المجموعة الشمسية

يتكون النظام الشمسي من الشمس وكل مايدور حولها من أجسام، بما في ذلك الكواكب، والأقمار، والنيازك، والمذنبات. والأرض الكوكب الذي نعيش فيه هو ثالث الكواكب بعداً عن الشمس. ويعتبر النظام الشمسي من أحد أنظمة الكواكب، وهي أنظمة تحتوي على نجوم تدور حولها كواكب سيارة وأجسام أخرى ويعزو العلماء تكون هذه الأنظمة لما يسمى بالانفجار الكبير.

هناك العديد من الأجسام التي توجد في النظام الشمسي وتصنف إلى عدة تصنيفات مختلفة، بعض تلك التصنيفات أقل وضوحاً من غيرها. الأجسام حسب تصنيف الموسوعة، هي:

نجمة واحدة: وهي الشمس. وهي واحدة من أكثر من 200 مليار نجمة في مجرتنا درب التبانة، وتحتل الشمس مركز نظامنا الشمسي، وتكون 99.86% من كتلته.
الكواكب السّيّارة: وهي ثمانية كواكب، وهي على التوالي حسب بعدها عن الشمس: عطارد - الزهرة - الأرض - المريخ - المشتري - زحل - أورانس - نبتون .
السّيّارات القميئة كـبلوتو و سدنة.
الأقمار أو السّواتل : الأقمار أو التوابع الطبيعية وهي أجسام مختلفة الاحجام ولها مدار حول كوكب.
السواتل: وهي أجسام صغيرة صنعها وأطلقها الأنسان وتدور حول الكواكب وخصوصاً الأرض.
مخلفات فضائية صناعية، وهي بقايا أو حطام أقمار صناعية ومركبات ومحطات فصائية من صنع البشر، وهذه منتشرة بالغلاف الجوي حول كوكب الأرض.
غبار و جسيمات صغيرة أخرى تدور في مدار الكواكب.
الكويكبات: وهي الأجسام التي تكونت منها الكواكب، وهي عبارة عن أجسام أصغر من حجم الكوكب تكونت في بداية تكون النظام الشمسي وهي غير موجودة الآن بشكل واضح. ويستخدم المصطلح أحياناً للأشارة للنيازك والمذنبات أو الجسيمات التي قطرها أقل من 10كم.
النيازك: ملايين من الأجسام الصخرية مختلفة الأشكال والأحجام تدور في مدار حول الشمس بين مداري المريخ والمشتري، وتتواجد على طول مدارها وبذلك تشكل ما يشبه الحزام ولهذا سمي هذا المدار بحزام الكويكبات.
المذنبات: وهي أجسام تدور حول الشمس في مدارات إهليليجيّة الشكل يصل بعضها إلى ما بعد حدود نظامنا الشمسي وعند اقتراب أحدها من الشمس يتسامى الجليد الذي يكسوه متحوّلا مباشرة إلى بخار مخلفا سحابة على شكل ذنب.


تنقسم كواكب مجموعتنا الشمسية إلى قسمين يفصل بينهما حزام الكويكبات:

الكواكب الداخلية: وهي أربعة: عطارد، الزهرة، الأرض، والمريخ.
تتسم هذه الكواكب بقربها من الشمس وتركيبتها الصخرية وبصغر حجمها النسبي حيث أن قطر الأرض وهو أكبر كواكب هذا القسم يبلغ 12756 كلم فقط، كما يتميز هذا القسم بكونه يضم الكوكب الوحيد المعروف حتى الآن الذي به حياة وهو كوكبنا الأرض. بالإضافة إلى قلة أقماره (3 أقمار) واحد للأرض وللمريخ اثنان وليس لعطارد والزهرة أقمار.

- الكواكب الخارجية: وهي الأربعة كواكب الباقية وهي: المشتري، زحل، أورانوس، نبتون.

