السبت/2018/09/22
الرئيسية / المجموعة الشمسية / النظام الشمسي Solar system

النظام الشمسي Solar system

النظام الشمسي Solar system

 

 

النظام الشمسي Solar system

النظام الشمسي أو المجموعة الشمسية هو النظام الكوكبي الذي يتكون من الشمس وجميع ما يَدور حولها من أجرام بما في ذلك الأرض والكواكب الأخرى.

يَشمل النظام الشمسي أجراماً أخرى أصغر حجماً هي الكواكب القزمة والكويكبات والنيازك والمذنبات، إضافة إلى سحابة رقيقة من الغاز والغبار تعرف بالوسط بين الكوكبي، كما توجد توابع الكواكب التي تسمى الأقمار، والتي يَبلغ عددها أكثر من 150 قمراً معروفاً في النظام الشمسي، معظمها تدور حول العمالقة الغازية.

لكن أكبر جرم في النظام الشمسي وأهمها هو الشمس، النجم الذي يَقع في مركز النظام ويَربطه بجاذبيته، فكتلتها تبلغ 99.8% من كتلة النظام بأكمله، كما أنها هي التي تشع الضوء والحرارة اللَّذين يَجعلان الحياة على الأرض مُمكِنَة، وهي مع ذلك ليست إلا نجماً متوسط الحجم.

sunsize1
من اقصى اليسار كوكب المشتري ,نجم وولف 359 ,الشمس,سيرس(الشعرى اليمانية)

وتأتي بعد الشمس الكواكب، حيث توجد في النظام الشمسي ثمانية كواكب هي بالترتيب حسب البعد عن الشمس: عطارد والزهرة والأرض والمريخ (الكواكب الصخرية) والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون (العمالقة الغازية).

يَعتقد معظم الفلكيين حالياً بأن النظام الشمسي قد وُلد قبل 4.6 مليارات سنة من سحابة ضخمة من الغاز والغبار تعرف بالسَّديم الشَّمسيّ. وحسب هذه النظرية، بدأ هذا السديم بالانهيار على نفسه نتيجةً لجاذبيته التي لم يَستطع ضغطه الداخلي مقاومتها. وقد جُذِبَت معظم مادَّة السديم الشمسي إلى مركزه، حيث تكونت الشمس فيه. ويُعتَقَد أنّ جسيماتٍ صغيرةً ممَّا بقي من مادة تراكمت مع بضعها بعد ذلك مكونة أجساماً أكبر فأكبر، حتى تحوَّلت إلى الكواكب الثمانية، وما بقي منها تحول إلى الأقمار والكويكبات والمذنبات.

Solarnebula
صورة تخيلية للنظام الشمسي المبكر

*الاكتشاف والاستكشاف:

لعدة آلاف من السنين، لم يميز البشر وجود نظام شمسي (مع بعض الاستثناءات القليلة). اعتقد البشر أن الأرض ثابتة وتشكل مركز الكون، وتختلف بشكل كامل عن الأجرام المتحركة في السماء. على الرغم من أن الفيلسوف الإغريقي أرسطرخس الساموسي اعتقد بأن الشمس تشكل مركز الكون.كان نيكولاس كوبرنيكوس أول من طور نموذج رياضي حول مركزية الشمس والنظام الشمسي. خلفه في القرن السابع عشر جاليليو جاليلي وإسحاق نيوتن ويوهانس كيبلر في تطوير المفاهيم الفيزيائية التي أدت إلى القبول التدريجي بدوران الأرض حول الشمس، وبأن الكواكب تسير بنفس القوانيين الفيزيائية التي تسير الأرض. أمكن تطور التلسكوبات والمسابير في الآونة الأخيرة من اكتشاف ظواهر جيولوجية كالجبال والفوهات الصدمية وظواهر الأرصاد الجوية الفصلية كالغيوم والعواصف الرملية والقبعات الجليدية على كواكب أخرى غير الأرض.

Heliocentric
رسم توضيحي لنظام كوبرنيكس حول مركزية الشمس

*بنية المجموعة الشمسية:

تشكل الشمس العنصر الرئيسي في المجموعة الشمسية، وهي نجم ينتمي إلى التصنيف النجمي G2، وتشكل كتلة الشمس 99.86 من كتلة كل المجموعة الشمسية وتسيطر على حركة المجموعة بفعل جاذبيتها.تشكل كتلة الكواكب الغازية الأربعة (المشتري، زحل، أورانوس، نبتون) حوالي 99% من الكتلة المتبقية للنظام الشمسي. ويشكل المشتري وزحل مايزيد عن 90% من كتلة العمالقة الغازية الأربعة.

