دليل النظام الشمسي

الكون مكان كبير جدًا ، ونحن نشغل ركنًا صغيرًا جدًا منه. المعروفة باسم النظام الشمسي ، لا تمثل أراضي الدوس الخاصة بنا جزءًا صغيرًا من الكون كما نعرفه ، ولكنها أيضًا جزء صغير جدًا من مجرتنا المجاورة (المعروفة أيضًا باسم مجرة ​​درب التبانة). عندما يتعلق الأمر بذلك ، فإن عالمنا هو مجرد قطرة ماء في بحر كوني لا نهاية له.

ومع ذلك ، لا يزال النظام الشمسي مكانًا كبيرًا جدًا ومليئًا بنصيبه العادل من الألغاز. وفي الحقيقة ، فقط في الماضي القريب نسبيًا بدأنا نفهم مداها الحقيقي. وعندما يتعلق الأمر باستكشافه ، فقد بدأنا فقط في خدش السطح.

اكتشاف:

مع استثناءات قليلة جدًا ، كان القليل من الناس أو الحضارات قبل عصر علم الفلك الحديث قد أدركوا النظام الشمسي على حقيقته. في الواقع ، افترضت الغالبية العظمى من الأنظمة الفلكية أن الارض كان جسمًا ثابتًا وأن جميع الأجرام السماوية المعروفة تدور حوله. بالإضافة إلى ذلك ، فقد رأوا أنه يختلف اختلافًا جوهريًا عن الأجسام النجمية الأخرى ، التي اعتبروها أثيريًا أو إلهيًا بطبيعتها.

على الرغم من وجود بعض علماء الفلك اليونانيين والعرب والآسيويين خلال العصور القديمة وفترة العصور الوسطى الذين اعتقدوا أن الكون كان بطبيعته مركزية الشمس (أي أن الأرض والأجسام الأخرى تدور حول الشمس) لم يكن الأمر كذلك حتى نيكولاس كوبرنيكوس طور نموذجه التنبئي رياضيًا لـ نظام مركزية الشمس في القرن السادس عشر بدأ ينتشر على نطاق واسع.

غالبًا ما كان جاليليو (1564 - 1642) يوضح للناس كيفية استخدام تلسكوبه لمشاهدة السماء في ساحة سان ماركو في البندقية. لاحظ نقص البصريات التكيفية. الائتمان: المجال العام

خلال القرن السابع عشر ، يحب العلماء جاليليو جاليلي و يوهانس كبلر ، و إسحاق نيوتن طور فهمًا للفيزياء أدى إلى القبول التدريجي بأن الأرض تدور حول الشمس. أدى تطور نظريات مثل الجاذبية أيضًا إلى إدراك أن الكواكب الأخرى تحكمها نفس القوانين الفيزيائية مثل الأرض.

أدى الاستخدام الواسع للتلسكوب أيضًا إلى ثورة في علم الفلك. بعد أن اكتشف Galileo أقمار كوكب المشتري في عام 1610 ، استمر كريستيان هيغنز في اكتشاف ذلك كان زحل قمرًا أيضًا ق في عام 1655. مع مرور الوقت ، سيتم أيضًا اكتشاف كواكب جديدة (مثل أورانوس و نبتون ) ، وكذلك المذنبات (مثل مذنب هالي ) و ال حزام الكويكبات .

بحلول القرن التاسع عشر ، حددت ثلاث ملاحظات قام بها ثلاثة علماء فلك منفصلين الطبيعة الحقيقية للنظام الشمسي ومكانه في الكون. صُنع الأول في عام 1839 من قبل عالم الفلك الألماني فريدريش بيسيل ، الذي نجح في قياس تحول واضح في موقع نجم ناتج عن حركة الأرض حول الشمس (ويعرف أيضًا باسم. المنظر النجمي ). لم يؤكد هذا نموذج مركزية الشمس بما لا يدع مجالاً للشك فحسب ، بل كشف أيضًا عن المسافة الشاسعة بين الشمس والنجوم.

في عام 1859 ، استخدم روبرت بنسن وجوستاف كيرشوف (عالم كيميائي وفيزيائي ألماني) مطيافًا تم اختراعه حديثًا لفحص التوقيع الطيفي للشمس. اكتشفوا أنه يتكون من نفس العناصر الموجودة على الأرض ، مما يثبت أن الأرض والسماوات كانت مكونة من نفس العناصر.

باستخدام تقنية المنظر ، يلاحظ علماء الفلك جسمًا على طرفي نقيض من مدار الأرض حول الشمس لقياس المسافة بدقة. الائتمان: ألكسندرا أنجيليتش ، NRAO / AUI / NSF.

ثم الأب أنجيلو Secchi - عالم فلك إيطالي ومدير في الجامعة البابوية الجريجورية - قارن التوقيع الطيفي للشمس مع تلك الخاصة بالنجوم الأخرى ، ووجدت أنها متطابقة تقريبًا. أظهر هذا بشكل قاطع أن شمسنا كانت مكونة من نفس المواد مثل أي نجم آخر في الكون.

أدت التناقضات الواضحة الأخرى في مدارات الكواكب الخارجية إلى استنتاج عالم الفلك الأمريكي بيرسيفال لويل أن كوكبًا آخر ، والذي أشار إليه باسم ' الكوكب العاشر '، يجب أن تقع وراء نبتون. بعد وفاته ، أجرى مرصد لويل بحثًا أدى في النهاية إلى اكتشاف كلايد تومبو بلوتو في عام 1930.

