مقدمه

سامانه‌ای متشکل از خورشید و آن دسته از اجرام آسمانی است که براثر جاذبه خورشید در مدارهایی پیرامون آن به دام افتاده‌ و می‌گردند.

این منظومه با فروپاشی یک ابری مولکول غول‌پیکر در حدود ۴٫۶ میلیارد سال پیش به وجود آمد. بیشتر جرم این سامانه در خورشید متمرکز شده‌است. ۸ سیاره و ۴ سیاره کوتوله دور خورشید می‌چرخند که همه آن‌ها روی یک دیسک تقریباً مسطح به نام دایرةالبروج قرار دارند. در میان این ۸ سیاره، ۴ سیاره زمین‌سان (درونی) وجود دارد که شامل عطارد، ناهید، زمین، و مریخ می‌شود که از سنگ و فلز ساخته شده‌اند و از سیارات گازی کوچکترند. چهار سیاره دیگر که به غول‌های گازی معروف اند شامل مشتری، زحل، اورانوس، و نپتون می‌شوند. مشتری و زحل به طور عمده از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده‌اند در حالی که اورانوس و نپتون تا حد زیادی از یخ، آب، آمونیاک، و متان تشکیل شده‌اند و به "غول‌های یخی" معروف اند.

منظومه شمسی دارای اجرپام بسیار کوچکتر از سیارات است. کمربند سیارکی که بین مریخ و مشتری نهفته‌است، به طور عمده از سنگ و فلز تشکیل شده‌است. فراتر از مدار نپتون، کمربند کویپر قرار داد که شامل اجسام فرا نپتونی است و عمدتاً از آب، آمونیاک و متان تشکیل شده‌است. در این میان، پنج سیاره کوتوله قرار دارد که به بزرگی سیارات نمی‌رسند اما بسیار بزرگ اند و شامل سرس، پلوتو، هائومیا، ماکی‌ماکی، و اریس می‌شوند. علاوه بر این، هزاران اجرام کوچک آسمانی در منظومه شمسی قرار دارند. در این میان می‌توان به دنباله‌دار، شهاب‌سنگ، و ماه اشاره کرد. هر یک از سیارات بیرونی توسط حلقه سیاره‌ای شامل گرد و غبار و ذرات دیگر محاصره شده‌اند.

باد خورشیدی، یک جریان پلاسما است که به ایجاد حباب باد ستاره‌ای میان ستارگان و کرات می‌پردازد. احتمال می‌رود که سرچشمهٔ دنباله‌دارها ابر اورت باشد که هزاران بار از منظومه شمسی دور است. منظومه شمسی یکی از بازوهای کهکشانی به نام کهکشان راه شیری است که حدود ۲۰۰ میلیارد ستاره دارد.

پس از خورشيد سياره ها بزرگترين اعضاي منظومه شمسي هستند.زمین یکی از ۹ سیاره بزرگی است که در منظومه شمسی به دور خورشید می گردند. بعضی از سیارات مثل کره زمین»سنگی و جامد هستند در حالی که بقیه آنها گلوله هایی از گاز هستند.سیاره های مشتری-زحل-اورانوس-نپتون کره هایی غول پیکر از گازند.

سرعت گردش سيارات به دور خورشيد متفاوت است .يك گردش كامل هر يك آنهابه دور خورشيد را يك سال سياره اي مي نامند.البته سيارات در حين گردش به دور خورشيدبه دور خود نيز مي چرخند.يك چرخش كامل سياره به دور خود را يك شبانه روز آن سياره مي نامند.

به گردش سياره به دور خورشيد حركت انتقالي و به چرخش آن به دور خود حركت وضعي مي گوئيم.

قمرها:

اغلب سیاره ها٬قمر هایی دارند که به دور شان می گردند.قمرها توده های سنگی اند که در فضا همراه به سیاره خود سفر می کنند .جاذبه سیاره ٬قمر ها را در مدار خودشان حفظ می نماید.

بزرگترین قمر ها عبارتند از :قمر زمین-چهار قمر مشتری که گالیله آن ها را کشف کرد و نامشان " یو-اروپا-گانیمد و کالیستو" است."تیتان"قمر زحل و"تریتون" نیز به دور نپتون می گردد.

