سیاره یک جسم بزرگ، گرد و سنگین است که حول یک ستاره می گردد و با نوری که از ستاره به آن می رسد، روشن می شود. در منظومه شمسی هشت سیاره وجود دارد که دور ستاره ای به نام خورشید می گردند. این سیاره ها به ترتیب فاصله از خورشید عبارتند از: تیر یا عطارد، ناهید یا زهره، زمین، مریخ، مشتری، کیوان یا زحل، اورانوس، نپتون. تا چندی پیش پلوتون جزو سیارات اصلی محسوب می شد ولی به تازگی سیاره کوتوله نامیده می شود.
مشتری بزرگ ترین سیاره منظومه شمسی است. به دنبال آن کیوان، اورانوس، نپتون، زمین، ناهید، مریخ، تیر و در آخر پلوتون کوچک قرار گرفته اند. مشتری آن قدر بزرگ است که همه سیارات دیگر را می توان در داخل آن جای داد.
سیارات داخلی تر و سیارات خارجی تر
سیارات منظومه شمسی به دو دسته تقسیم می شوند:
سیارات داخلی تر: سیارات داخلی تر که نزدیک به خورشید می گردند عبارتند از تیر، ناهید، زمین و مریخ. آنها نسبتاً کوچکند و بیشتر ترکیبشان از سنگ است. به آنها “شبه زمین” هم می گویند. این سیارات تعداد کمی ماه دارند یا اصلاً ماه ندارند. زمین بزرگ ترین سیاره در این دسته است. بقیه سیارات شبه زمین از 38 تا 95 درصد قطر زمین و 5.5 تا 85 درصد جرم زمین را دارند.
سیارات خارجی تر: شامل مشتری، زحل، اورانوس و نپتون هستند. آنها غول های گازی یا سیارات “شبه مشتری” نامیده می شوند. جو آنها گازی است و سطح خاکی ندارند. همه چهار سیاره اصولاً از هیدروژن و هلیوم ساخته شده اند و مقادیر کمتری از عناصر آمونیاک و متان هم در جوشان وجود دارد. آنها از 3.9 تا 11.2 برابر قطر زمین و از 15 تا 318 برابر جرم زمین را دارند. این دسته از سیارات تعداد زیادی ماه دارند.
سیاره کوتوله پلوتون فقط 19 درصد قطر و یک پانصدم جرم زمین را دارد. به عنوان یک سیاره سنگی و یخی کوچک با مداری بزرگ تر از غول های گازی، پلوتون را نمی توان در هیچ یک از این دو گروه طبقه بندی کرد. به این ترتیب ستاره شناسان عقیده دارند پلوتون اصلاً نمی تواند جزو سیارات اصلی باشد.
مشاهده سیارات
انسان ها شش سیاره از سیارات داخلی تر منظومه شمسی را از هزاران سال پیش می شناختند چون این سیارات بدون تلسکوپ هم از زمین قابل دیدن هستند. سه سیاره دیگر یعنی اورانوس، نپتون و پلوتون در ابتدای دهه 1780 به وسیله ستاره شناسان کشف شدند. این سه سیاره را باید از زمین با تلسکوپ دید.
وقتی از زمین به ستاره ها و سیاره ها نگاه می کنیم متوجه می شویم که در زمینه پایداری نورشان با هم متفاوتند. سیاره ها با نور ثابتی می درخشند در حالی که به نظر می رسد که ستاره ها چشمک می زنند.
چشمک زدن ستاره ها به خاطر حرکت لایه های هوایی است که دور زمین را احاطه کرده اند. ستاره ها آن قدر از زمین دورند که حتی وقتی با تلسکوپ به آنها نگاه می کنیم فقط نقاط روشنی از نور در آسمان به نظر می رسند. جو زمین نور ستاره ای را که از میان آن عبور می کند خم می کند. هنگامی که مناطقی از جو حرکت می کنند نقاط نور می رقصند و در درخشندگیشان تغییر ایجاد می شود.
سیاراتی که خیلی به ما نزدیکند از میان تلسکوپ به شکل صفحات تخت گرد (دیسک) ریز به نظر می رسند. جو، نوری را که از نقاط مختلف روی صفحه سیاره می آید پراکنده می کند. اما همیشه نور کافی از تعدادی از نقاط درخشان روی دیسک به زمین می رسد که باعث می شود سیاره ظاهر ثابتی داشته باشد.
حرکت سیارات
سیاره ها در دو مسیر حرکت می کنند. آنها به دور ستاره شان در مسیری که مدار نامیده می شود حرکت می کنند. همچنان که یک سیاره دور ستاره می گردد دور محور خودش هم می چرخد. محور یک خط فرضی است که از مرکز سیاره می گذرد.
چرخش
سیارات با نسبت های زمانی مختلف با یکدیگر دور خودشان می چرخند. یک روز چنین تعریف شده که چقدر طول می کشد تا زمین یک بار دور خودش بچرخد. مشتری و زحل خیلی سریع تر از یک روز زمینی می چرخند. یعنی حدود ده ساعت طول می کشد تا یک بار دور خودشان بچرخند. ناهید خیلی آهسته تر می چرخد. حدود 243 روز زمینی طول می کشد تا ناهید یک بار دور خودش بچرخد.
