منظومه شمسی یا سامانه خورشیدی (Solar System)

دید کلی

منظومه شمسی (به فارسی : سامانه خورشیدی ، به انگلیسی : Solar System) یک سامانه‌ی ستاره‌ای است. این سامانه متشکل از خورشید و اجرام فضایی می‌باشد که در دام گرانش خورشید افتاده و به دور آن می‌چرخند. این اجرام شامل ۹ سیاره‌ی پیشتر شناخته شده (با نامهای عطارد ٬ زهره ٬ زمین ، مریخ ٬ مشتری ، زحل ٬ اورانوس ، نپتون و پلوتون) و یک سیاره تازه کشف شده (با نام سدنا) ، به همراه تعدادی سیارک ، سیاره کوتوله ، دنباله‌دار ، شهاب‌سنگ و تعداد زیادی قمر می‌باشد.

توجه : امروزه انجمن جهانی اخترشناسی ، پلوتو و سدنا را جزء سیارات کوتوله به حساب می‌آورد.

پیدایش منظومه شمسی

تاکنون نظریات زیادی در مورد منشأ پیدایش منظومه شمسی و زمین ارائه شده است؛ یکی از نظریه‌های مطرح در این زمینه بیان می‌دارد که : « شکل‌گیری منظومه شمسی حدود 5 میلیارد سال پیش ، از ابری متشکل از گاز و غبار بین ستاره‌ای ، آغاز گردید. جاذبه باعث انقباض ابر شد و کره متراکمی از گاز در مرکز ابر به وجود آورد. جاذبه همچنین باعث دوران هر چه سریعتر ابر شد. هنگام دوران ، مواد موجود در ابر ، پهن شده و حلقه‌ای به وجود آمد که نواحی متراکم مرکزی را در بر می‌گرفت. سرانجام در این ناحیه‌ی متراکم ، گرمای لازم برای وقوع واکنش‌های هسته‌ای فراهم گشت و بدین ترتیب ستاره خورشید به وجود آمد. سپس اعضای کوچکتر منظومه شمسی (مانند سیارات ، سیارات کوتوله ، سیارک‌ها و ...) از مواد موجود در این حلقه به وجود آمدند. »

پیدایش منظومه شمسی از دید شیمی

تشکیل یک سیاره از دید علم شیمی ، مستلزم یک فرآیند چند مرحله‌ای است :

- اولا : دانه‌های جامد متعلق به سحابی خورشید متراکم می‌شوند.

- ثانیا : این ذرات با هم یکی شده و اجرام آسمانی بزرگ به نام ریزسیارات را شکل می‌دهند.

- ثالثا : ریزسیارات تصادم کرده و برای تشکیل پیش‌سیارات ، با هم یکی می‌شوند.

- رابعا : پیش‌سیارات پس از متحول شدن ، به سیارات امروزی مبدل می‌گردند.

ترکیبات شیمیایی سیارات به وسیله فرآیندی به نام تسلسل تراکم ، از روی تراکم دانه‌ها تعیین می‌شوند. ایده اولیه تسلسل تراکم این است که مرکز سحابی باید در دمایی برابر چندین هزار درجه کلوین بوده باشد. در این دما دانه‌های جامد (حتی ترکیبات آهن و سیلیکات‌ها) نمی‌توانستند متراکم شوند. دمای لازم برای متراکم کردن دانه‌ها به جنس آنها بستگی داشت. پایین‌تر از 2000 درجــه‌ی کلــوین ، دانه‌ها‌ ساخته شده از مواد خاک‌ متراکم شدند؛ زیر 273 درجه کلوین دانه‌های مواد خاکی و یخی هر دو می‌توانستند شکل بگیرند. در دمای متفاوت گازهای موجود و جامدات حاضر ، به طور شیمیایی بر هم کنش کرده و ترکیبات متنوعی را تولید می‌کنند. اگر دمای سحابی به سرعت از مرکز به طرف بیرون کاهش یابد ، چگالی و ترکیبات سیارات می‌تواند با تسلسل تراکم توضیح داده شود.

خانواده منظومه شمسی

تمام اجرام آسمانی که در یک منظومه مداری قرار دارند ، تحت تأثیر جاذبه‌ای دو جانبه به دور یک جرم مشترک مرکزی می‌چرخند. در منظومه‌ی « زمین - ماه » مرکز جرم مشترک در فاصله‌ی 4748 کیلومتــــری (2950 مایلی) هسته زمین قرار داشته و از سطح زمین خارج نشده است. در مورد منظومه شمسی ، مرکز جرم مشترک همواره با تغییر موقعیت نسبی سیاره‌ها ، در حال تغییر است. این مرکز در فاصله‌ای حدود 300000 کیلومتر (186000 مایل) خارج از سطح خورشید قرار دارد.

* سیارات (Planets)

(توجه : تمامی مشخصات سیارات در مقایسه با زمین می‌باشد.)

نام سیاره	قطر استوا	جرم	شعاع مدار (برحسب واحد نجومی)	درازی سال	درازی روز
عطارد	0.382	۰.۰۶	۰.۳۸	۰.۲۴۱	۵۸.۶
زهره	۰.۹۴۹	۰.۸۲	۰.۷۲	۰.۶۱۵	- ۲۴۳
زمین	۱.۰۰	۱.۰۰	۱.۰۰	۱.۰۰	۱.۰۰
مریخ	۰.۵۳	۰.۱۱	۱.۵۲	۱.۸۸	۱.۰۳
مشتری	۱۱.۲	۳۱۸	۵.۲۰	۱۱.۸۶	0.414
زحل	۹.۴۱	۹۵	۹.۵۴	۲۹.۴۶	0.426
اورانوس	۳.۹۸	۱۴.۶	۱۹.۲۲	۸۴.۰۱	0.718
نپتون	۳.۸۱	۱۷.۲	۳۰.۰۶	۱۶۴.۷۹	0.671

* سیارات کوتوله (Dwarf Planets)

سیارات کوتوله منظومه شمسی عبارتند از :

