آشنایی با سیاره های منظومه شمسی

فضای لایتناهی از مجموعه اجرام سماوی تشکیل شده است. این مجموعه ها که اکثریت شامل ستارگان و سیارات با خصوصیات خاص خودشان می باشند به نام کهکشان راه شیری نامیده می شوند. ستارگان اجرام نورانی (منیر) بوده و به همراه سیارات، منظومه هایی را شامل می شوند که زمین (سیاره ما) به همراه 8 سیاره دیگر که به دور خورشید می گردند، یکی از این منظومه ها است که با نام منظومه شمسی یا سامانه خورشیدی در کهکشانی به نام راه شیری قرار گرفته اند.

خورشید (شمس) یا SUN

ستاره منظومه شمسی ما توده متراکم گازی شکل است به نام خورشید که فاصله آن از کره زمین 150,000,000 کیلومتر (93,225,000 مایل) و حجم آن 1,300,000 برابر حجم زمین است. حرارت سطحی آن 6,093 درجه سانتیگراد و دمای درونی آن بیش از 15,000,000 درجه سانتیگراد تخمین زده می شود. (فتوسفر و کروموسفر قسمت های گازی شکل تشکیل دهنده لایه خارجی خورشید می باشند که دنباله این لایه به نام کرونا (تاج خورشیدی) نامیده می شود.) حرارت و تشعشعات نوری آن نتیجه تبدیل اتم های هیدروژن به هلیم می باشد.

آن قسمت از حرارت خورشید که از فاصله دور به اتمسفر یا جو زمین می رسد، بیش از 55 درصد آن توسط لایه های جو زمین جذب یا منعکس شده و حدود 45 درصد آن به زمین می رسد.

انرژی که از این تابش نور و حرارت خورشید به زمین می رسد، 1.2 کالری در هر دقیقه برای یک سانتیمتر مربع است که با توزیع این مقدار کالری در سطح کره زمین در تمام مدت شبانه روز و با در نظر گرفتن تمام فصول سال بطور متوسط 0.3 کالری برای یک سانتیمتر خواهد بود.

در این مقاله شما می توانید با سیاره های منظومه شمسی به ترتیب نزدیکی به خورشید آشنا شوید.

سیاره های منظومه شمسی به ترتیب عبارتند از:

عطارد (تیر) یا MERCURY

نزدیکترین سیاره به خورشید و در عین حال سریع ترین سیاره این منظومه است. قطر آن حدود 4800 کیلومتر (3000 مایل) و فاصله آن تا خورشید 57,907,600 کیلومتر (36 میلیون مایل) است.

عطارد به علت نزدیکی به خورشید در اثر جاذبه بیشتر با سرعت زیادی به دور خورشید می گردد و به همین علت به نام تیر معروف شده است. این سیاره در مدت 88 روز یکبار به دور خورشید (حرکت انتقالی) و در همین زمان نیز یکبار به دور خود می چرخد (حرکت وضعی). بنابراین یک طرف آن همیشه در مقابل خورشید قرار می گیرد که حرارت این قسمت تا 300 درجه سانتیگراد می رسد و حرارت قسمت تاریک آن پایین تر از 200- سانتیگراد می باشد.

در اطراف عطارد اتمسفر (جو) دیده نمی شود و به احتمال قریب به یقین در این سیاره حیاتی وجود ندارد.

نکته: سیارات با ستارگان تفاوت دارند، زیرا هیچ نوری از خودشان ساطع نمی کنند و درخشش آنها به خاطر انعکاس نور خورشید است. بعضی از سیارات مثل زمین مانند توپی سنگی هستند؛ در حالی که مشتری، زحل، اورانوس و نپتون مانند توپ های بزرگی از گاز می باشند.

زهره (ناهید) یا VENUS

شباهت زیادی به کره زمین دارد، قطر آن حدود 12,250 کیلومتر (7,670 مایل) – تقریباً 400 کیلومتر کمتر از قطر زمین – و فاصله آن تا خورشید 108,000,000 کیلومتر (67,150,000 مایل) می باشد.

زهره در مدت 225 روز یکبار به دور خورشید و در مدت 243 روز یکبار به دور خود می چرخد، بنابراین زهره در بین سیاره های منظومه شمسی طولانی ترین روز را دارا است.

با اینکه این سیاره نزدیکترین سیاره به کره زمین است ولی به علت وجود توده غلیظ ابر مانند که در واقع اتمسفر این سیاره می باشد، قوی ترین تلسکوپ ها نیز نتوانسته اند تاکنون مطالعات دقیقی در مورد این سیاره انجام دهند.