2015-03-10_012140

معظم الأجسام الكبيرة التي تدور حول الشمس متوضعة في مستوي الأرض والذي يدعى مسار الشمس. فالكواكب قريبة جدا من مسار الشمس بينما المذنبات وأجرام حزام كايبر غالبا ماتكون متوضعة في زوايا أكبر بكثير عن مسار الشمس.تدور كل الكواكب ومعظم الأجرام حول الشمس مع اتجاه دوران الشمس حول نفسها(باتجاه عكس عقارب الساعة إذا شاهدناها من فوق القطب الشمالي للشمس)، لكن توجد بعض الاستثناءات مثل مذنب هالي. أيضاً جميع الكواكب (عدا الزهرة وأورانوس) تغزل حول نفسها باتجاه عكس عقارب الساعة إذا ما شاهدناها من القطب الشمالي. يغزل الزهرة وأورانوس باتجاه عقارب الساعة. هناك أيضاً كواكب قزمة لها دوران مغزلي مختلف تماماً مثل بلوتو.

يظهر الشكل العام للمجموعة الشمسية على الشكل التالي: في المركز تقع الشمس يدور حولها أربع كواكب داخلية صغيرة نسبياً، هذه الكواكب محاطة بحزام من الكويكبات، تيلهم العمالقة الغازية الأربعة المحاطة بدورها بحزام كايبر المؤلف من أجرام جليدية.

480px-Oort_cloud_Sedna_orbit-ar
مدارت أجرام المجموعة الشمسية وفق مقياس رسم (عكس اتجاه عقارب الساعة من القمة إلى اليسار).

 

يُقسم الفلكيين أحياناً المجموعة الشمسية تبعاً إلى البنية إلى قسمين رئيسيين:

النظام الشمسي الداخلي المؤلف من الكواكب الصخرية الأربعة وحزام الكويكبات، والنظام الشمسي الخارجي الذي يتألف من الأجرام التي تقع خلف حزام الكويكبات ومن ضمنها العمالقة الغازية الأربعة.منذ اكتشاف حزام كايبر فإن الجزء الأبعد في النظام الشمسي يعتبر منطقة فريدة والأجرام المتواجدة هناك تدعى بأجرام ما بعد نبتون.

تملك معظم الكواكب في المجموعة الشمسية نظام ثانوي خاص بها. بحيث يدور حولها أجرام أخرى تدعى أقمار طبيعية أو توابع. يوجد قمران أكبر من عطارد (أصغر كواكب المجموعة الشمسية). كما تحاط الكواكب الغازية بحلقات الكواكب، وهي حزم من الجسيمات الصغيرة تدور حول الكوكب. معظم الأقمار الضخمة تدور حول كوكبها في حركة تزامنية بحيث يواجه أحد وجهي القمر الكوكب بشكل دائم.

 

*أجرام المجموعة الشمسية:

في عام 2006، تلت أزمة بلوتو إعادة تعريف لجميع أنواع الأجرام في المجموعة الشمسية من قِبل الاتحاد الفلكي الدولي. وقد تم تقسيمها إلى ثلاثة أنواع رئيسية: الكواكب والكواكب القزمة وأجرام النظام الشمسي الصغيرة. لكن يوجد استثناء واحد من هذه التعريفات والقسيمات الجديدة لأجرام النظام الشمسي، وهي الأقمار أو التوابع. حيث أن الأقمار لا تُصنف ضمن هذه الأنواع، وذلك ليس لاختلاف في خصائصها الفيزيائية، فلو كانت تملك مدارات مستقلة لتم تصنيفها ضمن الأنواع الثلاثة.

*الكواكب:

عرف الاتحاد الفلكي الدولي الكوكب في النظام الشمسي بأنه جُرم سماوي:

1. يملك مداراً حول الشمس.

2. يملك كتلة – أو بالأحرى جاذبية – كافية لخلق توازن هيدروستاتيكي قادرٍ على جعل شكله كروياً أو شبه كروي.

3. يملك جاذبية كافية لتنظيف مداره من الأجرام المجاورة.

والتوابع مُستثناة من هذا التعريف كما ذُكر سابقاً.والأجرام التي تُحقق هذه الشروط في النظام الشمسي هي: عطارد – الزهرة – الأرض – المريخ (الكواكب الصخرية)، والمشتري – زحل – أورانوس – نبتون (العمالقة الغازية).في حين أن بلوتو وبضعة أجرام أخرى فشلت في تحقيق الشرط الأخير، فكتلة بلوتو تُعادل 0.07 فقط من كتلة الأجرام الأخرى في مداره. وللمقارنة، كتلة الأرض تُعادل 1.7 مليون ضعف الكتلة الباقية في مدارها.

*الكواكب القزمة:

ضمن تعريف عام 2006 لأجرام النظام الشمسي، تم إنشاء صنف جديد من الأجرام هو “الكواكب القزمة”

وهي حسب تعريفها أجرام سماوية:

1. تملك مدارات حول الشمس.

