منظومه شمسی "قسمت اول"
منظومهٔ شمسی، منظومهٔ خورشیدی یا سامانهٔ خورشیدی (به انگلیسی: Solar System) سامانهای متشکل از یک ستاره به نام خورشید و اجرام آسمانی است که در مدارهایی پیرامون آن میگردند.
منظومهٔ شمسی از فروپاشی یک ابر مولکولی پدید آمد و در دوران رنسانس و با مشاهدات افرادی از جمله گالیلئو گالیله کشفشد. این منظومه در بازوی شکارچی، کهکشان راه شیری واقعشده و ۲۵٬۰۰۰ سال نوری از مرکز کهکشانی و کنارهٔ کهکشان فاصله دارد. خورشید بیش از ۹۹٫۸ درصد جرم منظومهٔ شمسی را شامل میشود و منبع انرژی بسیار از جمله انرژی گرما و نور است. این ستاره یک ستارهٔ نوع جی رشته اصلی و عضوی از جمعیت ستارگان نخستین است. بقای منظومهٔ شمسی به بقای خورشید وابسته است و اگر خورشید نابود شود، منظومهٔ شمسی نیز نابود میشود.
منظومهٔ شمسی دارای هشت سیاره (تیر، ناهید، زمین، مریخ، مشتری، زحل، اورانوس و نپتون) و پنج سیارهٔ کوتوله (سرس، پلوتو، هائومیا، ماکیماکی و اریس) است. چهار سیارهٔ نخست، سیارات درونی یا زمینسان هستند و بیشتر از سنگ ساخته شدهاند و چهار سیارهٔ دیگر سیارات بیرونی یا غولهای گازی هستند و از گازهای مختلف ساخته شدهاند. علاوه بر این اجرام، منظومهٔ شمسی دارای اجرام دیگری از جمله ماهها، سیارکها، شهابوارها، شهابها، شهابسنگها و دنبالهدارهاست. منظومهٔ شمسی همچنین دارای مناطق خاصی از جمله کمربند سیارکها، کمربند کویپر و دیسک فشرده است.
مادهای نازک و فشرده به نام محیط میانسیارهای میان سیارات و اجسام دیگر وجود دارد. اجزای سازندهٔ محیط میانسیارهای از هیدروژن خنثی و غیر یونیزهشده، گاز پلاسما، پرتوهای کیهانی و ذرات گرد و غبار تشکیل شدهاند. این نشان میدهد که فضا یک خلأ کامل نیست. سدنا ۹۰۳۷۷ دورترین جسم کشفشده در منظومهٔ شمسی است که اوج آن ۱۰۰۰ واحد نجومی است و تناوب مداری آن ۱۰٬۵۰۰ سال به طول میانجامد. ابری کرویشکل و بزرگ به نام ابر اورت منظومهٔ شمسی را احاطه کردهاست و از ۲٬۰۰۰ تا ۵٬۰۰۰ واحد نجومی دورتر از خورشید آغاز میشود و تا ۱۰۰٬۰۰۰–۵۰٬۰۰۰ واحد نجومی دورتر از خورشید ادامه مییابد. منظومهٔ شمسی تا جایی گسترش مییابد که دیگر تحت تأثیر خورشید (نفوذ نور خورشید، گرانش خورشیدی، میدان مغناطیسی خورشید و بادهای خورشیدی نباشد. هلیوپاز مرز میان محیط میانسیارهای و فضای میانستارهای است. هلیوپاز به عنوان مرز بیرونی منظومهٔ شمسی در نظر گرفته میشود و برآورد شدهاست که میان ۱۱۰ تا ۱۷۰ واحد نجومی از خورشید فاصله دارد.
طراحی هنری از یک سحابی
سامانههای خورشیدی پیرامون ستارهها شکل میگیرند و منظومهٔ شمسی ما هم پیرامون خورشید شکل گرفتهاست. تاکنون دانشمندان، ستارهشناسان، فلاسفه و تقریباً هر کس دیگری به دنبال پاسخ چگونگی شکلگیری جهان گشتهاند. هیچ الگوی معتبری که بتواند چگونگی شکلگیری جهان را توضیحدهد، وجود ندارد. اما دانشمندان بر سر محبوبترین الگو به توافق رسیدهاند. این الگو، نظریهٔ سحابی نامدارد.