نام	قطر (بر حسب Km)	جرم (1021Kg×)	گرانش (M/S2)	سرعت حرکت (Km/S)	دوره چرخش (روز)
پلوتون	30±2306	13.05	0.58	1.2	- 6.39
سدنا	-	-	-	-	-
سرس	3.2±974.6	0.95	0.27	0.51	0.38
هائومیا	1150	0.1±4.2	0.44~	0.84~	-
ماکی ماکی	1500	4~	0.5~	0.8~	-
اریس	100±2400	16.7	0.8~	1.3	0.3~

آشنایی مختصر با خورشید و سیارات منظومه شمسی

* خورشید (Sun) :

خورشید (آرپی ، خور یا هور) یکی از ستارگان کهکشان راه شیری و تنها ستاره منظومهٔ شمسی می‌باشد. منبع اصلی نور و گرما بر روی زمین این ستاره است ، که با فاصله‌ای حدود ۱۵۰ میلیون کیلومتری از زمین قرار گرفته و قطری تقریبا معادل ۱٬۳۹۰٬۰۰۰ کیلومتر و وزنی معادل ۳۳۰ هزار بار سنگین‌تر از زمین دارد.

خورشید حدودا شامل ۹۹.۸۶ درصد جرم کل منظومه خورشیدی را تشکیل می‌دهد و به دلیل جرم عظیمش دارای نیروی گرانش بسیار قوی است ، به‌طوری که سیارات به سبب این نیرو در مدارشان به دور خورشید می‌گردند.

انفجار نهایی یک ستاره سنگین را ابرنواختر می‌نامند ، ولی خورشید ما هیچ گاه انفجاری این چنین را تجربه نخواهد کرد. زیرا حداقل جرم مورد نیاز برای وقوع یک ابرنواختر ، هشت برابر جرم خورشید ما می‌باشد.

- سیاره عطارد (Mercury Planet) :

عطارد یا تیر یکی از سیاره‌های منظومه خورشیدی ما است. این سیاره ، نزدیک‌ترین سیاره به خورشید است. همانگونه که یک رخ از کره ماه همیشه رو به زمین است ، یک رخ از تیر نیز به حالتی ابدی رو به خورشید و رخ دیگر آن پشت به خورشید است. به همین خاطر سطح رو به خورشید آن بسیار داغ و طرف پشت به خورشید بسیار سرد است.

سیاره تیر ماه ندارد. این سیاره کوچکترین سیاره‌ی منظومه شمسی به حساب می‌آید ، اما با وجود اندازه کوچک ، از میدان مغناطیسی نیرومندی برخوردار است.

تیر تندروترین سیارهٔ منظومه خورشیدی است ، که با سرعتی حدود ۴۸ کیلومتر بر ثانیه ، هر ۸۸ روز یک بار خورشید را دور می‌زند؛ از این رو سیاره‌ی گریزپا نام گرفته است ، که دیدنش آسان نیست. شاید به همین دلیل است که ایرانیان باستان ، آن را تیر نامیده و یونانیان آن را « مرکوری » یا « پیک خدایان » لقب داده‌اند.

- سیاره زهره (Venus Planet) :

زهره یا ناهید بر اساس فاصله از خورشید ، دومین سیاره منظومه شمسی است و میان زمین و تیر قرار دارد. این سیاره نزدیک‌ترین سیاره به زمین می‌باشد و بعد از ماه ، درخشان‌ترین جرم آسمانی طبیعی است که به هنگام شب از زمین رؤیت می‌شود. زهره داغ‌ترین سیاره در منظومهٔ خورشیدی است ، که جوی ضخیم و غلیظ دارد و همین امر دیدن سطح آن را از طریق رصد دشوار می‌کند.

سیاره ناهید فاقد ماه است و از بسیاری جهات (مثلا اندازه ، جرم ، جاذبه و ترکیبات ساختاری) به زمین شباهت زیادی دارد و به همین دلیل به آن لقب خواهر زمین را نسبت داده‌اند. این سیاره را جزء سیاره‌های زمین‌مانند و متراکم طبقه‌بندی کرده‌اند ، که دارای آتشفشان‌های فعال ، ناهیدلرزه و کوهواره است. ناهید در مداری تقریبا دایره‌وار به فاصله‌ی میانگین ۱۰۸ میلیون کیلومتر از خورشید ، به دور آن می‌گردد و کمترین فاصله آن با زمین ۴۲ میلیون کیلومتر است.

زمان لازم برای یک بار گردش این سیاره به دور خورشید ۲۲۵ روز زمینی می‌باشد. تفاوت بزرگ ناهید با زمین ، جو آن است ، که بیشتر آن را دی‌اکسید کربن تشکیل داده و در ابرهای فوقانی آن قطرات ریز اسید سولفوریک وجود دارد. وجود دی‌اکسید کربن در جو این سیاره ، دمای آن را به مقدار بسیار چشمگیری افزایش داده‌است (۴۶۴ درجه سانتیگراد نزدیک سطح سیاره).

- سیاره زمین (Earth Planet) :

زمین سومین سیاره در منظومهٔ شمسی است که در فاصلهٔ حدود ۱۵۰ میلیون کیلومتری از ستاره‌ی خورشید قرار دارد. فاصلهٔ زمین تا خورشید به گونه‌ای است که شرایط محیطی آن قابلیت زیستن را به موجودات زندهٔ کربنی می‌دهد. تاکنون زمین تنها سیاره‌ای بوده است که وجود حیات در آن ثابت شده است. زمین سیاره‌ای است سنگی با مقدار قابل توجهی آب سطحی. جو زمین ترکیبی از نیتروژن (حدود هفتاد و هشت درصد) ، اکسیژن (حدود بیست و یک درصد) و چندین گاز دیگر (از جمله آرگون و دی‌اکسید کربن) است.

زمین بین دو سیاره‌ی زهره و مریخ قرار دارد و جزو سیارات داخلی منظومهٔ شمسی محسوب می‌شود. کره‌ی ماه تنها قمر زمین می‌باشد. عمر زمین حدود ۴.۶ میلیارد سال است.