في عام 1992 أيضًا ، اكتشف عالما الفلك ديفيد سي جيويت من جامعة هاواي وجين لو من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا كائن عبر نبتون (TNO) المعروف باسم (15760) 1992 QB1. سيثبت أن هذا هو الأول من مجموعة سكانية جديدة ، تُعرف باسم كوبر بيلت ، والتي تنبأ بها علماء الفلك بالفعل على حافة النظام الشمسي.

سيؤدي المزيد من التحقيق في حزام كويبر بحلول نهاية القرن إلى اكتشافات إضافية. اكتشاف ايريس و 'بلوتويدات' أخرى لمايك براون وتشاد تروجيلو وديفيد رابينوفيتز وعلماء الفلك الآخرين مناظرة حول الكوكب العظيم - حيث سيتم الطعن في سياسة الاتحاد الفلكي الدولي واتفاقية تعيين الكواكب.

الهيكل والتكوين:

في قلب النظام الشمسي تكمن الشمس (أ نجم التسلسل الرئيسي G2 ) الذي يحيط به بعد ذلك أربعة كواكب أرضية (الكواكب الداخلية) ، الرئيسي حزام الكويكبات ، أربعة عمالقة غاز ( الكواكب الخارجية ) ، وهو حقل هائل من الأجسام الصغيرة يمتد من 30 إلى 50 AU من الشمس ( كوبر بيلت ). ثم يحيط بالنظام سحابة كروية من الجليد الكواكب (ال سحابة أورت ) يُعتقد أنه يمتد إلى مسافة 100000 وحدة فلكية من الشمس إلى متوسط ​​بين النجوم .

تحتوي الشمس على 99.86٪ من كتلة النظام المعروفة ، وتهيمن جاذبيتها على النظام بأكمله. تقع معظم الأجسام الكبيرة في مدار حول الشمس بالقرب من مستوى مدار الأرض ( مسير الشمس ) ومعظم الكواكب والأجسام تدور حولها في نفس الاتجاه (عكس اتجاه عقارب الساعة عند عرضها من أعلى القطب الشمالي للأرض). الكواكب قريبة جدا من مسير الشمس ، في حين أن المذنبات و يدعو كويبر غالبًا ما تكون الأشياء في زوايا أكبر لها.

إنها أكبر أربع أجسام تدور في مدارات (عمالقة الغاز) تمثل 99٪ من الكتلة المتبقية ، مع كوكب المشتري و زحل تضم معًا أكثر من 90٪. الكائنات المتبقية من النظام الشمسي (بما في ذلك الكواكب الأرضية الأربعة ، و عالم الأقزام أقمار الكويكبات والمذنبات ) معًا أقل من 0.002٪ من الكتلة الكلية للنظام الشمسي.

الشمس والكواكب على نطاق واسع. الائتمان: رسم توضيحي لجودي شميدت ، خرائط نسيج بيورن جونسون

يقسم علماء الفلك أحيانًا بشكل غير رسمي هذا الهيكل إلى مناطق منفصلة. أولاً ، هناك النظام الشمسي الداخلي ، والذي يضم الكواكب الأرضية الأربعة وحزام الكويكبات. علاوة على ذلك ، هناك النظام الشمسي الخارجي الذي يضم الكواكب الغازية الأربعة العملاقة. وفي الوقت نفسه ، هناك الأجزاء الخارجية من النظام الشمسي تعتبر منطقة متميزة تتكون من كائنات خارج نبتون (أي الأجسام عبر نبتون).

تمتلك معظم الكواكب في المجموعة الشمسية أنظمة ثانوية خاصة بها ، تدور حول كائنات كوكبية تسمى الأقمار الصناعية الطبيعية (أو الأقمار). في حالة الكواكب العملاقة الأربعة ، توجد أيضًا حلقات كوكبية - عصابات رفيعة من الجسيمات الدقيقة تدور حولها في انسجام تام. معظم أكبر الأقمار الصناعية الطبيعية في حالة دوران متزامن ، حيث يتجه أحد الوجوه بشكل دائم نحو والدها.

تتكون الشمس ، التي تضم جميع المواد الموجودة في النظام الشمسي تقريبًا ، من 98٪ تقريبًا من الهيدروجين والهيليوم. تتكون الكواكب الأرضية للنظام الشمسي الداخلي بشكل أساسي من صخور السيليكات والحديد والنيكل. خارج حزام الكويكبات ، تتكون الكواكب أساسًا من غازات (مثل الهيدروجين والهيليوم) وجليد - مثل الماء والميثان والأمونيا وكبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون.

تتكون الأجسام البعيدة عن الشمس بشكل كبير من مواد ذات نقاط انصهار منخفضة. تشكل المواد الجليدية غالبية أقمار الكواكب العملاقة ، بالإضافة إلى معظمها أورانوس و نبتون (ولهذا السبب يشار إليهم أحيانًا باسم 'عمالقة الجليد') والعديد من الأجسام الصغيرة التي تقع خارج مدار نبتون.

يشار إلى الغازات والجليد معًا المواد المتطايرة . تُعرف الحدود في النظام الشمسي التي يمكن أن تتكثف بعدها هذه المواد المتطايرة باسم خط الصقيع ، الذي يقع على بعد حوالي 5 وحدات فلكية من الشمس. داخل حزام كايبر ، تتكون الأجسام والكواكب بشكل أساسي من هذه المواد والصخور.

