سامانه خورشیدی یا منظومه شمسی (Solar system)، شکل گیری، اجزا و هر آنچه باید بدانید
سامانه خورشیدی یا منظومه شمسی (solar system) چیست؟
خورشید به اتفاق هشت سیاره تیر، ناهید، زمین، بهرام، هرمز، کیوان، اورانوس، نپتون و تعداد بیشماری سیارک، دنباله‌دار و سیاره کوتوله که تحت گرانش خورشید هستند و نیز مقدار قابل توجهی گاز و غبار میان سیارهای، همگی سامانه خورشیدی را تشکیل می‌دهند. خورشید 99.86 درصد جرم سامانه را به خود اختصاص داده و با میدان گرانشی خود بر آن تسلط دارد هرمز و کیوان دو عضو بزرگ این سامانه‌اند که نود درصد جرم باقی مانده را از آن خود کرده‌اند. سیارات شناخته شده سامانه خورشیدی، تا مسافت 30 واحد نجومی از خورشید قرار دارند. با احتساب مدار دنباله‌دارها، قطر سامانه خورشیدی حدود 95 هزار واحد نجومی تخمین زده می‌شود.
سیارات سامانه خورشیدی به دو گروه با چگالی بالا (سیاراتی که نزدیک خورشید قرار دارند) و با چگالی پایین (آن‌هایی که دورتر از خورشید واقع شدهاند) تقسیم می‌شوند. روی همین اصل این‌ها را به دو گروه “زمین گون” و “هرمزگون” تقسیم می‌کنند. سیارات زمین گون به ترتیب فاصله از خورشید، تیر، ناهید، زمین، بهرام نام دارند. این سیارات، چگالی بالا و سطح سخت و صخره‌ای دارند و به غیر از تیر بقیه این سیارات جو نیز دارند. سیارات هرمزگون که به ترتیب عبارتند از: هرمز، کیوان، اورانوس، نپتون که همگی نسبت به زمین سیاراتی عظیم هستند و بیشتر از گاز تشکیل شدهاند. این سیارات را به نام غول‌های گازی نیز می‌شناسند.
ساختار سامانه خورشیدی
سامانه خورشیدی داخلی
سامانه خورشیدی داخلی نامی قراردادی است که بر ناحیه سیارات و سیارک‌های خاکی نهاده شده است. قسمت اعظم مواد تشکیل دهنده این اجرام فلزات و ترکیبات سیلیکاتی است. این اجرام بسیار نزدیک خورشیدند. فاصله این ناحیه از فاصله میان سیارات هرمز و کیوان کمتر است.
در این ناحیه چهار سیاره تیر، ناهید، زمین و بهرام وجود دارد. تیر و ناهید قمر طبیعی ندارند و زمین یک و بهرام دو قمر دارد. این سیارات به دور خود حلقه‌ای نداشته و گوشته و پوسته آنها از صخره‌های سیلیکاتی و هسته‌های آنها از فلزاتی چون آهن و نیکل تشکیل شده است. دیگر اعضای این بخش، سیاره کوتوله سرس و گروه سیارک‌های خاکی‌اند که بخش عمده این گروه در کمربند سیارک‌ها است
سامانه خورشیدی میانی
ناحیه میانی سامانه خورشیدی منزلگاه غول‌های گازی و اقمار بسیار بزرگشان است. بسیاری از دنباله‌دارهای کوتاه دوره در این مکان قرار دارد. اجرام یخی این ناحیه از قطعات بزرگ یخ تشکیل شدهاند. این قطعات یخ شامل آب، آمونیاک و متان است.
چهار سیاره خارجی یا غول گازی در حدود 99 درصد مابقی جرم شناخته شده سامانه خورشیدی را تشکیل داده‌اند. بخش اعظم این سیارات از گازهای هیدروژن و هلیم ساخته شده است.
چون بخشی از سیارات اورانوس و نپتون از قطعات یخ آب و آمونیاک و متان شکل گرفته است، پیشنهاد شده به آنها غول‌های یخی گفته شود. همه این سیارات دارای حلقه‌های بزرگ هستند اما از زمین تنها حلقه کیوان قابل مشاهده است. این حلقه و سیاره، تصویری زیبا را در تلسکوپ‌های زمین ایجاد می‌کند.
