سامانه خورشیدی (بخش اول)

از میان 8 سیاره ای که گرد خورشید می چرخند 4 سیاره ی اول (پیش از کمر بند سیارکی) سیارات زمین گون نام دارند یعنی مانند زمین جامدند و از جنس سنگ و خاک؛ 4 سیاره ی دوم (بعد از کمر بند سیارکی) سیارات مشتری گون و سیال هستند. این سیارات از نظر حجم و جرم سیارات بزرگ ترند.

در ترکیب "منظومه ی شمسی" واژه ی شمسی (خورشیدی) حاکی از آن است که خورشید در این سامانه فرمانرواست ؛ حدود 9/99 درصد از جرم منظومه ی شمسی در خورشید تجمع کرده، یعنی تمام سیارات، ماه ها و ... تنها 1/0 درصد از جرم منظومه ی شمسی را به خود اختصاص می دهند. حاصل توزیع جرم این است که خورشید تقریبا ساکن و دیگر اجرام سبک تر بر گرد او می چرخند. واژه ی منظومه (سامانه) نشان دهنده ی نظم بی نظیری است که این اجرام در گردش به دور خورشید رعایت می کنند.

پیدایش منظومه شمسی:

تمامی سیارات منظومه شمسی تقریبا در یک صفحه مداری به دور خورشید می‌گردند. به استثنای عطارد که صفحه مداری آن با صفحه مداری زمین یا دایره‌‌البروج زاویه‌ای معادل ˚7 می‌سازد، تمایل صفحات مداری سایر سیارات منظومه شمسی نسبت به صفحه مداری زمین، کمتر از ˚4/3 است. این بدان معناست که اگر به منظومه شمسی از پهلو نگاه کنیم ظاهری شبیه به یک صفحه تخت دارد. زوایایی که محور گردش سیارات به دور خود با صفحه مدار زمین می‌سازند نیز اختلاف چندانی با یکدیگر ندارند. انحراف محور سیارات منظومه شمسی به این صفحه کمتر از ˚30 است. انحراف محور خورشید نیز نسبت به صفحه دایره‌‌البروج ˚25/7 است. راستای حرکت وضعی (گردش سیاره به دور خود که موجب پیدایش شب و روز می‌شود) و حرکت انتقالی (گردش سیاره به دور خورشید که سبب پیدایش سال می‌گردد) سیارات منظومه شمسی نیز می‌تواند گواهی بر نظریه سحابی خورشیدی باشد. اگر از نقطه‌ای در بالای قطب شمال زمین به سیارات بنگریم، تمامی سیارات در جهت خلاف عقربه‌های ساعت به دور خورشید در گردش هستند و به استثنای زهره و اورانوس، جهت حرکت وضعی سایر سیارات نیز عکس جهت عقربه‌های ساعت است. برخی سیاره‌شناسان معتقدند علت این ناهماهنگی در زهره و اورانوس می‌تواند برخورد سهمگین یک جرم سماوی با این دو سیاره در سال‌های آغازین پیدایش منظومه شمسی باشد، گرچه صحت این فرضیه هنوز به اثبات نرسیده است. سه دلیل فوق، یعنی قرار گرفتن تمامی سیارات در یک صفحه مداری، راستای چرخش آنها به دور خود (به استثنای زهره و اورانوس)، و جهت گردش آنها به دور خورشید از مهم‌ترین دلایلی هستند که نشان می‌دهند منشا پیدایش تمامی سیارات منظومه شمسی یکسان و به نوعی مرتبط با پیدایش خورشید بوده است. علاوه بر این، دانشمندان به کمک محاسبه نیمه عمر مواد رادیواکتیو موجود در زمین، ماه، مریخ و شهابسنگ‌ها دریافتند اجرام منظومه شمسی بین 3/4 تا 8/4 میلیارد سال عمر دارند که همزمانی تولد آنها را نشان می‌دهد. این شباهت‌ها و هماهنگی میان اجزای منظومه خورشیدی، مهم‌ترین دلیل اثبات نظریه سحابی خورشیدی است. 