2. تملك كتلة – أو بالأحرى جاذبية – كافية لخلق توازن هيدروستاتيكي قادرٍ على جعل شكلها كروياً أو شبه كروي.

لكن النقطة الأخيرة والتي تُفرّقها عن الكواكب هي أنها: “لا تملك جاذبية كافية لتنظيف مداراتها من الأجرام المجاورة”.

وكما ذُكر سابقاً فهذا التعريف لا ينطبق على التوابع.وقد جاء هذا القرار كحل للجدل الطويل حول تصنيف كوكب بلوتو، والذي بدأ بشكل رئيسي بعد تحديد موقع بلوتو في حزام كويبر والمعرفة بوجود أجرام مشابهة له في الحجم. وحينها بدأ الوضع يتفاقم والجدل يزداد حول تصنيفه هو والأجرام المجاورة له معاً ككواكب أو معاً كصنف آخر من الأجرام.

وفي عام 2004، اكتشف سدنا والذي أصبح أقرب جرم لبلوتو في الحجم (حدد آنذاك قطر سدنا بـ1800 كم وبلوتو بـ2320 كم) مما جعل الجدل يزداد. ووصل الجدل إلى أقصاه باكتشاف جرم هو أكبر حتى من بلوتو، وهو إيريس. وقد حل هذا التعريف الجديد ذلك الجدل الطويل أخيراً.لكن بالرغم من ذلك، فلم يرضى الجميع بشأن إعادة تصنيف بلوتو، وما زال العديد من الناس وحتى الفلكيين يطالبون بعودة بلوتو إلى صنف الكواكب.

وحالياً، توجد خمسة أجرام من المتفق على تصنيفها ككواكب قزمة

هي: سيريس (في حزام الكويكبات)وبلوتو وهاوميا وميكميك (في حزام كايبر) وإيريس (في القرص المبعثر).

240px-Ceres_optimized
سيريس (كوكب قزم)

*أجرام النظام الشمسي الصغيرة:

أصبحت معظم الكويكبات تُصنّف ضمن “أجرام النظام الشمسي الصغيرة” حسب تعريف الاتحاد الفلكي الدولي.

عرف الاتحاد الفلكي الدولي عام 2006 جرم النظام الشمسي الصغير بأنه أي جُرم يدور حول الشمس، حيث قيل التالي في الاجتماع العام للاتحاد الفلكي الدولي عام 2006 بعد تعريف كل من الكواكب والكواكب القزمة:

«كل الأجرام الأخرى التي تدور حول الشمس سوف تُسمى إجمالاً “أجرام النظام الشمسي الصغيرة”. وهذه سوف تشمل معظم كويكبات النظام الشمسي ومعظم أجرام ما وراء نبتون وجميع المذنبات والأجرام الصغيرة الأخرى.»

ومن ثم فباستثناء الكواكب والكواكب القزمة، أصبح اسم جميع الأجرام الأخرى في النظام الشمسي هو “أجرام النظام الشمسي الصغيرة”، والتي لا يدخل في تعريفها إلا أنها “أجرام تدور حول الشمس” (والتي تشمل جميع المذنبات والنيازك ومعظم الكوكيبات والأجرام القريبة من الأرض وأجرام ما وراء نبتون). والتوابع مستثناة من هذا التعريف كبقية التعريفات المذكورة سابقاً.

وهذه بعض أنواع أجرام النظام الشمسي الصغيرة وتعريفاتها:

  • الكوكيبات: هي أجرام نظام شمسي صغيرة أصغر من الكواكب وأكبر من النيازك، والفرق بينها وبين المذنبات هو أن تلك تُظهر ذيولاً خلفها حين تقترب من الشمس في حين أن الكوكيبات لا.
  • المذنبات: هي أجرام نظام شمسي صغيرة تُظهر ذيولاً حين تقترب من الشمس.
  • النيازك: هي أجرام نظام شمسي صغيرة، وهي أجسام صلبة تتحرك في الوسط البين كوكبي أحجامها أكبر من الذرات وأصغر من الكويكبات.

*النظام الشمسي الداخلي:

640px-Telluric_planets_size_comparison
كواكب النظام الشمسي الداخلي(الارض,الزهرة,المريخ,عطارد)

 

تتميز الكواكب الداخلية بأنها جميعاً كواكب صخرية (أي أنها تتألف بشكل رئيسي من السيليكات والمعادن)، حتى القسم الداخلي من حزام الكويكبات يتألف من المواد الصخرية. وتتميز أيضاً بأنها جميعاً قريبة من الشمس ومن بعضها بعضاً مقارنة بالكواكب الخارجية، فنصف قطر النظام الشمسي الداخلي بأكمله هو أقل من المسافة بين كوكبي المشتري وزحل. كما أنه – وأيضاً بالمقارنة مع الكواكب الخارجية – فالكواكب الداخلية قليلة الأقمار عموماً (فلا توجد في النظام الشمسي الداخلي سوى ثلاثة أقمار: واحد للأرض واثنان للمريخ)، وهي جميعاً لا تملك أية أنظمة حلقات على عكس الخارجية. ثلاثة من هذه الكواكب تملك أغلفة جوية ذات أهمية، وهي الزهرة والأرض والمريخ.