تتميز هذه الكواكب الأربعة بكونها (غازية) البنية وضخمة الحجم: فنبتون وهو أصغر هذه الكواكب الأربعة يفوق قطره قطر الأرض بحوالي أربع مرات أي أن قطره يفوق قطر كل كواكب القسم الداخلي مجتمعة بمرة ونصف. كما تتميز بكثرة الأقمار: 63 قمراً للمشتري و 50 قمراً لزحل و 30 ولأورانس و 17لنبتون. وتمتلك هذه الكواكب الأربعة كلها حلقات تدور حولها مع أن الشائع هو أن لزحل فقط حلقات وذلك راجع إلى صغر حجم حلقات الكواكب الأخرى.

Sol. وكان بداية تكوين المنظومة الشمسية Solar System منذ 4.6 بليون سنة كسحابة غازية دوارة. ومع الوقت بردت السحابة وتجمعت محتوياتها لتكون أجساما كبيرة مكونة الكواكب الأولية وما تبقى من مواد تكونت المذنبات والأجسام الفضائية التي تتجول في صمت بين المجموعة الشمسية. و عندما اذن الخالق للكواكب ان تتكون بعد 100 مليون سنة سخنت كرة الغاز وسط السحابة بشدة وأنفجرت إنفجارا نوويا شديدا (وهو المسمى بالانفجار العظيم أو الـ Big Bang) لتتولدالشمس كنجم أشبه بأي نجم له سيرة حياة نهايتها الموت. وتعتبر الشمس نجم من بلايين بلايين النجوم في الكون. ولأن الإنسان خلقه الله من تراب الأرض فإن كل مايحتويه جسمك من عناصر كيميائية إبتداء من الكالسيوم في عظامك حتى الزنك في شعرك قد تكونت في قلوب النجوم المستعرة طوال 12 بليون سنة.

لايستطيع الإنسان ان يباشر التعامل مع الكواكب لاستحالة الوصول اليها (في الوقت الحالي). لكن الضوء والذي يقطع بلايين السنين ليصلنا من النجوم للأرض يعطينا مؤشرا عن حجم النجوم ووزنها ومكوناتها عناصرها الكيماوية وعمرها من خلال ضوئها الوافد الينا.

لاحظ الأقدمون حركات الكواكب التي كانت ترى في السماء بالليل. ووجدوا أن بعض الكواكب بخلاف الشمس وغيرها من النجوم لا ينبعث منها الضوء مباشرة وذلك لأنها تسطع حيث تعكس كالمرايا ضوء الشمس.

تعتبر الشمس نجم في مركز النظام الشمسي ويدور حولها كل كواكب المجموعة الشمسية. درجة حرارة سطح هذه الكرة النارية المتوهجة على الدوام هو 5500 درجة مئوية تقريبا أما قلبها فتصل درجة حرارته إلى 15.6 مليون درجة مئوية. حجم الشمس أكبر من حجم الأرض لدرجة يمكنها أن تستوعب أكثر من مليون أرض بداخلها. تدور الشمس حول نفسها دورانا مغزليا حول محورها المركزي كما يحدث في الكواكب التي تدور حولها. ولكن هذا الدوران ليس بالسهولة أو الإنسيابية التي تدور بها الأرض حول نفسها. تقع أنشطة البقع الشمسية فوق الشمس عندما تتقاطع غازاتها معها أثناء الدوران. ولا تدور الشمس حول نفسها دورانا إنسيابيا لأن الشمس ليست كتلة صلبة. لهذا فإن غازات القطبين الشمسيين تدور بسرعات متفاوتة بالنسبة للغازات حول خط الإستواء على سطحها. مما يجعل الحقول المغناطيسية بهما تنحرف, وهذا يسبب إنحرافات مغناطيسية تظهر كبقع شمسية داكنة فوق سطح الشمس.

