Image: © NASA/JPL

النظام الشمسي: حقائق عن جيراننا في الكون

من سطح كوكب عطارد الحارق إلى أقصى سحابة أورت المتجمدة، هذا هو حي المجرة.

(تعليق مرافق للصورة: كان نظامنا الشمسي في السابق عبارة عن سحابة عملاقة من الغبار انهارت على نفسها وهو الآن يتكون من ثمانية كواكب والعديد من الكواكب القزمة والمذنبات التي تدور حول الشمس. مصدر الصورةNASA/JPL.)

منذ حوالي 4.6 مليار سنة، انهارت سحابة عملاقة من الغبار والغاز تعرف باسم السديم الشمسي solar nebula على نفسها وبدأت في تشكيل ما سيغدو عليه الشمس وكواكب النظام الشمسي. يستضيف نظامنا الشمسي الشمس في مركزه – وهو نجم كبير جدًا لدرجة أن قوة جذبه تحافظ على العديد من الكواكب والكواكب القزمة (مثل بلوتو) والمذنبات والنيازك التي تدور حوله.

كم يبلغ عمر نظامنا الشمسي؟

ساعدت كل من النيازك وقطع الصخور الفضائية التي سقطت على الأرض العلماء على معرفة عمر النظام الشمسي. بعض هذه القطع الصغيرة التي أتت من الصخور الفضائية أو النيازك هي نتيجة حطام من أقمار وكواكب ويمكن أن تقدم معلومات علمية مثيرة للاهتمام حول كيمياء وتاريخ وأصول هذه الأجسام. هناك أجسام أخرى تسافر حول نظامنا الشمسي منذ انهيار سحابة الغبار البدائي وقبل أن توجد تلك الكواكب. نيزك اللينديAllende meteorite- الذي سقط على الأرض في عام 1969 وتناثر فوق المكسيك – هو أقدم نيزك معروف ويرجع تاريخه إلى 4.55 مليار سنة.

كيف تشكل نظامنا الشمسي؟

يعتقد العلماء أن نجمًا انفجاريًا قريبًا يدعى المستعر الأعظمsupernova ربما يكون السبب في انهيار سديمنا الشمسي. ووفقًا لهذه النظرية أدى انفجار المستعر الأعظم إلى إرسال موجات تصادمية عبر الفضاء وهذه موجات الصدمة قامت بدفع أجزاء من السديم إلى بعضها وجعلها تتقارب أكثر مؤدية بذلك إلى الانهيار(هامش: انهارت على نفسها أي تجمعت معظم الكتلة في المركز والذي يحدث عند الدوران السريع). ربما تكون المستعرات الأعظمية قد لعبت دورًا أقرب إلى زراعة البذور في السديم الشمسي، وهذه المادة التي تم التخلص منها (التي تمثلت في البذور) كانت أدت إلى سحب أو جذب المزيد من المواد نحو كتلة السديم المتنامية.

تقع الشمس في مركز نظامنا الشمسي وهي أكبر جسم فيه حيث تمثل 99.8%من كتلة النظام الشمسي. إن شمسنا عبارة عن كرة عملاقة من النار المستعرة ومصدر الطاقة فيها هو التفاعلات النووية وتوفر الطاقة التي تحافظ على الحياة على الأرض. النجم الذي يعطي الحياة (الشمس) هو نجم قزم أصفر يتكون من الغاز: حوالي 91% هيدروجين و8.9%هيليوم، وفقًا لوكالة ناسا. إن حجم نجم الشمس يعتبر صغير نسبيًا إذا قارناه بالنجوم الأخرى وهو مجرد واحد من مئات المليارات من النجوم في مجرتنا درب التبانة Milky Way.

نجم واحد في المجرة

تقع الشمس على بعد يتراوح بين 25000 و30000 سنة ضوئية من الثقب الأسود الهائل الذي يشكل مركز مجرتنا. درب التبانة هي مجرة حلزونية بأذرع منحنية من النجوم تنبثق من مركزها. يشكل نظامنا الشمسي أحد الأذرع الأصغر، ويسمى ذراع البجعة أوريون Orion-Cygnus Arm (Cygnus هو مجموعة نجوم أو كوكبة constellation تقع في المستوي الشمالي من مجرة درب التبانة، الاسم مشتق من اليونانية اللاتينية ويعني البجعة)

وفقًا لشبكة Night Sky Network التابعة لمختبر الدفع النفاث في ناسا NASA Jet Propulsion Laboratory فإنه إذا افترضنا أن نظامنا الشمسي بحجم اليد فإن درب التبانة سيغطي أمريكا الشمالية. تمتد حدود تأثير الجاذبية للشمس حول 122 وحدة فلكية (AU) (الوحدة الفلكية AU واحدة لقياس المسافات في الفضاء تعادل الواحد منها المسافة بين الأرض والشمس وتقدر ب 93 مليون ميل ما يعادل 150 مليون كيلومتر).