النظام الشمسي الخارجي

النظام الشمسي الخارجي هو الجزء الذي يَقع خارج حزام الكويكبات من النظام الشمسي، مع أن بعض الفلكيين يَعتبرون أنه هو المنطقة الوراء نبتونية بينما الكواكب العملاقة هي النظام الشمسي الأوسط.

Gas_giants_in_the_solar_system
عمالقة غازية (المشتري – زحل – أورانوس – نبتون)

جميع كواكب هذه المنطقة من النظام الشمسي هم عمالقة غازية (المشتري – زحل – أورانوس – نبتون)، ويَتميزون بأنهم أكبر بكثير من الكواكب الداخلية، حيث يُشكلون 99% من الأجرام التي تدور حول الشمس. بالرغم من أن هذه الكواكب تتألف أساسياً من الغاز، إلا أنها تملك نوى صخرية تتكون من معادن ثقيلة سائلة. تتميز الكواكب الخارجية أيضاً بكثرة أقمارها، فالمشتري وحده يَملك أكثر من 60 قمراً. إضافة إلى ذلك، جميع هذه العمالقة تملك أنظمة حلقات، مع أنها رقيقة جداً وغير مرئية من الأرض عندهم جميعاً عدا زحل (وذلك على عكس الكواكب الداخلية التي لا يَملك أي منها حلقات ومجموع أقمارها هو 3 فقط)

*المنطقة الوراء نبتونية:

المنطقة الوراء نبتونية هو اسم يُطلق على منطقة النظام الشمسي التي تقع خارج مدار نبتون،

وهي تتألف من ثلاثة مناطق رئيسية: حزام كايبر والقرص المبعثر وسحابة أورط.

بشكل عام، تتألف هذه المنطقة من أجرام صغيرة. ويُعتقد أن السبب هو أن أجرام هذه المنطقة كانت في الأصل مادة لكوكب تاسع في النظام الشمسي، لكن نبتون أتم تكونه قبل هذا الكوكب، وسبب اضطراباً في مدارات الكواكب المصغرة مما منعها من اللاتحام مع بعضها.وفضلاً عن هذا، تسبب نبتون بقذف بعض هذه الأجرام إلى أجزاء مختلفة من النظام الشمسي الخارجي، فأصبحت هي أجرام القرص المبعثر. في حين أن أجراماً أخرى انقذفت لمسافات هائلة حتى وصلت إلى حافة النظام الشمسي، مكونة ما يُسمى عادة بسحابة أورط (وهناك جزء صغير من هذه السحابة تكون من مذنبات أمسكتها الشمس من نجوم أخرى). أما ما بقي من أجرام ذاك الكوكب في موقع تكونه الأصلي فهو حزام كايبر، والذي حظيت بعض أجرامه بمدارات مستقرة أخيراً.

 

*حزام كايبر:

حزام كايبر هو من منطقة من النظام الشمسي تقع خلف كوكب نبتون مباشرة، حتى أن مدارات بعض أجرام الحزام تتقاطع مع مدار نبتون.يُشبه هذا الحزام إلى حد كبير حزام الكويكبات، إلا أن ذاك يتألف من المواد الصخرية والمعدنية بشكل أساسي، بينما تتألف معظم أجرام حزام كايبر بكاملها من مزيج من جليد كلا الماء والأمونيا إضافة إلى هايدروكربونات مختلفة مثل الميثان (وهي مشابهة للمذنبات في تركيبها). يَعتقد العلماء أن هناك أكثر من 70,000 جرم في حزام كايبر، مع أنه لم يُعثر إلا على القليل جداً منها حتى الآن.

Outersolarsystem_objectpositions_labels_comp_ar
صورة توضح توزيع جميع الأجرام المعروفة في النظام الشمسي الخارجي والمنطقة الوراء نبتونية. وتظهر أجرام حزام كايبر باللون الأخضر، وأجرام القرص المبعثر بالبرتقالي.