- سیاره مریخ (Mars Planet) :

مریخ یا بَهرام چهارمین سیاره در سامانه خورشیدی است که در مداری طویل‌تر از زمین و با سرعتی کمتر از زمین حرکت می‌کند. هر یک باری که به دور خورشید می‌چرخد ، مدت زمانی معادل ۶۸۷ روز زمینی طول می‌کشد و شب و روز کمی طولانی‌تر از کره زمین است.

بزرگی مریخ حدودا نصف زمین است و قطر آن ۶۷۹۰ کیلومتر می‌باشد (آن را با قطر زمین که ۱۲۷۵۶ کیلومتر است ، مقایسه کنید).

جو مریخ سرخ فام بوده و در آسمان شب از زمین نیز سرخی آن دیده می‌شود. سیاره مریخ دو ماه کوچک به نامهای فوبوس و دِیموس دارد ، که شکلی نامنظم دارند. این دو ماه احتمالا شهاب‌سنگ‌هایی هستند که در مدار مریخ به دام افتاده‌اند. اگر شخصی در کرهٔ مریخ باشد مشاهده خواهد کرد که فوبوس سه بار در یک روز طلوع و غروب می‌کند. دیموس نصف فوبوس بوده و چنانچه از مریخ به آن نگاه کنیم این ماه بیشتر شبیه به یک ستاره خواهد بود تا یک قمر.

- سیاره مشتری (Jupiter Planet) :

مُشتَری یا هُرمُز یا برجیس بزرگترین سیاره منظومه شمسی است ، که از نظر فاصله از خورشید پنجمین سیاره (بعد از عطارد ، زهره ، زمین و مریخ) است. این سیاره چهارمین شی‌ء درخشان آسمان می‌باشد (بعد از خورشید ، ماه و زهره)؛ البته گهگاهی مریخ درخشان‌تر از آن به‌نظر می‌آید.

جرم مشتری ۲.۵ بار از مجموع جرم تمام سیارات منظومه شمسی بیش‌تر است. جرم مشتری ۳۱۸ بار بیش‌تر از جرم زمین بوده و قطر آن ۱۱ برابر قطر زمین است. مشتری می‌تواند ۱۳۰۰ زمین را درخود جای دهد. میانگین فاصله‌ی آن از خورشید در حدود ۷۷۸ میلیون و ۵۰۰ هزار کیلومتر می‌باشد (بیشتر از ۵ برابر فاصله زمین از خورشید). ستاره‌شناسان با تلسکوپ‌های مستقر در زمین و ماهواره‌هایی که در مدار زمین می‌گردند ، به مطالعه مشتری می‌پردازند. ایالات متحده تاکنون ۶ فضاپیمای بدون سرنشین را به مشتری فرستاده است.

- سیاره زحل (Saturn Planet) :

زُحَل یا کیوان پس از مشتری ، دومین سیاره بزرگ منظومه شمسی است و ششمین سیاره دور از خورشید می‌باشد. زحل یک گلوله گازی غول‌پیکر است و چگالی‌اش بسیار کم است ، به طوری که اگر در آب بیفتد روی آب شناور می‌ماند. یک روز کامل در کیوان برابر ۱۰ ساعت و ۳۹ دقیقه در زمین می‌باشد ، اما هر یک سال آن برابر ۲۹.۵ برابر سال زمینی است. جنس این سیاره همانند مشتری از گاز بوده و بیشترین گازی که در جو آن موجود است هیدروژن می‌باشد ، به همراه مقدار کمی هیلیم و متان. به علت سرعت زیاد حرکت زحل به دور خود ، در قطب‌های آن نوعی حالت تختی مشاهده می‌شود.

در آسمان شب زمین ، زحل به دلیل اندازه بزرگ , دارای جوی درخشان است. زیبایی آسمان کیوان به خاطر نوارهای روشن حلقه‌های اطراف آن و نیز به خاطر قمرهای زیادش است.

- سیاره اورانوس (Uranus Planet) :

اورانوس (در اسطوره‌های یونان خدای آسمان و معادل فارسی آن آهوره) هفتمین سیاره از نظر نزدیکی به خورشید ، چهارمین سیاره از نظر اندازه و سومین سیاره از نظر جرم است. اورانوس هر 84 سال و 7 روز ، یک بار به دور خورشید می‌گردد و نیز هر 10 ساعت و 48 دقیقه یک دور به دور خودش می‌چرخد. اورانوس ۲۷ ماه طبیعی دارد ، که از جمله آنها می‌توان 5 ماه به نامهای میراندا ، آریل ، آمبریل ، تیتانیا و ابرون را نام برد. این سیاره را ویلیام هرشل در سال 1781 میلادی کشف کرد.

فاصله متوسط اورانوس تا خورشید ۲٬۸۶۹٬۶۰۰٬۰۰۰ کیلومتر است. این سیاره را حتی با چشم غیرمسلح نیز می‌توان دید. محور حرکت وضعی این سیاره کاملا با مدار حرکت انتقالیش منطبق است. سفرهای اکتشافی به این سیاره کمتر از ده مأموریت بوده ، که شاخص‌ترین آنها مأموریت ویجر ۲ بود (این فضاپیما در ژانویه ۱۹۸۶ به اورانوس رسید).

- سیاره نپتون (Neptune Planet) :

نپتون آخرین سیارهٔ گازی منظومه شمسی بوده ، که جزو سیارات مشتری‌مانند به حساب می‌آید. نپتون را خدای دریا و همزاد اورانوس نیز می‌نامند. کشف این سیاره در بین سال‌های ۱۷۹۰ تا ۱۸۴۰ بر اثر اختلالاتی که در مدار اورانوس مشاهده شد ، اتفاق افتاد. معمولا همه این سیاره را به رنگ آبی می‌شناسند و این بدین علت است که گاز متان حاضر در جو نپتون رنگ سرخ را جذب کرده و آبی حاصل از طیف نوری خورشید را بازمی‌تاباند. به همین دلیل اتمسفر (یا جو ) نپتون آبی رنگ بوده و درصد بازتابش بالایی دارد که حاکی از وجود یک جو غلیظ است. ترکیبات کلی جو این سیاره ، به مانند سایر سیارات غول‌پیکر گازی ، شامل ۸۰ تا ۸۵ درصد هیدروژن و ۱۵ تا ۱۹ درصد هیلیم می‌باشد.

