לשמש כוח משיכה גדול, שבגללו הוא מחזיק כוכבי לכת היוצרים מערכת שלמה בסמוך לה. מדענים חוקרים כל הזמן את מערכת השמש ומגלים כל העת תגליות מדהימות שעוזרות להבין טוב יותר את מבנה החלל.
מהי מערכת השמש?
מערכת השמש היא אוסף של כוכבי לכת המקיפים כוכב מרכזי. מדענים הצליחו לקבוע שהיא בת 4.57 מיליארד שנה והיא הופיעה עקב דחיסת הכבידה של ענן אבק גז.
המערכת מבוססת על כוכב בהיר - השמש, המחזיקה כוכבי לכת וחפצים אחרים. וגורם להם למסלול במרחק מסוים. קוטרו גדול פי כמה מאלו מחפצים אחרים שנמצאים באזור האטרקציה שלו.
עובדה מעניינת: לשמש יש מסה כה גדולה, עד שכל שאר כוכבי הלכת במערכת מהווים רק 0.0014% ממשקלה.
בנוסף לכוכב, מערכת השמש מכילה שמונה כוכבי לכת עיקריים, כמו גם חמישה כוכבי לכת ננסים. הוא ממוקם בגלקסיית שביל החלב, בשרוול אוריון.
התרחשות
מכיוון שמערכת השמש היא בת מיליארדי שנים, אנשים יכולים רק להשערה כיצד היא נראית. הפופולרית ביותר היא התיאוריה הערפילית שהעלו המדענים לפלאס, קאנט וסוודיהבורג במאה ה -18. זה מבוסס על העובדה שהמערכת נוצרה עקב התמוטטות הכבידה של אחד מחלקי הענן העצום המורכב מגז ואבק. בעתיד, השערה נוספה על ידי נתונים שהושגו בחקירת חלל.
כעת מתואר תהליך הופעתה של מערכת השמש על ידי השלבים הבאים:
- בתחילה, באזור זה של היקום הייתה ענן המורכבת מהליום, מימן וחומרים אחרים שהתקבלו במהלך פיצוצים של כוכבים ישנים. בחלק קטן ממנו החל הדחיסה, שהפכה למרכז התמוטטות הכבידה. בהדרגה החל למשוך אליו חומרים מסביב.
- בגלל משיכת החומרים, גודל הענן החל לרדת, בעוד מהירות הסיבוב גדלה. בהדרגה, צורתו הפכה לדיסק.
- ככל שהדחיסה עלתה, גדלה צפיפות החלקיקים לנפח היחידה, מה שהביא לחימום הדרגתי של החומר עקב התנגשויות תכופות של מולקולות.
- כאשר התמוטטות מרכז הכובד התחממה לכמה אלפי קלווין, היא החלה להאיר, מה שאומר היווצרות של פרוטוסטאר. במקביל לכך, החלו להופיע כלבי ים אחרים באזורים שונים של הדיסק, אשר בעתיד ישמשו כמרכזי כבידה להיווצרות כוכבי לכת.
- השלב האחרון של היווצרות מערכת השמש החל בתקופה שבה הטמפרטורה של מרכז הפרוטוסטאר עלתה על כמה מיליוני קלווין. ואז הליום ומימן נכנסו לתגובת היתוך, שהובילה להופעת כוכב מן המניין. אטמי הדיסק שנותרו נוצרו בהדרגה לכוכבי לכת שהחלו להסתובב באותו כיוון סביב השמש, כשהם באותו מישור.
תהליך זה נמשך זמן רב מאוד, ומדענים יכולים רק לנחש כמה שנים לקח ליצירת מערכת השמש.
מבנה מערכת השמש
במרכז המערכת נמצאת השמש, המורכבת מהליום ומימן. הטמפרטורה על פני השטח שלה היא בערך 6000 מעלות צלזיוס, וגודל הכדור גדול פי כמה מחפצים אחרים שנמצאים באזור האטרקציה שלו. הכוכב שייך לגמד הצהוב.
עובדה מעניינת: השמש מושכת עצמים במרחק של שנתיים אור. זה בערך 18.9 טריליון ק"מ.
סביב המאורה במרחקים שונים נמצאים כוכבי לכת המחולקים על ידי מדענים לשתי קבוצות: אדמה וגז.
