منظومه شمسی چیست و چگونه تشکیل شده است؟
منظومه شمسی یا خورشیدی
پرسش: منظومه خورشیدی یا منظومه شمسی چیست و چگونه تشکیل شده است؟ حدود ۴.۶ میلیارد سال پیش با تولد خورشید، منظومه شمسی نیز پدید آمد. منظومه شمسی ناحیه‌ای از فضای گسترده کیهان است که در آن ناحیه، تمام سیاره‌ها و دیگر اجرام، تحت تاثیر جاذبه یا گرانش قدرتمند خورشید، حول آن در گردش هستند و متناسب با فاصله‌شان از نور خورشید تاثیر می‌پذیرند. این منظومه فقط یک ستاره دارد که همان خورشید است. اما ۸ سیاره، ۲۱۱ قمر (تاکنون) و هزاران سیاره کوتوله و میلیون‌ها سیارک حول خورشید در گردش هستند. عالم، میلیاردها منظومه ستاره‌ای دارد که منظومه ما تنها یکی از آنها است. در این مقاله، با جزییات بیشتری توضیح می‌دهیم که منظومه شمسی چیست و چگونه شکل گرفته است.
مطلب مرتبط: مشخصات سیارات منظومه شمسی
منظومه شمسی چیست
منظومه خورشیدی یا منظومه شمسی ناحیه‌ای در فضا با مرکزیت خورشید است که سیاره‌ها، قمرها و تمام دیگر اجرام آن ناحیه تحت تاثیر مستقیم نیروی گرانش خورشید به‌دور آن می‌چرخند و کم‌وبیش از نور خورشید تاثیر می‌پذیرند. این منظومه، جزء بسیار کوچکی از کهکشان غول‌پیکر راه شیری محسوب می‌شود و البته تنها منظومه عالم نیست. کیهان میلیاردها منظومه ستاره‌ای (stellar system) دارد که منظومه شمسی (solar system) تنها یکی از آن‌هاست. منظومه ما ۸ سیاره، بیش از ۲۰۰ قمر و هزاران سیاره کوتوله و میلیون‌ها سیارک ریز و درشت دارد. علاوه بر این‌ها میلیون‌ها شهاب‌واره و دنباله‌دار نیز تحت تاثیر جاذبه خورشید در نواحی دور و نزدیک منظومه شمسی حول مرکز آن یعنی خورشید در گردشند. سیاراتی را که در نقاط دیگر کیهان دور ستاره‌های دیگری غیر از خورشید می‌گردند، سیاره فراخورشیدی می‌نامند.
تصویر ۱. این شش عکس، نخستین تصاویری هستند که فضاپیمای وویجر ۱ از منظومه شمسی گرفته است. وقتی وویجر ۱ این تصاویر را می‌گرفت، حدود ۶.۴ میلیارد کیلومتر با زمین فاصله داشت. (برای دیدن تصویر در اندازه اصلی، کلیک کنید.)
مطلب مرتبط: ستاره چیست و چگونه تشکیل می‌شود؟
منظومه شمسی چگونه تشکیل شده است
حدود ۴.۶ میلیارد سال پیش، بخشی از گازها و غبارهای پراکنده در فضا تدریجا به‌هم پیوستند و سرانجام به توده عظیم یا نوعی سحابی تبدیل شدند که اصطلاحا به‌آن ابر مولکولی می‌گویند. هرچه این توده متراکم‌تر و جرم آن بیشتر می‌شد، طبیعتا گرانش یا جاذبه مرکزی آن نیز افزایش می‌یافت و مواد بیشتری را جذب خود می‌کرد و این روند همچنان ادامه می‌یافت. با افزایش فشار و تراکم، دمای مرکزی ابر مولکولی نیز بیشتر می‌شد. با افزایش مداوم فشار و دما در مرکز توده سرانجام هم‌جوشی هسته‌ای در مرکز توده آغاز و بدینگونه خورشید متولد شد. طی فرآیند هم‌جوشی هسته‌ای، اتم‌های هیدروژن در هسته خورشید با یکدیگر ترکیب و به اتم هیلوم تبدیل می‌شوند و این روند هنوز هم ادامه دارد و قاعدتاً می‌تواند تا بیش از ۵ میلیارد سال دیگر نیز ادامه داشته باشد.