مجرة درب التبانة مرتبة في أذرع لولبية من النجوم العملاقة التي تضيء بين النجوم والغبار. الشمس في إصبع يسمى Orion Spur. (حقوق الصورة: تلسكوب هابل الفضائي)

كواكب نظامنا الشمسي

تدور ثمانية كواكب إضافة إلى خمس كواكب قزمة على الأقل حول شمسنا. وفقًا لوكالة ناسا» إن ترتيب واصطفاف الكواكب والأجسام الأخرى في نظامنا الشمسي يرجع إلى الطريقة التي تكون بها النظام الشمسي. يمكن للمواد الصخرية أن تصمد أمام حرارة الشمس الشديدة وبالتالي فإن الكواكب الأربعة الأولى – عطارد والزهرة والأرض والمريخ – صغيرة ذات أسطح صخرية «و تضيف ناسا» إن المواد التي اعتدنا على رؤيتها (المقصود هنا الكواكب الصخرية) وراءها جليد أو سائل أو غاز مستقر في المناطق الخارجية من النظام الشمسي الصغير أي أنه الى الخلف من عطارد و زهرة و الارض و المريخ يقع عمالقة الغاز: المشتري وزحل وعمالقة الجليد: أورانوس ونبتون».

عطارد Mercury

عطارد هو أقرب كوكب للشمس وهو أيضًا أصغر كوكب في المجموعة الشمسية ومقارنة بقمرنا فهو أكبر بقليل من قمر الأرض. ليس لعطارد غلاف جوي يحميه من أشعة الشمس التي لا هوادة فيها ويمكن أن تصل درجات حرارة سطح النهار إلى أعلى من 800 F° (ما يقابل°430 C) قبل أن تنخفض إلى (-180 C°) ليلاً. تم تسمية عطارد على اسم رسول الآلهة الروماني بسبب دورانه السريع حول الشمس. هذا الكوكب الصغير ليس له أقمار.

الزهرة Venus

سمي كوكب الزهرة باسم إلهة الحب الرومانية Venus، كوكب الزهرة هو الكوكب الأعلى حرارة في نظامنا الشمسي. الغلاف الجوي على هذا الكوكب يتكون من طبقة سميكة من غاز ثاني أكسيد الكربون في الغالب الذي يحبس الحرارة مما يسمح لدرجات حرارة سطح الكوكب بالوصول إلى درجة حارقة 880F° (471 C°). الزهرة أصغر قليلاً من الأرض، وكما هي الحال في النواة الخارجية للأرض فإن النواة في كوكب الزهرة تتكون من الحديد المنصهر. تقول وكالة ناسا: «تمت تسمية جميع ملامح سطح الزهرة تقريبًا باسم نساء حقيقية وأسطورية من الأرض، سميت فوهة بركانية باسم ساكاجويا Sacajawea وهي من سكان أميركا الأصليين التي وجهت أو أرشدت كلا من لويس وكلارك في استكشافاتهم. وقد تم تسمية الوادي العميق باسم ديانا Diana إلهة الصيد الرومانية». توجد أقمار تدور حول كوكب الزهرة.

الأرضEarth

ترتيب كوكب الأرض هو الكوكب الصخري الثالث من الشمس، الأرض هي الكوكب الوحيد المعروف الذي يأوي الحياة في الكون. ترتبط قابليتها للسكن بوجود الماء السائل. تقع الأرض فيما يعرف باسم نطاق الحياة Goldilocks Zone التي هي بمثابة المسافة المثالية من الشمس للحصول على مياه سائلة (إذا كانت أقرب فستتبخر المياه إلى غاز وإذا كانت الأرض أبعد فإن المياه ستتجمد) حوالي 71٪ من سطح كوكبنا مغطى بالمياه والغلاف الجوي لكوكب الأرض يحميه من الإشعاع الشمسي. الأرض هي الكوكب الوحيد الذي لم يُسمى باسم إله. من المحتمل أن يكون قد حصل على اسمه Earth من الكلمات الإنجليزية والألمانية لكلمة ground. كوكبنا الأزرق هو أكبر الكواكب الصخرية الأربعة في نظامنا الشمسي وله قمر واحد. يعتقد العلماء أن قمر الأرض بالأصل هو جزيء من الأرض انفصل عندما اصطدم جسم عملاق بالأرض في بداية تكوينها.