 

القرص المبعثر

القرص المبعثر هو عبارة قرص غير منتظم من أجرام كانت في الماضي ضمن حزام كايبر، قبل أن تضطرب مداراتها بسبب جاذبية نبتون وتتبعثر عبر النظام الشمسي الخارجي. حالياً، بعض هذه الأجرام لم تعد متأثرة كثيراً بنبتون، لكن بالرغم من هذا فما زال يُؤثر بها على مدى بلايين السنين. وفي الواقع فإن عدد هذه الأجرام تناقص كثيراً، حيث أن تأثير نبتون عليها أدّى في النهاية إلى قذف الكثير منها خارج النظام الشمسي. أجرام القرص المبعثر مفصولة عن حزام كايبر، وتمتد مداراتها لمسافات ضخمة بعيداً الشمس، يُمكن أن تصل لأكثر من 500 ضعف بعد الأرض عنها.

640px-TheKuiperBelt_100AU_SDO.svg
المحاور الشبه رئيسية والميل لجميع اجسام القرص المبعثر(باللون الازرق) يصل ل100وحدة فلكية مع اجسام حزام كايبر (اللون الرمادي) والاجسام الرنانه (باللون الاخضر) ويمثل الانحراف المركزي في المدارات حسب قطاعات (تمتد من الحضيض إلى الأوج) مع الميل ممثلة في محور Y

 

يُعد القرص المبعثر المصدر الرئيسي للمذنبات الدورية (قصيرة الدورة)، فيُعتقد أن تأثير نبتون على مدارات هذه الأجرام يَقود بعضها في النهاية إلى مدارات حضيضها يَقعُ في النظام الشمسي الداخلي.[91] وعندما تقترب إلى هذه الحد من الشمس تبدأ قشرتها الجليدية بالانصهار، مخلفة ذيلاً وراءها ومتحولة إلى مذنبات.

*إريس:

إريس هو أكبر الكواكب القزمة والوحيد الواقع في القرص المُبعثر.عند اكتشاف إريس تم تصنيفه في البداية على أنه “الكوكب العاشر”، لكن بسبب اكتشاف أجرام أخرى مشابهة له في المنطقة، فقد قرر الاتحاد الفلكي الدولي عام 2006 نقله إلى تصنيف جديد باسم “الكواكب القزمة” مع بلوتو وبضعة أجرام أخرى.

Eris_and_dysnomia2
صورة تُظهر إريس، وهو أكبر كوكب قزم معروف

 

يَملك إريس قمراً واحداً على الأقل هو ديسنوميا، وهو قمر صغير بثمن حجمه. يَبلغ قطر إريس 2400 كم، مما يَجعله أكبر حتى من الكوكب القزم بلوتو. إريس بعيد جداً عن الشمس، ولذلك فإن دروانه حولها يأخذ مئات السنين، وفي أوجه تصل المسافة بينه وبينها إلى ما يُقارب 100 ضعف المسافة بينها وبين الأرض.

*أبعد المناطق:

الحد الشمسي:

منطقة الحد أو التوقف الشمسي هي الحدود الخارجية لمجال الشمس المغناطيسي والمنطقة التي يَتوقف عندها تدفق الرياح الشمسية نتيجة لاصطدامها مع الرياح البينجمية. فالرياح الشمسية تتدفق دائماً من الشمس إلى الخارج بسرعة فوق صوتية مُشكلة فقاعة حول النظام الشمسي، تقع حدودها عند الحد الشمسي حيث يُوقف تدفق الرياح البينجمية تمدد الفقاعة.بسبب حركة الشمس المستمرة في الفضاء، فيُعتقد أن جزءاً من الغلاف الشمسي يَمتد إلى وراءها مشكلاً ما هو أشبه بـ”الذيل”، ولذا فإن الحد الشمسي أبعد عنها في تلك المنطقة.

640px-Voyager_1_entering_heliosheath_region
الغلاف الشمسي يواجه الغاز بيننجمي. ويرى مساري المسباراين فوياجر 1 وفوياجر 2 اللذان أطلقتهما ناسا عام 1977.

 

عند منطقة “الصدمة النهائية” (المنطقة التي تسبق الحد الشمسي) يَبدأ التفاعل بين الرياح الشمسية والبينجمية، فتنخفض سرعتها إلى ما دون سرعة الصوت ويَتغير كثيراً اتجاه تدفقها وامتداد المجال المغناطيسي الشمسي (وقد تجاوزت مركبة فوياجر 1 هذه المنطقة منذ عام 2004). ومع أنا كلا مركبتي فوياجر عبرتا منطقة الصدمة النهائية – والتي تسبق الحد الشمسي مباشرة – منذ بضع سنوات، إلا أنه لم تصل أي مركبة حتى الآن إلى منطقة الحد الشمسي، والتي يُتوقع أن يَصلا إليها بعد ما يَتراوح من 10 إلى 20 سنة من عبورهما للصدمة النهائية. سيُتيح عبور المركبتين للحد الشمسي التعرّف أكثر على الوسط البينجمي ودراسة الجُسيمات والأمواج في تلك المنطقة وهي خارج تأثير الرياح الشمسية.