وهذا التعقيد في الحقل المغناطيسي شديد بدرجة تجعله ينكمش ويجعل القطبين الشمالي والجنوبي يتبادلان مكانيهما. تتكرر هذه العملية بصفة مستمرة. ويطلق عليها دورة الشمس Solar Cycle (تستغرق الدورة الكاملة 22 سنة). السفر نحو الشمس مستحيل مهما كانت شدة تحمل المركبات للحرارة العالية. وعدم إستطاعة الوصول إليها ليس بسبب شدة الحرارة فقط ولكن الرياح الشمسية حولها شديدة جدا لدرجة انها تقوم بتغيير مسار أي مركبة تقترب من الشمس. شدة جاذبية الشمس جعلت الكواكب في مكانها تدور حولها وتتخذها مركزا للدوران.

كواكب حيث يدور حولها أكثر من مائة قمر، وعدد لاحصر له من الأجسام الصغيرة كالكويبات والمذنبات. وتوجد جميعها في الوسط بين الكواكب الذي نطلق عليه تجاوزا الفضاء مكونة النظام الشمسي.

ويمكن تقسيم المجموعة الشمسية إلى قسمين :

1- قسم داخلي يحوي على الشمس وكواكب عطارد والزهرة والأرض وقمرها والمريخ .

2- قسم خارجي يحوي على الكواكب الخارجية وهي المشتري وزحل وأورانوس ونبتون وبلوتو.

وبصفة عامة فإن محيط دوران هذه الكواكب حول الشمس بيضاوي تقريبا (أي على شكل قطع ناقص)، ماعدا زحل وبلوتو فمحيط دورانهما دائري تقريبا. كل المحيطات التي تدور فيها الكواكب حول الشمس في مستوي واحد. ويطلق عليها دائرة البروج Ecliptic (ماعدا كوكب بلوتو فهو ينحرف قليلا عن هذا المستوي). وكل هذه الكواكب تدور في إتجاه واحد بإتجاه عكس عقارب الساعة.

وهناك الكويكبات (تصغير كلمة كوكب) Asteroids وهي عبارة عن أجسام صخرية صغيرة داخل النظام الشمسي تدور حول الشمس ولاسيما ما بين كوكبي المريخ والمشتري، وفي أماكن أخرى وحول الشمس ذاتها. وهناك أيضا المذنّبات وهي عبارة عن أجسام جليدية تأتي من خارج المجموعة الشمسية أو تخرج منها. ومداراتها طويلة جدا ومنتشرة بطريقة غير منتظمة و مبعثرة. وبعض الكويكبات لايمكن تفرقتها عن المذنبات مثل خيرون Chiron.

وهناك الأقمار التابعة للكواكب التي تدور حول كوكبها الخاص بها كما يفعل قمر الأرض. ومحيط دورانها في مستوي دوران الكواكب وأحجامها مختلفة. وهناك أقمار عديدة أكبر من كوكب بلوتو. و قمران أكبر من كوكب عطارد. وهناك أقمار تصطاد المذنبات والتي تحدث بها فوهات وندوب وحفر تدل على ذلك.

ولأن الأرض تابعها قمر واحد وكوكب بلوتو يتبعه كوكب شارون الوحيد. لهذا يطلق على كوكبي الأرض وبلوتو كواكب مزدوجة.

نقطا مضيئة تتجول بين النجوم في السماء فأطلقوا عليها الكواكب السيارة . وأطلقوا عليها أسماء رومانية هي :

Jupiter(المشتري) ومعناه ملك الآلهة .
Mars( المريخ) ومعناه إله الحرب .
Mercury(عطارد) ومعناه بالرومانية رسول الآلهة .
Venus(الزهرة ) ومعناها بالرومانية إله الحب والجمال .
Saturn (زحل) ومعناه أبو جوبتر وإله الزراعة .
وقد لاحظ الفلكيون القدماء الكويكبات و الشهب التي لها ذيل متوهج وهي تتهاوي . وأطلق عليها العرب النجمة أم ذيل .

