المساحة التي لا نهاية لها التي تحيط بنا ليست مجرد مساحة فارغة وفارغة. هنا كل شيء يخضع لنظام موحد وصارم ، كل شيء له قواعده الخاصة ويطيع قوانين الفيزياء. كل شيء في حركة مستمرة ومتواصل باستمرار مع بعضها البعض. إنه نظام يأخذ فيه كل جرم سماوي مكانه الخاص. مركز الكون محاط بالمجرات ، ومن بينها درب التبانة. تتشكل مجرتنا بدورها من النجوم التي تدور حولها كواكب كبيرة وصغيرة مع أقمارها الطبيعية. تجول الأشياء - المذنبات والكويكبات - تكمل صورة المقياس العالمي.
في هذه المجموعة اللانهائية من النجوم هو نظامنا الشمسي - وهو كائن فيزيائي صغير جدا بالمعايير الكونية ، التي ينتمي إليها منزلنا الكوني - كوكب الأرض. بالنسبة إلى الأرض ، فإن حجم النظام الشمسي ضخم جدًا ويصعب إدراكه. من وجهة نظر حجم الكون ، هذه أرقام صغيرة - فقط 180 وحدة فلكية أو 2،693e + 10 كم. هنا أيضًا ، يخضع كل شيء لقوانينه وله مكانه وتسلسله المحددين بوضوح.
وصف موجز ووصف
الوسط البينجمي وثبات النظام الشمسي يوفران موقع الشمس. موقعها هو سحابة بين النجوم تدخل ذراع Orion-Cygnus ، والتي بدورها جزء من مجرتنا. من وجهة نظر علمية ، شمسنا على المحيط ، 25 ألف سنة ضوئية من مركز مجرة درب التبانة ، إذا اعتبرنا المجرة في الطائرة المركزية. في المقابل ، تتم حركة النظام الشمسي حول مركز مجرتنا في المدار. تتم الدورة الكاملة للشمس حول مركز مجرة درب التبانة بطرق مختلفة ، خلال 225-250 مليون سنة وهي سنة واحدة في المجرة. يدور مدار النظام الشمسي في مستوى المجرة 600 درجة ، وبجانبه ، فإن نجومنا وأنظمتنا الشمسية الأخرى بكواكبها الكبيرة والصغيرة تدور حول مركز المجرة.
العمر التقريبي للنظام الشمسي هو 4.5 مليار سنة. مثل معظم الأشياء في الكون ، تم تشكيل نجمنا نتيجة الانفجار الكبير. يفسر أصل النظام الشمسي بفعل نفس القوانين المعمول بها والتي لا تزال تعمل اليوم في مجال الفيزياء النووية والديناميكا الحرارية والميكانيكا. في البداية ، تم تشكيل نجمة ، حولها بدأ تكوين الكواكب بسبب عمليات الجاذبية المركزية والطرد المركزي المستمرة. تشكلت الشمس من تراكم كثيف للغازات - سحابة جزيئية أصبحت نتاج انفجار هائل. نتيجة لعمليات الجاذبية المركزية ، تم ضغط جزيئات الهيدروجين والهليوم والأكسجين والكربون والنيتروجين وعناصر أخرى في كتلة واحدة متواصلة وكثيفة.
كانت نتيجة العمليات الفخمة والواسعة النطاق هي تشكيل بروتوستار ، في البنية التي بدأ فيها الاندماج الحراري النووي. هذه العملية الطويلة ، التي بدأت قبل ذلك بكثير ، نلاحظها اليوم ، بالنظر إلى شمسنا بعد 4.5 مليار سنة من لحظة تشكيلها. يمكن تمثيل حجم العمليات التي تحدث أثناء تكوين النجم من خلال تقدير كثافة الشمس وحجمها وكتلتها:
- الكثافة 1،409 جم / سم 3.
- حجم الشمس هو تقريبا نفس الرقم - 1.40927х1027 م 3 ؛
- كتلة النجم 1.9885х1030 كجم.
اليوم ، شمسنا هي كائن فيزيائي عادي في الكون ، وليس أصغر نجم في مجرتنا ، ولكن بعيدًا عن أكبرها. الشمس تسكن في عصرها الناضج ، ليس فقط مركز النظام الشمسي ، ولكن أيضا العامل الرئيسي في ظهور ووجود الحياة على كوكبنا.
الهيكل النهائي للنظام الشمسي يقع في نفس الفترة ، مع فارق زائد أو ناقص نصف بليون سنة. كتلة النظام بأكمله ، حيث تتفاعل الشمس مع أجسام سماوية أخرى في النظام الشمسي ، هي 1.0014 متر مكعب. وبعبارة أخرى ، فإن جميع الكواكب والأقمار الصناعية والكويكبات والغبار الكوني وجسيمات الغاز التي تدور حول الشمس ، مقارنة بكتلة نجمنا ، هي قطرة في البحر.
