مترجم: الهام سجادیفر
منظومه به مجموعه ای از اجرام سنگین و سیاراتی گفته می شود که همگی به دور یک ستاره در حال گردش هستند.
ما با منظومه شمسی به خوبی آشناییم. منظومه ای مشتمل از زمین و هفت سیاره اصلی و خورشید. علاوه بر سیارات اجرام کوچک فراوانی در منظومه شمسی گرد خورشید در حرکت می باشند. از جمله سیارکها، سنگهای آسمانی، دنباله دارها و همینطور ابرهای نازکی از گازها و غبار که به آنها ابرهای میان سیاره ای گفته می شود. بیش از 100 قمر طبیعی نیز در این منظومه در حال چرخش هستند.
به جز خورشید، زمین و ماه، اجرام فراوان دیگری نیز وجود دارند که با چشم غیرمسلح قابل رصدند از جمله سیارات عطارد، زهره، مریخ، مشتری، زحل، همینطور شهاب سنگها و دنباله دارهایی به طور موقت قابل مشاهده اند. اجرام بسیار زیاد دیگری نیز توسط تلسکوپها درمنظومه شمسی رصد شده اند.
از سال1990ستاره شناسان سیارات زیاد دیگری در اطراف ستاره های دور دست کشف نموده اند. با مطالعه بر روی این اجرام و نحوه گردششان به دور ستاره مرکزی، دانشمندان امیدوارند اطلاعات کلی تر و جامعی در خصوص منظومه ها بدست آورند. برای مثال می دانیم که در منظومه ما چهار سیاره کوچک و سطوح سخت و نزدیک به خورشید به نامهای عطارد، زهره، زمین و مریخ همینطور چهار سیاره غول پیکر با سطوح غیر جامد گازی در فاصله دورتر از خورشید به نام های مشتری، زحل، اورانوس و نپتون وجود دارند اما کشف ستاره ای با چندین سیاره غول پیکر گازی که در مدارهای نزدیک به آن ستاره در گردش هستند مایه حیرت دانشمندان و ستاره شناسان گردید. برای مثال یک سیاره تقریباً به اندازه مشتری حول مداری به دور ستاره 51پگاسی(1)کشف شده است. فاصله مدار این سیاره تا ستاره نسبت به فاصله مدار سیاره عطارد در منظومه شمسی به خورشید، کمتر است.
طبق قانون یوهانس کپلر(2)ستاره شناس آلمانی در اوایل قرن هفدهم، سیارات در مدارهای بیضی شکلی حرکت می کنند که خورشید در یکی از کانون های آن قرار دارد. چهار سیاره داخلی (نزدیک به خورشید)عمدتاً حاوی آهن می باشند. به این چهار سیاره، زمینی ها گفته می شود چون از لحاظ انداره و ترکیبات بسیار شبیه زمین هستند. چهار سیاره بیرونی (دورتر از خورشید)گلوله های عظیم گاز هستند. تقریباً بیشتر جرم آنها را هیدروژن و هلیوم تشکیل می دهد که همین امر باعث گردیده که این سیارات بیشتر شبیه خورشید باشند تا زمین. لایه های زیرین این سیارات ابرهای ضخیم از گاز است ولی ممکن است هسته بعضی از آنها جامد باشد.
سیاره های کوتوله یا سیارکها اجرام گرد کوچکی هستند که دور خورشید می چرخند. برخلاف سیارات، این اجرام کوچک نیروی گرانش قابل ملاحظه ای برای تأثیرگذاری بر حرکت اجرام دیگر ندارد. این سیارکها اغلب به همراه دسته هایی از اجرام آسمانی کوچکتر از خود در حرکت هستند. به عنوان مثال در مداری به نام کمربند اصلی که ما بین مدارهای مریخ و مشتری قرار دارد میلیونها جرم کوچک آسمانی و سیارک در گردش می باشند.
سیارکهای دیگری نیز در مداری به نام کمربند کوئیپر(3)، دورتر از مدار نپتون در گردشند. این مدار، یکپارچه مملو از اجرام کوچک نظیر شهاب سنگها و اجرام یخ زده و غیره است. در مقایسه با سیاره ها، اجرام موجود در کمربند کویپر به حرکات و گردش نامنظم در مدار خود گرایش دارند. از جمله سیارکهای موجود در این منطقه می توان به پلوتون و 2003یوبی 313که از پلوتون بزرگتر است نام برد.
