النظام الشمسي

النظام الشمسي يتألف من نجمة تسمى الشمس، وجميع الأجسام التي تدور حولها وهي
1- الأرض وثمانية كواكب، مع التوابع الأخرى كالأقمار التي تدور حول هذه الكواكب.
2- أجسام تشبه الكواكب وتدعى الكُويكَبات.
3- قطع من الحديد والصخور تدعى النيازك
4- أجسام من الغبار والغازات المتجمدة تدعى المذنبات.
5- جسيمات مجروفة تدعى الغبار البين ـ كوكبي وغاز مشحون كهربائيًا يدعى البلازما ويشكل هذا كله معًا الوسط البين ـ كوكبي.

ويكون النظام الشمسي على شكل قرص. ويعتبر الشمس وما يضم تحته من كواكب وتوابع وتقسيمات أخرى، جزءًا صغيرًا من مجرة واحدة من مجرات الكون (المجرة هي عائلة من النجوم). وتشتهر مجرة نجم الشمس هذه باسم درب اللبانة. يتألف درب اللبانة من مئات البلايين من النجوم ومنها الشمس. ولبعض هذه النجوم أيضًا كواكب تدور حولها. ودرب اللبانة يكون على شكل قرص، امتداده 100,000 سنة ضوئية، ويبلغ سمكه في مركزه 10,000 سنة ضوئية. والسنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة وبسرعة 299,792كم في الثانية. ويبلغ امتداد النظام الشمسي أقل من يوم ضوئي واحد (المسافة التي يقطعها الضوء في يوم واحد).

وتقاس المسافات بين أعضاء النظام الشمسي بوحدات فلكية. وتساوي الوحدة الفلكية المسافة بين الأرض والشمس، وهي حوالي 150 مليون كم. وتقدر المسافة بين الشمس وبلوتو ـ وهو أبعد الكواكب مسافة عن الشمس ـ بنحو 39 وحدة فلكية.

أجزاء النظام الشمسي
الشمس هي مركز النظام الشمسي وتبلغ كتلتها حوالى 740 مرة قدر كتلة الكواكب مجتمعة. انظر: الكتلة. وتنتج الكتلة الضخمة للشمس الجاذبية التي تحافظ على دوران الأجسام الأخرى حولها بطريقة منتظمة.

تطلق الشمس الطاقة باستمرار في عدة أشكال: الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء، والأشعة فوق البنفسجية، والأشعة السينية، وأشعة جاما، والموجات الراديوية، والبلازما. ينجرف سيل البلازما ـ الذي أصبح جزءاً من الوسط بين الكوكبي ـ في كل مكان من النظام الشمسي ويدعى الرياح الشمسية. انظر: الرياح الشمسية. يتغير سطح الشمس باستمرار، وتدعى البقع اللامعة الصياخد وتدعى البقع الداكنة الكلف الشمسية وكلها تتشكل وتختفي باستمرار، وغالبًا ما تندفع الغازات بعنف من السطح. من أجل وصف متكامل للشمس. انظر: الشمس.
الكواكب. هي أكبر الأجسام في النظام الشمسي باستثناء الشمس. والكواكب لا تنتج طاقتها الذاتية كما تفعل الشمس بل تعكس الحرارة والضوء المرئي الناتج عن الشمس. ويرسل الكوكبان الكبيران المشتري وزُحَل إشعاعات راديوية، إلا أن موجات أشعة المشتري قوية إلى حد أنه يمكن التقاطها على الأرض بالتلسكوبات الراديوية.

وتدعى الكواكب الأربعة الأقرب إلى الشمس وهي عطارد، الزهرة، الأرض، المريخ، الكواكب الأرضية. وهي تتألف ـ بشكل رئيسي ـ من الحديد والصخر. والكواكب الأرضية وكوكب بلوتو هي الكواكب الأصغر. وللأرض تابع واحد، وللمريخ تابعان، ولبلوتو تابع واحد فقط. أما كوكبا عطارد والزهرة فلا توابع لهما.

تدعى الكواكب الكبيرة وهي: المشتري، وزُحل، وأورانوس، ونبتون الكواكب العملاقة. وتتكون بشكل رئيسي من الهيدروجين والهيليوم والأمونيا (النشادر) والميثان. وتحتوي بالمقارنة مع الكواكب الأرضية قليلا من الحديد والصخر. ولكل من الكواكب العملاقة عدة توابع، ولكواكب المشتري وزحل وأورانوس حلقات حولها. ويمكن رؤية حلقات زحل الكبيرة اللامعة فقط بسهولة من خلال التلسكوبات الصغيرة.