 

Heliopause_diagram
حافة الغلاف الشمسي heliopause هو الحد ما بين الغلاف الشمسي وفضاء النجوم خارج النظام الشمسي. فعندما تصل الرياح الشمسية إلى تلك الحافة فإنها تقل سرعتها بشكل مفاجئ مكونة موجة صدمية تسمى صدمة النهاية للرياح الشمسية.

*سحابة أورط (أورت) :

سحابة أورط هي سحابة افتراضية يُعتقد أنها تشكل مصدر المذنبات الرئيسي في النظام الشمسي. اقترح الفلكي الألماني جان أورط عام 1950 وجود هذه السحابة الدائرية الضخمة على حافة النظام الشمسي، والتي أصبحت تعرف لاحقاً نسبة إليه باسم “سحابة أورط” نسبة إليه،وقد اكتشف جان سحابة بدراسته لمدارات المذنبات التي تأتي من حافة النظام الشمسي. يُعتقد أن هذه السحابة هي بقايا من القرص الكوكبي الأولي الذي تكون حول الشمس قبل 4.6 مليارات سنة، حيث انحرفت مدارات أجرام القرص تحت تأثير جاذبية الكواكب حتى قذفت إلى هذه المنطقة. تعتبر الحافة الخارجية لهذه السحابة – والتي تقع على بُعد سنة ضوئية واحدة تقريباً من الشمس- الحدود الخارجية للنظام الشمسي، حيث يَنتهي التأثير الجذبي والفيزيائي للشمس على الوسط البينجمي حولها. يُعتقد أن سحابة أورط تحتوي ما يَتراوح من 0.1 إلى ترليوني جسم جليدي في مدارات حول الشمس.

Kuiper_belt_-_Oort_cloud_ar
رسم تخيلي يُوضح البُنية العامة لسحابة أورط، ويُظهر أيضاً حزام كايبر ومدارات الكواكب كنقطة صغيرة في الوسط.

 

من وقت إلى آخر، يُسبب العبور قرب سحابة جزيئية عملاقة أو نجم قريب أو تفاعل مع غبار درب التبانة بحرف مدار أحد هذه الأجرام حتى يَقودَهُ إلى النظام الشمسي الداخلي، ويَتحول بهذا إلى ما يُسمى “مذنباً طويل الدورة”. هذه المذنبات تملك مدارات ضخمة وشاذة جداً ولا ترصد عادة إلا مرة واحدة من قِبل البشر بسبب مدة دورانها الطويلة للغاية.وبهذا فإن هذه السحابة هي المصدر الرئيسي للمذنبات في النظام الشمسي (بالرغم من أن القليل منها تأتي من حزام كايبر)، وهي في الواقع تتألف من نفس مادة المذنبات.

مع أن هذه السحابة لم ترصد مباشرة قط قبل الآن، فإن وجودها مقبول على نطاق واسع في المجتمع العلمي. وبسبب أنها أبعد بكثير من حزام كايبر، فهي لم تستكشف أبداً من قبل. وفي الحقيقة، لا توجد فرصة للعلماء لاستكشافها عن قرب وإثبات وجودها في المستقبل القريب. بما أنه لم يَتم إلا قبل بضع سنوات إطلاق مركبة إلى حزام كايبر، فليس من الراجح أن يَتم إطلاق واحدة إلى سحابة أورت قبل عقود عديدة في أفضل الأحوال.

*سدنا:

سدنا هو جسم شبيه بالكواكب القزمة يَقع على أطراف النظام الشمسي، وعند اكتشافه عام 2004 كان أبرد وأبعد جرم معروف عن الشمس على الإطلاق، حتى أنه يُمكن حجب قرص الشمس برأس دبوس من على سطحه. من المحتمل أن سدنا هو أول جرم يَنتمي إلى سحابة أورت الافتراضية يُعثر عليه وهو يَتجول قربها، فمداره يُشبه مدارات الأجرام التي تأتي من السحابة، ويُتوقع أنه ينتمي إلى الجزء الداخلي من السحابة مع أنه أقرب إلى الشمس بعشرة مرات منها.

Artist's_conception_of_Sedna
رسم تخيلي لسدنا، ويَظهر فيه بلونه الأحمر الشديد.

 

من اللافت للنظر في سدنا حجمه ولونه، فحجمه يُقدر بأكثر من نصف حجم بلوتو (وعند اكتشافه كان أكبر جرم يُكتشف في النظام الشمسي منذ اكتشاف بلوتو عام 1930)، إضافة إلى لونه الأحمر الشديد، فهو ثاني أكثر الأجرام المعروفة في النظام الشمسي حُمرة بعد المريخ.