ناحیه فرانپتونی
ناحیه فرانپتونی مملو از اجرام کوچک است. قطر بزرگ‌ترین اجرام این منطقه تنها 0.2 زمین است و جرمی کمتر از ماه دارند. این بخش بیشتر از یخ و صخره‌های یخی تشکیل شده است. بیشتر دانسته‌های منطقه خارجی سامانه خورشیدی از این منطقه است. این منطقه را ناحیه سیارک‌های یخی می‌نامند. دو سیاره کوتوله پلوتو و اریس در این ناحیه واقع شدهاند.
کمربند کوییپر نیز در این منطقه است که از خورشید در حدود سی تا پنجاه واحد نجومی فاصله دارد. ناحیه‌ای به نام صفحه اسکاترد نیز در این منطقه وجود دارد. این صفحه در کمربند کوییپر هم‌پوشانی شده است اما خروج از مرکز بیشتری نسبت به این کمربند دارد. زاویه انحراف دایره البروجی آن نیز بیشتر است. معروف‌ترین اجرام این ناحیه سیاره کوتوله اریس و قمرش دیس نومیا است.
منطقه دوردست
نقطه‌ای که سامانه خورشیدی پایان یابد و فضای بین ستاره‌ای آغاز شود با دقت مشخص نشده است، چرا که دو نیروی گرانش و بادهای خورشیدی مرزها را شکل داده اند. بادهای خورشیدی نشان می‌دهند که فضای میان ستاره‌ای میانی در حدود چهار برابر فاصله پلوتو شکل می‌گیرد در صورتی‌که ناحیه تحت تاثیر گرانش خورشید بیان داشته که این فاصله هزاران بار بیشتر است. منطقه دور دست دارای دو ناحیه هلیوفاز و ابر اورت است.
هلیوفاز
مرز میان بادهای خورشیدی و میان ستاره‌ای، ناحیه‌ای به نام “هلیوفاز” را شکل داده است. این ناحیه در جلوی جدار خورشیدی شکل گرفته است.
ابر اورت
فرضیه ابر اورت بیان می‌کند که جرم زیاد و بالایی از تریلیون‌ها صخره یخی که می‌تواند منشا دنباله‌داران بلند دوره باشد، در فضائی به وسعت 50 هزار واحد نجومی تحت تاثیر گرانش خورشید گرد آمده باشد.
سامانه خورشیدی یا منظومه شمسی چگونه تشکیل شده است؟
کیهانزایی شاخهای از ستارهشناسی است که به مطالعهی چگونگی پیدایش سامانه خورشیدی میپردازد. نخستین نظریههای کیهانزایی مدرن در قرن هجدهم ارائه گردید. امانوئل کانت در سال 1755 فرضیهی سحابی خود را مطرح کرد. بر اساس این نظریه سامانه خورشیدی از انقباض یک سحابی بزرگ در حال چرخش به وجود آمده است. فرضیه ی سحابی کانت به شکلی اعجاب انگیز، به اصول بنیادی در مدلهای کیهان زایی جدید نزدیک است.
با پذیرش مدل خورشید مرکزی در قرن هجدهم، پرسش در خصوص منشا و خاستگاه سامانه خورشیدی بالا گرفت. ایده پیدایش خورشید و سیارات از یک ابر گازی عظیم نظریه سحابی توسط امانوئل سوئدنبورگ مطرح شد و در اواخر همان قرن توسط امانوئل کانت و پی یر سیمون لاپلاس تکمیل گردید. با این که این نظریه تا حد زیادی درست است از آن زمان به بعد تصویر اولیه آنها بهبود یافته است. همان طور که سایر ستارگان از ابرهای مولکولی مانند سحابی جبار پدید آمدهاند، خورشید میبایست در اثر تراکم عناصر در ابری مملو از هیدروژن، هلیم و مقدار کمی از عناصر دیگر تشکیل شده باشد. این ابر، پیش خورشیدی گسترهای به وسعت چندین سال نوری داشته و به اندازهای گاز در خود جای داده بوده است که بطور بالقوه امکان ساخت هزاران خورشید را داشته است.