وكان القدماء يعتقدون أن الأرض مركز الكون. وكل النجوم بما فيها الشمس تدور حولها . لكن كوبرنيقوس (Copernicus) في القرن 16 أثبت بما لايدع مجالا للشك أن الأرض والكواكب في مجموعتنا الشمسية تدور في محيطاتها حول الشمس . ولم يصدقه علماء الفلك حتي جاء إسحاق نيوتن ووضع قوانين الحركة .

قد تبدو الأرض لنا أنها مكان جميل وكبير. بينما كوكب المشتري أثقل منها 317 مرة و كوكب زحل يكبرها وزنا 95 مرة. ورغم كبر هذه الكواكب نجد أن الشمس تضم وحدها 99,98% من كتلة المجموعة الشمسية لشدة جاذبيتها. والشمس تكبر عن الأرض حوالي 109 مرة في الحجم. وبعد إختراع التلسكوب (المقراب) أكتشفت ثلاثة كواكب في المجموعة الشمسية وهي كوكب أورانوس (عام 1781) وكوكب نبتون (عام 1864) وكوكب بلوتو (عام 1930). كما إكتشفت آلاف من الأجسام الصغيرة الحجم كالمذنبات والكويكبات.

ويطلق علي الأربعة كواكب القريبة من الشمس ( عطارد والزهرة والأرض والمريخ ) بالكواكب الأرضية لأحتواء سطحها على قشرة صخرية وهذه الكواكب الأربعة الصخرية والتي يطلق عليها الكواكب الأربعة الأرضية صغيرة نسبيا وهي مكونة من نفس المواد الموجودة فوق الأرض. الكواكب الأربعة فيما وراء مدار المريخ وهي المشتري وزحل وأورانوس ونبتون يطلق عليها الكواكب العملاقة الغازية لأحتوائها على عناصر غازية في أغلب تكوينها ولا وجود للقشرة الصخرية الشبيهة بالأرض. تصنف الكواكب أيضا حسب خواصها الطبيعية. فالكواكب الأربعة الأرضية عطارد والزهرة والأرض والمريخ يطلق عليها الكواكب الشبيهة بالأرض أو الكواكب الداخلية لأن مداراتها داخل مدار الأرض حول الشمس. وهي ثقيلة وصغيرة الحجم وصخرية القشرة وجامدة وفي قلبها مصهورات معدنية ماعدا عطارد فجوه غازي يتسرب منه العناصر الخفيفة لضعف قوة جاذبيته. على عكس الكواكب العملاقة الغازية التي تقع وراء مدار الأرض والتي يطلق عليها الكواكب البرجيسيّة Jovian Planets - حيث إن أحجامها وكتلها كبيرة لكن كثافتها قليلة - يعتبر كوكب المشتري أثقل الكواكب مجتمعة، فكتلته أثقل من الأرض 318 مرة وحجمه أكبر من حجمها 1300 مرة مما جعل كثافته أقل وتعادل ربع كثافة الأرض. كوكب زحل كتلته تعادل 95 مرة وزن الأرض وكثافته أقل من كثافة الماء التي تعادل 1 جم/ سم3. فالكواكب الغازية العملاقة جوها كثيف ويتكون من الهيدروجين ومركباته والهيليوم. تتكون هذه الكواكب من غازات وسوائل وليس فيها ماء ولها حلقات حولها وأقمار عديدة. هذه الحلقات مكونة من غازات الهدروجين والهيليوم وجليد الماء وأمونيا وميثان وأول أكسيد الكربون.

أبعد الكواكب التسعة كوكب بلوتو وهو أصغرهم ولكنه مغطى بالجليد الصلب بنسبة أكبر من الكواكب الأرضية الأربعة. وهو يوجد على حافة المنظومة الشمسية. يصنفه الكثيرون مذنبا كبيرا وليس كوكبا؛ لأن مكوناته أشبه بمكونات المذنب الذي يتكون عادة من جليد وصخور ولكن مداره يختلف تماما عن مدارات المذنبات وبقية الكواكب.