כוכבי לכת קבוצתיים של כדור הארץ
קבוצת כדור הארץ קרובה יותר לשמש. לכוכבי הלכת שלו מבנה סלעי וצפיפות גבוהה, וזו הסיבה שגודלם קטן מזה של ענקי הגז.
כספית
הכוכב הקרוב ביותר לשמש הוא גם הקטן ביותר במערכת. הרדיוס שלו הוא רק 2440 ק"מ. היא קיבלה את שמו לכבוד אל המסחר מרקורי. פני השטח שלו אפורים, וזו הסיבה שרבים משתווים לירח. כוכב הלכת אינו מכיל לוויינים, ובשל רוחות שמש חזקות האווירה שלו פרוקה כמעט לחלוטין.
ונוס
כוכב הלכת השני מהשמש נושא שם לכבוד אלת האהבה הרומית הקדומה. מאפיינים בולטים הם היעדר לוויינים טבעיים ותכולת פחמן דו חמצני גבוהה באטמוספרה. הרדיוס של ונוס עולה בקנה אחד עם כדור הארץ: 6051 ק"מ, שהם רק 5% פחות. בגלל זה, כוכבי הלכת נקראים "אחיות". עם זאת, כלפי חוץ ונוס שונה מאוד, המייצג כדור צבע חלב. המשטח מורכב כמעט כולו מלבה קפואה עם מכתשי מטאוריטים נדירים.
ארץ
הכוכב השלישי מהשמש, היחיד בו ישנם אזורים טריטוריאליים גדולים מלאים במים. בשל תנאי אקלים נוחים ומשאבים מספקים, זהו מקור החיים היחיד במערכת השמש. רדיוס כדור הארץ הוא 6378 ק"מ.
מאדים
כוכב הלכת "האדום" הוא הרחוק ביותר מהשמש, שייך לקבוצת האדמה. זה נחשב גם לקטן ביותר אחרי מרקורי. הרדיוס שלו הוא 3396 ק"מ. המשטח מורכב בעיקר מתבליטים חוליים וארציים, המחולקים לאזורים בהירים וחשוכים, המכונים יבשות וים, בהתאמה. במאה ה -21, מאדים מעניין מאוד מדענים. מכיוון שכוכב הלכת נמצא ביחס יחסי, נשלחים אליו סגלנים באופן קבוע כדי לאסוף נתונים.
כוכבי לכת בקבוצת גז
קבוצה זו מורכבת מארבע ענקיות גז הממוקמות במרחק גדול יותר מהשמש מאשר כוכבי לכת אחרים. הגודל העצום נובע מהצפיפות הנמוכה ומספר גדול של חומרים גזים בהרכב.
צדק
הכוכב הגדול ביותר במערכת השמש. הרדיוס שלו הוא 69912 ק"מ, שהוא כמעט פי 20 מכדור הארץ. מדענים עדיין לא יכולים לקבוע במדויק את הרכב כדור הארץ, זה רק ידוע שיש לו יותר קסנון, ארגון וקריפטון יותר מאשר בשמש. ליופיטר יש גם 67 לוויינים, שחלקם דומים למדי בגודל כוכבי לכת. לדוגמא, Ganymede גדול 8% ממרקורי, ו- Io יש אווירה משלו. יש גם תיאוריה כי יופיטר היה צריך להפוך לכוכב מן המניין, אך בשלב ההתפתחות, הוא נותר כוכב לכת.
שבתאי
הכוכב השישי, המפורסם בזכות טבעותיו, המורכב מקרח ומטאורואידים סלעיים. הרדיוס של סטורן הוא 57360 ק"מ. מדענים טרם חקרו בפירוט את הרכב המשטח, אך הצליחו לקבוע כי הוא מכיל כמעט אותם יסודות כימיים כמו בשמש. סביב שבתאי יש 62 לוויינים.
עובדה מעניינת: לפני זמן לא רב נמצא כי בנוסף לסטורן, ענקיות גז אחרות מחזיקות גם טבעות, אך הן לא מורגשות כל כך. עד כה ניתן רק לנחש מה הסיבות להופעתן.
אורנוס
הכוכב השלישי בגודלו במערכת השמש. הרדיוס שלו הוא 25267 ק"מ. הטמפרטורה באורנוס נשמרת על -230 מעלות צלזיוס, מה שהופך אותה לכוכב הלכת הקר ביותר. יש לו גם תכונה ייחודית: ציר הסיבוב ממוקם בזווית, וזו הסיבה שכשזזת הכוכב נותנת רושם של כדור מתגלגל. פני השטח מורכבים בעיקר מקרח, ויש גם כמות קטנה של הליום ומימן.