التكوين والتطور:

تشكل النظام الشمسي قبل 4.568 مليار سنة من انهيار الجاذبية لمنطقة داخل سحابة جزيئية كبيرة تتكون من الهيدروجين والهيليوم وكميات صغيرة من العناصر الأثقل التي اندمجت بواسطة الأجيال السابقة من النجوم. نظرًا لانهيار المنطقة التي ستصبح النظام الشمسي (المعروف باسم السديم قبل الشمسي) ، تسبب الحفاظ على الزخم الزاوي في تدويره بشكل أسرع.

أصبح المركز ، حيث تجمع معظم الكتلة ، أكثر سخونة من القرص المحيط. عندما بدأ السديم المتقلص يدور بشكل أسرع ، بدأ بالتمدد ليصبح a قرص الكواكب الأولية مع حار ، كثيف بروتستار في المركز. تشكلت الكواكب عن طريق التراكم من هذا القرص ، حيث انجذب الغبار والغاز معًا واتحدوا ليشكلوا أجسامًا أكبر من أي وقت مضى.

نظرًا لنقاط الغليان العالية ، يمكن أن توجد المعادن والسيليكات فقط في شكل صلب بالقرب من الشمس ، وستشكل في النهاية الكواكب الأرضية لـ الزئبق و كوكب الزهرة و Earth و المريخ . نظرًا لأن العناصر المعدنية كانت تشكل جزءًا صغيرًا جدًا من السديم الشمسي ، فإن الكواكب الأرضية لا يمكن أن تنمو بشكل كبير جدًا.

في المقابل ، تشكلت الكواكب العملاقة (كوكب المشتري ، وزحل ، وأورانوس ، ونبتون) وراء النقطة الواقعة بين مداري المريخ والمشتري حيث تكون المادة باردة بدرجة كافية لتبقى المركبات الجليدية المتطايرة صلبة (أي خط الصقيع).

كانت الجليد الذي شكل هذه الكواكب أكثر وفرة من المعادن والسيليكات التي شكلت الكواكب الأرضية الداخلية ، مما سمح لها بالنمو بشكل كبير بما يكفي لالتقاط أغلفة جوية كبيرة من الهيدروجين والهيليوم. تجمعت الحطام المتبقي الذي لم يتحول إلى كواكب في مناطق مثل حزام الكويكبات وحزام كايبر وسحابة أورت.

في غضون 50 مليون سنة ، أصبح ضغط وكثافة الهيدروجين في مركز النجم الأولي كبيرًا بما يكفي لبدء الاندماج النووي الحراري. زادت درجة الحرارة ومعدل التفاعل والضغط والكثافة حتى التوازن الهيدروستاتيكي تم تحقيقه.

في هذه المرحلة ، أصبحت الشمس نجمًا رئيسيًا في التسلسل. خلقت الرياح الشمسية القادمة من الشمس الغلاف الشمسي وجرفت الغاز والغبار المتبقيين من قرص الكواكب الأولية إلى الفضاء بين النجوم ، مما أدى إلى إنهاء عملية تكوين الكواكب.

الكواكب الأرضية في نظامنا الشمسي بأحجام نسبية تقريبًا. من اليسار عطارد والزهرة والأرض والمريخ. الائتمان: معهد القمر والكواكب

سيبقى النظام الشمسي كما نعرفه اليوم تقريبًا حتى يتحول الهيدروجين الموجود في قلب الشمس بالكامل إلى الهيليوم. سيحدث هذا بعد حوالي 5 مليارات سنة من الآن ويمثل نهاية حياة التسلسل الرئيسي للشمس. في هذا الوقت ، سينهار لب الشمس ، وسيكون إنتاج الطاقة أكبر بكثير مما هو عليه الآن.

سوف تتسع الطبقات الخارجية للشمس إلى ما يقرب من 260 ضعف قطرها الحالي ، وستصبح الشمس العملاق الأحمر . من المتوقع أن تؤدي الشمس المتوسعة إلى تبخير عطارد والزهرة وتجعل الأرض غير صالحة للسكن مثل منطقة صالحة للسكنى ينتقل إلى مدار المريخ. في النهاية ، سيكون اللب ساخنًا بدرجة كافية لانصهار الهيليوم وستحرق الشمس الهليوم لفترة ، وبعد ذلك ستبدأ التفاعلات النووية في اللب في التضاؤل.

في هذه المرحلة ، ستتحرك الطبقات الخارجية للشمس بعيدًا في الفضاء ، تاركةً قزم ابيض - جسم كثيف بشكل غير عادي سيكون له نصف كتلة الشمس الأصلية ، ولكنه سيكون بحجم الأرض. ستشكل الطبقات الخارجية المقذوفة ما يعرف بـ a السديم الكوكبي ، وإعادة بعض المواد التي شكلت الشمس إلى الوسط بين النجوم.

النظام الشمسي الداخلي:

في النظام الشمسي الداخلي ، نجد 'الكواكب الداخلية' - عطارد ، والزهرة ، والأرض ، والمريخ - والتي سميت بهذا الاسم لأنها تدور بالقرب من الشمس. بالإضافة إلى قربها ، فإن لهذه الكواكب عددًا من الاختلافات الرئيسية التي تميزها عن الكواكب الأخرى في النظام الشمسي.

بالنسبة للمبتدئين ، الكواكب الداخلية صخرية وأرضية ، وتتكون في الغالب من السيليكات والمعادن ، في حين أن الكواكب الخارجية عبارة عن عمالقة غازية. الكواكب الداخلية هي أيضًا متباعدة بشكل أكبر بكثير من نظيراتها الخارجية في النظام الشمسي. في الواقع ، نصف قطر المنطقة بأكملها أقل من المسافة بين مداري كوكب المشتري وزحل.