حدود ۴٫۶ میلیارد سال پیش، هنگامی که یک ابر گازی و گرد و غباری در فضا آشفتهبود، منظومهٔ شمسی در اثر انفجار یک ابرنواختر شکلگرفت. انفجار این ابرنواختر امواجی در فضا ساخت که ابر گازی و گرد و غباری را تحت فشار قرار داد. فشردن ابر موجب متلاشیشدن آن شد، به طوری که گرانش گاز و گرد و غبار را به هم چسباند و یک سحابی خورشیدی شکلگرفت. ابر شروع به چرخیدن کرد و سرانجام متلاشیشد. سپس مرکز ابر داغتر و چگالتر از بقیهٔ آن شد و دیسک گازی و گرد و غباری شکلگرفت که مرکز آن داغ و لبههای آن سرد بود. دیسک نازکتر و نازکتر شد و ذرات به هم تودههایی ساختند. با چسبیدن تودههای کوچک به هم، برخی تودههای بزرگ ساختهشدند و سیارات و ماهها پدید آمدند. مواد یخی مناطق بیرونی دیسک با مواد سنگی سیارات غولپیکری مانند مشتری را پدید آوردند. سرانجام مرکز ابر به اندازهای گرم شد که تبدیل به ستارهای به نام خورشید شد.
اگرچه نظریهٔ سحابی به طو گسترده پذیرفته شدهاست، اما هنوز مشکلاتی دارد که دانشمندان نتوانستهاند دلیل آن را توضیحدهند. یکی از این مشکلات انحراف محوری سیارات است. این مشکل بیان میکند که همهٔ سیارات روی دائرةالبروج واقع شدهاند، با این حال، چرا انحراف محوری سیارات داخلی و خارجی تا این اندازه متفاوت است؟ با پیشرفت فناوری و بررسی و مطالعهٔ سیارات فراخورشیدی، دانشمندان در درستی نظریهٔ سحابی شک کردهاند. ستارهشناسان برخی از این مشکلها را حل کردهاند، اما نتوانستهاند به همهٔ پرسشها پاسخ بدهند.
کشف:
منظومهٔ شمسی در دوران رنسانس کشفشد، هنگامی که فلاسفه تصمیم گرفتند که چیزی جز مشاهدات و منطق را نپذیرند و سنت را رد کنند. پذیرش عمومی این که خورشید در مرکز جهان واقع شدهاست، طی چند صد سال صورتگرفت. این نظریه که خورشید در مرکز جهان واقع شدهاست و سیارات پیرامون آن میگردند، توسط نیکلاس کوپرنیک (۱۵۷۳–۱۴۷۳ میلادی) در سال ۱۵۴۳ در کتاب «انقلاب کرات آسمانی» پیشنهاد شد. اما کلیسا که مخالف این نظریه بود، کتاب کوپرنیک را در سال ۱۶۱۶ در فهرست آثار ممنوعه قرار داد. کوپرنیک در واقع ایدهٔ باستانی ستارهشناس یونانی آریستارخوس ساموسی (حدود ۲۷۰ پیش از میلاد) که میگفت خورشید بزرگتر از زمین است و زمین مرکز جهان نیست را زندهکرد. ستارهشناس آلمانی یوهانس کپلر (۱۶۳۰–۱۵۷۱ میلادی) از مفهوم کوپرنیک پشتیبانی و حمایتکرد، اما برای توصیف حرکات پیچیدهٔ اجرام فضایی، به خورشید و سیارات مداری بیضیشکل نسبتداد. سرانجام، گالیلئو گالیله (۱۶۴۲–۱۵۶۴) با تلسکوپی که اختراعکرد، ثابتکرد که ناهید مراحلی مانند ماه دارد و به دور خورشید میگردد و خورشید مرکز آن است. اما کلیسا با نظریهٔ گالیله مخالف بود و گالیله برای نجات جان خود وادار شد که گفتهٔ خود را تکذیبکند و برای همیشه نیز از آموزش در خانهٔ خود منعشد. پس از گالیله، یک ستارهشناس ایتالیایی دیگر به نام جووانی دومنیکو کاسینی (۱۷۲۱–۱۶۲۵) اندازهٔ مدار زمین را تعیینکرد. پس از او، آیزاک نیوتن (۱۷۲۷–۱۶۴۲) قوانین فیزیک را وارد منظومهٔ شمسی کرد و با استفاده از گرانش توضیحداد که سیارات چگونه حرکت میکنند. پس از نیوتن نیز افراد دیگری از جمله ادموند هالی و یان اورت به شناخت و کشف منظومهٔ شمسی کمککردند.
