منظومه ها
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 سیارک ها، سنگ های آسمانی دنباله دارها و همین طور ابرهای نازکی از گازها و غبار که به آن ها ابرهای میان سیاره ای گفته می شود.
بیش از ۱۰۰ 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 غیر مسلح قابل رصدند از جمله سيارات عطارد، زهره، مریخ، مشتری، زحل، همین طور شهاب سنگ ها و دنباله دارهایی که به طور موقت قابل مشاهده اند. اجرام بسیار زیاد دیگری نیز توسط تلسکوپ ها در منظومه شمسی رصد شده اند.
از سال ۱۹۹۰ ستاره 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 دانش مندان امیدوارند اطلاعات کلی تر و جامعی در خصوص منظومه ها به دست آورند.
برای مثال می دانیم که در منظومه ما چهار سیاره کوچک با سطوح سخت و نزدیک به خورشید به نام های عطارد، زهره، زمین و مریخ همین طور 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 ما یه حیرت دانش مندان و ستاره شناسان گردید.
برای مثال یک سیاره تقریبا به اندازه مشتری حول مداری به دور ستاره ۵۱ پگاسی 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 بزرگ ترین و مهم ترین جرم آسمانی در منظومه شمسی است که 99/8 درصد جرم منظومه شمسی را به خود اختصاص داده است بیشتر گرما، نور و انرژی لازم برای تشکیل و ادامه حیات توسط خورشید تامین می شود. لایه های بیرونی خورشید داغ و متلاطم 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 وزند.
طبق قانون یوهانس کپلر ستاره شناس آلمانی در اوایل قرن هفدهم سیارات در مدارهایی بیضی شکلی حرکت 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 اندازه و ترکیبات بسیار شبیه زمین هستند چهار سیاره بیرونی دورتر از خورشید گلوله های عظیم گاز هستند. تقریبا 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 آن ها جامد باشد.
سیاره های کوتوله یا سیارک ها اجرام گرد کوچکی هستند که دور خورشید می چرخند بر خلاف سیارات این اجرام کوچک نیروی گرانش قابل ملاحظه ای برای تاثیر گذاری بر حرکت اجرام دیگر ندارند. این سیارک ها اغلب به همراه دسته هایی از اجرام آسمانی کوچک تر از خود در حرکت هستند. به عنوان مثال در مداری به نام کمربند اصلی که مابین مدارهای مریخ و مشتری قرار دارد میلیون ها جرم کوچک آسمانی و سیارک در گردش می باشند.
سیارک های دیگری نیز در مداری به نام کمربند کوئیپر ۲، دور تر از مدار نپتون در گردشند این ،مدار یکپارچه مملو از اجرام کوچک نظیر شهاب سنگ ها 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 سیارک های موجود در این منطقه می توان به پلوتون و ۲۰۰۳ یوبی ۳۱۳ که از پلوتون بزرگ تر است نام برد.
به جز عطارد و زهره بقیه سیارات منظومه شمسی دارای قمر هستند سیارات درونی قمرهای کمی .دارند زمین یک قمر و مریخ دارای دو قمر کوچک است اما سیارات بیرونی با تعداد زیاد قمرهای شان هر کدام مثل یک منظومه می باشند. مشتری دارای حداقل ۶۳ قمر است. از بین این قمرها، چهار قمر که از همه بزرگ ترند به نام گالیله ثبت شده اند. این ستاره شناس ایتالیایی در سال ۱۶۱۰ موفق به کشف آن ها با یکی از بدوی ترین تلسکوپ ها شد.
بزرگ ترین قمر مشتری که بزرگ ترین قمر موجود در منظومه ما نیز م یباشد گانیمد نام دارد این قمر از عطارد نیز بزرگ تر است. سیاره زحل دارای حداقل ۵۶ قمر می باشد بزرگ ترین قمر زحل تیتان، جوی ضخیم تر از جو زمین دارد و از عطارد بزرگ تر است اورانوس حداقل ۲۷ قمر دارد و نپتون دارای ۱۳ قمر است. احتمال وجود قمرهای بیشتر حول سیاره های غول پیکر بیرونی که هنوز کشف نشده باشند بسیار زیاد است.
بعضی از سیارک ها و اجرام کوچک آسمانی نیز دارای قمر هستند. پلوتون دارای قمری است که نصف خود این سیارک می باشد و ۲۰۳۳ یو بی ۳۱۳ قمری دارد که تقریبا 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 دارند.