خورشید با جاذبه قدرتمندش بیش از ۹۹ درصد مواد موجود در ابر مولکولی را در خود گردآورد. یک‌درصد گازها و غبارهای باقی‌مانده چون از مرکز توده دورتر بودند در چند نقطه مختلف به هم چسبیدند و اجرام کوچکتری پدید آوردند. آنها که نسبتا بزرگتر بودند، چون جاذبه بیشتری داشتند، تدریجا به‌شکل کره درآمدند و به سیاره یا سیاره کوتوله و یا به قمرهای بزرگ تبدیل شدند. برخی دیگر که کوچکتر بودند، سیارک شدند. توده‌های کوچکتر نیز سرانجام به دنباله‌دار یا شهاب‌واره و یا به قمرهای کوچک تبدیل شدند. برخی اجرام از جمله برخی سیارکها و دنبالهدارها نیز قطعاتی از اجرام آسمانی بزرگتر بودند که در اثر برخوردشان با یکدیگر از آنها جدا شدند. فرآیند شکل‌گیری منظومه شمسی حدود ۹۰۰ میلیون سال طول کشید.
ساختار منظومه شمسی
ترتیب و محل چینش سیاره‌ها و دیگر اجرام منظومه شمسی متاثر از نحوه شکل‌گیری منظومه شمسی است. سیاره‌های منظومه شمسی به‌دو نوع سنگی و گازی تقسیم می‌شوند. اوایل پیدایش منظومه شمسی توده‌های سنگ و غبار چون سنگین‌تر بودند نزدیک‌تر به خورشید باقی ماندند و تدریجا به‌هم پیوستند و نهایتا سیاره‌های سنگی یعنی «عطارد» و «زهره» و «زمین» و «مریخ» را شکل دادند. اما توده‌هایی که جنس‌شان از گاز، یخ یا مایع بود، به نواحی دورتر منظومه شمسی رانده شدند. سپس در اثر نیروی جاذبه کم‌کم به‌هم پیوستند و سرانجام سیاره‌های گازی منظومه شمسی یعنی «زحل» و «مشتری» و «اورانوس» و «نپتون» را پدید آوردند. به‌همین سبب امروزه سیاره‌های سنگی به خورشید نزدیک‌تر اما سیاره‌های گازی از خورشید دورترند.
نواحی و قسمت‌های مختلف منظومه شمسی
منظومه شمسی نواحی مختلفی دارد که شماری از آنها اهمیت خاصی دارند. خورشید، نقطه مرکزی منظومه شمسی است. تمام اجرام منظومه تحت تاثیر نیروی گرانش یا جاذبه خورشید هستند. طبیعتا هرچه از خورشید دورتر شویم، اثر نور و جاذبه خورشید نیز کاهش می‌یابد اما حتی دورترین نواحی منظومه شمسی نیز باز از جاذبه و نور خورشید تا حدی تاثیر می‌پذیرند. برخی از نواحی مهم منظومه شمسی چنین هستند:
- کمربند سیارکی: حلقه‌ای متشکل از میلیون‌ها سیارک ریز و درشت است که بین مدار مریخ و مشتری جای دارد. بسیاری از سیارکهای این ناحیه مثل دانه شن ریز اما برخی از آنها پاره سنگهای بزرگی هستند.
- ناحیه درونی منظومه شمسی: حد فاصل خورشید تا کمربندی سیارکی است. هر چهار سیاره سنگی منظومه شمسی در این محدوده واقع شده‌اند و لذا به‌آن‌ها سیاره‌های درونی نیز می‌گویند.
- ناحیه بیرونی منظومه شمسی: محدوده مابین کمربند سیارکی تا مدار نپتون را می‌گویند. هر چهار سیاره گازی منظومه شمسی در این محدوده واقع شده‌اند و لذا به‌آن‌ها سیاره‌های بیرونی منظومه شمسی نیز می‌گویند.
- ناحیه فرانپتونی: ناحیه فراتر از مدار نپتون را ناحیه فرانپتونی می‌گویند. با این تعریف، کمربند کویپر و ابر اورت و بسیاری از دنبالهدارها اجرام فرانپتونی محسوب می‌شوند.
- کمربند کویپر: ناحیه‌ای است که محدوده آن تقریبا بعد از مدار نپتون آغاز می‌شود و حدود ۳۰ میلیون کیلومتر امتداد می‌یابد. اکثر اجرام موجود در کمربند کوپیر منجمد هستند. سیاره‌های کوتوله معروفی مثل پلوتون نیز در این ناحیه جای دارند.
- ابر اورت: دورترین ناحیه منظومه شمسی است که محدوده آن تقریبا پس از کمربند کویپر آغاز می‌شود. ابر اورت را می‌توان کره‌ای نامرئی تصور کرد که منظومه شمسی را در بر گرفته است. چون ابر اورت بسیار از خورشید دور است، تمام اجسام آن ناحیه منجمد هستند.
