معلومات عن كواكب المجموعة الشمسية
تشكل النظام الشمسي قبل 4.6 مليار سنة من انهيار جاذبية سحابة جزيئية عملاقة بين النجوم.
الغالبية العظمى من كتلة النظام موجودة في الشمس ، والكتلة المتبقية في كوكب المشتري والكواكب الداخلية الأربعة الصغيرة ، عطارد والزهرة (الزهرة) والأرض والمريخ. إنها كواكب صخرية تتكون أساسًا من الصخور والمعادن.
الكواكب الخارجية الأربعة هي كواكب عملاقة ، أكبر بكثير من الأرض. أكبرها كوكب المشتري وزحل ، وتحتويان على نسبة كبيرة من الغاز ، حيث تتكون هذه النسبة أساسًا من الهيدروجين والهيليوم.
الكواكب الخارجية ، أورانوس ونبتون ، عبارة عن كتل جليدية ضخمة ، تتكون في الغالب من مواد ذات نقاط انصهار عالية نسبيًا مقارنة بالهيدروجين والهيليوم ، تسمى المواد المتطايرة مثل الماء والأمونيا والميثان.
جميع الكواكب الثمانية لها مدارات دائرية تقريبًا تقع في قرص مسطح يسمى مسير الشمس.
المسافات بين كواكب المجموعة الشمسية
المسافة بين الأرض والشمس وحدة فلكية مقدارها 150.000.000 كيلومتر ، ونصف قطر الشمس 700.000 كيلومتر. وهكذا ، تحتل الشمس 0.00001٪ (10-5٪) من حجم كرة نصف قطرها حجم مدار الأرض ، في حين أن حجم الأرض يقارب مليون (10-6) حجم الشمس.
كوكب المشتري ، أكبر كوكب في المجموعة الشمسية ، يبعد 5.2 AU (780.000.000 كم) عن الشمس ويبلغ نصف قطره 71.000 كم ، بينما أبعد كوكب ، نبتون ، يبعد (4.5 × 109 كم) عن الشمس.
مع استثناءات قليلة ، كلما كان الكوكب أو الحزام بعيدًا عن الشمس ، زادت المسافة بين مداره ومدار أقرب جسم للشمس. على سبيل المثال ، يبعد كوكب الزهرة حوالي 0.33 وحدة فلكية عن الشمس حتى عطارد. بينما يبعد زحل 4.3 AU عن كوكب المشتري. ، نيبتون يقع 10.5 من أورانوس.
بذلت محاولات لتحديد العلاقة بين هذه المسافات المدارية (مثل قانون Titius – Bode) ، ولكن لم يتم قبول مثل هذه النظريات.
تقريب الوحدات الفلكية
تحاول بعض نماذج النظام الشمسي نقل المقاييس النسبية المتضمنة في النظام الشمسي من الناحية البشرية.
بعضها صغير الحجم (وقد يكون ميكانيكيًا – يسمى orreries) ، بينما ينتشر البعض الآخر عبر المدن أو المناطق الإقليمية.
يقول العلماء (لتبسيط وحدات القياس الفلكي وتقريب الصورة) إذا تم الاتفاق على قياس المسافة بين الشمس ونبتون على أنها 100 متر ، فإن قطر الشمس سيكون حوالي 3 سم (حوالي ثلثي المسافة بين الشمس ونبتون). قطر كرة الجولف) وستكون الكواكب العملاقة أصغر من حوالي 3 مم وقطر الأرض جنبًا إلى جنب إلى جانب الكواكب الأرضية الأخرى سيكون أصغر من برغوث (0.3 مم) على هذا المقياس.
أصل وتطور النظام الشمسي
تشكل النظام الشمسي قبل 4.568 مليار سنة من انهيار الجاذبية لمنطقة داخل سحابة جزيئية كبيرة.
من المحتمل أن تكون هذه السحابة الأولية تمتد على عدة سنوات ضوئية وربما تكون قد ولدت عدة نجوم.
كما هو الحال في السحب الجزيئية ، تتكون هذه الكتلة في الغالب من الهيدروجين مع بعض الهيليوم وكميات صغيرة من العناصر الثقيلة التي دمجتها الأجيال السابقة من النجوم.
عندما انهارت المنطقة التي أصبحت النظام الشمسي ، والمعروفة باسم سديم ما قبل القطب الشمسي ، تسبب الحفاظ على الزخم في دوران النظام الشمسي بشكل أسرع.
لا يزال المركز ، حيث تراكمت معظم الكتلة ، أكثر سخونة من القرص المحيط.
عندما كان السديم المتقلص يدور بشكل أسرع ، بدأ في التسطح إلى قرص كوكبي أولي يبلغ قطره حوالي 200 وحدة فلكية ، وسد ساخن كثيف في المركز.
تشكلت الكواكب عن طريق تراكم هذا القرص ، حيث تم سحب الغبار والغاز معًا جاذبيًا ودمجهما معًا لتشكيل أجسام أكبر من أي وقت مضى.