دنباله دارها، توپ های یخی هستند که ساختمان آن ها متشکل از یخ و سنگ است. زمانیکه یکی از این توپ های یخی به خورشید نزدیک می شود، بخشی از یخ های موجود در مرکز آن بخار می شود این بخار تحت تاثیر بادهای خورشیدی قرار گرفته و به شکل دنباله ای برای توپ یخی در میآید و به این شکل یک دنباله دار به وجود می آید.
ستاره شناسان دنباله دارها را در دو گروه اصلی طبقه بندی کرده اند گروه دوره طولانی که بیش از ۲۰۰ سال طول می کشد تا یک دور کامل حول خورشید بزنند و گروه دوره کوتاه که مدار خود را در مدت زمانی کمتر از ۲۰۰ سال 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 ابر اورت مستقر هستند. ابر اورت نام گروهی از دنباله دارهایی است که در فاصله ای دور تر از مدار پلوتون قرار گرفته اند. نام این منطقه از نام ستاره شناس آلمانی جان اورت 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 ابر اورت و کمربند کویپر، اجرامی دیده می شود که از دوره نخست شکل گیری سیارات در منظومه شمسی باقی مانده اند.
سيارات کوچک دیگری نیز در این منظومه حضور دارند که در واقع سنگ های آسمانی می باشند. مدار بعضی از این اجرام بیضی شکل است و به قسمت های داخل مدار زمین 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 از ۲۰۰ سنگ آسمانی می باشد که قطر آن ها بیش از ۱۰۰ کیلومتر است. دانشمندان تخمین میزنند که بیش از ۷۵۰،۰۰۰ سنگ آسمانی با قطر بیش از ۱ کیلومتر و میلیون ها سنگ کوچک تر در این کمربند وجود دارند. در این منطقه حتی سنگ هایی یافت شده که چندین سنگ کوچک تر حول آن ها 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 آن ها در جو زمین است.
برخی از این اجرام کوچک پس از عبور از جو به زمین برخورد می کنند. بیشتر این شهاب سنگ ها اجرامی هستند که در کمربند اصلی شکل گرفته اند. در اواخر قرن بیستم ستاره شناسان شهاب سنگ هایی را کشف کردند که از مریخ و ماه به زمین آمده بودند خیلی از شهاب سنگ ها 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 میباشد که توسط خورشید تولید شده اند. دانش مندان هنوز ابعاد دقیق این منطقه را اندازه گیری نکرده اند ولی گمان می رود که وسعت این منطقه از قسمت لبه پایین اشک، حدود ۱۵ میلیارد کیلومتر باشد.
ساختمان منظومه شمسی
بسیاری از ستاره شناسان بر این عقیده اند که منظومه شمسی از غباری بسیار عظیم و دوار به نام غبار خورشید تشکیل شده است. بر 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 سریع تر 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 سیارک ها تبدیل شدند. برخی از این اجرام با یک دیگر ترکیب شده و در نهایت هشت سیاره بزرگ این منظومه را شکل داده اند. بقیه اجرام تشکیل دهنده اقمار سیارک ها، سنگ های آسمانی و دنباله دارها بوده اند. همه اجرام بزرگ و کوچک موجود در منظومه شمسی دور خورشید در یک جهت و تقریبا در یک صفحه در گردش هستند چرا که همه آن ها در اصل اعضای یک صفحه بزرگ 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 قسمت های بیرونی کم تر و در نتیجه اجتماع هیدروژن و هلیوم در این مناطق بیش تر از بخش های درونی است و این توجیح مناسبی برای این مسئله می باشد که سیارات درونی کوچک تر و صخره ای هستند ولی سیارات بیرونی غول پیکرند و تقریبا به طور کامل از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده اند.
منظومه های دیگر
ستاره های زیادی دارای صفحه سیاره ای پیرامون خود میباشند که به نظر می رسد این صفحه ها همان سیستمهای منظومه ای باشند. در سال ۱۹۸۳ یک تلسکوپ فرو سرخ تصویری از صفحه سیاره ای حول ستاره و گا، درخشان ترین ستاره در صورت فلکی لیرا تهیه نمود. این اکتشاف اولین مدرک به دست آمده مبین وجود مجموعه هایی شبیه به منظومه شمسی در نقاط دیگر فضا به حساب می آید. در سال ۱۹۸۴ ستاره شناسان صفحه سیاره ای دیگری پیرامون ستاره پیکتوریس بتا در صورت فلکی پیکتور مشاهده نمودند.
در اوایل قرن ۲۱ ستاره شناسان بیش از ۵۰ ستاره 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 احتمالا پوشیده از گاز و بدون سطوح سخت است.