به جز عطارد و زهره بقیه سیارات منظومه شمسی دارای قمر هستند. سیارات دورنی قمرهای کمی دارند. زمین یک قمر و مریخ دارای دو قمر کوچک است اما سیارات بیرونی با تعداد زیاد قمرهایشان هر کدام مثل یک منظومه می باشند. مشتری حداقل دارای 63 قمر است. از بین این قمرها، چهار قمر که از همه بزرگ ترند به نام گالیله(4)ثبت شده اند. این ستاره شناس ایتالیایی در سال1610موفق به کشف آنها با یکی از بدوی ترین تلسکوپها شد.
بزرگترین قمر مشتری که بزرگترین قمر موجود در منظومه ما نیز می باشد گانیمد(5) نام دارد. این قمر از عطارد نیز بزرگتر است. سیاره زحل دارای حداقل56 قمر می باشد. بزرگترین قمر زحل، تیتان(6)، جوی ضخیم تر از جو زمین دارد و از عطارد بزرگتر است. اورانوس حداقل27قمر دارد و نپتون دارای 13قمر است. احتمال وجود قمرهای بیشترحول سیاره های غول پیکر بیرونی که هنوز کشف نشده باشند بسیار زیاد است.
بعضی از سیارکها و اجرام کوچک آسمانی نیز دارای قمر هستند. پلوتون دارای قمری است که نصف خود این سیارک می باشد و2033یوبی313 قمری دارد که تقریباً یک هشتم آن است.
حلقه ای از غبار و اجرام کوچک پیرامون همه سیاره های غول پیکر وجود دارد. حلقه زحل برای ما آشناترین حلقه است اما حلقه های باریکی نیز حول مشتری، اورانوس و نپتون وجود دارد.
دنباله دارها، توپهای یخی هستند که ساختمان آنها متشکل از یخ و سنگ است. زمانی که یکی از این توپهای یخی به خورشید نزدیک می شود، بخشی از یخهای موجود در مرکز آن بخار می شود، این بخار تحت تأثیر بادهای خورشیدی قرار رفته و به شکل دنباله ای برای توپ یخی در می آید و به این شکل یک دنباله دار به وجود می آید.
ستاره شناسان دنباله دار این دو گروه اصلی طبقه بندی کرده اند. گروه دوره طولانی، که بیش از200سال طول می کشد تا یک دور کامل حول خورشید بزنند و گروه دوره کوتاه که مدار خود را در مدت زمانی کمتر از 200سال طی می کنند.
ستاره های دنباله دار این دو گروه متعلق به دو منطقه متفاوت در منظومه شمسی هستند. ستاره های گروه دوره طولانی در منطقه ای به نام ابراورت (7)مستقر هستند. ابراورت نام گروهی از دنباله دار هایی است که در فاصله ای دورتر از مدار پلوتون قرار گرفته اند. نام این منطقه از نام ستاره شناس آلمانی، جان اورت(8)گرفته شده است. وی برای اولین بار حضور این ابر را اعلام نمود. ستاره های دنباله دار دوره کوتاه در کمربند کویپر هستند. در هر دو منطقه ابراورت و کمربند اویپر، اجرا می دیده می شود که از دوره نخست شکل گیری سیارات در منظومه شمسی باقی مانده اند.
سیارات کوچک دیگری نیز در این منظومه حضور دارند که در واقع سنگهای آسمانی می باشند. مدار بعضی از این اجرام بیضی شکل است و به قسمت های داخل مدار و حتی مدار عطارد نیز می رسند. مدار بعضی دیگر دایره شکل است و در فضاهایی میان مدارهای سیارات بیرونی قرار دارند. بیشتر این اجرام در کمربند اصلی، فضایی بین مدار مریخ و مشتری در حال گردش به دور خورشید هستند. این منطقه شامل بیش از200سنگ آسمانی می باشد که قطر آنها بیش از 100 کیلومتر است. دانشمندان تخمین می زنند که بیش از 750،000سنگ آسمانی با قطر بیش از 1کیلومتر و میلیون ها سنگ کوچکتر در این کمربند وجود دارند. در این منطقه حتی سنگهایی یافت شده که چندین سنگ کوچکتر حول آنها در گردش هستند.