تقریبا ۱۶۵ سال طول می‌کشد تا نپتون یک بار به‌دور خورشید بگردد. بنابراین از زمان کشف آن در سال ۱۸۶۴ تا کنون (سال ۲۰۱۱) ، یک بار به دور خورشید گشته است.

- سیاره پلوتو (Pluto Planet) :

پلوتو یا پلوتون از نظر بزرگی پس از اریس ، دومین سیاره‌ی کوتوله‌ی منظومه شمسی است. پلوتو از هنگام کشف در سال ۱۹۳۰ میلادی ، تا ۲۴ اوت ۲۰۰۶ به عنوان نهمین سیاره منظومه شمسی به حساب می‌آمد؛ اما امروزه بنابر تعریف نوین اتحادیه‌ی بین‌المللی اخترشناسی ، یک سیاره کوتوله و همچنین به عنوان نمونه نخست از رده‌ی جدید اجرام فرانپتونی به شمار می‌رود.

« پلوتون » گویش زبان فرانسه است و در زبان انگلیسی به آن « پلوتو » می‌گویند.

در افسانه‌های روم باستان ، سیاره پلوتو را خدای زیرزمینی نامیده‌اند؛ این نامگذاری به دلیل فاصله بسیار دور این جرم آسمانی از خورشید بوده است.

مدار پلوتو با دایرةالبروج بیش از ۱۷ درجه زاویه‌ی انحراف دارد و این بدان معنی است که این سیاره‌ی کوتوله نیمی از مسیر خود را بالای صفحه گردش زمین به دور خورشید و نیمی دیگر را پایین این صفحه طی می‌کند. کشیدگی مدار پلوتو بسیار زیاد و غیرعادی است ، به طوری که مدار آن با مدار نپتون (آخرین سیاره منظومه شمسی) در دو نقطه تقاطع دارد. یک سال پلوتونی به اندازه ۲۴۹ سال زمینی طول می‌کشد. جالب است بدانید پلوتون که در حالت طبیعی بعد از نپتون قرار دارد ، در مدت ۲۰ سال از این ۲۴۹ سال ، از مدار نپتون رد شده و به فاصله کمتری از خورشید نسبت به نپتون می‌رسد.

- سیاره سدنا (Sedna Planet) :

سدنا یک جرم فرانپتونی است ، که در ۱۴ نوامبر ۲۰۰۳ میلادی به دست یک گروه از اخترشناسان (با نامهای مایک براون ، چاد توریجیلو و دیوید رابینو ویتزو ) کشف شد. سدنا مداری غیر عادی دارد که اوج آن بارها دورتر از بیرونی‌ترین مرز کمربند کویپر است. این خرده سیاره ، از جمله اجرام ابر اورت به حساب می‌آید.

هم اکنون سدنا یک نمایندهٔ افزوده شده به گروه سیارات کوتوله است.

گردش سیارات به دور خورشید

تمامی سیارات منظومه شمسی تقریبا در یک صفحه مداری به دور خورشید می‌گردند. به استثنای عطارد که صفحه مداری آن با صفحه مداری زمین یا دایره‌‌البروج ، زاویه‌ای معادل تقریبی ۷ درجه می‌سازد ، تمایل صفحات مداری سایر سیارات منظومه شمسی نسبت به صفحه مداری زمین ، کمتر از ۳.۴ درجه است. این بدان معناست که اگر به منظومه شمسی از پهلو نگاه کنیم ظاهری شبیه به یک صفحه تخت دارد. حتی زوایایی که محور گردش سیارات به دور خود با صفحه مدار زمین می‌سازند نیز اختلاف چندانی با یکدیگر ندارند. انحراف محور سیارات منظومه شمسی به این صفحه کمتر از ۳۰ درجه است. انحراف محور خورشید نیز نسبت به صفحه دایره‌‌البروج ۷.۲۵ درجه است. راستای حرکت وضعی (گردش سیاره به دور خود ، که موجب پیدایش شب و روز می‌شود) و حرکت انتقالی (گردش سیاره به دور خورشید ، که سبب پیدایش سال می‌گردد) در سیارات منظومه شمسی نیز می‌تواند گواهی بر نظریه سحابی خورشیـــــدی باشد. اگر از نقطــــــه‌ای در بالای قطب شمــال زمین به سیـــارات بنگـــریم ، تمامی سیارات در جهت خلاف عقربه‌های ساعت به دور خورشید در گردش‌اند (به استثنای زهره و اورانوس). برخی سیاره‌شناسان معتقدند علت این ناهماهنگی در زهره و اورانوس ، می‌تواند برخورد سهمگین یک جرم سماوی با این دو سیاره در سال‌های آغازین پیدایش منظومه شمسی باشد (البته صحت این فرضیه هنوز به اثبات نرسیده است). سه دلیل فوق (یعنی قرار گرفتن تمامی سیارات در یک صفحه مداری ، راستای چرخش آنها به دور خود (به استثنای زهره و اورانوس) ، و جهت گردش آنها به دور خورشید) از مهم‌ترین دلایلی هستند که نشان می‌دهند منشأ پیدایش تمامی سیارات منظومه شمسی یکسان و به نوعی مرتبط با پیدایش خورشید بوده است.