كما أن هذه الكواكب الأرضية يطلق عليها الكواكب السفلية أو الكواكب الداخلية، لأن مداراتها تقع بين الأرض والشمس، بينما الكواكب العملاقة الغازية يطلق عليها الكواكب العليا لأن مداراتها خلف مدار الأرض. والكواكب الأرضبة الأربعة عطارد والزهرة والأرض والمريخ تشبه الأرض في أحجامها ومكوناتها الكيماوية وكثافتها. ولكن فترة دورانها حول نفسها متباينة. فبينما نجد المريخ والأرض يدور كل منهما حول نفسه دورة كاملة كل 24ساعة نجد الزهرة تدور حول نفسها في 249 يوم.

هائلة من الغازات والغبار بين النجوم. وهذه المواد في هذه السحب في حركة دائمة حتى السحب نفسها في حركة لتدور نحو تجمع جاذبية المجرة. نتيجة لهذه الحركة تبدو السحابة عندما نراها من نقطة قرب مركزها وهي تسير ببطء. هذا الدوران يمكن وصفه بأنه عزم زاوي Angular Momentum وهو مقياس ثابت لحركة هذه الأجسام الفضائية ولا يتغير. وهذا الثبات في العزم الزاوي يشرح لنا كيف أن الراقصين على الجليد يدورون بحركة سربعة مغزلية فوقه عندما يضم الراقص ذراعيه ليكونا على مقربة من محور حركة دوران الجسم وكلما إقترب الذراعان زادت السرعة مع الإحتفاظ بشدة العزم الزاوي. عندما يبسط الراقص ذراعيه تقل السرعة كنتيجة نهائية للحركة المغزلية. هذا نجده واضحا في لعبة (المغزل)التي يلعبها الأطفال. هذا الدوران المغزلي لسحابة داخل مجموعة نجمية يجعلها تتقلص على ذاتها وتحمل معها جزءا من العزم الزاوي الأصلي. هذه السحب الدوارة تنبسط مكونة أقراصا تتجمع أجسامها وتتكثف لتكون النجوم الكواكب الدوارة. ولاشك أن لكل كوكب سنته ويومه. واليوم يحدد مدته الفترة التي يدور فيها الكوكب حول نفسه. فالأرض تدور حول نفسها مرة كل 24 ساعة حتى هذا اليوم. فيومها يعادل 24 ساعة. والسنة لكل كوكب تعادل عدد الأيام التي يدور فيها الكوكب دورة كاملة في مداره حول الشمس. لهذا فالأرض سنتها تعادل 365 يوما وربع يوم .

لماذا مدارت الكواكب حول الشمس منتظمة؟ ولماذا تقع في نفس المستوى؟ ولماذا تدور في نفس الإتجاه في مدارات تقريبا دائرية؟ كل هذا سببه قوة جاذبية الشمس وهي القوة السائدة في المجموعة الشمسية. وتعتبر الوحدة القياسية(Astronomical Unit) ،(AU)، هي الوحدة الفلكية التي يقاس بها المسافة بين الكوكب والشمس. والوحدة الفلكية الواحدة(1AU) هي متوسط المسافة بين الأرض والشمس. فبينما كوكب عطارد يبعد عن الشمس 0.39 AU نجد كوكب بلوتو يبعد عنها39 AU. لهذا نجد سنة عطارد تعادل 88 يوما أرضيا لقربها من الشمس وسنة كوكب بلوتو تعادل248 يوما أرضيا يدوران فيها دورة كاملة حول الشمس. وبينما نجد الأرض تدور في محورها حول نفسها دورة كاملة كل 24 ساعة نجد كوكب المشتري يدور حول نفسه في أقل من 10 ساعات أرضية بينما كوكب الزهرة يدور حول نفسه مرة كل 243 يوما أرضياحيث يدور من الشرق للغرب .