في الشكل الذي لدينا فكرة عن نجمنا والكواكب التي تدور حول الشمس - هذه نسخة مبسطة. لأول مرة ، تم تقديم نموذج مركزية الميكانيكية للنظام الشمسي مع آلية مدار الساعة للمجتمع العلمي في 1704. تجدر الإشارة إلى أن مدارات كواكب النظام الشمسي لا تكمن كلها في نفس المستوى. تدور حول زاوية معينة.
تم إنشاء نموذج النظام الشمسي على أساس آلية أبسط وأكثر قدمًا - التيلوريوم ، مع مساعدة تم تصميم وضع وحركة الأرض بالنسبة للشمس. بمساعدة التيلوريوم ، كان من الممكن تفسير مبدأ حركة كوكبنا حول الشمس ، لحساب مدة سنة الأرض.
يتم تقديم أبسط نموذج للنظام الشمسي في الكتب المدرسية ، حيث تشغل كل الكواكب والأجرام السماوية الأخرى مكانًا محددًا. يجب ألا يغيب عن الأذهان أن مدارات جميع الأجسام التي تدور حول الشمس تقع في زاوية مختلفة للطائرة القطبية في النظام الشمسي. تقع كواكب النظام الشمسي على مسافات مختلفة عن الشمس ، وتحدث ثورة بسرعات مختلفة وتحول حول محورها بطرق مختلفة.
الخريطة - رسم تخطيطي للنظام الشمسي - هو رسم حيث توجد جميع الكائنات في مستوى واحد. في هذه الحالة ، تعطي هذه الصورة فكرة فقط عن حجم الأجرام السماوية والمسافات بينها. وبفضل هذا التفسير ، أصبح من الممكن فهم موقع كوكبنا بين الكواكب الأخرى ، لتقدير حجم الأجسام السماوية وإعطاء فكرة عن المسافات الهائلة التي تفصلنا عن جيراننا السماويين.
الكواكب وغيرها من الأشياء في النظام الشمسي
يكاد يكون الكون كله عبارة عن عدد لا يحصى من النجوم ، من بينها أنظمة شمسية كبيرة وصغيرة. حقيقة أن النجم لديه كواكبه الخاصة هو ظاهرة مألوفة للفضاء. قوانين الفيزياء هي نفسها في كل مكان ، ونظامنا الشمسي ليس استثناءً.
إذا سألت نفسك كم عدد الكواكب في المجموعة الشمسية وكم منها اليوم ، فمن الصعب للغاية الإجابة عليها. الموقع الدقيق لثماني كواكب رئيسية معروفة الآن. بالإضافة إلى ذلك ، حول الشمس تدور حول 5 كواكب قزم صغيرة. إن وجود الكوكب التاسع في هذه الأوساط العلمية محل نزاع.
ينقسم النظام الشمسي بأكمله إلى مجموعات من الكواكب ، مرتبة حسب الترتيب التالي:
كوكب مجموعة Earth:
- الزئبق؛
- فينوس.
- الأرض
- المريخ.
كواكب الغاز عمالقة:
- كوكب المشتري.
- زحل.
- أورانوس.
- نبتون.
جميع الكواكب في القائمة تختلف في الهيكل ، ولها معايير فيزيائية فيزيائية مختلفة. أي كوكب أكبر أو أصغر من غيره؟ أبعاد الكواكب في المجموعة الشمسية مختلفة. تحتوي الأجسام الأربعة الأولى ، المشابهة في هيكلها على الأرض ، على سطح حجري صلب ، وهبت بجو. الزئبق والزهرة والأرض هما كواكب داخلية. المريخ يغلق هذه المجموعة. وخلفه عمالقة الغاز: المشتري ، زحل ، أورانوس ونبتون - تكوينات الغاز الكثيفة الكثيفة.
لا تتوقف عملية حياة كواكب النظام الشمسي لثانية واحدة. تلك الكواكب التي نراها في السماء اليوم هي التصرف في الأجرام السماوية التي يعمل بها نظام كوكب نجومنا في اللحظة الراهنة. تختلف الحالة التي كانت في فجر تشكيل النظام الشمسي اختلافًا شديدًا عما تم دراسته اليوم.
ويبين الجدول المعلمات الفيزيائية الفلكية للكواكب الحديثة ، حيث يشار أيضا إلى المسافة بين كواكب النظام الشمسي والشمس.