 *الحدود الخارجية:

لا يُوجد معلم واضح يُتيح وضع حدود حقيقية للنظام الشمسي، بالرغم من أنه توجد بعض الأشياء التي يُمكن استخدامها كمراجع. في الحقيقة كلا الضوء والمجال الجذبي الصادرين من الشمس لا يَتوقفان مهما ابتعدنا عنها، فمع أنهما يَضعفان كثيراً بعد ابتعادنا لمسافة ما عنها فإن امتداد تأثيرهما (مهما كان تافهاً) لا نهائي. لذلك فكثيراً ما تستخدم الرياح الشمسية والفقاعة التي تولدها حول الشمس كعلامة لحدود النظام الشمسي، لأن تدفقها يَتوقف وتصبح سرعتها 0 عند منطقة ما، ويُعتبر الحد الشمسيُّ حدود النظام الشمسي اعتماداً على الرياح الشمسية.لكن من جهة أخرى، أبعد مناطق النظام الشمسي التي تُسيطر عليها الشمس جذبياً إلى حد ما هي سحابة أورت، والتي تعتبر أيضاً حافة النظام الشمسي. وبعد هذه السحابة لا يَعود تأثير الشمس الفيزيائي أو الجذبي ملحوظاً،ولا تعود الشمس قادرة على السيطرة على الأجرام بجاذبيتها، فكثيراً ما تفلت مذنبات السحابة من جاذبية الشمس وتنطلق سابحة في الفضاء عبر الوسط البينجمي حتى يُمسك بها نجم آخر.

640px-Solarmap
خريطة النظام الشمسي

*التموضع المجري:

تقع المجموعة الشمسية في مجرة درب التبانة وهي مجرة حلزونية ضلعية يبلغ قطرها حوالي 100000 سنة ضوئية محتوية على حوالي 200 مليار نجم.تتموضع المجموعة الشمسية في ذراع حلزوني خارجي يدعى ذراع الجبار.تبعد الشمس ما بين 25000 إلى 28000 سنة ضوئية عن مركز المجرة،وتصل سرعتها ضمن المجرة إلى 220 كيلومتر في الثانية، وبذلك تكمل دورة واحدة في فترة تتراوح ما بين 225 إلى 250 مليون سنة. تعرف هذه الدورة للمجموعة الشمسية بالسنة المجرية.يعرف الأوج الشمسي بأنه اتجاه مسار الشمس بين النجوم، وهو قريب من كوكبة الجاثي في الاتجاه الحالي للنجم النسر الواقع.يميل مستوي مسار الشمس للمجموعة الشمسية عن مستوي المجرة بحوالي 60 درجة.

 

ساهم التموضع المجري للنظام الشمسي على وجود والمحافظة على الحياة في كوكب الأرض. فمدار المجموعة تقريبا دائري، ويدور تقريبا بنفس سرعة دوران الذراع الحلزوني (ذراع الجبار). مما يعني أنها من النادر أن تمر خلاله. وبما أن الذراع لا تحوي على أخطار كبيرة مثل مستعرات عظيمة فهذا يعطي الأرض فرصة أكبر للبقاء على قيد الحياة واستقرار لمدة طويلة بين النجوم.بالإضافة إلى أن الشمس تتموضع خارج المنطقة المزدحمة بالنجوم في مركز المجرة. فلو كانت الشمس متوضعة قرب تلك المنطقة لأثرت جاذبية النجوم على أجرام سحابة أورط والتي سترسل العديد من النيازك إلى المنطقة الداخلية للنظام الشمسي، مسببة اصطدامات نيزكية مع كوكب الأرض ذو نتائج كارثية. كما يمكن للإشعاعات الصادرة من مركز المجرة أن تؤثر على الحياة على الأرض.حتى في موقع الشمس الحالي فقد افترض العلماء أن انفجار مستعر أعظم قد أثر على الحياة في كوكب الأرض قبل 35000 سنة من خلال قذف النواة النجمية باتجاه الشمس على شكل حبيبات غبارية مشعة ونيازك كبيرة.

 

*جوار المجموعة الشمسية:

يعرف الجوار الحالي للمجموعة الشمسية ضمن المجرة بالسحابة بين نجمية المحلية، توجد منطقة بسحابة كثيفة على خلاف المنطقة المنتشرة في جوارها تدعى الفقاعة المحلية، وهو تجويف يشبه الساعة الرملية في الوسط بين النجمي يبعد حوالي 300 سنة ضوئية. تغلب على الفقاعة درجة حرارة بلازما عالية ليفرض العلماء أن هذه الحرارة متولدة نتيجة العديد من المستعرات العظيمة حاليا.

Universe_Reference_Map_(Location)_001-ar
رسم يُظهر النظام الشمسي والمجرة بجانب الكون، حيث يَبدأ من النظام الشمسي، ثم يُظهره بجانب النجوم المجاورة للشمس، ثم يُظهرهم بجانب مجرة درب التبانة، ثم المجرة نفسها والمجموعة المحلية، وفي النهاية العنقود المجري العظيم الذي تقع مجرتنا ضمنه.