شهاب سنگ های کوچک نیز گروهی از اجرام فلزی یا صخره ای هستند. زمانیکه این اجرام وارد جو زمین می شوند، رده ای نورانی به جای می گذارند که ناشی از متلاشی شدن و تجزیه آنها در جو زمین است.
برخی از این اجرام کوچک پس از عبور از جو، به زمین برخورد می کنند. بیشتر این شهاب سنگها اجرامی هستند که در کمربند اصلی شکل گرفته اند. در اواخر قرن بیستم، ستاره شناسان شهاب سنگهایی را کشف کردند که از مریخ و ماه به زمین آمده بودند. خیلی از شهاب سنگها نیز قطعات جدا شده از دنباله دارها هستند.
در منظومه شمسی منطقه ای وجود دارد شبیه به قطره اشک. این منطقه آکنده از ذرات باردار الکتریکی می باشد که توسط خورشید تولید شده اند. دانشمندان هنوز ابعاد دقیق این منطقه را اندازه گیره نکرده اند ولی گمان می رود که وسعت این منطقه از قسمت لبه پایین اشک، حدود15میلیارد کیلومتر باشد.
بر اساس تئوری غبار خورشید ذراتی که در صفحه سیاره ای وجود داشتند با برخورد به یکدیگر به اجرام شبه سیاره یا سیارکها تبدیل شدند. برخی از این اجرام با یکدیگر ترکیب شده و در نهایت هشت سیاره بزرگ این منظومه را شکل داده اند. بقیه اجرام تشکیل دهنده ی اجرام تشکیل دهنده ی اقمار، سیارکها و دنباله دارها بوده اند. همه اجرام بزرگ و کوچک موجود در منظومه شمسی دورخورشید، در یک جهت، و تقریباً در یک صفحه در گردش هستند چرا که همه آنها در اصل اعضای بزرگ یک صفحه سیاره ای می باشند.
بیشتر مواد و ذرات موجود در غبار خورشید، بر اساس تئوری غبار خورشید، در هنگام انقباض به مرکز این توده کشیده شده و در آن قسمت تحت فشار کافی باعث تشکیل خورشید شده اند. در این هنگام انفجارهای خورشیدی آغاز و بادهای خورشیدی شروع به وزیدن نمودند. این بادها به اندازه ای شدید بودند که عناصر سبک از جمله هیدروژن و هلیوم را با خود به قسمت های بیرونی منظومه بردند. شدت این بادها در قسمتهای بیرونی کمتر و در نتیجه اجتماع هیدروژن و هلیوم در این مناطق بیشتر از بخش های درونی است و این توجیح مناسبی برای این مسئله می باشد که سیارات درونی کوچکتر و صخره ای هستند ولی سیارات بیرونی غول پیکرند و تقریباً به طور کامل از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده اند.
در اوایل قرن21 ستاره شناسان بیش از 50ستاره را کشف کردند که مانند خورشید سیاراتی در حال گردش به دور خود دارند. در اغلب موارد تنها یک سیاره به دور ستاره در گردش دیده شده است که احتمالاً پوشیده از گاز و بدون سطوح سخت است.
ما با منظومه شمسی به خوبی آشناییم. منظومه ای مشتمل از زمین و هفت سیاره اصلی و خورشید. علاوه بر سیارات اجرام کوچک فراوانی در منظومه شمسی گرد خورشید در حرکت می باشند. از جمله سیارکها، سنگهای آسمانی، دنباله دارها و همینطور ابرهای نازکی از گازها و غبار که به آنها ابرهای میان سیاره ای گفته می شود. بیش از 100 قمر طبیعی نیز در این منظومه در حال چرخش هستند.
به جز خورشید، زمین و ماه، اجرام فراوان دیگری نیز وجود دارند که با چشم غیرمسلح قابل رصدند از جمله سیارات عطارد، زهره، مریخ، مشتری، زحل، همینطور شهاب سنگها و دنباله دارهایی به طور موقت قابل مشاهده اند. اجرام بسیار زیاد دیگری نیز توسط تلسکوپها درمنظومه شمسی رصد شده اند.