الكواكب الموجودة في النظام الشمسي هي في نفس العمر تقريبا ، ولكن هناك نظريات في البداية كان هناك المزيد من الكواكب. ويتجلى ذلك في العديد من الأساطير القديمة والأساطير التي تصف وجود كائنات الفيزياء الفلكية الأخرى والكوارث التي أدت إلى تدمير هذا الكوكب. وهذا ما تؤكده بنية نظامنا النجمي ، حيث توجد ، إلى جانب الكواكب ، أجسامًا نتاجًا للكوارث الكونية العنيفة.
والمثال الصارخ على هذا النشاط هو حزام الكويكبات ، الذي يقع بين مداري المريخ والمشتري. هنا تتركز في عدد كبير من الأشياء من أصل خارج الأرض ، ويمثل أساسا بالكويكبات والكواكب الصغيرة. إنها حطام الشكل غير المنتظم في الثقافة البشرية التي تعتبر بقايا من "نموذج فايتون" ، الذي مات قبل مليارات السنين نتيجة لجرح واسع النطاق.
في الواقع ، في الأوساط العلمية هناك رأي بأن حزام الكويكبات تشكل نتيجة لتدمير المذنب. اكتشف علماء الفلك وجود الماء على الكويكب الكبير ثيميس وعلى الكواكب الصغيرة سيريس وفيستا ، وهي أكبر الأجسام في حزام الكويكبات. قد يشير الجليد الموجود على سطح الكويكبات إلى الطبيعة المكية لتشكيل هذه الأجسام الكونية.
في وقت سابق ، في إشارة إلى الكواكب الكبيرة بلوتو ، اليوم لا يعتبر كوكب كامل.
تم تحويل بلوتو ، التي كانت مرقمة سابقاً بين الكواكب الرئيسية للنظام الشمسي ، اليوم إلى حجم الأجسام السماوية القزمة التي تدور حول الشمس. يقع بلوتو ، جنبا إلى جنب مع Haumea و Makemake ، أكبر الكواكب القزمة ، في حزام كوي Kuر.
تقع هذه الكواكب القزمة للنظام الشمسي في حزام كوي Kuر. المنطقة بين حزام كوي Kuر وسحابة أورت هي أبعد ما تكون عن الشمس ، لكن حتى الفضاء الخارجي ليس فارغًا. في عام 2005 ، اكتشفوا الجسم السماوية الأكثر بعدا لنظامنا الشمسي - الكوكب القزم Eridu. تستمر عملية استكشاف المناطق النائية في مجموعتنا الشمسية. حزام كوي Kuر وسحابة أورت ، من الناحية النظرية ، هي المناطق الحدودية لنظام نجومنا ، الحدود المرئية. تقع هذه السحابة من الغاز على مسافة سنة ضوئية واحدة من الشمس وهي المنطقة التي تولد فيها المذنبات ، الأقمار الصناعية المتحركة لنجومنا.
خصائص كواكب النظام الشمسي
مجموعة الكواكب الأرضية ممثلة بالكواكب الأقرب إلى الشمس - الزئبق والزهرة. هذان جسمان كونيان للنظام الشمسي ، على الرغم من تشابههما في البنية الفيزيائية مع كوكبنا ، هما بيئة معادية لنا. الزئبق هو أصغر كوكب من نظام النجوم لدينا ، الأقرب إلى الشمس. تحرق حرارة نجمنا حرفيًا سطح الكوكب ، وتدمر الجو عمليًا عليه. وتبلغ المسافة من سطح الكوكب إلى الشمس 57.910.000 كم. في الحجم ، فقط 5 آلاف كيلو متر في القطر ، عطارد هو أدنى من معظم الأقمار الصناعية الكبيرة التي يسيطر عليها المشتري وزحل.
يبلغ قطر القمر الصناعي تيتان أكثر من 5 آلاف كيلومتر ، ويبلغ قطر القمر الصناعي جوبيتر غانيميد 5265 كم. كل من السواتل أصغر فقط من حجم المريخ.
يدور الكوكب الأول حول نجمنا بسرعة هائلة ، مما يجعل ثورة كاملة حول نجمنا في 88 يومًا من أيام الأرض. لاحظ أن هذا الكوكب الصغير والمرتفع في السماء المرصعة بالنجوم يكاد يكون مستحيلاً بسبب قرب وجود القرص الشمسي. بين الكواكب الأرضية ، من الزئبق لوحظت أكبر انخفاضات يومية في درجة الحرارة. في حين أن سطح الكوكب الذي يواجه الشمس يسخن حتى 700 درجة مئوية ، فإن الجانب العكسي من الكوكب مغمور في البرد العالمي مع انخفاض درجات الحرارة إلى -200 درجة.