زهره به علت همین اتمسفر غلیظ بیش از سایر سیارات نور خورشید را منعکس می کند و در نتیجه درخشندگی زیادی دارد و به همین دلیل به نام زهره یا ونوس معروف شده است.

زهره نورانی ترین سیاره منظومه شمسی است و با چشم غیر مسلح هم به خوبی دیده می شود. دانشمندان بر این عقیده اند که زهره اولین سیاره ای است که بوسیله پیشینیان ما رویت شده است.

آزمایشات جدیدی که به روش اسپکتروگرافی (تجزیه طیف های نوری) انجام گرفته است، نشان می دهد که اتمسفر زهره مملو از گاز کربنیک بوده و آثاری نیز از اکسیژن و بخار آب در آن دیده شده است.

تحقیقات اخیر دما را در زهره 462 درجه سانتیگراد ثبت کرده و دره های به عمق 6.4 کیلومتر و طول 401 کیلومتر در نیمکره جنوبی این سیاره مشاهده گردیده است. (این تحقیقات توسط سفینه Venera 7 روسیه و سفینه پایونیر آمریکا انجام گرفته اند.)

زمین یا EARTH

سومین سیاره از نظر نزدیکی به خورشید و پنجمین سیاره از نظر حجم می باشد. (فاصله کره زمین با خورشید به علت حرکت انتقالی زمین و تغییر مکان کانونی خورشید در مدار بیضی شکل انتقالی زمین بین 147,093,230 الی 152,094,940 کیلومتر در نوسان است.)

قطر کره زمین در استوا 12,756 کیلومتر و در قطبین 12,714 کیلومتر می باشد بنابراین از نظر هندسی کره کامل نیست. (شکل ظاهری کره زمین بوسیله ماهواره ها و اشعه لیزر مشخص گردیده است.) هرچه از سطح پوسته جامد زمین به طرف مرکز زمین پیش برویم به ازای هر 19 متر یک درجه دما افزایش می یابد، بنابراین دمای هسته مرکزی زمین به حدی است که برای ذوب شدن سخت ترین فلزات نیز کافی است.

به عقیده دانشمندان گرمای زمین از دو منبع سرچشمه می گیرد، یکی دمای اولیه که هنوز هم در مرکز آن وجود دارد و بتدریج کاهش می یابد، دیگری خاصیت رادیواکتیویته طبیعی خود سنگ ها است که ایجاد حرارت می کنند. (بطورکلی همه سیاره ها این حرارت مرکزی را دارند که بتدریج رو به نقصان می گذارد تا تمام شود و این مرحله پایان عمر و حرکت سیاره است که در اصطلاح فضاشناسی می گویند سیاره ها به حفره مرگ رسیده اند.)

اتمسفر یا جو زمین که بوسیله امواج الکتریکی و ماهواره های هواشناسی مجهز بررسی گردیده، مجموعه ای از گازهای مختلفی است که بر اثر نیروی جاذبه زمین، کره زمین را در بر گرفته است. (مولکول های این گازها مایلند از هم فاصله گرفته و به فضا بگریزند، چنانچه اگر جاذبه زمین نبود این عمل انجام می گرفت.)

مهم ترین گازهای تشکیل دهنده جو زمین به ترتیب تراکم عبارتند از: نیتروژن (ازت) 78 درصد، اکسیژن 21 درصد و سایر مواد و گازهای دیگری چون بخار آب، آرگون، گاز کربنیک، دی اکسید کربن، هیدروژن، نئون، هلیم، کریپتون، گزنون، ازون، متان.

هرچه از سطح زمین به طرف بالاتر حرکت کنیم از فشار جو کاسته شده و در نتیجه جو رقیق تر می گردد. از نظر دمایی، اتمسفر به ترتیب دارای لایه تروپوسفر (نزدیکترین لایه به سطح زمین) با ضخامت متوسط 12 کیلومتر می باشد که به ازای افزایش یک کیلومتر ارتفاع، دما 6 الی 10 درجه کاهش می یابد. (علت کاهش دما کم شدن فشار بر اثر افزایش ارتفاع است که چون مولکول های گازها از هم دور می شوند از ظرفیت دماپذیری آنها کاسته می شود. از طرف دیگر چون از سطح کره زمین که خود با جذب دمای خورشیدی گرم شده است دور می شویم دما کاهش می یابد. (قوانین مربوط به فشار گازها و عبور نور از لایه های شفاف و جاذبیت محیط کدر) همچنین در نواحی ای که رطوبت بیشتری دارند کاهش دما کمتر از محیط های خشک صورت می گیرد.