از سال1990ستاره شناسان سیارات زیاد دیگری در اطراف ستاره های دور دست کشف نموده اند. با مطالعه بر روی این اجرام و نحوه گردششان به دور ستاره مرکزی، دانشمندان امیدوارند اطلاعات کلی تر و جامعی در خصوص منظومه ها بدست آورند. برای مثال می دانیم که در منظومه ما چهار سیاره کوچک و سطوح سخت و نزدیک به خورشید به نامهای عطارد، زهره، زمین و مریخ همینطور چهار سیاره غول پیکر با سطوح غیر جامد گازی در فاصله دورتر از خورشید به نام های مشتری، زحل، اورانوس و نپتون وجود دارند اما کشف ستاره ای با چندین سیاره غول پیکر گازی که در مدارهای نزدیک به آن ستاره در گردش هستند مایه حیرت دانشمندان و ستاره شناسان گردید. برای مثال یک سیاره تقریباً به اندازه مشتری حول مداری به دور ستاره 51پگاسی(1)کشف شده است. فاصله مدار این سیاره تا ستاره نسبت به فاصله مدار سیاره عطارد در منظومه شمسی به خورشید، کمتر است.
منظومه شمسی
خورشید بزرگترین و مهم ترین جرم آسمانی در منظومه شمسی است که 99/8درصد جرم منظومه شمسی را به خود اختصاص داده است. بیشتر گرما، نور و انرژی لازم برای تشکیل و ادامه حیات توسط خورشید تأمین می شود. لایه های بیرونی خورشید داغ و متلاتم است. گازهای داغ و ذرات باردار پیوسته از این لایه به فضا متساطع می شوند. این جریان گازها و ذرات، بادهای خورشیدی را ایجاد می کنند که بر همه چیز در منظومه شمسی می وزد.طبق قانون یوهانس کپلر(2)ستاره شناس آلمانی در اوایل قرن هفدهم، سیارات در مدارهای بیضی شکلی حرکت می کنند که خورشید در یکی از کانون های آن قرار دارد. چهار سیاره داخلی (نزدیک به خورشید)عمدتاً حاوی آهن می باشند. به این چهار سیاره، زمینی ها گفته می شود چون از لحاظ انداره و ترکیبات بسیار شبیه زمین هستند. چهار سیاره بیرونی (دورتر از خورشید)گلوله های عظیم گاز هستند. تقریباً بیشتر جرم آنها را هیدروژن و هلیوم تشکیل می دهد که همین امر باعث گردیده که این سیارات بیشتر شبیه خورشید باشند تا زمین. لایه های زیرین این سیارات ابرهای ضخیم از گاز است ولی ممکن است هسته بعضی از آنها جامد باشد.
سیاره های کوتوله یا سیارکها اجرام گرد کوچکی هستند که دور خورشید می چرخند. برخلاف سیارات، این اجرام کوچک نیروی گرانش قابل ملاحظه ای برای تأثیرگذاری بر حرکت اجرام دیگر ندارد. این سیارکها اغلب به همراه دسته هایی از اجرام آسمانی کوچکتر از خود در حرکت هستند. به عنوان مثال در مداری به نام کمربند اصلی که ما بین مدارهای مریخ و مشتری قرار دارد میلیونها جرم کوچک آسمانی و سیارک در گردش می باشند.
سیارکهای دیگری نیز در مداری به نام کمربند کوئیپر(3)، دورتر از مدار نپتون در گردشند. این مدار، یکپارچه مملو از اجرام کوچک نظیر شهاب سنگها و اجرام یخ زده و غیره است. در مقایسه با سیاره ها، اجرام موجود در کمربند کویپر به حرکات و گردش نامنظم در مدار خود گرایش دارند. از جمله سیارکهای موجود در این منطقه می توان به پلوتون و 2003یوبی 313که از پلوتون بزرگتر است نام برد.
به جز عطارد و زهره بقیه سیارات منظومه شمسی دارای قمر هستند. سیارات دورنی قمرهای کمی دارند. زمین یک قمر و مریخ دارای دو قمر کوچک است اما سیارات بیرونی با تعداد زیاد قمرهایشان هر کدام مثل یک منظومه می باشند. مشتری حداقل دارای 63 قمر است. از بین این قمرها، چهار قمر که از همه بزرگ ترند به نام گالیله(4)ثبت شده اند. این ستاره شناس ایتالیایی در سال1610موفق به کشف آنها با یکی از بدوی ترین تلسکوپها شد.