الاختلاف الرئيسي للزئبق من جميع الكواكب في المجموعة الشمسية هو هيكلها الداخلي. يحتوي الزئبق على أكبر قلب داخلي من الحديد والنيكل ، والذي يمثل 83٪ من كتلة الكوكب بأكمله. ومع ذلك ، حتى الجودة غير المعهودة لم تسمح للزئبق بأن يكون له أقمار صناعية خاصة به.
خلف الزئبق هو أقرب كوكب إلينا - فينوس. المسافة من الأرض إلى الزهرة هي 38 مليون كيلومتر ، وهي تشبه إلى حد كبير أرضنا. الكوكب له نفس القطر والكتلة ، أقل بقليل من هذه البارامترات في كوكبنا. ومع ذلك ، في جميع النواحي الأخرى ، يختلف جارتنا بشكل جذري عن بيتنا الكوني. تبلغ فترة ثورة كوكب الزهرة حول الشمس 116 يومًا للأرض ، وحول محورها الخاص ، يدور الكوكب ببطء شديد. يبلغ متوسط درجة حرارة سطح كوكب الزهرة الذي يدور حول محوره 224 يومًا أرضيًا 447 درجة مئوية.
مثل سلفه ، فينوس هو خالي من الظروف المادية التي تؤدي إلى وجود أشكال الحياة المعروفة. الكوكب محاط بجو كثيف يتكون بشكل رئيسي من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين. كل من ميركوري وفينوس هما الكواكب الوحيدة في النظام الشمسي الخالية من الأقمار الصناعية الطبيعية.
الأرض هي آخر الكواكب الداخلية للنظام الشمسي ، وهي من الشمس تقريبًا على مسافة 150 مليون كم. يجعل كوكبنا ثورة حول الشمس في 365 يومًا. يدور حول محوره في 23.94 ساعة. الأرض هي أول الأجسام السماوية التي تقع على الطريق من الشمس إلى المحيط ، والتي لديها قمر صناعي طبيعي.
التراجع: المعلمات الفيزيائية الفلكية لكوكبنا مدروسة ومعروفة جيدا. الأرض هي أكبر وأضخم كوكب من جميع الكواكب الداخلية الأخرى للنظام الشمسي. ومن هنا حافظت على الظروف الطبيعية الفيزيائية التي يكون فيها وجود الماء ممكنا. يحتوي كوكبنا على حقل مغناطيسي مستقر يحمل الغلاف الجوي. الأرض هي الكوكب الأكثر دراية. الدراسة اللاحقة ليست فقط من الناحية النظرية فقط ، ولكنها عملية أيضًا.
يغلق موكب كواكب مجموعة كوكب الأرض. إن الدراسة اللاحقة لهذا الكوكب لا تقتصر في المقام الأول على الاهتمام النظري فحسب ، بل إنها عملية أيضًا ، مرتبطة بتطور الإنسان في عوالم خارج الأرض. ينجذب علماء الفيزياء الفلكية ليس فقط من خلال القرب النسبي لهذا الكوكب إلى الأرض (بمتوسط 225 مليون كيلومتر) ، ولكن أيضًا بسبب عدم وجود ظروف مناخية صعبة. الكوكب محاط بالغلاف الجوي ، على الرغم من أنه في حالة نادرة للغاية ، إلا أن المجال المغناطيسي الخاص به والاختلافات في درجة الحرارة على سطح المريخ ليست بالقدر نفسه من الأهمية مثل الزئبق والزهرة.
مثل كوكب الأرض ، يمتلك المريخ ساتلين ، فوبوس ودييموس ، وقد تم استنطاق طبيعته الطبيعية في الآونة الأخيرة. المريخ هو آخر كوكب رابع له سطح صلب في النظام الشمسي. بعد حزام الكويكبات ، وهو نوع من الحدود الداخلية للنظام الشمسي ، يبدأ عالم عمالقة الغاز.
أكبر الأجرام السماوية الكونية لنظامنا الشمسي
المجموعة الثانية من الكواكب التي تشكل نظام نجمنا لديها ممثلون مشرقون وكبيرون. هذه هي أكبر كائنات نظامنا الشمسي ، والتي تعتبر كواكب خارجية. والمشتري ، وزحل ، وأورانوس ونبتون هما الأكثر بعداً عن نجمنا ، حيث أن معاييرهم الفيزيائية الفلكية ضخمة بالمعايير الدنيوية. هذه الأجسام السماوية تختلف في حجمها وتكوينها ، والتي لها طبيعة الغاز بشكل رئيسي.