بشكل عام ، الكواكب الداخلية أصغر حجمًا وأكثر كثافة من نظيراتها ، ولديها القليل من الأقمار أو الحلقات التي تدور حولها. في غضون ذلك ، غالبًا ما تحتوي الكواكب الخارجية على عشرات الأقمار الصناعية والحلقات المكونة من جزيئات من الجليد والصخور.

تتكون الكواكب الأرضية الداخلية إلى حد كبير من معادن مقاومة للصهر مثل السيليكات ، التي تشكل قشورها وغطائها ، ومعادن مثل الحديد والنيكل التي تشكل قلبها. ثلاثة من الكواكب الأربعة الداخلية (الزهرة والأرض والمريخ) لها غلاف جوي كبير بما يكفي لتوليد الطقس. ولكل منها حفر تأثير وخصائص سطح تكتونية أيضًا ، مثل الوديان المتصدعة والبراكين.

من الكواكب الداخلية ، عطارد هو الأقرب إلى شمسنا وأصغر الكواكب الأرضية. يبلغ مجالها المغناطيسي حوالي 1٪ فقط من مجال الأرض ، ويعني الغلاف الجوي الرقيق جدًا أن الجو حار خلال النهار (حتى 430 درجة مئوية) ومتجمد ليلًا (يصل إلى -187 درجة مئوية) لأن الغلاف الجوي لا يستطيع أيًا من ذلك. احتفظ بالحرارة بالداخل أو بالخارج. ليس لها أقمار خاصة بها وتتكون في الغالب من الحديد والنيكل. عطارد هو أحد أكثر الكواكب كثافة في المجموعة الشمسية.

كوكب الزهرة ، الذي يقارب حجم الأرض ، له غلاف جوي سميك وسام يحبس الحرارة ، مما يجعله أكثر الكواكب سخونة في النظام الشمسي. يتكون هذا الغلاف الجوي من 96٪ من ثاني أكسيد الكربون ، إلى جانب النيتروجين وعدد قليل من الغازات الأخرى. تتكون السحب الكثيفة داخل الغلاف الجوي لكوكب الزهرة من حمض الكبريتيك ومركبات أخرى مسببة للتآكل ، مع القليل جدًا من الماء. يتميز معظم سطح كوكب الزهرة بالبراكين والأودية العميقة - أكبرها يبلغ طوله أكثر من 6400 كيلومتر (4000 ميل).

الأرض هي الكوكب الداخلي الثالث والأفضل الذي نعرفه. من بين الكواكب الأربعة الأرضية ، الأرض هي الأكبر ، والوحيد الذي يحتوي حاليًا على ماء سائل ، وهو أمر ضروري للحياة كما نعرفها. يحمي الغلاف الجوي للأرض الكوكب من الإشعاع الخطير ويساعد في الحفاظ على أشعة الشمس القيمة والدفء ، وهو أمر ضروري أيضًا لبقاء الحياة.

مثل الكواكب الأرضية الأخرى ، للأرض سطح صخري به جبال وأودية ونواة معدنية ثقيلة. يحتوي الغلاف الجوي للأرض على بخار الماء ، مما يساعد على اعتدال درجات الحرارة اليومية. مثل عطارد ، للأرض مجال مغناطيسي داخلي. ويتكون قمرنا ، الوحيد الذي لدينا ، من مزيج من الصخور والمعادن المختلفة.

كوكب المريخ ، كما يبدو اليوم ، Credit: NASA

كوكب المريخ هو الكوكب الداخلي الرابع والأخير ، ويُعرف أيضًا باسم 'الكوكب الأحمر' بسبب أكسدة المواد الغنية بالحديد التي تشكل سطح الكوكب. يحتوي المريخ أيضًا على بعض ميزات التضاريس الأكثر إثارة للاهتمام لأي من الكواكب الأرضية. وتشمل هذه أكبر جبل في المجموعة الشمسية (أوليمبوس مونس) الذي يرتفع حوالي 21229 مترًا (69649 قدمًا) فوق السطح ، ووادي عملاق يسمى Valles Marineris - يبلغ طوله 4000 كيلومتر (2500 ميل) ويصل إلى أعماق تصل إلى 7 كم (4 ميل).

جزء كبير من سطح المريخ قديم جدًا ومليء بالحفر ، ولكن هناك مناطق أحدث جيولوجيًا على الكوكب أيضًا. توجد في قطبي المريخ أغطية جليدية قطبية تتقلص في الحجم خلال فصلي الربيع والصيف المريخيين. المريخ أقل كثافة من الأرض وله مجال مغناطيسي أصغر ، مما يدل على وجود نواة صلبة بدلاً من نواة سائلة.

دفع الغلاف الجوي الرقيق لكوكب المريخ بعض علماء الفلك إلى الاعتقاد بأن المياه السطحية التي كانت موجودة هناك ربما تكون في الواقع قد اتخذت شكلًا سائلًا ، لكنها تبخرت منذ ذلك الحين في الفضاء. يحتوي الكوكب على قمرين صغيرين يسمى فوبوس وديموس.

النظام الشمسي الخارجي:

الكواكب الخارجية (تسمى أحيانًا كواكب جوفيان أو الكواكب الغازية العملاقة) هي كواكب ضخمة مغمورة بالغاز ولها حلقات وكثير من الأقمار. على الرغم من حجمها ، يمكن رؤية اثنين منهم فقط بدون تلسكوبات: كوكب المشتري وزحل. كان أورانوس ونبتون أول الكواكب التي تم اكتشافها منذ العصور القديمة ، وأظهر لعلماء الفلك أن النظام الشمسي كان أكبر مما كان يعتقد سابقًا.

