معلومات عن كواكب المجموعة الشمسية
تم تشكيل النظام الشمسي قبل 4.6 مليار سنة بانهيار جاذبية سحابة جزيئية بين النجوم العملاقة.
الغالبية العظمى من كتلة النظام موجودة في الشمس ، والباقي في كوكب المشتري ، والكواكب الداخلية الأربعة الصغيرة ، عطارد والزهرة (الزهرة) والأرض والمريخ … هي كواكب صخرية تتكون في الغالب من الصخور والمعادن.
الكواكب الخارجية الأربعة هي كواكب عملاقة ، أكبر بكثير من الأرض. والأكبر من ذلك كله ، كوكب المشتري وزحل ، لديهما نسبة كبيرة من الغاز ، لأن هذه النسبة تتكون 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 الكرة التي يكون نصف قطرها هو حجم مدار الأرض ، في حين أن الأرض تبلغ حوالي مليون (10-6) حجم الشمس.
كوكب المشتري ، أكبر كوكب في المجموعة الشمسية ، يبعد 5.2 الاتحاد الافريقي ، 780.000.000 كم عن الشمس ويبلغ نصف قطره 71.000 كم ، بينما يبعد كوكب نبتون 4.5 × 109 كم عن الشمس.
مع بعض الاستثناءات ، كلما زاد ابتعاد كوكب أو حزام عن الشمس ، زادت المسافة بين مداره ومدار أقرب جسم للشمس. على سبيل المثال ، يبعد كوكب الزهرة حوالي 0.33 وحدة فلكية عن الشمس في أبعد نقطة له عن عطارد ، بينما يبعد زحل 4.3 وحدة فلكية عن كوكب المشتري ونبتون على بُعد 10.5 وحدة فلكية عن أورانوس.
بذلت محاولات لتحديد العلاقة بين هذه المسافات المدارية (مثل قانون تيتيوس بودي) ، ولكن لم يتم قبول مثل هذه النظريات.
تقريب الوحدات الفلكية
تحاول بعض نماذج النظام الشمسي نقل المقاييس النسبية المشاركة في النظام الشمسي من الناحية البشرية.
بعضها صغير الحجم (وقد يكون ميكانيكيًا – يطلق عليه اسم orreries) ، بينما ينتشر البعض الآخر عبر المدن أو المناطق الإقليمية.
يقول العلماء (لتبسيط الوحدات الفلكية للقياس وتكبير 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 جنبًا إلى جنب مع الكواكب الأرضية الأخرى سيكون أصغر من برغوث (0.3 مم) على هذا المقياس.
أصل وتطور النظام الشمسي
تم تشكيل النظام الشمسي قبل 4.568 مليار سنة بانهيار الجاذبية لمنطقة داخل سحابة جزيئية كبيرة.
ربما كانت هذه الطبقة السحابية الأولية تمتد على عدة سنوات ضوئية ويمكن أن 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 الشمالي ، 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 من خلال تراكم هذا القرص حيث انجذب الغبار والغاز بقوة الجاذبية واندمجت في أجسام أكبر وأكبر.
ربما كان هناك المئات من الكواكب الأولية في النظام الشمسي المبكر ، لكنها إما اندمجت أو دمرت ، تاركة وراءها الكواكب والكويكبات والحطام المتحلل.
بسبب نقاط غليانها العالية ، لا يمكن أن توجد المعادن إلا في شكل صلب في النظام الشمسي الداخلي الدافئ بالقرب من الشمس ، وستكون هذه في النهاية الكواكب الصخرية عطارد والزهرة والأرض والمريخ. نظرًا لأن العناصر المعدنية لا تشكل سوى جزء صغير 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 النقطة بين مداري المريخ والمشتري حيث تكون المواد باردة بدرجة كافية لتبقى المركبات الجليدية المتطايرة صلبة.
كان الجليد الذي شكل هذه الكواكب أكثر ثراءً بالمعادن من الكواكب الداخلية للأرض ، مما سمح لها بالنمو بشكل كبير بما يكفي لاحتجاز أغلفة جوية كبيرة من الهيدروجين والهيليوم ، أخف العناصر وأكثرها وفرة.
تراكمت بقايا الحطام التي لم تكن كواكب لتصبح مناطق تكوين حزام الكويكبات وحزام كويبر وسحابة أورت.
نموذج نيس هو شرح لتكوين هذه المناطق وكيف يمكن للكواكب الخارجية أن تكون قد تشكلت في أماكن مختلفة وهاجرت 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.
ازدادت درجة الحرارة ومعدل التفاعل والضغط والكثافة حتى تم 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 ملياري سنة لجميع المراحل الأخرى من حياة الشمس السابقة مجتمعة.
خلقت الرياح الشمسية القادمة من الشمس الغلاف الشمسي وجرفت الغاز والغبار المتبقي من قرص الكواكب الأولية إلى الفضاء بين النجوم ، منهية بذلك عملية تكوين الكوكب. كانت الشمس أكثر إشراقا. في بداية حياته كان أكثر إشراقًا بنسبة 70٪ مما هو عليه اليوم.
مستقبل الشمس الذي يحدد مستقبل النظام الشمسي
سيبقى النظام الشمسي كما نعرفه اليوم تقريبًا حتى يتحول الهيدروجين الموجود في اللب الشمسي تمامًا إلى الهيليوم ، والذي سيحدث في حوالي 5 مليارات سنة.
هذا سيمثل نهاية حياة الشمس الرئيسية. 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). مما هو عليه في التسلسل الرئيسي. من المتوقع أن تشرق الشمس وتواصل توسع عطارد وتجعل الأرض غير صالحة للسكن.
في النهاية سيكون للشمس نواة ساخنة بدرجة كافية لدمج الهيليوم.
ستحرق الشمس الهيليوم لجزء بسيط من الوقت الذي تحرق فيه الهيدروجين في قلبها.
الشمس ليست ضخمة بما يكفي لبدء دمج العناصر الثقيلة والتفاعلات النووية في اللب ، لذا فهي تتقلص. تتقشر طبقاته الخارجية في الفضاء ، تاركة قزمًا أبيض ، جسمًا كثيفًا بشكل غير عادي بنصف كتلته. الأصلي الشمس ، ولكن حجم الأرض فقط.
تشكل الطبقات الخارجية المقذوفة ما يعرف بالسديم الكوكبي ، حيث تعيد بعض المواد التي تتكون منها الشمس إلى مكانها الأصلي بين النجوم.