صورة للأرض التقطتها مركبة الفضاء أبولو 13 في 17 أبريل 1970. (مصدر الصورة NASA / JSC)

كوكب المريخ Mars

يُعرف المريخ باسم الكوكب الأحمر نسبة للغبار الغني بالحديد الذي يغطي سطحه ويمنح الكوكب لونًا صدئًا. قاد هذا اللون الأحمر الرومان القدماء إلى تسمية المريخ إله الحرب Mars. الكوكب الأحمر هو أيضًا موطن لأكبر بركان في النظام الشمسي، أوليمبوس مونس Mons Olympus. يتمتع المريخ بغلاف جوي رقيق وبدون درع وقائي سميك. متوسط درجات الحرارة على المريخ حوالي (80 F° -60 C°) هذا يجعل من غير المحتمل وجود الماء السائل وبالتالي الحياة غير موجودة على سطح المريخ كما نعلم على الرغم من أن العلماء يعتقدون أنه ربما كان موجودًا في السابق. أفادت الكوارتزQuartz أن كوكب المريخ هو الكوكب الوحيد المعروف الذي يسكنه الروبوتات فقط. للمريخ قمران: فوبوس Phobos وديموس Deimos.

كوكب المشتري Jupiter

كوكب المشتري هو أكبر كوكب في النظام الشمسي. على عكس جيرانه الأربعة الأقرب إلى الشمس، فإن المشتري كوكب غازي عملاق يتكون بشكل أساسي من الهليوم والهيدروجين. سمي على اسم ملك الآلهة الرومانية Jupiter المعروف أيضًا باسم زيوس Zeus في البانثيون اليوناني Greek pantheon. يبلغ المشتري ضعفي جميع الكواكب الأخرى في النظام الشمسي مجتمعة، ومع ذلك فإنه يملك أقصر يوم بين الكواكب الأخرى ويستغرق 10 ساعات لتغيير محوره. كوكب المشتري محاط بعشرات الأقمار وحلقاته باهتة وتتكون من الغبار. أدى الضغط العالي ودرجة الحرارة في أعماق الغلاف الجوي لكوكب المشتري إلى ضغط غاز الهيدروجين ليتواجد في الحالة السائلة مما أدى إلى خلق أكبر محيط (المقصود هنا ocean) في النظام الشمسي وفقًا لوكالة ناسا.

زحل Saturn

Image credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

الكوكب السادس بعدًا عن الشمس، هو ثاني أكبر كوكب في النظام الشمسي. يشتهر زحل بحلقاته البارزة مثل كوكب المشتري، يعد زحل كوكبًا غازيًا عملاقًا يتكون من الهليوم والهيدروجين، وهو الأقل كثافة من الكواكب. تتكون حلقات الكوكب من مليارات الجسيمات والصخور الجليدية، وتمتد أكبر حلقات زحل Phoebe على مساحة تقارب 7000مرة من الكوكب نفسه. يحتوي الكوكب ذو الحلقة أيضًا على 82 قمرًا تتراوح في الحجم من ملعب لممارسة الرياضة إلى حجم كوكب عطارد. إنسيلادوس Enceladus هو أحد أقمار زحل وهو مغطى بمحيط جليدي يجعل هذا القمر – وفقًا لعلماء الفلك – المرشح الواعد للحياة خارج كوكب الأرض.

أورانوس Uranus

كان أورانوس أول كوكب يكتشف باستخدام التلسكوب، كما أنه الكوكب الوحيد الذي سمي على اسم إله يوناني بدلاً من إله روماني أورانوس إله السماء. الكوكب السابع من الشمس هو عملاق جليدي يتكون من عناصر أثقل (هامش للمترجم: كلمة أثقل heavier يقصد بها أعلى كثافة more density كمفهوم فيزيائي وهي تعود على العناصر المكونة للكوكب ففي النهاية كما ذكرنا سابقا المشتري هو أثقل كواكب النظام الشمسي) من جيرانه العملاقين الغازيين كونه مزيجًا من الماء والميثان والأمونيا المتجمدة.

يدور أورانوس على جانبه على عكس الكواكب الأخرى في النظام الشمسي (حيث يشير محوره تقريبًا نحو الشمس) ويتدحرج مثل الكرة أثناء انتقالها حول الشمس. يظهر الكوكب باللون الأخضر والأزرق نظرًا لوجود غاز الميثان في الغلاف الجوي. يحتوي أورانوس أيضًا على 13 حلقة و27 قمراً.