شاید برایتان این پرسش پیش آمده باشد که نظریه ی سحابی خورشیدی چیست؟

نظریه ی سحابی خورشید کاملترین و نوین ترین نظریه ی پیدایش منظومه ی شمسی است، نظریه ها در رابطه با پیدایش منظومه ی شمسی به دو دسته ی کلی تقسیم می شوند: نظریه های تصادفی و نظریه های تکاملی (نظریه های تصادفی نظریه های ابتدایی پیش از سال 1755 هستند)

بر اساس نظریه سحابی خورشیدی، سیارات در 5 مرحله به وجود می‌آیند:

هنگامی که ذرات گاز و غبار میان‌ستاره‌ای در مکان‌هایی از کهکشان در اثر نیروی گرانش متراکم می‌شوند، ستاره‌ای در مرکز این ابر متولد می‌شود.

این ستاره در تمام مراحل تکامل خود توسط ابری از غبار احاطه شده که چرخش ذرات موجود در آن سبب می‌شود قرصی چرخان از غبار در اطراف ستاره در حال تولد، تشکیل شود. (بر اساس این نظریه سیارات در داخل همین قرص ها پدید می ایند.)

 سرانجام فشار لایه‌های مختلف گازی ستاره سبب بالا رفتن دمای مرکز آن و آغاز همجوشی هسته‌ای شده، دمای سطحی ستاره به سرعت بالا می‌رود.

 این امر سبب می‌شود لایه‌های غبار که در اطراف ستاره قرصی چرخان تشکیل داده بودند توسط جریان فوتون‌های پر انرژی که موفق به فرار از سطح ستاره شده بودند پراکنده شوند

مشاهداتی که در طول موج‌های مختلف به خصوص طول موج فروسرخ انجام گرفته نیز نشان می‌دهند ستارگان جوان پس از آغاز همجوشی هسته‌ای در مرکز خود با سرعتی حدود ۲۰۰ کیلومتر بر ثانیه این قرص‌های چرخان را از خود رانده، به اطراف پراکنده می‌کنند.

 هنگامی که خورشید در اثر تراکم غبار میان‌ستاره‌ای به وجود آمد و فرایند همجوشی هسته‌ای خود را حدود 7/4 میلیارد سال پیش آغاز کرد، فوران فوتون‌ها و ذرات باردار از سطح آن توسط بادهای خورشیدی سبب پراکنده شدن قرص غبار اطرافش شد.

پس از پراکنده شدن این قرص چرخان، آنچه باقی ماند مجموعه‌ای از کرات خاکی و گازی در مدارهایی به دور خورشید بود که آنها را سیاره می‌نامیم.

درست مانند نظریه‌ای که لاپلاس از پیدایش منظومه شمسی ارائه داده بود، نظریه سحابی خورشیدی نیز با اشکال بزرگی رو به رو است که آن پایین بودن سرعت حرکت زاویه‌ای خورشید در مقایسه با سیارات است.

 برای درک چنین مساله به ظاهر نامتعارفی باید بررسی کنیم چه چیز موجب کند شدن سرعت چرخش خورشید شده است؟ می دانیم خورشید در هر ثانیه حدود 6/4 میلیون تن از جرم خود را به واسطه همجوشی هسته‌ای از دست می‌دهد.

 این میزان جرم تبدیل به انرژی شده که ما آن را به صورت نور و گرما احساس می‌کنیم. بر اساس قانون پایداری اندازه حرکت زاویه‌ای، کاهش جرم یک جسم به معنای کند شدن سرعت حرکت زاویه‌ای آن است. بعلاوه، میدان مغناطیسی قوی خورشید تاثیر بسزایی در کاهش سرعت چرخش آن دارد.