سپس لایه استراتوسفر است که در قسمت پایین سرد ولی در قسمت های بالا به علت تراکم مولکول های اکسیژن و تبدیل آنها به ازون و جذب اشعه ماورای بنفش دما به شدت افزایش می یابد. بالاتر از این لایه، مزوسفر قرار دارد که درجه دما به علت کاهش فعل و انفعالات فیزیکی و شیمیایی کاهش یافته ولی در قسمت بالای این لایه که ترموسفر نامیده می شود، درجه دما به شدت بالا می رود. (به علت یونیزه شدن مولکول ها و فعل و انفعالات شیمیایی و نزدیکتر شدن به خورشید.)

از ارتفاع 65 الی 1000 کیلومتری زمین لایه یونوسفر با دمای شَدید و فشار بسیار کم واقع شده است که از مهم ترین خصوصیات آن هدایت امواج رادیویی است. (خودِ لایه یونوسفر از لایه های مختلفی تشکیل شده که یکی از آنها به نام لایه D در شب به جای انعکاس امواج رادیویی آنها را جذب می کند و به همین علت صدای ایستگاه های رادیویی دوردست، شب هنگام واضح تر شنیده می شود.)

در فاصله 384,394 کیلومتری زمین کره ماه قرار دارد. قطر ماه 3,475 کیلومتر و سرعت متوسط حرکت انتقالی آن 3,680 کیلومتر در ساعت است. حداکثر دمای ماه 117.2 درجه سانتیگراد و حداقل آن 162.8 درجه سانتیگراد اندازه گیری شده است. چون حرکت وضعی و انتقال کره ماه نیز (به دور زمین) با هم برابر است ما فقط یک نیمه آن را می توانیم ببینیم. (اشکال مختلف ماه به نام های هلال، تربیع، بدر و تثلیث معروف هستند.)

خسوف (ماه گرفتگی) و کسوف (خورشید گرفتگی) از قرار گرفتن زمین بین ماه و خورشید یا ماه بین زمین و خورشید در مواقع و موارد خاص گردش های انتقالی این سیارات رخ می دهند.

اگرچه نیروی جاذبه ماه حدود یک ششم نیروی جاذبه زمین است (وزن یک فرد 80 کیلوگرمی در کره ماه حدود 13 کیلوگرم خواهد بود) ولی همین جاذبه است که عامل اصلی ایجاد مَد در آب ها به شمار می رود.

مریخ (بهرام) یا MARS

بعد از کره زمین واقع شده و فاصله آن تا خورشید 227,800,000 کیلومتر (141,570,000 مایل) می باشد، قطر این سیاره حدود 6,800 کیلومتر (4,220 مایل) و تقریباً نصف حجم زمین می باشد. مریخ ظرف 687 روز یکبار به دور خورشید می گردد و حرکت وضعی آن در 24 ساعت و 37 دقیقه انجام می گیرد. (کمی طولانی تر از کره زمین)

مریخ در حین گردش انتقالی تا فاصله 55,000,000 کیلومتری زمین می رسد چنین وضعی که به تقابل مریخ موسوم است، مناسب ترین موقع برای مطالعه این سیاره بوسیله تلسکوپ می باشد. (سفر سفینه ها نیز باید در چنین موقعی صورت بگیرد.)

کره مریخ اتمسفر دارد. اتمسفر آن رقیق تر از جو زمین و به علت دور بودن از خورشید و رقیق تر بودن جو آن درجه حرارتش نسبت به زمین کمتر است (حداکثر دما 29.5 درجه سانتیگراد) و حداقل آن 123- درجه سانتیگراد اعلام گردیده است.

بیشتر سطح کره مریخ را صحرایی از سنگ و شن سرخ رنگ پوشانده است. علت سرخی جذب اکسیژن بوسیله مواد متشکله پوسته آن است (در اصطلاح زنگ زدگی). میزان اکسیژن در کره مریخ نسبت به کره زمین بسیار اندک است. بیشتر قسمت های کره مریخ سبز رنگ است و این سبزی در فصول مختلف سال تغییر می کند. بدین معنا که ابتدا سبز کم رنگ سپس آبی و بعد قهوه ای می شود و مجدداً به رنگ سبز در می آید.

دانشمندان معتقدند که در مریخ نباتاتی از نوع جلبک ها و قارچ ها و خزه ها وجود دارند. وجود آب در کره مریخ مسلم شده ولی میزان آن بطور دقیق معلوم نیست. علاوه بر این به تازگی دانشمندان در سطح کره مریخ به آب دست یافته اند ولی وجود مواد آلی که نشان دهنده حیات در این کره باشد هنور اثبات نشده است. آب برف و یخ هم در این کره مشاهده شده است بطوریکه در فصل زمستان مریخ، قطعات برف و یخ آن بوسیله تلسکوپ ها دیده شده اند. فصول مریخ مانند فصول کره زمین می باشند لکن مدت فصول مریخ طولانی تر از زمین هستند زیرا سال مریخ طولانی تر از سال کره زمین است.