مبدا سیارات فراخورشیدی

مبداسیارات فراخورشیدی

امروزه جستجو برای حیات در سیارات فراخورشیدی و یافتن زندگی در خارج از کره زمین به یکی از داغ ترین و مهمترین مباحث اخترشناسی تبدیل شده است. ما حقیقتاً در محدوده زمانیه بسیار مهمی برای تحقیق پیرامونسیارات فراخورشیدی قرار گرفته ایم. تنها 18 سال قبل بود که اولین سیاره در خارج از منظومه شمسی ما کشف شد و 15 سال قبل وجود یکی از آنها در اطراف ستاره میزبان به اثبات رسید. علاوه بر این هر روزه نشانه های جدیدی از وجود اتمسفر و شرایط حیات در بسیاری از این سیارات بدست می آید که این نشانه ها با سرعت چشمگیری در حال افزایش می باشند. حجم این داده ها به اندازه ای زیاد است که اخترشناسان را قادر ساخته تا حتی درباره چگونگی تشکیل و پیدایش این سیارات نیز نظریات قابل قبول و استنتاج هایی را ارائه دهند.

بطور کلی ، دو روش برای تشکیل سیارات وجود دارد. اولین روش از طریق بهم پیوستگی است که در آن ستاره و سیاره از فروپاشی گرانشی مستقل از یکدیگر تشکیل می شوند اما بحدی نزدیک هم هستند که نیروی جاذبه متقابل آنها را در مدار به هم می پیوندد.

(برای دیدن تصویر در اندازه بزرگ اینجا کلیک نماید)

دومین روش که منظومه شمسی ما نیز از همان طریق بوجود آمده است ، روش دایره ای (دیسک) است. در این روش ماده از یک دیسک باریک اطراف پیش ستاره متلاشی می شود تا سیاره را تشکیل دهد. هر یک از این فرایند ها مجموعه متفاوتی از پارامترها را دارند که اخترشناسان را قادر می سازد تا با برسی اثرات بجا مانده از آنها، به آن پی ببرند.

با اینحال بر اساس مقاله جدیدی که از 'هلموت ابت' از رصدخانه ملی 'کت پیک' به چاپ رسیده، چنین اظهار می نماید که با توجه به نمونه برداری های اولیه ما از پیدایش سیارات فراخورشیدی، پیدایش منظومه شمسی نمونه کمی عجیب و غریبی به نظر می رسد.

یک سیاره فراخورشیدی سیاره‌ای است که خارج از سامانه خورشیدی قرار دارد. تا سال ۲۰۰۹ تعداد ۳۷۳ سیاره فراخورشیدی یا به قولی ۴۰۷ سیاره کشف شده‌اند.

بسیاری از آن‌ها بزرگ‌تر از سیاره مشتری هستند. در سال‌های اخیر با بهبود فناوری رصدی، ۱۳ سیاره فراخورشیدی هم‌اندازه با کره زمین نیز کشف شده‌است.

در میان سیاره‌های فراخورشیدی نمونه‌های شگرفی دیده می‌شوند، برای نمونه سیاره‌ای مشابه به سیاره کوروت-۷بی (COROT-7b) در ۲۶۰ سال نوری از زمین وجود دارد که سرعت گردش آن به‌دور ستاره مادرش چنان بالاست که هر سال در این سیاره تنها سه روز به‌درازا می‌کشد.

دانشمندان بر این باورند که سیاره‌های بیشماری بوده یا هستند که توسط ستارهٔ خود فروبلعیده شده یا از مدار و منظومه خود به بیرون پرت شده و در فضای خالی سرگردان گشته‌اند.

(برای دیدن تصویر در اندازه بزرگ اینجا کلیک نماید)

اولین پارامتری که این دو روش تشکیل را تمایز می دهد، همان گریز از مرکز می باشد.Abt برای ایجاد یک سطح پایه در مقایسه، ابتدا توزیع نیروی گریز از مرکز را برای 188 ستاره دوتایی طرح ریزی کرده و پس از آن ، آنرا با تنها سیستم شناخته شده ای که با همان طرح (منظومه شمسی ما) ، یعنی از طریق روش دیسک تشکیل شده است مقایسه می کند. این تحقیق نشان داد که اکثریت ستارگاندارای مداراتی با نیروی گریز از مرکز پایین می باشند، و با افزایش نیروی گریز از مرکز این درصد به آرامی کاهش می یابد. در منظومه شمسی ما که تنها یک سیاره در آن (پلوتو) نیروی گریز از مرکزی بزرگتر از 0.2 دارد ، این توزیع کاهش یافته و بسیار شیب دار خواهد بود. هنگامیکه Abt توزیع برای 379 سیاره را با نیروی گریز از مرکز شناخته شده ایجاد کرد، نتایج تقریباً همسانی در زمینه ستاره های دوتایی بدست آمد.

ستاره دوتایی به دو ستاره گفته می‌شود که به هم نزدیک هستند و به دور مرکز ثقلشان گردش می‌کنند. به ستاره کوچکتر ستاره همدم گفته می‌شود.تحقیقات جدید نشان می‌دهد درصد زیادی از ستارگان بخشی از یک سامانه حداقل دو ستاره‌ای هستند. ستارگان دوتایی در اخترفیزیک بسیار مهم هستند زیرا مدار آنها جرمشان را مشخص می‌کند.جرم بسیاری از ستارگان تکی از روی برون‌یابی جرم ستارگان دوتایی بدست می‌آید. ستاگان دوتایی با ستاره دوتایی نوری یکی نیستند, تفاوت آنها در این است که ستارگان دوتایی نوری از زمین نزدیک یکدیگر دیده می‌شوند ولی آنها هیچ اثر گرانشی بر یکدیگر ندارند.ستارگان دوتایی از روی طیف‌سنجی هم شناخته می‌شوند. اگر مدار حرکت این ستارگان در راستای دید زمین باشد آنها از طریق گرفت تشخیص داده خواهند شد.

به سامانه‌های بیشتر از دو ستاره ستاره چندتایی می‌گویند که فراوانی آن کم نیست.ستاره‌های دوتایی می‌توانند بین یکدیگر جرم تبادل کنند و تکامل یابند از معروفترین ستارگان دوتایی می‌توان به الغول(ستاره دوتایی گرفتی)شباهنگ و ماکیان ایکس یک(که همدم کوچکتر قویترین احتمال سیاهچاله است).