احتمالا خورشید در این ابر تنها نبوده است وجود سنگهای آسمانی دارای مقادیری از ایزوتوپهای سنگین آهن نشان دهنده این است که این سحابی توسط مواد بیرون ریختهی یک ابرنواختر نزدیک آلوده شده است. بنابراین خورشید احتمالا در میان ستارگان پر جرم دیگر رشد کرده است که عمر کوتاهی داشته و پیش از پیدایش سامانه خورشیدی منفجر شدهاند. خورشید به تدریج از یک ناحیه فوق چگال در ابر رشد کرده است. در طول صد هزار سال ابتدا به یک پیش ستاره ( یک گوی گازی داغ و چگال که هنوز وارد فرآیند هم جوشی نشده) تبدیل شده است. در این زمان یک قرص ستاره گرد از گاز و غبار تا چند صد سال وسیع تر از شعاع کنونی زمین خورشید را محاصره کرده بود. پس از گذشت حدود 50 میلیون سال موتور هم جوشی خورشید روشن شده و آن را تبدیل به یک ستاره رشته اصلی نموده است.
سیارات از سنگهای آسمانی گرد هم آمده در قرص اطراف ستاره شکل گرفته‌اند. این خرده سنگ‌ها با هم یکی شده و اجرامی با اندازههای کیلومتری پدید آوردهاند و این اجرام نیز در نهایت با هم برخورد کرده و با هم درآمیختهاند. این جنینهای سیارهای بزرگ و بزرگ تر شدهاند. در همین حال نواحی تحت پوشش قرص رفته رفته ماده موجود در خود را از دست داده و فضا را برای پیدایش سیارات خالی نمودند. نواحی داخلی سامانه خورشیدی در حال شکل گیری، داغ بودند لذا ترکیبات فرار مانند آب نمی توانستند در چنین فضایی باقی بمانند. سیارات خاکی و غنی از فلز بر مبنای مواد شیمیایی با نقطه ذوب بالا- آهن، نیکل و ترکیبات آلومینیوم و سیلیکات ها، پایه معدنی سنگهای آتشفشانی که امروزه روی زمین می بینیم- تشکیل شده اند.
در حالیکه اجرام کوچک تر از راه ادغام رشد می کردند، سیارات خاکی – عطارد، زهره، زمین و مریخ- رشد پایدار و یکنواختی داشتند. اخترشناسان بر این باورند که سیارات داخلی در فاصله بیشتری از خورشید، نسبت به موقعیت امروزی خود شکل گرفته اند. با کند شدن سرعت سیارات در اثر کشش گازهای باقیمانده در قرص که در نهایت پراکنده شدند، مدار گردش آنها جمع و متراکم شده است. سیارات گازی غول پیکر – مشتری، زحل، اورانوس و نپتون- خارج از مرز یخی، که در آن ترکیبات فرار به شکل منجمد باقی می مانند، تشکیل شدند. این سیارات به اندازهای بزرگ بوده‌اند که جوهای هیدروژن و هلیم را به طور کامل از بین ببرند. پس از 10 میلیون سال، خورشید جوان تمامی گازهای اضافی موجود در قرص را به بیرون پرتاب کرده و تنها سیارات را در این محدوده باقی گذارد که بدین ترتیب رشد آنها نیز متوقف گردید.
در ابتدا اخترشناسان بر این باور بودند که اکثر سیارات در موقعیت‌های امروزی خود شکل گرفته‌اند. اما در قرن بیستم، یافته‌ها نشان داد که پیدایش سیارات به این شکل نبوده است. ستاره شناسان نظریات جدیدی در این خصوص ارائه کردند که نشان می داد سیارات مانند توپ های روی میز بیلیارد در واقع در اثر برخوردهایی که با یکدیگر داشته اند بارها و بارها جابجا شدهاند.
