ است که توسط گرانش خود به شکل گرد در می آید اما آنقدر بزرگ نیست که مانند یک ستاره شروع به همجوشی هسته ای کند. در زیر خلاصه ای از هشت سیاره واقعی در منظومه شمسی آورده شده است که از نزدیکترین خورشید به دورترین خورشید حرکت می کنند:
سیاره عطارد یا تیر
عطارد نزدیکترین سیاره به خورشید است و همچنین کوچکترین است ، فقط کمی بزرگتر از ماه زمین است و هر ۸۸ روز به دور خورشید می چرخد . از آنجا که بسیار نزدیک به خورشید است (حدود دو پنجم فاصله زمین و خورشید) ، عطارد تغییرات چشمگیری را در دمای شبانه روز خود تجربه می کند. دمای روز آن می تواند به ۸۴۰ درجه سانتی گراد برسد که برای ذوب کردن کافی است و دمای شب آن به منفی ۱۸۰ درجه سانتی گراد کاهش می یابد.
عطارد جو بسیار نازکی از اکسیژن ، سدیم ، هیدروژن ، هلیوم و پتاسیم دارد و نمی تواند شهاب های ورودی را از هم بپاشد بنابراین سطح آن مانند قمرها با مملو از نقاط برخورد است.
سیاره زهره یا ونوس
دومین سیاره خورشید ، ونوس از نظر اندازه دوقلوی زمین است. تصاویر راداری در زیر جو آن نشان می دهد که سطح آن کوهها و آتشفشان های مختلفی دارد. اما فراتر از آن ، این دو سیاره می توانند تفاوت های بیشتری داشته باشند. ونوس به دلیل جو غلیظ و سمی که از ابرهای اسید سولفوریک ساخته شده است ، نمونه ای فوق العاده از اثر گلخانه ای است. دمای آن حتی گرمتر از عطارد است. متوسط دما در سطح زهره ۴۶۵ درجه سانتی گراد است. فشار این سیاره ۹۲ بار است که می تواند باعث خرد شدن و مرگ شما می شود. و عجیب تر اینکه سیاره ناهید به آرامی از شرق به غرب می چرخد که در جهت مخالف اکثر سیارات دیگر است.
سیاره زمین
سومین سیاره از خورشید ، زمین یک جهان آبی است زیرا دو سوم این سیاره را اقیانوس پوشانده است. زمین تنها جهانی است که زندگی در آن وجود دارد. جو زمین غنی از نیتروژن و اکسیژن است. سطح زمین در محور خود با سرعت ۱۵۳۲ فوت در ثانیه (۴۶۷ متر در ثانیه) – کمی بیشتر از ۱۰۰۰ مایل در ساعت (۱۶۰۰ کیلومتر در ساعت) – در خط استوا می چرخد. این سیاره با سرعت بیش از ۱۸ مایل در ثانیه (۲۹ کیلومتر در ثانیه) به دور خورشید گردش می کند.
سیاره مریخ
چهارمین سیاره از خورشید مریخ است که مکانی سرد و بیابانی است که از غبار پوشیده شده است. این گرد و غبار از اکسید آهن ساخته شده است و به این سیاره رنگ قرمز می بخشد. شباهت های مریخ با زمین وجود کوه ، صخره و دره ها است. شواهد علمی قابل توجه نشان می دهد که مریخ میلیاردها سال پیش ، دنیایی بسیار گرم و مرطوب بوده است. رودخانه ها و شاید حتی اقیانوس ها در آن وجود داشته اند.
اگرچه جو رقیق مریخ برای وجود آب مایع الان بسیار نازک است اما بقایای مریخ مرطوب هنوز هم وجود دارد. صفحات یخی به اندازه کالیفرنیا در زیر سطح مریخ قرار دارد و در هر دو قطب آن نیز آب منجمد وجود دارد. در جولای ۲۰۱۸ ، دانشمندان فاش کردند که شواهدی از دریاچه مایع در زیر سطح یخ قطب جنوب پیدا کرده اند. این اولین نمونه از آب واقعی در سیاره سرخ است. مریخ در حال حاضر یکی از کاوش شده ترین سیارات در منظومه شمسی است.