الجمال الرئيسي للنظام الشمسي هما كوكب المشتري و زحل. ستكون الكتلة الإجمالية لهذا الزوج من العمالقة كافية لاستيعاب كتلة جميع الأجرام السماوية المعروفة في النظام الشمسي. حتى المشتري - أكبر كوكب من النظام الشمسي - يزن 1876.64328 * 1024 كجم ، وكتلة زحل هو 561.80376 * 1024 كجم. هذه الكواكب لديها أكثر الأقمار الصناعية الطبيعية. بعضها ، تيتان ، جانيميد ، كاليستو وإيو هي أكبر سواتل في النظام الشمسي وهي قابلة للمقارنة بحجم الكواكب الأرضية.
أكبر كوكب من النظام الشمسي - المشتري - يبلغ قطرها 140 ألف كم. من نواح عديدة ، يشبه المشتري كوكبًا فاشلاً - مثال حيوي على وجود نظام شمسي صغير. ويشار إلى ذلك من خلال حجم الكوكب والبارامترات الفيزيائية الفلكية - المشتري أصغر بعشر مرات من نجمنا. يدور الكوكب حول محوره بسرعة كبيرة - فقط 10 ساعات أرضية. عدد الأقمار الصناعية التي تم تحديد 67 قطعة منها حتى الآن ملفت للنظر. إن سلوك المشتري وأقماره الصناعية يشبه إلى حد كبير نموذج النظام الشمسي. هذا العدد من الأقمار الصناعية الطبيعية من كوكب واحد يطرح سؤالاً جديداً ، كم عدد الكواكب في المجموعة الشمسية في مرحلة مبكرة من تكوينها. من المفترض أن المشتري ، بعد حقل مغناطيسي قوي ، حول بعض الكواكب إلى أقمارها الطبيعية. البعض منهم - تيتان ، جانيميد ، كاليستو وأيو - أكبر الأقمار الصناعية للنظام الشمسي وقابلة للمقارنة في الحجم للكواكب الأرضية.
شقيقه الأصغر ، عملاق الغاز زحل ، أقل قليلا في حجم المشتري. يتكون هذا الكوكب ، مثل المشتري ، من الهيدروجين وغازات الهيليوم ، التي تشكل أساس نجمنا. При своих размерах, диаметр планеты составляет 57 тыс. км, Сатурн также напоминает протозвезду, которая остановилась в своем развитии. Количество спутников у Сатурна немногим уступает количеству спутников Юпитера - 62 против 67. На спутнике Сатурна Титане, так же как и на Ио - спутнике Юпитера - имеется атмосфера.
Другими словами, самые крупные планеты Юпитер и Сатурн со своими системами естественных спутников сильно напоминают малые солнечные системы, со своим четко выраженным центром и системой движения небесных тел.
За двумя газовыми гигантами идут холодные и темные миры, планеты Уран и Нептун. Эти небесные тела находятся на удалении 2,8 млрд. км и 4,49 млрд. км. от Солнца соответственно. В силу огромной удаленности от нашей планеты, Уран и Нептун были открыты сравнительно недавно. В отличие от двух других газовых гигантов, на Уране и Нептуне присутствует в большом количестве замерзшие газы - водород, аммиак и метан. Эти две планеты еще называют ледяными гигантами. Уран меньше по размерам, чем Юпитер и Сатурн и занимает третье место в Солнечной системе. Планета представляет собой полюс холода нашей звездной системы. На поверхности Урана зафиксирована средняя температура -224 градусов Цельсия. От других небесных тел, вращающихся вокруг Солнца, Уран отличается сильным наклоном собственной оси. Планета словно катится, вращаясь вокруг нашей звезды.
Как и Сатурн, Уран окружает водородно-гелиевая атмосфера. Нептун в отличие от Урана, имеет другой состав. О присутствии в атмосфере метана говорит синий цвет спектра планеты.
Обе планеты медленно и величаво двигаются вокруг нашего светила. Уран оборачивается вокруг Солнца за 84 земных лет, а Нептун оббегает вокруг нашей звезды вдвое дольше - 164 земных года.
В заключение
Наша Солнечная система представляет собой огромный механизм, в котором каждая планета, все спутники Солнечной системы, астероиды и другие небесные тела двигаются по четко уставленному маршруту. Здесь действуют законы астрофизики, которые не меняются вот уже 4,5 млрд. лет. По внешним краям нашей Солнечной системы двигаются в поясе Койпера карликовые планеты. Частыми гостями нашей звездной системы являются кометы. Эти космические объекты с периодичностью 20-150 лет посещают внутренние области Солнечной системы, пролетая в зоне видимости от нашей планеты.