مریخ دو قمر کوچک دارد که "فیبوس و دیموس" نام دارند.این نام ها کلمه های یونانی اند و به معنای "ترس و وحشت" می باشند.مشتری حداقل شانزده قمرـ زحل بیست و دو قمر ـاورانوس پانزده قمر ـنپتون هشت و پلوتو یک قمر به نام "کارن" دارد.

سیارک ها:

در فاصله بين مدار هاي مريخ و مشتري هزاران قطعه سنگ به دور خورشيد مي گردند.آنها را خرده سياره يا سيارك مي نامند.بزرگترين آن ها سرس در سال 1801 م(1180ه.ش.)قبل از ديگران كشف شد.قطر آن در حدود 940كيلومتر است .اغلب سيارك ها شكل نا مشخصي دارند.

زماني اختر شناسان تصور مي كردند كه اين سيارك ها ممكن است تكه هاي به جا مانده از خرد شدن يك سياره باشند اما به احتمال بيشتر اين اجرام قطعه هاي كوچكي هستند كه از زمان شكل گيري منظومه شمسي به جا مانده اند.

دنباله دار ها:

ستارگان دنباله دار توپهایی از یخ و غبار فضایی هستند که مدار اغلب آنها به نواحی دور دست فضا می رسد.در واقع فقط تعداد کمی از این دنباله دار ها آن قدر به زمین نزدیک می شوند که با چشم غیر مسلح قابل دیدن گردند.

گرمای خورشید موجب ایجاد دنباله ستاره می شود و به صورت گاز و غبار از هسته ستاره به بیرون روان باشد. ـ دنباله ـ ستارگان دنباله دار ممکن است چندین میلیون کیلومتر طول داشته باشد.

شهاب ها:

شهاب ها عبارت اند از سنگ ها و سنگریزه های فضایی که ـ به زمین سقوط می کنندـ بیشتر این شهابها پس از ورود به جو زمین آتش می گیرند و می سوزند.بعضی از آنها را که اندازه بزرگتری دارند می توان به صورت جرقه های نورانی در آسمان شب مشاهده کرد.این شهابهای بزرگتر را ~شهاب سنگ~ می نامند.شهاب سنگی که به زمین می رسد سنگ فضایی نامیده می شود.

بعضی از سنگ های فضایی قلوه سنگهای بزرگی هستندولی بیشتر آنها سنگریزه هایی بیش نیستند.هر روز چندصد تن از این سنگریزه ها به زمین می افتند بنابراین یادتان باشد وقتی که اطاق خود را تمیز می کنید شما ممکن است در حال جارو کردن یک غبار کوچک فضایی باشید.

خورشید:

خورشید ستاره ای است مثل بقیه ستارگان موجود در آسمان و فقط به این علت بزرگتر و درخشانتر از بقیه ستاره ها به نظر می رسد که با زمین فاصله خیلی کمی دارد که در حدود ۱۵۰میلیون کیلومتر است.اندازه خورشید متوسط و قطری در حدود ۵/۱ میلیون کیلومتر دارد.در قیاس با زمین یک غول به شمار می آید و می توان بیش از یک میلیون توپ به اندازه کره زمین را در داخل آن جای داد.

رازهایی از منظومه شمسی

درقلب منظومه شمسی خورشید قرار دارد .چهارسیاره نزدیک به خورشید به ترتیب عطارد ،زهره زمین و مریخ است و در ادامه به سیارات غول پیکری میرسیم که نام آنها مشتری زحل اورانوس و نپتون است .دربین مدار مشتری و مریخ کمر بند سیاره ای وجود دارد که شمال سیاره کوتوله Ceres است .فراتراز مدار نپتون به یک شی گردی شکل میرسیم که کمربند کوییپر نام دارد.کمر بند کوییپر در واقعع محل قرار گیری موتوله سیاره پلوتون است .