נפטון
כוכב הלכת השמיני מהשמש התגלה לא על ידי התבוננות, אלא על ידי חישובים מתמטיים. על פי חריגות בתנועת האורנוס, הציעו המדענים כי הם קמו עקב נוכחותו של גוף שמימי גדול אחר. לנפטון רדיוס של 24,547 ק"מ. המשטח דומה לאורניום, אך הרוחות החזקות ביותר במערכת, המואצות עד 260 מ '/ ש', הולכות עליו.
רצף מסלול
לכל כוכב לכת יש מסלול ספציפי בו הוא מסתובב סביב השמש.הזמן בו היא מבלה לחזור לאותה נקודה, לאחר השלמת מעגל מלא, נקרא השנה, לרוב הוא נמדד בימי כדור הארץ.
- מרקורי הוא הקרוב ביותר לשמש, שבגללו הוא מסתובב סביבו במסלול הקטן ביותר, והשנה עליו נמשכת 88 יום;
- ונוס עושה מהפכה שלמה סביב הכוכב תוך 224 יום;
- לכדור הארץ השנה נמשכת 365 יום;
- מאדים מבצע מהפכה שלמה כמעט כפליים מכוכב הלכת השלישי: תוך 687 ימים;
- לצדק, הענק הגזי הקרוב ביותר לשמש, יש משך שנה של 4332 ימים;
- סטורן עושה מהפכה מלאה תוך 10759 ימים - מדובר כמעט ב 30 שנות כדור הארץ;
- בהיותו כמעט הכוכב הרחוק ביותר מהשמש, אורנוס עובר סביב מעגל בתוך 30685 ימים;
- לנפטון יש את המסלול הגדול ביותר, והוא צריך לנסוע את המרחק הגדול ביותר במהלך השנה שלו, שנמשך 60,190 יום - כמעט 165 שנה.
כל כוכב לכת מסתובב סביב צירו במהירות מסוימת, וזו הסיבה שאורך היום שונה עבורם.
פלוטו הוא חלק ממערכת השמש או לא?
מאז המאה ה -19, מדענים הציעו כי כוכב הלכת התשיעי קיים במערכת השמש, שנמצאת הכי רחוקה מהשמש. בשנות השלושים הצליח קלייד טומבו בן ה -23, עובד במצפה הכוכבים בהר וילסון, לגלות את פלוטו. הוא עשה זאת על ידי צילום קבוע של השמים הכוכבים וחיפוש אחר אלמנטים נעים. החפץ התגלה בחגורת קויפר.
באותה שנה הוכרז פלוטו באופן רשמי ככוכב הלכת התשיעי. בגלל מחסור בנתונים זה היה מתואם בגודלו עם כדור הארץ. אולם מחקרים נוספים הראו כי יש לו רדיוס של 2376 ק"מ בלבד, והמסה שלו פחותה פי 6 מזו של הירח.
עובדה מעניינת: שטח פלוטו הוא רק 0.6 מיליון קמ"ר פחות מזה של רוסיה ושווה ל 17.1 מיליון קמ"ר.
פני כדור הארץ מורכבים בעיקר מאבן וקרח, כמו רוב הגופות מחגורת קויפר. סביב פלוטו נמצאים חמישה לוויינים. מסלול הסיבוב סביב השמש הוא סגלגל, ובקירוב המרבי, הכוכב קרוב יותר לכוכב מאשר נפטון, ובמרחק המרבי המרחק הוא 7.4 מיליארד ק"מ.
במחקרים נוספים שנערכו על חגורת קויפר, גילו מדענים כמה כוכבי לכת קטנים יותר שגודלם אינו שונה מפלוטו. בשנת 2006 הוחלט לדרג את מעמדם הגמד. מאז, פלוטו חדל רשמית להיות כוכב הלכת התשיעי של מערכת השמש. עם זאת, ישנם מדענים שעדיין מתעקשים להחזיר אותה מהגמד לעיקרי.