س

همچنین طرح مشابه ای برای نیم محور اصلی ستارگان دوتایی و منظومه شمسی ما ساخته شد. اینبار هم نتایج بدست آمده ، هنگامیکه این طرح برای سیارات فراخورشیدی شناخته شده ترسیم شد ، حاکی از توزیع مشابهی با سیستم های ستاره ای دوتایی جفت شده بود.

Abt همچنین وضعیت و جزئیات سیستم ها را نیز مورد بررسی قرار داد.سیستم های ستاره ای شامل سه ستاره است که بطور کلی شامل یک جفت ستاره در مدار دوتایی فشرده و سومین ستاره در مداری بسیار بزرگتر می باشند.

لفظ ستاره دوتایی از سال ۱۸۰۲ توسط سر ویلیام هرشل به کار رفت, در تعریف او آمده است, «یک ستاره دوتایی واقعی- متشکل از دو ستاره‌است به طوری که به یکدیگر را جذب می‌کنند».دو ستاره نزدیک به هم به طور تصادفی ستاره دوتایی نوری نام می‌گیرند, مشهورترین ستاره دوتایی نوری ستاره زتا خرس بزرگ است که در صورت فلکی خرس بزرگ قرار دارد. دوتایی‌های غیر واقعی را دوتایی نوری می‌گویند. با اختراع تلسکوپ ستارگان دوتایی بیشتری کشف شدند. هرشل, در ۱۷۸۰ میلادی,۷۰۰ سامانه دوتایی, و حدود ۵۰ سامانه که به نظرش بیشتر از دو ستاره دارند ثبت نمود.یک سامانه دوتایی واقعی، دو ستاره‌است که جاذبه گرانشی دارند.وقتی دو ستاره تفکیک می‌شوند که با بالابردن دقت تلسکوپ‌ها به اندازه کافی (در صورت لزوم از روش‌های اینترفرمتریک استفاده می‌شود) دو ستاره کاملا مجزا دیده شوند که به آنها دوتایی مرئی می‌گویند.

Abt با مقایسه نسبت چنین مدارهایی، فاصله گذاری مداری را تعیین کرده است.با این وجود وی به جای مقایسه ساده با منظومه شمسی ، موقعیت مشابه تشکیل ستاره های اطراف توده مرکزی کهکشان را مورد ملاحظه قرار داد و در این روش توزیع مشابهی را ایجاد کرد.در این مورد ، نتایج شگفت آور بودند و هر دو روش تشکیل ، نتایج یکسانی را حاصل کردند.

(برای دیدن تصویر در اندازه بزرگ اینجا کلیک نمایید)

درنهایت،Abt میزان عناصر سنگین در حجیم ترین بدنه را نیز مورد ملاحظه قرار داد. کاملاً معلوم است که اکثر سیارات فراخورشیدی در اطراف ستارگانی یافت می شوند که دارای فلزات غنی می باشند. در حالیکه هیچ دلیلی برای تشکیل سیارات در دیسکی که نمیتواند در اطراف ستارگان باجرم بالا باشد وجود ندارد، داشتن یک ابر غنی فلزی که از آن برای تشکیل ستاره ها و سیاره ها استفاده می شود یه نیاز ضروری در مدل بهم پیوستگی است ( زیرا این امر منجر به سرعت بخشیدن به روند فروپاشی شده، و اجازه میدهد تا سیارات غول پیکر پیش از پراکندگی کامل ابر ،به طور کامل تشکیل شوند.) بنابراین ، این واقعیت که اکثریت قریب به اتفاق سیارات فراخورشیدی در اطراف ستارگان فلزی غنی وجود دارند از فرضیه بهم پیوستگی طرفداری می کند.

(برای دیدن تصویر در اندازه بزرگ اینجا کلیک نمایید)

مجموع این اطلاعات ، چهار آزمایش برای تشکیل مدل ها را فراهم می سازد. مشاهدات کنونی در هر مورد چنین اظهار می کنند که اکثریت سیارات کشف شده در دوردستها از بهم پیوستگی تشکیل شده اند نه در یک دیسک. با این وجود ، Abt تاکید می کند که محدودیت در تجهیزات و ابزارآلات سنجش فعلی نیز می تواند در جهت گیری این گزارشات آماری تاثیرگذار باشند. چنانکه وی ذکر می کند ، اخترشناسان هنوز حساسیت سرعت شعاعی را برای کاوش سیستم های دیسکی مانند منظومه شمسی ندارند (بجز سیارات بزرگ مجزا مانند ژوپیتر در (5 AU. به همین منوال ، این نظریه به احتمال زیاد با قابل دسترس قرار گرفتن نسل جدیدی از ابزارآلات در آینده تغییر خواهد کرد. در حقیقت ، با پیشرفت ابزارآلات و در دسترس گرفتن نقشه های سه بعدی و رصد مستقیم انحرافات مداری در آینده، اخترشناسان قادر خواهند بود تا آزمایش دیگری نیز برای تعیین روشهای تشکیل بیافزایند.

منبع: سایت نجوم ایران

منظومه شمسی و بیگ بنگ

بیگ‌بنگ یکی از نظریات خلقت عالم است که طبق آن عالم در اثر یک انفجار بزرگ به وجود آمده و دائما در حال گسترش می‌باشد. چنانچه ضریب چگالی عالم کمتر از یک باشد، روزی این گسترش متوقف خواهد شد و عالم به سمت داخل فروریزش خواهد نمود، اما از آنجاییکه ضریب چگالی عالم، طبق آخرین برآوردها حدود یک تخمین زده شده است، پیش‌بینی می‌شود، شتاب دور شدن اجزای عالم از یکدیگر، زمانی متوقف گردد و عالم به حالت پایداری برسد.