گردش
وقتی از زمین نگاه می کنیم به نظر می رسد که سیارات منظومه شمسی و ستارگان دور زمین می گردند. آنها هرشب در شرق طلوع می کنند و در غرب غروب می کنند. در بیشتر مواقع سیاره ها به آهستگی -آهسته تر از ستاره ها- در آسمان به جانب غرب حرکت می کنند.
در زمان های قدیم دانشمندان فکر می کردند ماه، خورشید، سیاره ها و ستارگان واقعاً دور زمین حرکت می کنند. اما در سال 1543 ستاره شناس لهستانی نیکولا کپرنیک نشان داد که خورشید مرکز مدارهای سیاره ها است و سیارات دور خورشید حرکت می کنند.
واحد اندازه گیری فاصله ها در منظومه شمسی
ستاره شناسان فاصله ها را در منظومه شمسی با واحدهای نجومی (astronomical units یا AU) اندازه گیری می کنند. یک واحد نجومی متوسط فاصله بین زمین و خورشید است که حدود 93 میلیون مایل یا 150 میلیون کیلومتر است. سیاره های داخلی تر مدارهایی دارند که قطرشان 0.4، 0.7، 1.0 و 1.5 واحد ستاره شناسی یا AU است. مدارهای غول های گازی یا سیاره های خارجی تر به بزرگی 5، 10، 20 و 30 واحد نجومی یا AU است.
به خاطر فاصله های متفاوت از خورشید، دما و شکل سطح سیاره ها و شرایط دیگر سیاره ها با هم بسیار متفاوتند.
نحوه تشکیل سیارات
ستاره شناسان نظریه ای درباره چگونگی شکل گیری منظومه شمسی ما دارند که توضیح می دهد چرا سیاره های سنگی و کوچک نزدیک به خورشیدند و سیاره های گازی و بزرگ دورتر از خورشیدند.
ستاره شناسان باور دارند که منظومه شمسی ما حدود 4.6 میلیارد سال پیش از یک ابر در حال چرخش متشکل از گاز و گرد و غبار، به نام سحابی خورشیدی به وجود آمد. نیروی جاذبه، یک قسمت از گاز و گرد وغبار را به مرکز سحابی که متراکم تر از بقیه جاها بود کشاند. مواد روی هم انباشته شدند، به سرعت چرخیدند و درنتیجه در مرکز سحابی، خورشید ما شکل گرفت.
سپس گاز و گرد و غبار باقیمانده به صورت یک صفحه تخت گرد (دیسک) به نام دیسک میان سیاره ای در می آید که به دور خورشید می گردد. ذرات سنگی داخل دیسک به هم خوردند و به هم چسبیدند و اجسامی به نام شبه سیاره ها (PLANETESIMALS) را تشکیل دادند. این اجسام هم با هم ترکیب شدند و سیارات را تشکیل دادند. در فاصله های دورتر که اینک سیاره های خارجی تر قرار دارند، گازها منجمد شده به یخ تبدیل شدند و توپ های بسیار بزرگی از گاز منجمد شده را درست کردند که سیاره های شبه مشتری یا سیارات خارجی تر نام دارند.
از خورشید ما ذراتی از گازهای داغ و الکتریسیته جریان پیدا می کند که باد خورشیدی نامیده می شود. باد خورشیدی در ابتدای تشکیل منظومه شمسی قوی تراز حالا بود. باد خورشیدی اولیه عناصر هیدروژن و هلیوم را از سیاره های داخلی تر مثل زمین دور کرد. اما جاذبه قوی تر سیاره های غول آسای خارجی تر، بیشتر هیدروژن وهلیوم را نگه داشت. این درحالی بود که باد خورشیدی هم در آنجا ضعیف تر بود. بنابراین این سیارات خارجی تر بیشتر عناصر هیدروژن و هلیوم خود را نگه داشتند.
ستاره شناسان این نظریه ها را توسعه دادند و این تقسیم بندی را ارایه کردند که سیاره های سنگی همیشه نزدیک به خورشید و سیاره های غول آسا دورتر از خورشید می گردند. آنها نظریه های جدیدی را بر اساس مطالعه منظومه های شمسی دیگر هم ارایه می کنند. مثلاً این که حدس می زنند سیارات غول آسا در منظومه های شمسی دیگر ممکن است دور از ستاره هایشان شکل گرفته باشند ولی بعداً حرکت کرده اند و به ستاره نزدیک تر شده اند.
تیر (عطارد) نزدیک ترین سیاره به خورشید است.
ابرهای ضخیم اسید سولفوریک ناهید را پوشانده. (عکس از ناسا)
زمین، خانه ما، از اقیانوسی از آب های شیرین و قاره هایی که بالای سطح دریا قرار دارند برخوردار است.
مریخ ابرهایی در جوش و یخ ته نشین شده در قطب شمالش دارد. (عکس از ناسا)
ابرهای آبی نپتون بیشتر از متان منجمد تشکیل شده اند. شیء دیگر، ماه نپتون به نام تیتون است. (عکس از ناسا)
نیروی جاذبه، کششی است که بین همه اشیا به خاطر جرمشان به وجود می آید. جرم یک شیء مقدار ماده آن است. به خاطر نیروی جاذبه، شیئی که نزدیک سیاره زمین است به سوی سطح سیاره می افتد.
پرسش
پرسش
پرسش