موقعیت در فضا:
منظومهٔ شمسی در ابر میانستارهای محلی، حباب محلی، بازوی شکارچی، کهکشان راه شیری واقع شدهاست. ستارهشناسان تنها دریافتهاند که کهکشان راه شیری در واقع دیسک کهکشان ماست و یک سحابی گسترده یا مجموعهای از ستارگان نیست. کهکشان راه شیری یک کهکشان مارپیچی میلهای است که قطر آن حدود ۱۰۰٬۰۰۰ سال نوری است و پنداشته میشود که ۱۰۰ تا ۴۰۰ میلیارد ستاره داشتهباشد. منظومهٔ شمسی حدود ۲۵٬۰۰۰ سال نوری از مرکز و کنارهٔ کهکشان فاصله دارد. دانشمندان به تازگی به این نتیجه رسیدهاند که کهکشان راه شیری احتمالاً دارای دو بازوی مارپیچی بزرگ –بازوی برساووش و بازوی سپر-قنطورس– و چندین بازوی کوچکتر است. منظومهٔ شمسی میان دو بازوی بزرگ در بازویی به نام بازوی شکارچی قرار دارد.
سرعت خورشید در منظومهٔ شمسی ۲۲۰ کیلومتر بر ثانیه است و انقلاب خورشید پیرامون مرکز کهکشان راه شیری حدود ۲۲۵ میلیون سال به طول میانجامد. این مدتی زمان یک سال کیهانی نامیده میشود. بازپسین باری که منظومهٔ شمسی در این موقعیت بود، دایناسورها بر روی زمین زندگی میکردند.
همسایهها:
آلفا قنطورس نزدیکترین سامانه به خورشید است که دارای سه ستاره است: آلفا قنطورس اِی، آلفا قنطورس بی و پروکسیما قنطورس. آلفا قنطورس ای و بی ستارگان دوتایی هستند. آلفا قنطورس ای چهارمین ستارهٔ درخشان در آسمان شب است و حدود ۲۵ درصد بزرگتر از خورشید است. اما آلفا قنطورس بی کمی کوچکتر از خورشید است. پروکسیما قنطورس نیز یک ستارهٔ کوتولهٔ سرخ و نزدیکترین ستاره به منظومهٔ شمسی است و ۴٫۲ سال نوری با خورشید فاصله دارد. این ستاره کوچکتر از خورشید است و جرم آن ۱۲٫۳ درصد جرم خورشید و شعاع آن ۱۴٫۵ درصد شعاع خورشید است. ستارهٔ بارنارد (در ۶ سال نوری) و ولف ۳۵۹ (در ۷٫۷ سال نوری) نیز چهارمین و پنجمین ستارهٔ نزدیک به منظومهٔ شمسی هستند. ستارهٔ شباهنگ درخشانترین ستاره در آسمان شب است که ۸٫۶ سال نوری از زمین فاصله دارد و جرم آن ۹۸ درصد جرم خورشید است.[۱۶] آلفا قنطورس بیبی نزدیکترین سیارهٔ فراخورشیدی به منظومهٔ شمسی است که پیرامون ستارهٔ آلفا قنطورس بی میگردد.
خورشید:
خورشید ستارهای است که زمین و اجرام دیگر منظومهٔ شمسی پیرامون آن میگردند. این جسم مسلط بر منظومهٔ شمسی، بیش از ۹۹٫۸ درصد جرم این منظومه را شامل میشود. جرم خورشید ۷۴۳ برابر مجموع جرم همهٔ سیارات منظومهٔ شمسی و ۳۳۰٬۰۰۰ برابر جرم زمین است. این ستاره منبع انرژی بسیار است که بخشی از نور و گرمای آن موجب بقای زندگی بر روی کرهٔ زمین میشود. دمای سطحی خورشید حدود °۵٬۰۰۰ سانتیگراد و دمای هستهٔ آن حدود °۱۵٬۵۰۰٬۰۰۰ سانتیگراد است.
میانگین فاصلهٔ زمین از خورشید ۱۴۹٬۶۰۰٬۰۰۰ میلیون کیلومتر (۹۲٬۹۶۰٬۰۰۰ میلیون مایل) است. این فاصله به عنوان یک واحد نجومی شناخته میشود و مقیاس اندازهگیری فاصله در سراسر منظومهٔ شمسی است. خورشید یکی از بیش از ۱۰۰ میلیارد ستارهٔ کهکشان راه شیری است و مدار آن ۲۵٬۰۰۰ سال نوری از مرکز کهکشان فاصلهدارد. این ستاره نسبتاً جوان است و عضوی از جمعیت ستارگان نخستین (ستارگانی که نسبتاً در داشتن عناصر سنگینتر از هلیم غنی هستند) است. علاوه بر جمعیت ستارگان نخستین، دو جمعیت دیگر (جمعیت دومین ستارگان و جمعیت سومین ستارگان) وجود دارد.