ستونهای آفرینش نامی است که برای این قسمت زیبا از سحابی عقاب انتخاب شده است

دانشمندان عمر جهان را حدود ۱۴ میلیارد سال و عمر منظومه شمسی را حدود ۴ تا چهار و نیم میلیارد سال تخمین می‌زنند. بنابراین نابجا نگفته‌ایم اگر مدعی شویم که منظومه شمسی در مقایسه با سن جهان، جوان می‌باشد. طبق یک نظریه پرطرفدار، آنچه اکنون، آن را منظومه شمسی می‌خوانیم، در حدود ۴ تا ۵ میلیارد سال پیش، توده‌ای از غبار و گاز بوده است. دانشمندان معتقدند که احتمالا قسمت اعظم این سحابی از گاز هیدروژن تشکیل شده بود. طبق نظریه‌ای که ما به تشریح آن می‌پردازیم، در آن زمان، در نزدیکی این سحابی که در گوشه‌ای از کهکشان راه‌شیری قرار داشته، ستاره بزرگی که حدودا 3 برابر خورشید بوده، روزهای پایانی عمر خود را می‌گذرانده است. زمانی که عمر این ستاره نسل اولی به پایان رسیده، به دلیل جرم و ابعاد بزرگش، فوران عظیمی از انرژی و ماده از دل او بیرون زد. انرژی فراوان این ستاره، سحابی ما را به شدت به دوران واداشته و همچنین حجم زیادی مواد سنگین نظیر آهن، به داخل سحابی تزریق نمود.

چرخش سحابی به دور مواد تزریق شده به داخل آن، باعث فروریزش مولکولهای گاز و افزایش فشار درونی سحابی گردید. صدها میلیون سال طول کشید تا مواد سنگین تزریق شده به سحابی از مرکز چرخش خارج شدند و سحابی آنقدر در خود ریزش نمود که در مرکز آن شرایط لازم برای اولین هم‌جوشی هسته‌ای پدیدار شد. شروع فعالیت هسته‌ای در قلب سحابی فشرده شده، نوید تولد ستاره‌ای تازه بود که بعدها خورشید نام گرفت.

همانطور که اشاره شد، در زمان شکل گیری منظومه شمسی، ستاره پیر در حال مرگ، علاوه بر اهداء انرژی فراوان به صورتهای مختلف، مقادیری عناصر سنگین، مانند آهن، کربن و هلیم نیز به سحابی نوزاد تزریق کرد. این عناصر سنگین، در زمان شکل‌گیری منظومه شمسی ، هنگامیکه هنوز خورشید رسماً متولد نشده بود، آرام آرام از هسته مرکزی رانده شده و هر قدر چگالی سحابی افزایش می‌یافت، سیستم به پایداری بیشتری می‌رسید. طبیعی است که عناصر سنگینتر، نزدیکتر و عناصر سبکتر، دورتر از هسته مرکزی قرار گرفته باشند.

بعد از صدها میلیون سال، این عناصر با هم ترکیب و تشکیل جسم واحدی دادند. به دلیل قوانین مداری، اجسام علاوه بر اینکه به دور ستاره جوان می‌چرخیدند، شروع به چرخش حول خود نیز نمودند و از جمع قوانین گرانش و گریز از مرکز حاصل از چرخش، تمامی آنها شکل کروی به خود گرفتند. پس از گذشت سالها، سطح بعضی از آنها که از عناصر سنگینتری تشکیل شده بودند، سرد و سخت شد و سیستم مداریشان به حالت پایداری رسید. اجرام غیر ستاره‌ای که منظومه شمسی را تشکیل می‌دهند عبارتند از سیارات، قمرهای آنها، خرده سیارات ، دنباله‌دارها و سنگها و غبارهای آسمانی .

خرده سیارک ایدا که حدود ۵۶ کیلومتر طول دارد به همراه قمر کوچکش، داکتیل که قطری حدود یک و نیم کیلومتر دارد، در تصویر دیده می‌شوند. در این تصویر داکتیل کوچک که در مداری به فاصله ۱۰۰ کیلومتر از آیدا به دور آن می‌چرخد، اندکی به دوربین نزدیکتر است. این تصویر در آگوست ۱۹۹۳ و از فاصله ۱۱۰۰۰ کیلومتری توسط سفینه فضایی گالیله، برداشته شده است.

اجسام منظومه شمسی عمدتاً به دو گروه با چگالی بالا، که در نزدیکی خورشید قرار دارند و با چگالی پایین، که دورتر از خورشید واقع شده‌اند، تقسیم می‌شوند. روی همین اصل سیارات منظومه شمسی را به دو گروه زمین‌مانند و مشتری‌مانند تقسیم می‌کنند. سیاره‌های زمین مانند که به ترتیب فاصله از خورشید عبارتند از عطارد ، زهره، زمین و مریخ همگی چگالی بالا و سطح سخت و صخره‌ایی دارند. غیر از عطارد بقیه این سیارات جو نیز دارند.

سیاره‌های مشتری‌مانند که به ترتیب عبارتند از مشتری ، زحل ، اورانوس و نپتون ، همگی نسبت به زمین، سیاراتی عظیم هستند و عمدتاً از گاز تشکیل شده‌اند ولی بعضی از آنها هسته‌های جامد هم دارند. این سیارات را همچنین به نام غولهای‌گازی نیز می‌شناسند.

تا همین چند وقت پیش در کل منظومه شمسی نه عدد سیاره٬ شناسایی شده بود که به ترتیب عبارتند از سیارات زمین‌مانند، سیارات مشتری‌مانند و در انتها سیاره عجیب و قانون‌شکن پلوتون. اما به تازگی عضو جدیدی در منظومه شمسی ما یافت شده که تعداد سیارات منظومه شمسی را به ۱۰ عدد افزایش داده است.

این تصویر نمایی خطی از منظومه شمسی ۹ سیاره‌ای را با تناسب واقعی ابعاد سیارات نشان می‌دهد. به عظمت سیاراتی مانند مشتری و زحل نسبت به زمین دقت فرمایید.

این سیاره که به تازگى کشف شده است در کمربند کوئیپر قرار دارد و در خارج از مدار پلوتون به دور خورشید مى‌گردد. سیاره دهم که نام رسمى آن 2003UB313 است توسط گروهى به رهبرى دکتر «مایکل براون» از دانشگاه کلتک کشف و «XENA» نامیده شد. این کشف به شکل غیرمستقیم و از طریق تصاویر گرفته شده توسط دوربین‌هاى حساس الکترونیکى (CCD) انجام شد. این سیاره کوچک در آسمان ما جسمى بسیار کم نور از قدر ۱۹ است. این به آن معناست که سیاره دهم ۵ میلیون برابر کم‌نورتر از ستاره قطبى در آسمان دیده مى‌شود.