برای هزاران سال قبل مردم به دنبال نقطه نوری بودند که هر شب در میان ستارگان در حرکت بود سیارات عطارد زهره مریخ و مشتری در همان اوایل برای آنان کشف شده بود و تلسکوپ ها سیارات جدید را به لیست سیارات آنان ملحق کردند .انتظار می رود باز هم سیاره هایی کشف شوند و تعداد کوتوله های سیاره ای به بیش از 100 برسد .

خورشید بزرگترینجسم منظومه شمسی است که تقریبا 99 .8درصد جرم منظومه شمسی را اشغال کرده است .نور و حرارت بسیار زیاد آن موجب ادامه زندگی و حیات در زمین و به احتمال زیاد در سیارات دیگر باشد .مدار اطراف خورشید یک مدار بیضی شکل است و خورشید در مرکز این بیضی قرار دارد .

چهار سیاره داخلی ، عطارد، زهره، زمین و مریخ – عمدتا از آهن و سنگ ساخته شده است این چهار سیاره از نظر اندازه و مواد داخلی بکار رفته در تشکیلات خود تقریبا همان هستند .

کمر بند سیارک ها در واقع بین مدار مشتری و مریخ قرار دارند و دانشمندان می گویند به احتمال زیاد در فاصله ای تقریبا به اندازه 1 کیلومتر بیش از 750000سیارک وجود داشته باشد .البته اشیای خارجی دیگری نیز در این کمر بند قرار دارند که میزان آنها تقریبا نیلیونها شی تخمین زده شده است .باتوجه به مداری که این کمر بند در منظومه شمسی به دور خورشید دارد گاها متوجه میشویم که سیارک ها به زمین یا سایر سیاات دیگر برخورد می کنند

مدار بیرونی سیارات از لایه های عظیمی از گاز و گرد و غبار تشکیل شده اند این گاز ها اغلب هلیوم و هیدروژن می باشند .این سیارات اگرچه دارای هسته های سنگی و گاها آهنی هستند اما حلقه ای از گرد و غبار اطراف آنها را احاطه کرده است .به عان مثال می توان به زحل به عنوان یکی از این مصادیق توجه کرد .

ستاره های دنباله دار که از زیبایی های آسمان به شمار می آیند این ستاره ها که به عنوان برف کثیف شناخته می شوند ترکیبی از یخ و سنگ می باشند زمانی که این ستاره ها از کنار خورشید رد می شوند به دلیل دمای خورشید این یخ ها تبدیل به گاز شده و شکل دم مانندی را به آنها می دهد که آنها را به ستاره دنباله دار مشهور کرده است .

بسیاری از دانشمندان فکر می کنند که منظومهما ترکیبی از یک مدار عمیق و غول پیکر گازی است که بخاطر نیروی گرانشی خورشید سیارات و سیارک هایی را به سمت خود جذب کرده و بخاطر حفظ تعادل این اجرام مجبورند به سرهت بالا در اطراف خورشید بچرخند.

ستاره شناسان در مورد مدار کوپیتر از اوایل مشکوک بودند آنها احتمال میدادن که در فاصله ای نزدیک به 30 تا 55 برابر فاصله زمین تا خورشید در فاصله ای با مدار نپتون کمر بندی یخی (برفی ) وجود داشته باشد آنها بالاخره توانستند پس از 20 قرن آثاری از این کمر بند را بیابند

پيدايش منظومه شمسي

تاكنون نظريات زيادي در مورد منشا منظومه شمسي و زمين ارائه شده است، در ميان آنها ، دو نظر اساسي وجود دارد. اولي فرضيه برخورد نزديك نام گرفته است. بر اين پايه است كه سياره‌ها ، از مواد جدا شده از خورشيد ، تشكيل شده‌اند. بر طبق آن ، كشش گرانشي يك ستاره يا دنباله‌دار به حدي بوده است كه هنگام عبور از كنار خورشيد مقداري از ماده آن را بيرون كشيده است. زمين ما عضوي از خانواده خورشيد است.

منظومه شمسي نه سياره اصلي تعداد زيادي قمر طبيعي (اقمار) ، تعداد زيادي سياركها ، تعداد نامعلومي ستاره‌هاي دنباله‌دار به همراه شهابها ، شهاب سنگها به دور خورشيد در حال گسترش هستند.