نبتون Neptune

توقع العلماء وجود نبتون قبل أن يلاحظوه للمرة الأولى بسبب تأثيره على مدار أورانوس. المركبة الفضائية فوييجر 2 التابعة لناسا هي المهمة الوحيدة التي زارت عملاق الجليد. نبتون الذي سمي باسم إله البحر الروماني، نبتون بعيد جدًا عن الشمس ويستغرق ضوء الشمس 4 ساعات حتى يصل إلى الكوكب. (يستغرق ضوء الشمس حوالي ثماني دقائق للوصول إلى الأرض). عندما يصل الضوء إلى نبتون يخفت بمقدار 900 مرة أقل مما نراه على الأرض، وفقًا لوكالة ناسا حوالي 80% من كتلة نبتون تتكون من الماء والميثان والأمونيا المحيطة بنواة صخرية صغيرة. الرياح القوية على الكوكب تدفع غيوم الميثان المجمدة بسرعات تصل إلى 1200 ميل في الساعة (20000 كم / ساعة). يمتلك نبتون 14 قمرًا معروفًا، تم إعادة اكتشاف أحدها بعد اختفائه لمدة 20 عامًا.

ماذا حدث لبلوتو Pluto

يحتوي نظامنا الشمسي على خمسة كواكب قزمة على الأقل: Ceres سيريس وPluto بلوتو و Eris إيريس وHaumea وMakemake. يعرِف الاتحاد الفلكي الدولي The International Astronomical Union الكوكب بأنه جسم سماوي يدور حول الشمس، وله جاذبية كافية لسحب نفسه إلى شكل دائري أو شبه مستدير، قد قام بتطهير المدار المحيط به (أي لا يتشارك في مداره مع أجسام فضائية أخرى).

تم تخفيض بلوتو -الذي كان الكوكب التاسع في النظام الشمسي وسمي على اسم الإله الروماني للعالم السفلي – إلى وضع كوكب قزم في عام 2006 لأنه فشل في النقطة الثالثة من تعريف الكوكب: لم يقم بمسح جواره من الأجسام الفضائية. يقع بلوتو في حزام كويبر Kuiper Belt الشاسع وهي منطقة خارج نبتون تحتوي على تريليونات الأجسام.

يعتقد بعض علماء الفلك أن إعادة تصنيف بلوتو ككوكب قزم أمر غير عادل وأنه يجب إعادته باعتباره الكوكب التاسع في نظامنا الشمسي.

الكوكب المجهول () Planet X

هناك مرشح محتمل لملئ شاغر بلوتو باعتباره الكوكب التاسع: الكوكب العاشر، أو الكوكب التاسع. نشر باحثو معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا alifornia Institute of Technology مايك براون Mike Brown وكونستانتين باتيجين Konstantin Batygin ورقة في عام 2016 في المجلة الفلكية The Astronomical Journal مفترضين أن كوكبًا أكبر 10 مرات من الأرض كان يدور حول الشمس وهو حوالي 20 مرة أبعد من نبتون.

قال براون في ذلك الوقت: »كل هؤلاء الذين أصيبوا بالجنون من أن بلوتو لم يعد كوكبًا يمكن أن يشعروا بسعادة غامرة لمعرفة أن هناك كوكبًا حقيقيًا لم يتم العثور عليه. الآن، يمكننا الذهاب والعثور على هذا الكوكب وجعل النظام الشمسي يحتوي على تسعة كواكب مرة أخرى«.

ومع ذلك _وفقًا لوكالة ناسا _فإن وجود الكوكب التاسع أمر نظري في هذه المرحلة لأن الكوكب لم يتم رصده بشكل مباشر.

ما وراء الكواكب

يمتد النظام الشمسي خلف نبتون إلى حزام كويبر وسحابة أورت. يبلغ طول حزام كويبر – الذي تم تأكيد وجوده في عام 1992 – من (30 إلى 55 وحدة فضائية AU) وفقًا لوكالة ناسا. الكوكب القزم بلوتو هو أشهر سكان الحزام، ولكنه يحتوي أيضًا على تريليونات من الأجسام المجمدة والكثير من بقايا نظامنا الشمسي المبكر. تقع سحابة أورت في المجال المتجمد الخارجي للنظام الشمسي وعلى الرغم من افتراض وجودها منذ الخمسينيات إلا أنها لم ترصد أبدًا.

المصادر: 1