بزرگترین قمر مشتری که بزرگترین قمر موجود در منظومه ما نیز می باشد گانیمد(5) نام دارد. این قمر از عطارد نیز بزرگتر است. سیاره زحل دارای حداقل56 قمر می باشد. بزرگترین قمر زحل، تیتان(6)، جوی ضخیم تر از جو زمین دارد و از عطارد بزرگتر است. اورانوس حداقل27قمر دارد و نپتون دارای 13قمر است. احتمال وجود قمرهای بیشترحول سیاره های غول پیکر بیرونی که هنوز کشف نشده باشند بسیار زیاد است.
بعضی از سیارکها و اجرام کوچک آسمانی نیز دارای قمر هستند. پلوتون دارای قمری است که نصف خود این سیارک می باشد و2033یوبی313 قمری دارد که تقریباً یک هشتم آن است.
حلقه ای از غبار و اجرام کوچک پیرامون همه سیاره های غول پیکر وجود دارد. حلقه زحل برای ما آشناترین حلقه است اما حلقه های باریکی نیز حول مشتری، اورانوس و نپتون وجود دارد.
دنباله دارها، توپهای یخی هستند که ساختمان آنها متشکل از یخ و سنگ است. زمانی که یکی از این توپهای یخی به خورشید نزدیک می شود، بخشی از یخهای موجود در مرکز آن بخار می شود، این بخار تحت تأثیر بادهای خورشیدی قرار رفته و به شکل دنباله ای برای توپ یخی در می آید و به این شکل یک دنباله دار به وجود می آید.
ستاره شناسان دنباله دار این دو گروه اصلی طبقه بندی کرده اند. گروه دوره طولانی، که بیش از200سال طول می کشد تا یک دور کامل حول خورشید بزنند و گروه دوره کوتاه که مدار خود را در مدت زمانی کمتر از 200سال طی می کنند.
ستاره های دنباله دار این دو گروه متعلق به دو منطقه متفاوت در منظومه شمسی هستند. ستاره های گروه دوره طولانی در منطقه ای به نام ابراورت (7)مستقر هستند. ابراورت نام گروهی از دنباله دار هایی است که در فاصله ای دورتر از مدار پلوتون قرار گرفته اند. نام این منطقه از نام ستاره شناس آلمانی، جان اورت(8)گرفته شده است. وی برای اولین بار حضور این ابر را اعلام نمود. ستاره های دنباله دار دوره کوتاه در کمربند کویپر هستند. در هر دو منطقه ابراورت و کمربند اویپر، اجرا می دیده می شود که از دوره نخست شکل گیری سیارات در منظومه شمسی باقی مانده اند.
سیارات کوچک دیگری نیز در این منظومه حضور دارند که در واقع سنگهای آسمانی می باشند. مدار بعضی از این اجرام بیضی شکل است و به قسمت های داخل مدار و حتی مدار عطارد نیز می رسند. مدار بعضی دیگر دایره شکل است و در فضاهایی میان مدارهای سیارات بیرونی قرار دارند. بیشتر این اجرام در کمربند اصلی، فضایی بین مدار مریخ و مشتری در حال گردش به دور خورشید هستند. این منطقه شامل بیش از200سنگ آسمانی می باشد که قطر آنها بیش از 100 کیلومتر است. دانشمندان تخمین می زنند که بیش از 750،000سنگ آسمانی با قطر بیش از 1کیلومتر و میلیون ها سنگ کوچکتر در این کمربند وجود دارند. در این منطقه حتی سنگهایی یافت شده که چندین سنگ کوچکتر حول آنها در گردش هستند.
شهاب سنگ های کوچک نیز گروهی از اجرام فلزی یا صخره ای هستند. زمانیکه این اجرام وارد جو زمین می شوند، رده ای نورانی به جای می گذارند که ناشی از متلاشی شدن و تجزیه آنها در جو زمین است.
برخی از این اجرام کوچک پس از عبور از جو، به زمین برخورد می کنند. بیشتر این شهاب سنگها اجرامی هستند که در کمربند اصلی شکل گرفته اند. در اواخر قرن بیستم، ستاره شناسان شهاب سنگهایی را کشف کردند که از مریخ و ماه به زمین آمده بودند. خیلی از شهاب سنگها نیز قطعات جدا شده از دنباله دارها هستند.