الكواكب الخارجية لنظامنا الشمسي بأحجام نسبية تقريبًا. من اليسار ، كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون. الائتمان: معهد القمر والكواكب

كوكب المشتري هو أكبر كوكب في نظامنا الشمسي ويدور بسرعة كبيرة (10 ساعات أرضية) بالنسبة إلى مداره حول الشمس (12 سنة أرضية). يتكون غلافه الجوي السميك في الغالب من الهيدروجين والهيليوم ، وربما يحيط بنواة أرضية بحجم الأرض تقريبًا. الكوكب عشرات الأقمار ، بعض حلقات خافتة و أ بقعة حمراء كبيرة - عاصفة مستعرة حدثت منذ 400 عام على الأقل.

تشتهر زحل بشخصيتها البارزة نظام الحلقة - سبع حلقات معروفة مع تقسيمات وفجوات محددة جيدًا بينها. كيف وصلت الحلقات هناك موضوع واحد قيد التحقيق. لديها أيضا عشرات الأقمار . يتكون غلافه الجوي في الغالب من الهيدروجين والهيليوم ، كما أنه يدور بسرعة (10.7 ساعة أرضية) بالنسبة إلى الوقت الذي يدور فيه حول الشمس (29 سنة أرضية).

اكتشف ويليام هيرشل أورانوس لأول مرة في عام 1781. ويستغرق يوم الكوكب حوالي 17 ساعة على الأرض ويستغرق مدار واحد حول الشمس 84 سنة أرضية. تحتوي كتلته على الماء والميثان والأمونيا والهيدروجين والهيليوم المحيط بنواة صخرية. لديها عشرات الأقمار ونظام الحلقة الخافتة. كانت المركبة الفضائية الوحيدة التي زارت هذا الكوكب هي السفر 2 مركبة فضائية في عام 1986.

نبتون كوكب بعيد يحتوي على الماء والأمونيا والميثان والهيدروجين والهيليوم ونواة محتملة بحجم الأرض. لديها أكثر من عشرات الأقمار وست حلقات. وكالة ناساالسفر 2زارت المركبات الفضائية أيضًا هذا الكوكب ونظامه بحلول عام 1989 أثناء عبوره للنظام الشمسي الخارجي.

كم عدد الأقمار في النظام الشمسي؟ رصيد الصورة: ناسا

منطقة عبر نبتون:

تم اكتشاف أكثر من ألف كائن في حزام كويبر ، ومن المفترض أن هناك ما يصل إلى 100000 جسم يزيد قطرها عن 100 كيلومتر. يصعب تحديد التركيب الكيميائي لأجسام حزام كايبر نظرًا لصغر حجمها وبُعدها الشديد عن الأرض.

ومع ذلك ، فقد أشارت الدراسات الطيفية التي أجريت في المنطقة منذ اكتشافها عمومًا إلى أن أعضائها تتكون أساسًا من الجليد: خليط من الهيدروكربونات الخفيفة (مثل الميثان) والأمونيا والجليد المائي - وهي تركيبة تشترك فيها مع المذنبات. أكدت الدراسات الأولية أيضًا وجود مجموعة واسعة من الألوان بين أجسام حزام كايبر ، بدءًا من الرمادي المحايد إلى الأحمر الغامق.

يشير هذا إلى أن أسطحها تتكون من مجموعة واسعة من المركبات ، من الجليد المتسخ إلى الهيدروكربونات. في عام 1996 ، روبرت إتش براون وآخرون. تم الحصول عليها بيانات التحليل الطيفي على KBO 1993 SC ، وكشف أن تكوين سطحه مشابه بشكل ملحوظ لتكوين سطح بلوتو (وكذلك قمر نبتون تريتون) من حيث أنه يحتوي على كميات كبيرة من جليد الميثان.

تم الكشف عن الجليد المائي في العديد من أجسام حزام كايبر ، بما في ذلك 1996 TO₆₆و 38628 Huya و 20000 Varuna. في عام 2004، مايك براون وآخرون. تحديد وجود جليد مائي بلوري وهيدرات الأمونيا على أحد أكبر أجسام حزام كايبر المعروفة ، 50000 Quaoar . تم تدمير كلتا هاتين المادتين على مدى عمر النظام الشمسي ، مما يشير إلى أن Quaoar قد ظهر مرة أخرى مؤخرًا ، إما عن طريق النشاط التكتوني الداخلي أو من خلال تأثيرات النيزك.

إن إبقاء شركة بلوتو خارج حزام كويبر هو العديد من الأشياء الأخرى الجديرة بالذكر. قوار ، هل تود و هاوميا و Orcus و ايريس كلها أجسام جليدية كبيرة في الحزام والعديد منها لها أقمار خاصة بها. هذه كلها بعيدة للغاية ، ومع ذلك فهي في متناول اليد.

سحابة أورت وأبعد المناطق:

يُعتقد أن سحابة أورت تمتد من 2000 إلى 5000 وحدة فلكية (0.03 و 0.08 لي) إلى 50000 وحدة فلكية (0.79 ليي) من الشمس ، على الرغم من أن بعض التقديرات تضع الحافة الخارجية بقدر 100000 و 200000 وحدة فلكية (1.58 و 3.16 لي). يُعتقد أن السحابة تتكون من منطقتين - سحابة أورت الخارجية الكروية من 20000 إلى 50000 وحدة فلكية (0.32 - 0.79 ليلي) ، وسحابة أورت الداخلية (أو التلال) على شكل قرص من 2000 - 20000 وحدة فلكية (0.03 - 0.32 ليلي) .