زمانی که کار ساخت سیارات داخلی تقریبا به پایان رسیده بود هنوز صدها جنین سیارهای با اندازه ماه در آن ناحیه پراکنده بودند. این اجرام کوچک برخوردهای عظیمی با سیارات برقرار شده داشتند. ما از وقوع چنین رویدادهایی اطمینان داریم به عنوان نمونه زمین ماه خود را طی چنین برخوردی به دست آورده است.
طی دوره ای که سیارات بیرونی در حال جابجا شد بودند خرده سیارات بسیاری به سمت سامانه خورشیدی داخلی پرتاب می شدند. در آن زمان مدار سیارات خاکی تقریبا ثابت شده بود و برخوردهای بزرگ به پایان رسیده بود. یک دوره بمباران سنگین نهایی آغاز شده بود که طی آن دهانه های برخوردی بسیاری روی ماه و سطح سایر سیارات به وجود آمدند. پس از پایان این بمباران یعنی 3.7 میلیارد سال یعد، نخستین نشانه های حیات روی زمین ظاهر شدند.
سیاره چیست؟
سیاره به جسمی فضایی با جرم بسیار گفته می‌شود که گرد یک ستاره یا بازمانده ستاره در گردش باشد و خود نیز ستاره نباشد. این تعریفی بوده است که برای یک جرم فضایی با نام سیاره به کار می‌رفت. در دوم شهریور ماه 1385 اتحادیه بین المللی اخترشناسی، تعریف نوین از سیاره ارائه کرد. در سامانه خورشیدی به جرمی سیاره می‌گویند که این خصوصیات را داشته باشد:
در مدار مستقل به دور خورشید در حرکت باشد، آن‌قدر جرم داشته باشد که گرانش خودش بر نیروهای پیوستگی جسم صلب آن غلبه کند، یعنی در تعادل هیدرواستاتیک باشد و شکل آن نیز تا حدودی مدور باشد و توانسته باشد که مدار خود را از اجرام اضافه بزداید. (جهت کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با سیارات اینجا کلیک کنید)
سیاره‌های سامانه خورشیدی کدامند؟
سیاره تیر یا عطارد (Mercury)
تیر یک سیاره گریزپاست. این سیاره کوچک و سریع، نزدیک‌ترین سیاره به خورشید محسوب می‌شود. این سیاره تنها اندکی بزرگ‌تر از قمر زمین است، فاصله‌اش از خورشید بین 46 میلیون کیلومتر در نزدیک‌ترین و 70 میلیون کیلومتر در دور ترین موقعیت، تغییر می‌کند. سیاره تیر هر 88 روز زمینی یک بار به دور خورشید می‌گردد. سطح سیاره تیر، شباهت زیادی به سطح کره ماه دارد. بر اثر فوران گدازه از درون این سیاره، گودال‌های در سطح آن به وجود آمده است.
سیاره ناهید یا زهره (Venus)
ناهید درخشان‌ترین سیاره قابل رویت از زمین می‌باشد. این سیاره را از نظر اندازه و جرم، خواهر دوقلوی زمین می‌دانند زیرا تقریبا هم اندازه زمین زمین است و فقط اندکی متراکم‌تر از آن می‌باشد. ناهید نیز مانند زمین از سنگهای آتشفشانی تشکیل شده است. این سیاره بسیار داغ است و دمای سطح آن حدود 480 درجه سانتی گراد می باشد و اگر در آن اقیانوسی وجود داشت حتما به جوش می‌آمد. یک روز در سیاره ناهید از نظر زمانی، برابر با 243 روز زمینی است اما یک سال زهره فقط 225 روز زمین به طول می‌انجامد.