توجد بعض النجوم القليلة المتوضعة حتى بعد يصل إلى 10 سنوات ضوئية عن الشمس. أقرب هذه النجوم هو نجم ثلاثي يدعى رجل القنطور الذي يبعد 4.4 سنة ضوئية عن الشمس ويكون رجل القنطور ج وهو قزم أحمر يبعد فقط 0.2 سنة ضوئية. ثاني اقرب نجم إلى الشمس هو قزم أحمر يدعى نجم بارنارد يبعد 5.9 سنة ضوئية، يليه الذئب 359 مبتعدا 7.8 سنة ضوئية، من ثم لالاندا 21185 ويبعد 8.3 سنة ضوئية. أكبر نجم ضمن مجال 10 سنوات ضوئية هو الشعرى اليمانية وهو نجم لامع من النسق الأساسي يبعد 8.6 سنة ضوئية، يليه نجم ثنائي مؤلف من قزمين حمر يبعد 8.7 سنة ضوئية يدعى لويتن 735-8 ومن ثم القزم الأحمر روز 154 الث يعد 9.7 سنة ضوئية.أقرب نجم مشابه للشمس هو تاو قيطس الذي يبعد 11.9 سنة ضوئية عنا، تعادل كتلته 80% من كتلة الشمس، لكن فقط 60% من سطوعها.أما أقرب كوكب خارج المجموعة الشمسية معروف حتى الآن فهو كوكب يدور حول نجم إبسلون النهر وهو نجم باهت وأكثر حمرة من الشمس يبعد عنا حوالي 10.5 سنة ضوئية. وقد أكد وجود كوكب واحد يدعى إبسلون النهر ب وتبلغ كتلته 1.5 ضعف من كتلة المشتري ويدور حول نجمه كل 6.9 سنة.

*الأنظمة الشمسية الأخرى:

تملك العديد من النجوم الأخرى سحباً حولها على شكل أقراص، تبدو على أنها أنظمة شمسية في مرحلة التكون. وكان تصوير أحد هذه الأقراص حول النسر الواقع عام 1983 هو أول دليل مباشر على وجود مثل هذه المواد حول أي نجم غير الشمس.وفي عام 1992، أحدث اكتشاف أول كوكب خارج النظام الشمسي في التاريخ مفاجأة للعديد من الفلكيين، خصوصاً أنه كان موجوداً حول نجم نباض، وبالرغم من هذا فقد كانت هناك العديد من الأجرام المرشحة لأن تكون كواكب قبل اكتشاف هذا الكوكب.

640px-444226main_exoplanet20100414-a-full
صورة بالأشعة تحت الحمراء لكوكب خارج النظام الشمسي، وهي واحدة من أولى الصور التي تُلتقط لمثل هذه الكواكب.

 

وقد أثبت تتابع الاكتشافات بعد ذلك أن النظام الشمسي ليس مُميزاً كثيراً، وأن الأنظمة الشمسية شائعة في المجرة. لكن معظم هذه الكواكب كانت عمالقة غازية مثل المشتري وزحل، ومن ثم فلا يُمكن أن تحتوي حياة. وهذا مع أن بعضها يُمكن أن تحتوي أيضاً على كواكب أصغر مثل الأرض والمريخ. الهدف الرئيسي من هذه الأبحاث هو العثور على حياة أخرى، ولذلك فوكالات الفضاء تتابع إطلاق المشاريع من أجل العثور على الكواكب الصخرية الصغيرة القابلة لوجود الحياة عليها. كما يَتم تحليل تركيب الأغلفة الجوية للكواكب لمعرفة ما إذا كانت تحتوي على مياه أو أكسجين، والأهم من ذلك هو وجود الكوكب في “المنطقة القابلة للحياة”.

في أواخر شهر سبتمبر/أيلول عام 2010، اُكتشف أول كوكب في التاريخ يَقع في المنطقة القابلة للحياة (حيث تكون الحرارة معتدلة ومناسبة لظهور الحياة)، وهو أيضاً كوكب صخري شبيه بالأرض ويَملك غلافاً جوياً، ويُمكن أيضاً أن يَحتوي على ماء سائل، وقد أطلق على هذا الكوكب الاسم الفهرسي غليزا 581 جي، هذا هو أول كوكب يُكتشف يُمكن أن يَحوي حياة أخرى.اليوم وبعد كل المهمات التي أطلقت لاكتشاف الكواكب، أصبحنا نعرف ما يُقارب مجموعه 500 كوكبٍ خارج النظام الشمسي،وما زالت هناك مشاريع تعمل لاكتشاف المزيد مثل تلسكوب كبلر وغيره.

Planets_everywhere_(artist’s_impression)
رسم تصوري يوضح شيوع الانظمه الشمسية في المجرات