قد تحتوي سحابة أورت الخارجية على تريليونات الأجسام التي يزيد حجمها عن كيلومتر واحد (0.62 ميل) ، والمليارات التي يبلغ قطرها 20 كيلومترًا (12 ميلًا). كتلته الإجمالية غير معروفة ، ولكن - بافتراض أن مذنب هالي هو تمثيل نموذجي لأجسام سحابة أورت الخارجية - فإن كتلته المجمعة تبلغ تقريبًا 3 × 10²⁵كيلوغرامات (6.6 × 10²⁵جنيه) ، أو خمسة من الأرض.

تخطيط النظام الشمسي ، بما في ذلك سحابة أورت ، بمقياس لوغاريتمي. الائتمان: ناسا

بناءً على تحليلات المذنبات السابقة ، تتكون الغالبية العظمى من أجسام سحابة أورت من مواد متطايرة جليدية - مثل الماء والميثان والإيثان وأول أكسيد الكربون وسيانيد الهيدروجين والأمونيا. كما أن ظهور الكويكبات التي يُعتقد أنها نشأت من سحابة أورت قد حفز أيضًا البحث النظري الذي يشير إلى أن السكان يتكونون من 1-2٪ كويكبات.

قدرت التقديرات السابقة كتلتها بما يصل إلى 380 كتلة أرضية ، لكن المعرفة المحسنة لتوزيع حجم المذنبات طويلة الأمد أدت إلى تقديرات أقل. في غضون ذلك ، لم يتم بعد تحديد كتلة سحابة أورت الداخلية. تُعرف محتويات كل من حزام كايبر وسحابة أورت باسم الأجسام عبر نبتون (TNOs) ، لأن الأجسام في كلتا المنطقتين لها مدارات بعيدة عن الشمس عن مدار نبتون.

استكشاف:

استفادت معرفتنا بالنظام الشمسي أيضًا بشكل كبير من ظهور المركبات الفضائية الروبوتية والأقمار الصناعية ومركبات الهبوط الروبوتية. بدءًا من منتصف القرن العشرين ، فيما عُرف باسم ' عصر الفضاء '، بدأت المركبات الفضائية المأهولة والروبوتية في استكشاف الكواكب والكويكبات والمذنبات في النظام الشمسي الداخلي والخارجي.

تمت الآن زيارة جميع الكواكب في المجموعة الشمسية بدرجات متفاوتة بواسطة مركبات فضائية أطلقت من الأرض. من خلال هذه المهمات غير المأهولة ، تمكن البشر من التقاط صور عن قرب لجميع الكواكب. في حالة مركبات الإنزال والمركبات الجوالة ، تم إجراء اختبارات على التربة والأغلفة الجوية للبعض.

صورة لفني روسي يضع اللمسات الأخيرة على سبوتنيك 1 ، أول قمر صناعي للبشرية. المصدر: ناسا / آصف صديقي

كان أول جسم اصطناعي تم إرساله إلى الفضاء هو القمر الصناعي السوفيتي سبوتنيك 1 ، الذي تم إطلاقه في الفضاء عام 1957 ، نجح في الدوران حول الأرض لأشهر ، وجمع معلومات عن كثافة الغلاف الجوي العلوي والغلاف الجوي المتأين. المسبار الأمريكي إكسبلورر 6 ، الذي أطلق في عام 1959 ، كان أول قمر صناعي يلتقط صورًا للأرض من الفضاء.

كشفت المركبات الفضائية الروبوتية التي تجري رحلات الطيران أيضًا عن معلومات مهمة حول الغلاف الجوي للكوكب والسمات الجيولوجية والسطحية. كان أول مسبار ناجح يطير فوق كوكب آخر هو الكوكب السوفيتي القمر 1 المسبار ، الذي تجاوز القمر في عام 1959. نتج عن برنامج مارينر العديد من تحليقات الكواكب الناجحة ، والتي تتكون من مارينر 2 مهمة الماضي كوكب الزهرة في عام 1962 ، مارينر 4 مهمة بعد المريخ في عام 1965 ، و مارينر 10 مهمة الماضي عطارد في عام 1974.

بحلول سبعينيات القرن الماضي ، تم إرسال المجسات إلى الكواكب الخارجية أيضًا ، بدءًا من بايونير 10 المهمة التي حلقت عبر كوكب المشتري في عام 1973 و بايونير 11 زيارة إلى زحل في عام 1979. للسفر أجرى المسباران جولة كبيرة في الكواكب الخارجية بعد إطلاقهما في عام 1977 ، حيث مر كلا المسبارين بكوكب المشتري في عام 1979 وزحل في عام 1980-1981.السفر 2ثم واصل الاقتراب من أورانوس في عام 1986 ونبتون في عام 1989.

تم إطلاقه في 19 يناير 2006 ، آفاق جديدة المسبار هو أول مركبة فضائية من صنع الإنسان لاستكشاف حزام كويبر. حلقت هذه المهمة غير المأهولة بواسطة بلوتو في يوليو 2015. إذا ثبت أنها مجدية ، فسيتم تمديد المهمة أيضًا لمراقبة عدد من أجسام حزام كايبر (KBOs) الأخرى في السنوات القادمة.