مطلب مرتبط: لایه‌های مختلف جو زمین (اتمسفر) و ترتیب و ویژگی آنها
اجسام و اجرام موجود در منظومه خورشیدی
همانطور که گفتیم، منظومه شمسی حاوی اجرام آسمانی مختلفی است که ویژگی‌ها، ترکیبات، اندازه و رفتار آنها با هم فرق دارد. برخی از اجسام و اجرام آسمانی موجود در منظومه شمسی چنین هستند:
- ستاره (خورشید): خورشید تنها ستاره منظومه شمسی است. جالب است بدانیم که برخی از منظومه‌های ستاره‌ای عالم، دو ستاره مرکزی دارند اما منظومه ما تک‌ستاره‌ای است.
- سیاره: منظومه ما ۸ سیاره دارد که نام آن ها به‌ترتیب فاصله‌شان از خورشید چنین است: عطارد، زهره، زمین، مریخ، زحل، مشتری، اورانوس و نپتون. زمانی پلوتون نیز سیاره نهم منظومه شمسی محسوب می‌شد اما اخترشناسان با مطالعات بیشتر نتیجه گرفتند که پلوتون را باید سیاره کوتوله دانست.
- سیاره کوتوله: سیاره‌های کوتوله اجرامی هستند که با سیاره‌های ویژگی‌های مشترکی دارند اما هنوز مدار گردش خود دور خورشید را پاک‌سازی نکرده‌اند.
- سیارک: بسیاری از سیارکها مثل دانه‌های شن ریز هستند و برخی دیگر بزرگترند و شعاع بعضی از آنها نیز چند کیلومتر است. سیارکها برخلاف سیاره‌ها و سیاره‌های کوتوله کروی نیستند و بیشتر به پاره‌سنگ‌های شباهت دارند که در مدارشان دور خورشید در گردشند.
- دنباله‌دار: اجرام نسبتا کوچکی از سنگ و یخ و گاز هستند که چون مدار گردش‌شان حول خورشید بیضی یا سهمی و یا هذلولی است، طی گردش خود دور خورشید، گاهی به‌آن نزدیک و گاهی بسیار از آن دور می‌شوند. دنبالهدارها یک‌جفت دم دارند که جنس یکی از آنها از غبار و جنس دیگری از گاز یا پلاسما است.
- شهاب‌واره: شهاب‌واره‌ها یا همان شهاب‌سنگ‌ها قطعه‌های جدا شده از سیارکها، قمرها یا دنبالهدارها هستند که حول خورشید در گردشند. گاهی مدار گردش بعضی از شهاب‌واره‌ها با زمین تلاقی پیدا می‌کند و تعدادی از آنها وارد جو زمین می‌شوند. غلظت جو زمین اصطکاک شدیدی ایجاد می‌کند و شهاب را می‌سوزاند و برای لحظاتی به‌شکل ردی از آتش در آسمان شب نمایان می‌شود.
مطلب مرتبط: ویژگی‌های انسلادوس قمر زحل
کوتاه درباره ویژگی‌هایی منظومه خورشیدی
- منظومه شمسی از خورشید، سیارات، سیارات کوتوله، قمرها و اجرام آسمانی کوچکتری مثل دنبالهدارها و سیارکها تشکیل شده‌اند.
- اخترشناسان تاکنون ۲۱۱ قمر، حدود ۴۰۰۰ دنباله‌دار و حدود ۸۰۰ هزار سیارک را در منظومه شمسی شناسایی کرده‌اند.
- ۹۹.۸۶ درصد جرم کل منظومه شمسی به خورشید اختصاص دارد. بخش اعظم ۰.۱۴ درصد جرم باقی‌مانده نیز متعلق به هشت سیاره منظومه شمسی است.
- چهار سیاره نزدیک‌تر به خورشید را سیارات سنگی هستند. سیارات سنگی در بخش درونی‌تر منظومه شمسی هستند و عمدتا از مواد سنگی و فلزی تشکیل شده‌اند.
- چهار سیاره دورتر از خورشید، سیارات گازی هستند. سیارات گازی در بخش بیرونی‌تر منظومه شمسی هستند و عمدتا از مواد گازی تشکیل شده‌اند. سیارات گازی در مقایسه با سیارات سنگی بزرگترند و جرم بسیار بیشتری دارند. لذا آنها را غول‌های گازی نیز نامیده‌اند.
- دو سیاره گازی بیرونی‌تر منظومه شمسی یعنی اورانوس و نپتون عمدتا از یخ (آب و آمونیاک و متان منجمد) تشکیل شده‌اند. لذا این‌دو سیاره را غول‌های یخی نیز نامیده‌اند.
- کمربند سیارکی، کمربند کویپر و ابر اورت از دیگر بخش‌ها و ساختارهای معروف منظومه شمسی هستند.
عنوان: منظومه شمسی چیست و چگونه تشکیل شده است؟
موضوع: منظومه خورشیدی یا منظومه شمسی چیست؟ نحوه تشکیل منظومه شمسی، منظومه شمسی چگونه به وجود آمده است، منظومه شمسی چگونه شکل گرفته است؟