يحيط بجميع الكواكب أنواع وكميات مختلفة من الغازات، تسمى الغلاف الجوي للكوكب، والأرض هي الكوكب الوحيد الذي يحتوي على أكسجين كاف يحيط به وعلى ماء كاف على سطحه لدعم الحياة التي نعرفها. ومن أجل وصف أكثر دقة للكوكب، انظر: الكوكب والمقالات المنفصلة عن كل كوكب.

الأقمار التابعة. أقمار تدور حول كل الكواكب ما عدا عطارد والزهرة فلا يدور قمر حولهما. فهناك قمر واحد يدور حول الأرض، وقمران حول المريخ، أما المشترى فأقماره 16 قمراً، وزحل 18 قمراً، وأورانوس 18 قمراً، أيضاً ونبتون 8 أقمار، أما بلوتو فيدور قمر واحد حوله.


الكُويكبات. وتدعى أيضًا الكِوكبانيات، وهي أجسام صغيرة ذات أشكال غير منتظمة، ومؤلفة من الصخر أو الفلز أو خليط من كلتا المادتين. تقع معظم الكويكبات بين مداري المريخ والمشتري. ولقد عين الفلكيون مدارات لحوالي 4,000 كُويكب، أقطار 30 كويكبًا منها تقريبًا أكثر من 190 كم. أما العديد من الكويكبات الأخرى فأقطارها أقل من 1,5 كم. ويتضمن الحزام الكويكبي بين المريخ والمشتري جزيئات من الغبار، يعتقد الفلكيون أنها قد تشكلت من التصادم المستمر بين الكويكبات.

النيازك. هي قطع صغيرة من الحديد والصخر ويعتقد أنها تشكلت نتيجة الاصطدام بين الكويكبات. ومن الممكن أنَّ تَشَكُّلَها أيضًا قد جاء من تفتت المذنبات إلى شظايا. ويسقط العديد من النيازك إلى الغلاف الجوي الأرضي، ولكن معظمها يحترق بالاحتكاك قبل وصوله إلى الأرض. وتدعى النيازك الشهب أثناء سقوطها داخل الغلاف الجوي، والرجوم إذا وجدت على سطح الأرض.

المُذنبات. أجسام صغيرة تتحرك حول الشمس. ولمعظم المذنبات ثلاثة أجزاء: 1- نواة صلبة، أو مركز مؤلف من غازات متجمدة وغبار، 2- ذؤابة مدورة أو رأس تحيط بالنواة، وتتألف من جزيئات من الغبار ممزوجة مع الغازات، 3- ذيل طويل من الغبار والغازات يهرب من الرأس. وتبقى معظم المذنبات قرب الحافة الخارجية للنظام الشمسي. ويقرب بعضها من الشمس، إذ تمثل رؤوسها الساطعة وذيولها المتألقة الطويلة مشهدًا مثيرًا للإعجاب.

الغلاف الشمسي. منطقة شاسعة من الفضاء لها شكل الدمعة، تحتوي على جسيمات مشحونة كهربائياً، تطلقها الشمس. ولا يعرف العلماء المسافة الدقيقة لمنطقة التدفق الشمسي وهي المنطقة التي ينتهي عندها الغلاف الشمسي. ولكن يقدر بعض الفلكيين هذه المسافة بنحو 15 بليون كم من الشمس.

تكون النظام الشمسي
لا يتوفر لدى الفلكيين معلومات كافية لوصف تكوّن النظام الشمسي بشكل واضح. ولقد تم اقتراح العديد من الأفكار، إلا أن بعض هذه الأفكار قد ثبت بطلانه.

وحتى منتصف القرن التاسع عشر، فإن النظريات عن كيفية تشكل النظام الشمسي قد اعتمدت على خمس ملاحظات فقط: 1- تدور الشمس ومعظم أجزاء النظام الشمسي الأخرى في نفس الاتجاه حول محاورها (خطوط وهمية مرسومة داخل مراكزها). 2- تدور معظم أجزاء النظام الشمسي حول الشمس باتجاه دوران الشمس. 3- تدور معظم التوابع حول كواكبها كذلك بالاتجاه نفسه الذي تدور فيه الكواكب حول الشمس. 4- إذا ذهبنا بعيدًا عن الشمس تزداد المسافة بين مدارات الكواكب. 5- للنظام الشمسي شكل دائري.