بدأ نشر المدارات والمركبات الجوالة ومركبات الهبوط على كواكب أخرى في المجموعة الشمسية بحلول الستينيات. الأول كان السوفياتي القمر 10 تم إرسال القمر الصناعي إلى مدار حول القمر في عام 1966. تبع ذلك في عام 1971 مع نشر مارينر 9 المسبار الفضائي الذي يدور حول المريخ والسوفييت فينيرا 9 التي دارت حول كوكب الزهرة عام 1975.

ال جاليليو أصبح المسبار أول قمر صناعي يدور حول كوكب خارجي عندما وصل إلى كوكب المشتري في عام 1995 ، تلاه كاسيني - هيغنز مسبار يدور حول زحل في عام 2004. عطارد و فيستا تم استكشافها بحلول عام 2011 بواسطة رسول و فجر المجسات ، على التوالي ، معفجرإنشاء مدار حول الكويكب / الكوكب القزم سيريس في عام 2015.

كان المسبار الأول الذي هبط على جسم آخر في النظام الشمسي هو المسبار السوفيتي القمر 2 المسبار ، الذي اصطدم بالقمر في عام 1959. ومنذ ذلك الحين ، هبطت المجسات على أسطح كوكب الزهرة أو اصطدمت بها في عام 1966 ( فينيرا 3 ) ، المريخ في عام 1971 ( 3 مارس و فايكنغ 1 في عام 1976) ، الكويكب 433 إيروس في عام 2001 ( بالقرب من صانع الأحذية ) ، وقمر زحل تيتان ( هيغنز ) والمذنب تمبل 1 ( تأثير عميق ) في 2005.

Curiosity Rover صورة فسيفساء ذاتية ، تم التقاطها بكاميرا MAHLI أثناء الجلوس على صخور رسوبية مسطحة في نتوء 'John Klein' في فبراير 2013. Credit: NASA / JPL-Caltech / MSSS / Marco Di Lorenzo / KenKremer

حتى الآن ، تمت زيارة عالمين فقط في النظام الشمسي ، القمر والمريخ ، بواسطة المركبات الجوالة. كانت أول مركبة روبوتية تهبط على كوكب آخر هي السوفيتية لونخد 1 التي هبطت على سطح القمر عام 1970. كان أول من زار كوكبًا آخر سوجورنر ، التي قطعت 500 متر عبر سطح المريخ في عام 1997 ، تليها روح (2004) ، فرصة (2004) و فضول (2012).

بدأت المهمات المأهولة إلى الفضاء بشكل جدي في الخمسينيات ، وكانت نقطة محورية رئيسية لكل من الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي خلال 'S سرعة السباق '. بالنسبة للسوفييت ، اتخذ هذا شكل برنامج فوستوك ، والتي تضمنت إرسال كبسولات فضائية مأهولة إلى المدار.

المهمة الأولى - فوستوك 1 - وقعت في 12 أبريل 1961 ، وكان يقودها رائد فضاء سوفيتي يوري غاغارين (أول إنسان يذهب إلى الفضاء). في السادس من يونيو عام 1963 أرسل السوفييت أول امرأة - فالنتينا تيريشفوكا - في الفضاء كجزء من فوستوك 6 بعثة.

في الولايات المتحدة، مشروع ميركوري بدأ بنفس الهدف وهو وضع كبسولة مأهولة في المدار. في 5 مايو 1961 ، رائد فضاء آلان شيبرد ذهب إلى الفضاء على متن الحرية 7 المهمة وأصبح أول أمريكي (وثاني إنسان) يذهب إلى الفضاء.

بعد اكتمال برامج فوستوك وميركوري ، تحول تركيز كل من الدول والبرامج الفضائية نحو تطوير مركبة فضائية لشخصين وثلاثة أشخاص ، بالإضافة إلى تطوير رحلات فضائية طويلة الأمد ونشاط خارج المركبات (EVA).

بصمة التمهيد في غبار القمر من Apollo 11. Credit: NASA

اتخذ هذا شكل فوشكود و الجوزاء برامج في الاتحاد السوفياتي والولايات المتحدة ، على التوالي. بالنسبة للسوفييت ، تضمن ذلك تطوير كبسولة من شخصين إلى ثلاثة أشخاص ، في حين ركز برنامج الجوزاء على تطوير الدعم والخبرة اللازمين لمهمة مأهولة في نهاية المطاف إلى القمر.

وبلغت هذه الجهود الأخيرة ذروتها في 21 يوليو 1969 مع أبولو 11 المهمة ، عندما أصبح رواد الفضاء نيل أرمسترونج وباز ألدرين أول رجال يمشون على سطح القمر. كجزء من برنامج أبولو ، ستحدث خمس عمليات هبوط أخرى على القمر حتى عام 1972 ، وأدى البرنامج نفسه إلى نشر العديد من الحزم العلمية على سطح القمر ، وعودة عينات من صخور القمر إلى الأرض.

بعد حدوث الهبوط على القمر ، بدأ تركيز برامج الفضاء الأمريكية والسوفياتية في التحول إلى تطوير المحطات الفضائية والمركبات الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام. بالنسبة للسوفييت ، نتج عن ذلك إنشاء أولى محطات الفضاء المدارية المأهولة المخصصة للبحث العلمي والاستطلاع العسكري - والمعروفة باسم ساليوت و لا تفهم محطات فضاء.