منظومه شمسی

ترکیب یک ستاره بنام خورشید وهشت سیاره با نامهای تیر٬ ناهید٬ زمین ٬مریخ٬ مشتری زحل٬ اورانوس و نپتون و تعدادی سیارک تعدادی دنباله دار وتعدادی سیاره کوتوله که با نظمی قابل توجه دور آن می چرخند.میدان ثقل کره خورشید ٬حرکت سیارات ودیگر اجرام منظومه را کنترل می کند.مقداری گاز وغبار میان سیاره ای نیز در این منظومه وجود دارد.

تمامی سیارات منظومه شمسی تقریبا" در یک صفحه مداری به دور خورشید می‌گردند. به استثنای عطارد که صفحه مداری آن با صفحه مداری زمین یا دایره‌‌البروج زاویه‌ای معادل تقریبی ˚7 می‌سازد، تمایل صفحات مداری سایر سیارات منظومه شمسی نسبت به صفحه مداری زمین، کمتر از ˚4/3 است. این بدان معناست که اگر به منظومه شمسی از پهلو نگاه کنیم ظاهری شبیه به یک صفحه تخت دارد. زوایایی که محور گردش سیارات به دور خود با صفحه مدار زمین می‌سازند نیز اختلاف چندانی با یکدیگر ندارند. انحراف محور سیارات منظومه شمسی به این صفحه کمتر از ˚30 است. انحراف محور خورشید نیز نسبت به صفحه دایره‌‌البروج ˚25/7 است. راستای حرکت وضعی (گردش سیاره به دور خود که موجب پیدایش شب و روز می‌شود) و حرکت انتقالی (گردش سیاره به دور خورشید که سبب پیدایش سال می‌گردد) سیارات منظومه شمسی نیز می‌تواند گواهی بر نظریه سحابی خورشیدی باشد. اگر از نقطه‌ای در بالای قطب شمال زمین به سیارات بنگریم، تمامی سیارات در جهت خلاف عقربه‌های ساعت به دور خورشید در گردشند و به استثنای زهره و اورانوس، جهت حرکت وضعی سایر سیارات نیز عکس جهت عقربه‌های ساعت است. برخی سیاره‌شناسان معتقدند علت این ناهماهنگی در زهره و اورانوس می‌تواند برخورد سهمگین یک جرم سماوی با این دو سیاره در سال‌های آغازین پیدایش منظومه شمسی باشد، گرچه صحت این فرضیه هنوز به اثبات نرسیده است. سه دلیل فوق، یعنی قرار گرفتن تمامی سیارات در یک صفحه مداری، راستای چرخش آنها به دور خود (به استثنای زهره و اورانوس)، و جهت گردش آنها به دور خورشید از مهم‌ترین دلایلی هستند که نشان می‌دهند منشا پیدایش تمامی سیارات منظومه شمسی یکسان و به نوعی مرتبط با پیدایش خورشید بوده است. علاوه بر این، دانشمندان به کمک محاسبه نیمه عمر مواد رادیواکتیو موجود در زمین، ماه، مریخ و شهابسنگ‌ها دریافتند اجرام منظومه شمسی بین 3/4 تا 8/4 میلیارد سال عمر دارند که همزمانی تولد آنها را نشان می‌دهد. این شباهت‌ها و هماهنگی میان اجزای منظومه خورشیدی، مهم‌ترین دلیل اثبات نظریه سحابی خورشیدی است. علاوه بر این، فناوری جدید تصاویری از ستاره‌های در حال تولد شکار کرده است که ابری از غبار در حال تراکم را در اطراف آنها نشان می‌دهد که محل تولد سیارات آن منظومه محسوب می‌شود. چنانچه نظریه سحابی خورشیدی صحیح باشد، سیارات در جهان ما باید به وفور یافت شوند چرا که اغلب ستارگان در مرکز قرص‌هایی از غبار که محل تولد سیارات است، تشکیل می‌شوند. کشف سیارات فراخورشیدی گامی مهم در اثبات این نظریه تا‌کنون بوده است.

میدان مغناطیسی در سیارات

در منظومه شمسی میدانهای مغناطیسی خورشید وسیارات عموما" توسط جریانات الکتریکی متحرک درون لایه های رسانای درونی تولید می شود.در خورشید میدان مغناطیسی ناشی از حرکت داخلی گاز یونیده است.در زمین لایه رساناعامل ایجاد میدان به شکل آهن مایع در هسته بیرونی قرار دارد.در مورد سیاره مشتری وزحل میدان مغناطیسی ناشی از حرکات درون لایه هیدروزنی فلزی ودر اورانوس ونپتون هم احتمالا" یک لایه یخی slushy- عامل ایجاد میدان است.در سیاره تیر هسته آهنی بزرگ عامل ایجاد میدان است گرچه فعال بودن این هسته هرروز مورد شک بیشتری قرار می گیرد واحتمال دارد که میدان مغناطیسی موجود باقیمانده میدان از زمانهای دور سیاره باشد.در حال حاضر ماه وسیاره مریخ دارای میدان نیستند اما آزمایش روی سخره های دو جرم نشان از وجود میدان در زمانهای گذشته دارد.اقمار بزرگ سیاره مشتری نیز دارای میدان ضعیفی هستند.تاکنون طی تاریخ چندین بار (در مقیاس چندصدهزار ساله)جای قطبهای میدان مغناطیسی زمین تغییر کرده است البته خورشید نیز دارای چنین تغییراتی است که دوره آن کوتاهتر واثرات آن عموما" محلی است.کشف این تغییرات کمکی بوده است در جهت توجیه تکتونیک صفحه ای.

قسمتی از فضا که محل برخورد باد خورشیدی با میدان مغناطیسی است مغناطکره نامیده می شود.