تقسم النظريات المقترحة لتفسير الملاحظات المذكورة أعلاه إلى مجموعتين: النظريات الأَحَديّة والنظريات الثُنائية. ويعتقد معظم الفلكيين أن شكلا ما من النظرية الأحدية سيتم البرهان على صحته في يوم من الأيام.


النظريات الأحدية. اعتمدت هذه النظريات على الاعتقاد بأن النظام الشمسي قد تشكل من غيمة واحدة منبسطة من الغاز تدعى السديم الشمسي. وتبعًا لبعض النظريات الأحدية، فإن جميع أجزاء النظام الشمسي قد تشكل في الوقت نفسه. وتقترح بعض النظريات الأحدية أيضًا أن الشمس قد تشكلت أولاً، ومن ثم تم تشكل الكواكب والأجسام الأخرى لاحقًا من الغاز المتبقي. ولقد اقترحت أول نظرية أحدية في بداية القرن السادس عشر من قبل العالم والفيلسوف الفرنسي رينيه ديكارت. كما اقترح الفرنسي بيير سيمون لابلاس نظرية أحدية تدعى النظرية السديمية.


النظريات الثنائية. تعتمد هذه النظريات على الاعتقاد بأن النظام الشمسي قد تشكل عند مرور جسم هائل قرب الشمس. وتبعًا لهذه النظريات، فإن قوة جاذبية الجسم المار قد جذبت تيارًا طويلاً من الغاز المنبعث من الشمس. وتشكلت الكواكب والأجسام الأخرى من هذا الغاز. وقد تم افتراض مثل هذه النظرية للمرة الأولى في القرن السابع عشر من قبَل العالم الفرنسي الكونت دي بوفون. اعتقد هذا العالم أن الجسم المار كان مذنبًا، وأخطأ الظن إذ اعتبره كبيرًا كبر النجم. ومن ثم قدم كل من العالمين الأمريكيين توماس تشامبرلين وفورست مولتون، وكلاهما من جامعة شيكاغو، في أوائل القرن التاسع عشر، نظرية ثنائية تدعى الفرضية الكويكبية.


مجرة درب اللبانة تتألف من مئات البلايين من النجوم، وللعديد من النجوم أنظمتها الشمسية. ويظهر هذا المنظر الجانبي لمجرة درب اللبانة موقع الشمس في المجرة.
النظريات منذ منتصف القرن العشرين. ساعدت هذه النظريات العلماء على الاقتراب من فهم كيفية تشكل النظام الشمسي. واكتشف الفلكيون أن عمر درب اللبانة ضعف عمر النظام الشمسي ومن ثم فإن عمليات تشكل النجم التي تشاهد هذه الأيام في المجرة الآن قد تشبه العمليات التي شكلت الشمس.

وتقدم دراسة النيازك معلومات جديدة عن الحرارة والضغوط، والشروط الأخرى التي يُحتمل أنها كانت موجودة أثناء تشكل النظام الشمسي. وتشير مقاييس النشاط الإشعاعي للنيازك أن تشكلها كان في نفس الزمن تقريبًا الذي تشكل فيه النظام الشمسي أي منذ نحو 4,6 بليون عام خلت كما يعتقد بعض العلماء.

زوَّد استكشاف القمر العلماء بفهم أفضل عن كيفية تشكل القمر ومتى تمّ. واكتشف العلماء أن القمر كان ذات يوم نشطًا جيولوجيًا تمامًا كالأرض في عصرنا الحالي. كما اكتشفوا عام 1998م وجود كميات كبيرة من المياه المتجمدة. وكشفت النماذج الصخرية من القمر أن الاندفاعات البركانية حدثت على القمر منذ أكثر من ثلاثة بلايين عام خلت.

ويتوقع العلماء من دراسة الكواكب اكتشاف كيفية انتشار العناصر الكيميائية المتنوعة عبر النظام الشمسي، كما يتوقعون أيضًا معرفة سبب احتواء بعض الكواكب على كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في أغلفتها الجوية.

وقد تقود دراسات الشمس إلى اكتشاف كيفية تسخين باطن الشمس لطبقاتها الخارجية. كذلك، قد تساعد في شرح أسباب وصول تشكُّل الكلف الشمسية إلى الذروة كل 11 عامًا تقريبًا.