كانت أول محطة فضاء مدارية تستضيف أكثر من طاقم واحد تابعة لوكالة ناسا سكايلاب ، التي استوعبت بنجاح ثلاثة أطقم من عام 1973 إلى عام 1974. أول مستوطنة بشرية حقيقية في الفضاء كانت محطة الفضاء السوفيتية أنا ، التي كانت محتلة بشكل مستمر لما يقرب من عشر سنوات ، من 1989 إلى 1999. وقد خرجت من الخدمة في عام 2001 ، وخليفتها ، محطة الفضاء الدولية ، حافظت على وجود بشري مستمر في الفضاء منذ ذلك الحين.

إطلاق مكوك الفضاء كولومبيا في رحلته الأولى في 12 أبريل 1981. Credit: NASA

الولايات المتحدة مركبة فضائية ، التي ظهرت لأول مرة في عام 1981 ، أصبحت المركبة الفضائية الوحيدة القابلة لإعادة الاستخدام التي نجحت في القيام برحلات مدارية متعددة بنجاح. المكوكات الخمس التي تم بناؤها ( اتلانتس و سعي و اكتشاف و تشالنجر و كولومبيا و مشروع ) طار ما مجموعه 121 مهمة قبل أن يتم إخراجها من الخدمة في عام 2011.

خلال تاريخ خدمتهم ، تم تدمير اثنتين من المراكب في حوادث. وشملت هذه مكوك الفضاء تشالنجر - التي انفجرت عند الإقلاع في 28 يناير 1986 - و مكوك الفضاء كولومبيا التي تفككت أثناء العودة في 1 فبراير 2003.

في عام 2004 ، ثم الولايات المتحدة. أعلن الرئيس جورج دبليو بوش رؤية لاستكشاف الفضاء ، والذي دعا إلى استبدال المكوك القديم ، والعودة إلى القمر ، وفي النهاية ، a مهمة مأهولة إلى المريخ . تم الحفاظ على هذه الأهداف منذ ذلك الحين من قبل إدارة أوباما ، وتشمل الآن خطط ل إعادة توجيه الكويكب المهمة ، حيث ستسحب مركبة آلية كويكبًا أقرب إلى الأرض بحيث يمكن تركيب مهمة مأهولة عليها.

أدت جميع المعلومات المكتسبة من المهمات المأهولة والروبوتية حول الظواهر الجيولوجية للكواكب الأخرى - مثل الجبال والحفر - بالإضافة إلى الظواهر الموسمية والأرصاد الجوية (مثل السحب والعواصف الترابية والقمم الجليدية) إلى إدراك تجربة الكواكب الأخرى إلى حد كبير نفس الظواهر مثل الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، فقد ساعد العلماء أيضًا على تعلم الكثير عن تاريخ النظام الشمسي وتكوينه.

نظرًا للتحسن والتوسع في استكشافنا للنظام الشمسي الداخلي والخارجي ، فقد تغيرت أيضًا اتفاقياتنا الخاصة بتصنيف الكواكب. يشتمل نموذجنا الحالي للنظام الشمسي على ثمانية كواكب (أربعة كواكب أرضية ، وأربعة عمالقة غازية) ، وأربعة كواكب قزمة ، وعددًا متزايدًا من الأجسام العابرة لنبتون التي لم يتم تحديدها بعد. كما أنه يحتوي على عدد لا يحصى من الكويكبات والكواكب الصغيرة ويحيط بها.

نظرًا لحجمه الكبير وتكوينه وتعقيده ، فإن البحث في نظامنا الشمسي بالتفصيل الكامل سيستغرق عمرًا كاملاً. من الواضح أنه لا يوجد أحد لديه هذا النوع من الوقت لتكريسه للموضوع ، لذلك قررنا تجميع العديد من المقالات التي لدينا حول هذا الموضوع هنا على Universe Today في صفحة واحدة بسيطة من الروابط من أجل راحتك.

توجد آلاف الحقائق حول النظام الشمسي في الروابط أدناه. استمتع بأبحاثك.

النظام الشمسي:

• حقائق مثيرة للاهتمام حول النظام الشمسي
• نظامنا الشمسي
• ما هو النظام الشمسي؟
• ما هو حجم النظام الشمسي؟
• قطر النظام الشمسي
• مدارات النظام الشمسي
• كم عمر النظام الشمسي؟
• النجوم والكواكب
• كل شيء عن الكواكب
• النظام الشمسي الداخلي
• خارج النظام الشمسي
• النظام الشمسي ، المجرة ، الكون
• رسم تخطيطي للنظام الشمسي
• النظام الشمسي الجديد
• ترتيب النظام الشمسي
• سحابة أورت
• الفضاء بين الكواكب
• طائرة الكسوف
• الكواكب
• مساحة عميقة
• الكواكب الأولية
• كوكب
• عدو

نظريات حول النظام الشمسي:

• تشكيل النظام الشمسي
• كيف تم تشكيل النظام الشمسي؟
• أصل النظام الشمسي
• السديم الشمسي
• نظرية تعطيل الطاقة الشمسية
• نظرية السديم الشمسي
• نظرية مركزية الأرض
• نموذج مركزية الأرض
• نموذج هيليوسنتريك
• الفرق بين مركزية الأرض و هيليوسنتريك

أقمار:

• قمر
• ما هو القمر؟
• كم عدد الأقمار في النظام الشمسي؟

أي شيء شديد!:

• كم عدد النجوم في النظام الشمسي؟
• أكبر بركان في المجموعة الشمسية
• ما هو أكبر قمر في المجموعة الشمسية؟
• ما هو أصغر قمر في المجموعة الشمسية؟
• الأكبر في المجموعة الشمسية

مواد النظام الشمسي:

• مسابقة النظام الشمسي
• فيديو النظام الشمسي
• نموذج النظام الشمسي