خورشید یک ستارهٔ نوع جی رشته اصلی است و در طبقهٔ دومین ستارگان داغ زرد رنگ و کوتوله قرار دارد. خورشید مانند بیشتر ستارههای دیگر از هیدروژن (H۲) و هلیم (He) ساخته شدهاست. هیدروژن که سبکترین عنصر شیمیایی شناختهشده است، ۷۲ درصد خورشید و هلیم ۲۶ درصد آن را میسازد. ۲ درصد دیگر را نیز ۷ عنصر اکسیژن (O۲)، کربن (C)، نئون (Ne)، نیتروژن (N۲)، منیزیم (Mg)، آهن (Fe) و سیلیکون (Si) میسازند. در خورشید، به ازای هر ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ اتم هیدروژن، ۹۸٬۰۰۰ اتم هلیم، ۸۵۰ اتم اکسیژن، ۳۶۰ اتم کربن، ۱۲۰ اتم نئون، ۱۱۰ اتم نیتروژن، ۴۰ اتم منیزیم، ۳۵ اتم آهن و ۳۵ اتم سیلیکون وجود دارد.
بقای زمین به بقای خورشید وابسته است. خورشید در آیندهای دور و به عنوان یک ستارهٔ رشته اصلی به عمر خود پایان خواهد داد و خواهد مرد. این ستاره هلیم بیشتر در هستهٔ خود میسازد و هیدروژن بیشتری میسوزاند و میزان هیدروژنی که میسوزاند، از هلیمی که میسازد، بیشتر است. این فرایند به تدریج موجب کاهش حجم خورشید خواهد شد و این کاهش حجم اکنون قابلتوجه نیست، اما حدود ۱ میلیارد سال بعد، حجم این ستاره ۱۰ درصد کاهش خواهد یافت. حدود ۱٫۱ میلیارد سال بعد، خورشید ۱۰ درصد درخشانتر از امروز خواهد شد و هر چهقدر بر درخشش آن افزودهشود، برای زمین زیانآور خواهد بود. این افزایش درخشندگی باعث میشود که بخار آب (H۲O) جو زمین از دست برود و هرگز بازنگردد و جو زمین خشکشود. حدود ۳٫۵ میلیارد سال بعد، خورشید ۴۰ درصد درخشانتر از امروز خواهد شد. این ستاره در آن زمان به اندازهای گرم خواهد شد که اقیانوسهای روی زمین سطح زمین به جوش خواهد آمد و بخار آب نیز از دست خواهد رفت؛ یخها ذوب خواهند شد و زمین به سیارهای گرم خشک مانند ناهید تبدیل خواهد شد و دیگر زندگی بر روی زمین ممکن نخواهد بود. حدود ۶ میلیارد سال بعد، هستهٔ خورشید از هیدروژن تهی خواهد شد و تنها هلیم ناپایدار در هسته باقی خواهد ماند. سرانجام هسته داغتر و چگالتر خواهد شد و خورشید تا جایی بزرگ میشود که تبدیل به یک غول سرخ شود. این غول سرخ مدارهای تیر و ناهید و احتمالاً زمین را نابود خواهد کرد و حتی اگر زمین را نابود نکند، گرمای آن زمین را به سیارهای غیر قابل سکونت تبدیل خواهد کرد. در این زمان، گرما و فشار خورشید به اندازهای خواهد رسید که مرحلهٔ دوم همجوشی هستهای را امکانپذیر خواهد کرد و هلیم برای تشکیل کربن خواهد سوخت. این مرحله حدود ۱۰۰ میلیون سال به طول میانجامد و سرانجام پوستهٔ ناپایدار هلیم، خورشید را منفجر خواهد کرد. سپس لایههای بیرونی خورشید از میان خواهد رفت و فقط یک هستهٔ کربنی از آن باقی خواهد ماند که یک کوتولهٔ سفید است. نور خورشید در طول هشت دقیقه به زمین میرسد و تا وقتی که نور آن به زمین نرسد، زمین متوجه نابودی خورشید نمیشود و پس از این هشت دقیقه متوجه مرگ خورشید میشود. نابودی خورشید موجب نابودی همه چیز در منظومهٔ شمسی خواهد شد.
*◕*◕پوریا ستاره◕*◕*