محتويات منظومه شمسي

تمامي اجرامي كه تحت نيروهاي گرانشي خورشيد در مدارها در گردشند، منظومه شمسي را تشكيل مي‌دهند. اين اجرام بر اساس جرمشان در سلسله مراتب مشخص قرار دارند، در راس آنها خورشيد واقع است، سپس سيارات ، اقمار و حلقه‌هاي آنها ، خرده‌هاي بين سياره‌اي (ستاره‌هاي دنباله‌دار ، سياركها ، شهابها) و در آخرين مرتبه گازها و گرد و غبار بين سياره‌اي قرار دارند.

نظريه برخورد نزديك

در اوايل قرن بيستم ميلادي دو اخترشناس امريكايي نظريه برخورد نزديك را ارائه دادند كه بنا به عقيده آنها ، ذراتي از ماده خورشيد ، در اثر برخورد نزديك يك ستاره ديگر بيرون ريخته است. بعدا اين ذرات به همديگر پيوسته و اجرام بزرگي را تشكيل مي‌دهند كه از اين اجرام بزرگ ، سياره‌ها بوجود آمده‌اند.

فرضيه كانت - لاپلاس

نظريه مهم ديگر در سال 1755 ميلادي (1134 شمسي) بوسيله فيلسوف آلماني ، امانوئل كانت ، مطرح شد. نظر كانت به عقيده قابل قبول امروزي شبيه است. بر طبق آن ، منظومه شمسي از يك ابر گاز و غبار در حال چرخش ، شكل گرفته است. نظر كانت بوسيله رياضيدان فرانسوي به نام پير دو لاپلاس بسط داده شد. فرضيه كانت - لاپلاس ، يك ابر بسيار بزرگ از گازهاي داغ را ترسيم مي‌كند كه به دور محور خود مي‌چرخد. كانت و لاپلاس ، اين ابر بزرگ را سحابي ناميده‌اند.

سرد شدن گاز سحابي ، باعث انقباض آن مي‌شود. در اين ضمن ، با انقباض جرم اصلي ، حلقه‌هايي از گاز در اطراف آن باقي مي‌مانند. اين جرم اصلي همان خورشيد است. حلقه‌ها ، در اثر نيروي گريز از مركز (نيرويي است كه اجسام در حال چرخش را به طرف بيرون از مركز چرخش مي‌راند.) از مركز دور مي‌شوند. بنابراين فرضيه ، حلقه‌هاي جدا از هم ، منقبض شده و سياره‌ها را بوجود آورده‌اند. دانشمندان در درستي اين نظر ترديد دارند، چرا كه گازهاي داغ گرايشي به انقباض ندارند، بلكه در فضا گسترش مي‌يابند.

نظريه جديد ابرغبار

فيزيكدان آلماني كارل فون وايتسزيكر بنياد اصلي تئوري جديد ابر غبار را پيشنهاد كرد. بعد از آن اخترشناس امريكايي به نام جرارد كويپر نظر وايتسزيكر را به‌صورت تئوري جديد منشا منظومه شمسي تكميل كرد. سيارات منظومه شمسي ، از همان گاز و غباري شكل گرفته‌اند كه خورشيد از آن پديد آمده است. ابر بزرگ با گردش خود در فضا به بخشهاي كوچكتري تقسيم شده است.

ذرات موجود در اين بخشها ، همديگر را جذب كرده‌اند و سرانجام سياره‌ها را بوجود آورده‌اند. بيشتر مواد ابر اصلي در اثر تابش خورشيد از آن دور شده‌اند، ولي پيش از آنكه خورشيد ، حالت ستاره به خود گيرد، اندازه سياره‌ها به حدي رسيده بود كه مي‌توانستند در مداري به دور آن باقي بمانند يا گردش كنند.

شكل گيري منظومه شمسي

شكل گيري منظومه شمسي از ديد ديناميك

منظومه شمسي يك ساختار منظم را برحسب خواص فيزيكي‌اش نشان مي‌دهد، بطوري كه اگر از بالاي قطب شمال خورشيد ديده شود، منظومه شمسي قواعد زير را پيدا مي‌كند:

1. سيارات در خلاف جهت عقربه‌هاي ساعت در اطراف خورشيد مي‌گردند، خورشيد نيز در همان جهت به دور خود مي‌چرخد.