مریخ دو قمر دارد: یکی به نام فوبوس به قطر 15 کیلومتر که در 6,000 کیلومتری مریخ واقع شده و در هر 24 ساعت 3 بار به دور مریخ می گردد و دیگری دیموس به قطر 8 کیلومتر که در 14,000 کیلومتری مریخ بوده و هر 30 ساعت یکبار به دور آن می گردد. حرکت این اقمار در جهت مخالف هم انجام می گیرد. این اقمار بوسیله ستاره شناسی به نام آساف هال در 1887 میلادی کشف شده اند.

شیارهایی موازی بوسیله تلسکوپ در روی کره مریخ مشاهده شده اند که به نام کانال های مریخ معروف هستند. دانشمندان بر این عقیده اند که این شیارها ممکن است اثرات فرسایشی آب یا شیارهای ناشی از زلزله بوده باشند.

مشتری (برجیس) یا JUPITER

بزرگترین سیاره منظومه شمسی است (1,300 برابر زمین)، به قطر تقریبی 142,000 کیلومتر (88,300 مایل) که در فاصله 778,000,000 کیلومتری (483,500,000 مایل) خورشید قرار دارد. در مدت نزدیک به 12 سال یکبار به دور خورشید و در مدت 9 ساعت و 15 دقیقه یکبار به دور خود می چرخد.

سرعت این سیاره بسیار سریع بوده بطوریکه با سرعتی بیش از 36,000 کیلومتر در ساعت به دور خود می چرخد. (بیشترین سرعت چرخشی کره زمین 1670 کیلومتر در ساعت است.)

طبقاتی از ابرهای تیره در بالای ابرهای روشن تر به دور سیاره می گردند. دانشمندان در این سیاره لکه سرخ وسیعی را که بیش از 48,000 کیلومتر طول و 11,000 کیلومتر پهنا دارد، مشاهده نموده اند. فشار اتمسفر مشتری خارق العاده است. توده یخ عظیمی سطح سیاره را پوشانده است. درجه برودت مشتری به حدی است که (130 درجه) گاز آمونیاک موجود در جو آن حداقل به صورت مایع در می آید.

مشتری 4 قمر بزرگ و 10 قمر کوچک دارد. بزرگترین آنها به نام کالیستو می باشد که حدود 4,800 کیلومتر قطر دارد (به اندازه سیاره عطارد).

زحل (کیوان) یا SATURN

عجیب ترین سیاره منظومه شمسی است. ششمین سیاره نزدیک به خورشید و پنجمین و آخرین سیاره ای است که از زمین با چشم غیر مسلح می توان دید.

فاصله آن تا خورشید تقریباً دو برابر فاصله مشتری تا خورشید است (1,426,000,000 کیلومتر).

حجم زحل پس از مشتری از سایر سیارات منظومه شمسی بیشتر است (قطر 120,000 کیلومتر) اما در عوض وزن مخصوص این سیاره بسیار ناچیز و حتی از وزن مخصوص آب نیز کمتر است. (اگر این سیاره در آب بیفتد روی آب خواهد ماند.) گردش آن به دور خورشید 29 سال و 6 ماه و حرکت وضعی آن 10 ساعت و 15 دقیقه طول می کشد.

زحل دارای اتمسفر است. جو آن کاملاً شبیه جو کره مشتری بوده ولی به علت داشتن فاصله بیشتر از خورشید، درجه حرارت آن حداقل صد درجه کمتر از مشتری است، بنابراین گاز آمونیاک موجود در جو آن منجمد می شود و بدین دلیل است که بسیاری از ابرهای زحل را همان آمونیاک های منجمد تشکیل می دهند. بیشتر اتمسفر زحل از گازهای آمونیاک و متان تشکیل یافته است.

زحل 17 قمر دارد. برخی از دانشمندان تعداد اقمار زحل را تا 22 عدد نیز برشمرده اند. جالب ترین پدیده در زحل کمربندهای آن است. در فاصله 11,200 کیلومتری از سطح زحل در ناحیه استوایی آن کمربند پهن و بزرگی قرار گرفته که کاملاً کره زحل را در میان گرفته است. به غیر از این کمربند، کمربندهای دیگری نیز موازی با آن به شکل لایه های پوست پیاز کره را در بر گرفته اند.