در منظومه شمسی منطقه ای وجود دارد شبیه به قطره اشک. این منطقه آکنده از ذرات باردار الکتریکی می باشد که توسط خورشید تولید شده اند. دانشمندان هنوز ابعاد دقیق این منطقه را اندازه گیره نکرده اند ولی گمان می رود که وسعت این منطقه از قسمت لبه پایین اشک، حدود15میلیارد کیلومتر باشد.
ساختمان منظومه شمسی
بسیاری از ستاره شناسان بر این عقیده اند که منظومه شمسی از غباری بسیار عظیم و به نام غبار خورشید تشکیل شده است. بر این اساس این تئوری، غبار خورشید به سبب گرانش شدید خود منقبض شده است. شمار دیگری از ستاره شناسان وقوع یک ابرنواختر در نزدیکی غبار خورشید را دلیل منقبض شدن آن می دانند. زمانیکه توده بزرگ غبار خورشید منقبض شد، چرخش آن سریعتر گردید و به یک صفحه سیاره ای مبدل شد.بر اساس تئوری غبار خورشید ذراتی که در صفحه سیاره ای وجود داشتند با برخورد به یکدیگر به اجرام شبه سیاره یا سیارکها تبدیل شدند. برخی از این اجرام با یکدیگر ترکیب شده و در نهایت هشت سیاره بزرگ این منظومه را شکل داده اند. بقیه اجرام تشکیل دهنده ی اجرام تشکیل دهنده ی اقمار، سیارکها و دنباله دارها بوده اند. همه اجرام بزرگ و کوچک موجود در منظومه شمسی دورخورشید، در یک جهت، و تقریباً در یک صفحه در گردش هستند چرا که همه آنها در اصل اعضای بزرگ یک صفحه سیاره ای می باشند.
بیشتر مواد و ذرات موجود در غبار خورشید، بر اساس تئوری غبار خورشید، در هنگام انقباض به مرکز این توده کشیده شده و در آن قسمت تحت فشار کافی باعث تشکیل خورشید شده اند. در این هنگام انفجارهای خورشیدی آغاز و بادهای خورشیدی شروع به وزیدن نمودند. این بادها به اندازه ای شدید بودند که عناصر سبک از جمله هیدروژن و هلیوم را با خود به قسمت های بیرونی منظومه بردند. شدت این بادها در قسمتهای بیرونی کمتر و در نتیجه اجتماع هیدروژن و هلیوم در این مناطق بیشتر از بخش های درونی است و این توجیح مناسبی برای این مسئله می باشد که سیارات درونی کوچکتر و صخره ای هستند ولی سیارات بیرونی غول پیکرند و تقریباً به طور کامل از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده اند.
منظومه های دیگر
ستاره های زیادی دارای صفحه سیاره ای پیرامون خود می باشند که به نظر می رسد این صفحه ها همان سیستمهای منظومه ای باشند. در سال1983یک تلسکوپ فروسرخ تصویری از صفحه سیاره ای حول ستاره وگا(9)، درخشان ترین ستاره در صورت فلکی لیرا(10)تهیه نمود. این اکتشاف اولین مدرک بدست آمده مبین وجود مجموعه هایی شبیه به منظومه شمسی در نقاط دیگر فضا به حساب می آید. در سال1984ستاره شناسان صفحه سیاره دیگری پیرامون ستاره پیکتوریس بتا (11)در صورت فلکی پیکتور(12) مشاهده نمودند.در اوایل قرن21 ستاره شناسان بیش از 50ستاره را کشف کردند که مانند خورشید سیاراتی در حال گردش به دور خود دارند. در اغلب موارد تنها یک سیاره به دور ستاره در گردش دیده شده است که احتمالاً پوشیده از گاز و بدون سطوح سخت است.
پی نوشت ها :
1-Pegasi
2-Johannes kepler
3-Kuiper Belt
4-Galileo Galilei
5-Ganymede
6-Titan
7-Oort Cloud
8-Jan H. Oort
9-Vega
10-Lyra Constellation
11-Beta Pictoris
12-Pictor Constellation