ربما كان هناك المئات من الكواكب الأولية في النظام الشمسي المبكر ، لكنها إما اندمجت أو دمرت ، تاركة وراءها الكواكب والكويكبات والبقايا البالية.
بسبب نقاط غليانها العالية ، لا يمكن العثور على المعادن إلا في شكل صلب في النظام الشمسي الداخلي الدافئ بالقرب من الشمس ، وفي النهاية تشكل الكواكب الصخرية عطارد والزهرة والأرض والمريخ. نظرًا لأن العناصر المعدنية تشكل جزءًا صغيرًا جدًا من السديم الشمسي ، فلا يمكن للكواكب الصخرية أن تنمو بشكل كبير جدًا.
تشكلت الكواكب العملاقة (كوكب المشتري ، وزحل ، وأورانوس ، ونبتون) أبعد من نقطة التجمد ، وهي نقطة بين مداري المريخ والمشتري ، حيث تكون المادة باردة بدرجة كافية لتبقى مركبات الجليد المتطايرة صلبة.
كان الجليد الذي شكل هذه الكواكب يحتوي على معادن أكثر من تلك التي شكلت الكواكب الداخلية للأرض ، مما سمح لها بالنمو بشكل كبير بما يكفي لاحتجاز أغلفة جوية كبيرة من الهيدروجين والهيليوم ، أخف العناصر وأكثرها وفرة.
تتجمع بقايا الحطام غير الكوكبي لتشكيل مناطق حزام الكويكبات وحزام كويبر وسحابة أورت.
نموذج نيس هو شرح لتكوين هذه المناطق وكيف يمكن للكواكب الخارجية أن تكون قد تشكلت في أماكن مختلفة وانتقلت إلى مداراتها الحالية من خلال تفاعلات جاذبية مختلفة.
أهم المعلومات عن كواكب المجموعة الشمسية
في غضون 50 مليون سنة ، أصبح ضغط وكثافة الهيدروجين في مركز النجم الأولي عظيمين بما يكفي لبدء الاندماج النووي الحراري.
زادت درجة الحرارة ، ومعدل التفاعل ، والضغط ، والكثافة حتى الوصول إلى التوازن الهيدروستاتيكي ، وساوى الضغط الحراري قوة الجاذبية. في هذه المرحلة ، أصبحت الشمس نجمة تسلسل رئيسي.
تدوم مرحلة التسلسل الرئيسية حوالي 10 مليارات سنة للشمس من البداية إلى النهاية ، مقارنة بحوالي 2 مليار سنة لجميع المراحل الأخرى من حياة الشمس السابقة المتبقية مجتمعة.
شكلت الرياح الشمسية القادمة من الشمس الغلاف الشمسي واجتاحت الغاز والغبار المتبقي من قرص الكواكب الأولية إلى الفضاء بين النجوم ، منهية بذلك عملية تكوين الكوكب. الشمس تزداد سطوعا. في بداية حياتها … كان سطوعها 70٪ مما هو عليه اليوم.
يحدد مستقبل الشمس مستقبل النظام الشمسي
سيبقى النظام الشمسي كما نعرفه اليوم تقريبًا حتى يتحول الهيدروجين الموجود في قلب الشمس تمامًا إلى الهيليوم ، والذي سيحدث في حوالي 5 مليارات سنة.
هذا من شأنه أن يمثل نهاية الحياة الرئيسية للشمس. في هذا الوقت ، سيتقلص لب الشمس مع اندماج الهيدروجين الذي يحدث على طول غلاف الهيليوم الخامل ، وسيكون إنتاج الطاقة أكبر بكثير مما هو عليه الآن.
سوف تتوسع الطبقات الخارجية للشمس إلى حوالي 260 ضعف قطرها الحالي وتصبح عملاقًا أحمر.
نظرًا لزيادة مساحة السطح بشكل كبير ، سيكون سطح الشمس أكثر برودة (أبرد 2600 كلفن). قبل أن يكون في التسلسل الرئيسي. من المتوقع أن تشرق الشمس وتتوسع بشكل زئبقي وستكون الأرض غير صالحة للسكن.
في نهاية المطاف ، ستكون الشمس ساخنة بدرجة كافية ليندمج الهيليوم.
ستحرق الشمس الهيليوم لجزء بسيط من الوقت الذي تستغرقه لحرق الهيدروجين في قلبها.
الشمس ليست ضخمة بما يكفي لبدء اندماج العناصر الأثقل ، وتقل التفاعلات النووية في القلب … تنفجر طبقاتها الخارجية في الفضاء ، تاركة قزمًا أبيض ، جسمًا كثيفًا بشكل غير عادي ، نصف الكتلة الأصلية للشمس ولكن بحجم الأرض فقط.
تشكل الطبقات الخارجية المقذوفة ما يعرف بالسديم الكوكبي ، حيث تعيد بعض المواد التي شكلت الشمس إلى مكانها الطبيعي البدائي بين النجوم.