חפצים אחרים
בנוסף לשמש וכוכבי הלכת, ישנם אובייקטים אחרים במערכת. אלו כוללים:
- כוכבי לכת ננסיים, נחותים בגודלם העיקריים;
- חגורת קויפר - אזור בצורת דיסק בו ישנם גופי קרח רבים, הנמצאים מעבר למסלולו של נפטון;
- ענן אוורט - הצטברות של תאגידי קרח;
- שביטים - היווצרות גז, אבק וקרח, הנעים בחלל;
- אסטרואידים - תצורות אבן הנעות בין מאדים לצדק;
- מטאוריטים - חפצים קטנים ומוצקים הנופלים לכדור הארץ, ברגע שהם נכנסים לאטמוספירה הם הופכים למטאורים ונשרפים לפני שהם מגיעים אל פני כדור הארץ.
אסטרואידים ושביטים מגלקסיות שכנות יכולים לעוף מעת לעת למערכת השמש, אך תופעה זו נדירה למדי.
ענן Oort מעבר למערכת השמש
ענן Oort ממוקם סביב מערכת השמש וחגורת קויפר. גבולותיה הפנימיים מתחילים במרחק של 2000 עד 5000 AU מהשמש והחיצוניות נמצאים בטווח של 100,000-200,000 AU כדי להקל על המחקר, מדענים מחלקים את האזור לחלקים חיצוניים ופנימיים.
הענן מורכב מטריליוני גופים המורכבים מאתאן, מים, מתאן, אמוניה, מימן וחומרים אחרים. כמו כן נמצאים אסטרואידים מאבן, המהווים 2% מכלל העצמים. גודלם של כמעט כל הגופות אינו עולה על קוטר של קילומטר, כוכבי לכת ננסים הם חריג נדיר.
מרחב בין פלנטרי
אנשים רבים חושבים שאין שום דבר בין כוכבי הלכת. עם זאת, הנחה זו אינה נכונה. השמש פולטת ברציפות חלקיקים טעונים המתפשטים בחלל במהירות של 1.5 מיליון קמ"ש ויוצרים את הליוספרה. נחל כזה נקרא רוח השמש. אם לאובייקט אין שדה מגנטי משלו שיכול להחזיק את האטמוספרה, חלקיקים טעונים ממש יקרעו אותו. גורל כזה התרחש במאדים וונוס.
קולוניזציה
במאה ה- XX אנשים החלו לחקור באופן פעיל את החלל, לא רק התבוננו בו באמצעות טלסקופים, אלא גם שיגורו לוויינים, תריסים, טילים וכו '. מדענים מחפשים גם כוכבי לכת ידידותיים לחיים. למרבה הצער, קטע יכול להתרחש בכל רגע על פני כדור הארץ, שבגללו האנושות תצטרך לחפש בית חדש. לכן הקולוניזציה האפשרית של החלל איננה ביטוי ריק עבור המצפים המודרניים.
עוד במאה הקודמת, נשלחו בדיקות לכוכבי לכת שונים, שעדיין העבירו מידע על מסעם. זה עוזר ללמוד טוב יותר על המבנה והתכונות של האובייקטים של מערכת השמש.
באשר לקולוניזציה ישירה, במאה ה -21 זה כבר בסדר הדברים לשלוח משבי ירח ומעורבים ההולכים על משטחי הלוויין של כדור הארץ וכוכב הלכת הרביעי בחיפוש אחר חיים וממצאים חריגים אחרים. עם זאת, כעת האנושות עדיין על סף מסע בחלל, ולכן אין סיבה לדבר על מעבר אפשרי לכוכב לכת אחר. יתרה מזאת, מרבית הגופים הגדולים של מערכת השמש אינם מתאימים לכל החיים.
מדוע מערכת השמש יציבה
כל כוכבי הלכת מסתובבים סביב השמש במסלולם שלהם, ללא שום קשר זה עם זה. כמו כן, הם פועלים כל העת על משיכתו של כוכב, המבוסס על חוק הכבידה האוניברסאלי. ומכיוון שאין כוח חיכוך בחלל, כוכבי לכת נעים במהירות קבועה, ויציבות מעוררת קנאה פועלת במערכת השמש מזה מיליארדי שנים.
מיקום כדור הארץ
ניתן לכנות את מיקום כדור הארץ במערכת השמש הרווחית ביותר, מכיוון שכוכב זה נולד החיים. כוכב הלכת השלישי מסתובב סביב הכוכב באליפסואיד. המרחק המרבי בין כדור הארץ לשמש הוא 152 מיליון ק"מ והוא מכונה אפליון, והמינימום הוא 147 מיליון ק"מ ונקרא פריגה.