2. به استثناي عطارد و پلوتو ، اكثر سيارات داراي صفحات مداري هستند كه فقط بطور جزئي با صفحه دايرة‌البروج شيب دارند، مدارها تقريبا هم صفحه هستند.

3. به استثناي عطارد و پلوتو ، سيارات در مدارهايي مي‌گردند كه خيلي به دايره نزديك هستند.

4. به استثناي زهره و اورانوس ، سيارات در خلاف جهت عقربه‌هاي ساعت (يعني در همان جهت حركت مداريشان) به دور خود مي‌چرخند.

5. اكثر قمرها در همان جهتي كه سيارات مادرشان به دور خود مي‌چرخند و در نزديكي صفحات استوايي سيارات قرار دارند.

6. ستاره‌هاي دنباله‌دار با دوره تناوب طولاني ، مدارهايي دارند كه از همه جهات و زوايا مي‌آيند، بر خلاف مدارهاي هم صفحه سيارات ، اقمار ، سياركها و ستاره‌هاي دنباله‌دار با دوره تناوب كوتاه.

7. سه عدد از سيارات مشتري‌گون شناخته شده‌اند كه داراي حلقه هستند.

شكل گيري منظومه شمسي از ديد شيمي

تشكيل يك سياره مستلزم يك فرآيند چند مرحله‌اي است، اولا دانه‌هاي جامد متعلق به سحابي خورشيد متراكم مي‌شوند. ثانيا اين ذرات باهم يكي شده و اجرام آسماني بزرگ به نام ريز سيارات را شكل مي‌دهند كه سپس تصادم كرده و براي تشكيل پيش سيارات با هم يكي مي‌شوند و به سيارات امروزي متحول مي‌گردند. تركيبات شيميايي سيارات بوسيله فرآيندي به نام تسلسل تراكم از روي تراكم دانه‌ها تعيين مي‌شوند. ايده اوليه تسلسل تراكم اين است:

مركز سحابي بايد در دمايي برابر چندين هزار درجه كلوين بوده باشد. در اينجا دانه‌هاي جامد ، حتي تركيبات آهن و سيليكاتها نمي‌توانستند متراكم شوند. در جاي ديگر كه مواد مي‌توانستند به عنوان دانه‌هاي جديد متراكم شوند، به‌صورت زير به دما بستگي داشت:

پايينتر از 2000 كلوين ، دانه‌هاي ساخته شده از مواد خاكي متراكم شدند، زير 273 كلوين دانه‌هاي مواد خاكي و يخي هر دو مي‌توانستند شكل بگيرند. در دماي متفاوت گازهاي موجود و جامدات حاضر بطور شيميايي برهمكنش كرده و تركيبات متنوعي را توليد مي‌كنند. اگر دماي سحابي به سرعت از مركز به طرف بيرون كاهش يابد، چگاليها و تركيبات سيارات مي‌توانند با تسلسل تراكم توضيح داده شوند.

منبع : دانشنامه رشد

دانشمندان وجود حيات را به علت سرماي شديد 204- الي 237- درجه سانتي گراد در اين سياره متحمل نميدانند. وجود اين سياره در منظومه شمسي اولين بار توسط Lowel تخمين زده شد و سپس بوسيله ويليام تومباك در سال 1930 كشف گرديد. تحقيقات بعدي به كشف سياره كوچكتري بنام شارون (سرد ترين سياره كشف شده) در نزديكي اين سياره انجاميد. 22 ژوئن 1خ978 م نهمین سیاره منظومه شمسی ، پلوتون (سیاره تنها) در سال 1930میلادی توسط کلاید تامباو از طریق عکسبرداریهای متوالی کشف شد. مقایسه عکسهای یک ناحیه ثابت از آسمان در شبهای مختلف نشان می‌داد که این اجرام آسمانی طی یک فاصله زمانی معین ، نسبت به ستارگان زمینه تغییر مکان می‌دهد. از همین رو وجود آن به عنوان یک سیاره جدید ، تأیید شد.