سیاره زمین (Earth)
کره زمین، خانه ما است. اغلب فضانوردان از زیبایی منحصر به فرد آن به وجود آمدهاند، سیارهای به رنگ آبی لاجوردی در زمینه سیاه فضا بیش از هر چیز دیگر نظر مسافر فضایی را به خود جلب می‌کند. حتی از دید آدم‌های فضایی نیز زمین سیارهای خاص و بی همتا است. وجود اقیانوس‌های پر آب، لایه‌های یخ و ابر بخار آب، بیانگر وجود طیف وسیعی از دماهای سازگار با حیات است. وفور تنوع زیستی که از طریق فتوسنتز، دی اکسید کربن را به دام می‌اندازد و اکسیژن را آزاد می‌کند، ایجاد تعادل بین میزان اکسیژن و ازن جو را تضمین می‌کند.
سیاره بهرام یا مریخ (Mars)
مریخ کوچک‌تر، باریک‌تر و اندکی دورتر از ناهید است. دمای سیاره مریخ از 128- تا 27 درجه سانتی گراد متغیر است. یک روز سیاره مریخ 24 ساعت و 37 دقیقه به طول می انجامد و یک سال آن معادل 687 روز زمینی است. خاک سطح مریخ سرشار از آهن است که در تماس و واکنش با اکسیژن و تبدیل به اکسید آهن به رنگ قرمز در می‌آید.
به همین دلیل مریخ را سیاره سرخ می‌نامند. برخی اخترشناسان عنوان می‌کنند که خطوط صافی روی سطح مریخ مشاهده کرده‌اند که احتمالا مجاری آبیاری بوده است اما برخی دیگر از دانشمندان به دلیل نبود آب و هم‌چنین فشار اندک جو امکان وجود حیات در مریخ را بی اساس می‌دانند.
سیاره هرمز یا مشتری (Jupiter)
مشتری، بزرگ‌ترین سیاره منظومه شمسی است و اگر همه سیارات در آن جمع شوند، تنها کمتر از نیمی از فضای این سیاره را اشغال خواهند کرد. مشتری که یک غول گازی است و 90 درصد آن از هیدروژن تشکیل می‌شود، در مقایسه با زمین، تراکم کم‌تری دارد. مدت زمان گردش مشتری حول محور خود 9 ساعت و 50 دقیقه و مدت زمان گردش آن به دور خورشید، 11.9 سال زمینی است.
سیاره کیوان یا زحل (Saturn)
زحل از نظر نزدیکی به خورشید ششمین سیاره سامانه خورشیدی است. یک روز کامل در زحل 10 ساعت و 39 دقیقه به طول می‌انجامد و یک سال آن معادل 29.5 سال زمینی است. در اطراف زحل بیش از 10000 حلقه مجزا شناسایی شده است. این هاله‌ها که برخی از آنها بیش از 250000 کیلومتر عرض دارند، از تکه یخ و سنگ ساخته شدهاند. زحل کم چگال‌ترین سیاره منظومه شمسی است؛ به طوری که اگر داخل آب بیافتد، در وضع شناور خواهد ماند.
سیاره اورانوس (Uranus)
اورانوس سومین سیاره بزرگ منظومه شمسی به شمار می‌رود و قطر آن چهار برابر قطر زمین است. این سیاره به دلیل دوری از زمین با چشم غیرمسلح قابل رویت نیست و در قرن هجدهم با تلسکوپ کشف شد. اورانوس یازده حلقه اصلی دارد که از تکه‌های سنگ تشکیل شدهاند و با سرعت بسیار زیای به دور این سیاره می‌چرخند. مدت زمان گردش اورانوس حول محور خود 17 ساعت و 14 دقیقه و مدت زمان گردش به دور خورشید 84 سال زمینی است.
سیاره نپتون (Neptune)
نپتون مانند زمین رنگ آبی بسیار زیبایی دارد و این رنگ به دلیل وجود متان در جو آن است. این گاز، رنگ‌های قرمز نور خورشید را جذب می‌کند و پرتوهای نور ساطع شده از جو نپتون را آبی رنگ می‌نمایاند. لکه‌های تیره رنگی که گاهی اوقات در جو نپتون مشاهده می‌شوند، ناشی از وقوع طوفان‌های سهمگین است.مدت زمان گردش نپتون حول محور خود 17 ساعت و 6 دقیقه و مدت زمان گردش به دور خورشید 165 سال زمینی است.
دیدگاهتان را بنویسید