עובדה מעניינת: במהלך המסע, כדור הארץ מגיע לאפיליון ביוני, ופריגה בינואר. בצומת נקודות אלה מתחילה קירור או התחממות יציבה על פני כדור הארץ.
בשל מיקומה החיובי, כדור הארץ מתחמם כל הזמן על ידי השמש. תלוי בעונה ובמיקום, טמפרטורת פני השטח משתנה בין -89 ל 57 מעלות צלזיוס. די בכך להופעת החיים והתפתחותם.
מקומה של מערכת השמש בגלקסיה
בימי הביניים אנשים חשבו שכדור הארץ הוא מרכז היקום. מאז לא ניתן היה להעריך את רחבות המרחב, הנחה כזו נראתה הכי הגיונית. בהמשך התברר כי כוכב הלכת הוא רק חלק ממערכת השמש, שם נמצא כוכב ענק באמצע. ואפילו מאוחר יותר נודע שהיא רק חלק מגלקסיה גדולה - שביל החלב, שהוא, בתורו, אחד מיני רבים ביקום.
מדענים ריכזו דרך חלבית עולמית. זה מכסה את כל הגבולות הידועים, והאורך הכולל הוא כ 100,000 שנות אור. לנוחיות הגלקסיה מתוארת כדיסק שטוח. מערכת השמש ממוקמת כמעט לצד, ממוקמת במרחק של 28,000 שנות אור מהמרכז.
לימוד מערכת סולארית
מאז אמצע המאה העשרים אנשים עושים ניסיונות פעילים לחקור את כוכבי הלכת של מערכת השמש. בשנת 1957, ברית המועצות שיגרה את Sputnik-1 למסלול כדור הארץ. הוא בילה כמה חודשים בחלל באיסוף נתונים על כדור הארץ.
במהלך שני העשורים הבאים, עד שנות השמונים, אנשים שלחו את וויאג'רס לרוב כוכבי הלכת של המערכת, שצילמו תמונות מקרוב. זה עזר להרכיב תיאורים מפורטות של חפצים וללימוד ההרכב.
כעת מדענים מקבלים מדי יום מידע רב על כוכבי הלכת של מערכת השמש, שנשלחו על ידי עשרות לוויינים.
מדוע מסלולי כוכב לכת שוכבים באותו מישור?
במערכת השמש, כוכבים וכוכבי לכת נמצאים באותו מישור. רק כמה מסלולי מסלול עוברים בשיפוע קל. מדענים מאמינים כי הדבר נובע מהיווצרות חפצים בפעם אחת ומחומר אחד.
במהלך ההתמוטטות הגלקטית, כשנולדה מערכת השמש, הענן הגזי הצטמצם בהדרגה והפך לדיסק מסתובב. בהתאם לכך, כאשר כוכבי לכת עתידיים החלו להפוך לאטמות הם כבר היו באותו מטוס.
תנועת כוכבי הלכת סביב השמש
האסטרונום היווני הקדום תלמי היה הראשון שרמז כי כוכבי הלכת והשמש אינם עומדים דוממים, אלא מסתובבים במסלולי מסלול. עם זאת, בשל מחסור בטכנולוגיה וידע, המדען האמין שכל החפצים נעים סביב כדור הארץ.
ההשערה לפיה תנועת כוכבי לכת מתרחשת סביב השמש הועלתה על ידי ניקולאי קופרניקוס. הוא בנה מודל משלו של מערכת השמש וכתב על בסיסו את היצירה "על סיבוב התחומים השמימיים". היצירה פורסמה בשנת 1543 בנירנברג. לאחר זמן מה הוכיח קפלר כי מסלול כוכבי הלכת אינו עגול, אלא אליפסואידי. בשנת 1687 גילה ניוטון את חוק הכובד, שהסביר את יחסי הגומלין בין כוכבי הלכת והשמש.
עובדה מעניינתהחוק של ניוטון עזר להוכיח שהגאות והשפל על פני כדור הארץ נובעות מפעילות ירח.
עכשיו יש לאנשים מספיק ידע וטכנולוגיה כדי לחזות את מסלול המסלול המדויק של כל כוכב לכת. על בסיס נתונים אלה משגרים רקטות ולוויינים, אשר חייבים לעמוד באובייקט בנקודה מסוימת בחלל ולאחר זמן קבוע.