دانشمندان امروزه معتقدند که تمام این کمربندها در ابتدا عبارت از یک یا دو قمر جداگانه بوده اند که به گرد زحل می چرخیده اند. پس از آنکه قوه جاذبه زحل آنها را به خود جذب کرد در اثر اصطکاک با زحل متلاشی شده و به شکل ذرات ریز و متراکم به شکل هاله هایی (کمربند مانند) به دور این سیاره شروع به گردش نمودند. (تحقیقات سفینه های جدید نشان داده اند که این حلقه ها با کمربندها گازهای متراکم آمونیاک می باشند که به دور این سیاره منجمد گردیده و قرار گرفته اند.) دیدن این کمربندها فقط با تلسکوپ میسر است. خود زحل با چشم غیر مسلح نیز بطوریکه ذکر گردید، قابل رویت است.

اورانوس یا URANUS

چهارمین سیاره منظومه شمسی از نظر بزرگی بعد از مشتری و زحل و نپتون است. قطر آن 70,500 کیلومتر (31,500 مایل) و فاصله اش از خورشید بیش از 2,800,000,000 کیلومتر (1,750,000,000 مایل) می باشد. در مدت 84 سال و 7 روز یکبار به دور خورشید و در 10 ساعت و 48 دقیقه یکبار به دور خود می چرخد. در جو آن آمونیاک وجود ندارد. حرارت این سیاره را کمتر از 200- درجه سانتیگراد می دانند.

اورانوس با چشم غیر مسلح دیده نمی شود، این سیاره دارای 15 قمر به نام های میراندا، آریل، آمبریل، تیتانیا، ابرون و… می باشد. اورانوس بوسیله هرشل آلمانی کشف گردیده است.

نپتون یا NEPTUNE

سومین سیاره بزرگ منظومه شمسی است (قطر حدود 54,000 کیلومتر) که در فاصله 4,495,000,000 کیلومتری (2,793,500,000 مایل) خورشید قرار گرفته است. در 164 سال و 328 روز یکبار به دور خورشید و در مدت 15 ساعت و نیم یکبار به دور خود می چرخد.

ویژگی آن تقریباً شبیه اورانوس است. دو قمر به نام های تریتون و نرئید به دور آن می گردند. همچنین دارای 6 قمر کوچک دیگر نیز می باشد. این سیاره در سال 1846 کشف شده است.

پلوتو یا PLUTUS

دورترین سیاره منظومه شمسی از خورشید به فاصله تقریبی 5,920,000,000 کیلومتر (3,679,000,000 مایل) می باشد. این سیاره کوچک تنها قطری حدود 3,600 کیلومتر دارد، بنابراین پلوتو کوچکترین سیاره منظومه شمسی است. این سیاره در مدت 248 سال و 54 روز یکبار به دور خورشید می گردد و برخی از دانشمندان سیاره شارون را قمر پلوتو می دانند.

به علت فاصله بسیاری زیادی که از کره زمین دارد اطلاعات دقیقی از این سیاره در دست نیست و تاکنون اقماری نیز در اطراف آن مشاهده نشده است. دانشمندان وجود حیات را به علت سرمای شَدید (204- الی 273- درجه سانتیگراد) در این سیاره محتمل نمی دانند.

وجود این سیاره در منظومه شمسی اولین بار بوسیله لوول (Lowel) تخمین زده شد و سپس بوسیله ویلیام تومباک در 1930 میلادی، کشف گردید. تحقیقات بعدی به کشف سیاره کوچکتری به نام شارون (سردترین سیاره کشف شده) در نزدیکی این سیاره انجامید.

به علت اندازه کوچک این سیاره (کمتر از یک پنجم قطر زمین) و دارا بودن یک مدار عجیب و غریب منحنی که هر دویست سال یکبار داخل نپتون قرار می گیرد، پلوتو از منظومه شمسی حذف شد. در 24 آگوست 2006، اتحادیه بین المللی ستاره شناسی با تصویب تعریف تازه ای از سیاره، پلوتو را در دسته سیارات کوتوله قرار دادند.

منابع

مقاله علمی و آموزشی «آشنایی با سیاره های منظومه شمسی»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری، ترجمه و نگارش هیئت تحریریه علمی پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد. در این راستا کتاب اطلاعات عمومی گنجینه های دانش، نوشته ی دکتر زین العابدین کاظمی و دکتر سیدمحمود اختریان و… از نشر محمد، منتشر شده در تیر ۱۳۸۸ با شابک ۹۷۸-۹۶۴-۳۳۶-۱۳۲-۷ به عنوان منبع اصلی مورد استفاده قرار گرفته است.