سیاره مشتری
مشتری سیاره پنجم از خورشید است که یک جهان گازی غول پیکر است که عظیم ترین سیاره منظومه شمسی است. به گفته ناسا ، بیش از دو برابر سیارات دیگر است. ابرهای گردان آن به دلیل انواع مختلف گازهای کمیاب رنگارنگ هستند و یک ویژگی مهم در ابرهای چرخان آن ، لکه قرمز بزرگ است که طوفانی غول پیکر به عرض بیش از ۱۰ هزار مایل می باشد. این سیاره حداقل در ۱۵۰ سال گذشته بیش از ۴۰۰ مایل در ساعت سرعت داشته است. مشتری دارای یک میدان مغناطیسی قوی است و با ۷۵ ماه و کمی شبیه یک منظومه شمسی کوچک است.
سیاره زحل
سیاره ششم از خورشید ، زحل بیشتر به دلیل حلقه هایش شناخته شده است. هنگامی که گالیله برای اولین بار در اوایل دهه ۱۶۰۰ زحل را مطالعه کرد ، فکر کرد این جسم دارای سه قسمت است: یک سیاره و دو قمر بزرگ در دو طرف. بیش از ۴۰ سال بعد کریستین هویگنس پیشنهاد داد که این ها حلقه هستند. این حلقه ها از یخ و سنگ ساخته شده اند و دانشمندان هنوز از شکل گیری آنها اطمینان ندارند. این سیاره گازی بیشتر حاوی هیدروژن و هلیوم است و دارای قمرهای بی شماری است.
سیاره اورانوس
هفتمین سیاره از خورشید ، اورانوس است که دارای ابرهای ساخته شده از سولفید هیدروژن است. مانند زهره از شرق به غرب می چرخد. ستاره شناسان معتقدند كه حدود ۴ میلیارد سال پیش جسمی به ابعاد دو برابر زمین با اورانوس برخورد كرده و باعث كج شدن اورانوس شده است. این شیب باعث تجربه تغییرات فصلی شدید می شود که ۲۰ سال به طول می انجامد.
سیاره نپتون
هشتمین سیاره از خورشید ، نپتون تقریباً به اندازه اورانوس است و با بادهای شدید مافوق صوت شناخته می شود. نپتون بسیار دور و سرد است. فاصله این سیاره بیش از ۳۰ برابر زمین از خورشید است. نپتون اولین سیاره ای بود که با استفاده از پیشگویی ریاضیاتی وجود آن مفروض بود. بی نظمی در مدار اورانوس ، ستاره شناس فرانسوی الکسیس بووارد را به این فکر انداخت که ممکن است سیاره دیگری در حال اعمال نیروی کشش گرانشی باشد. یوهان گاله منجم آلمانی با استفاده از محاسبات به یافتن نپتون با تلسکوپ کمک کرد. جرم نپتون حدود ۱۷ برابر زمین و هسته آن سنگی است.
سیاره نهم در منظومه شمسی
اگر سیاره نهم وجود داشته باشد ، به دور خورشید با فاصله ۲۰ برابر دورتر از مدار نپتون می چرخد. مدار نپتون در نزدیکترین نقطه خود ۲.۷ میلیارد مایل از خورشید فاصله دارد. مدار این جهان عجیب حدود ۶۰۰ برابر دورتر فاصله خورشید از زمین است . دانشمندان در واقع سیاره نهم را مستقیماً ندیده اند و برخی از اخترشناسان درباره وجود آن بحث می کنند که نتیجه آن تأثیر گرانشی آن بر سایر اجسام موجود در کمربند کوئیپر است. کمربند کوئیپر در انتهای منظومه شمسی یا هلیوسفر است که یک منطقه وسیع و قطره ای شکل از فضا حاوی ذرات باردار الکتریکی است که توسط خورشید خارج می شود.
