لماذا تدور الكواكب حول الشمس

اكتشف الإنسان كواكب المجموعة الشمسية منذ العصور القديمة، حيث أن بعض الكواكب يمكن رؤيتها بالعين المجردة في السماء، ولكن الإنسان في الماضي لم يفهم طبيعة هذه الأجسام. ومع مرور الوقت، أصبح العلماء مهتمين بشكل كبير بالبحث عن هذه الأجسام وعلاقتها بالأرض والشمس، وكان كلا من نيكولاس كوبرنيكوس وجاليليو جاليلي من بين أوائل العلماء الذين اعتقدوا في فكرة مركزية الشمس في الكون. ومع ذلك، الشخص الذي ينسب إليه اكتشاف حركة الكواكب هو يوهانس كيبلر، الذي اكتشف أن الكواكب تدور حول الشمس في مدارات شبه دائرية بعد دراسة أعمال جاليليو وكوبرنيكوس.

لكن عند الحديث عن اكتشاف الكواكب نجد أن ثلاثة فقط من كواكب المجموعة الشمسية لها مكتشف رسمي ففي عام 1781 اكتشف السير ويليام هيرشل كوكب أورانوس، وربما كان هيرشل أشهر عالم فلك في القرن الثامن عشر، لأنه بالإضافة إلى اكتشاف كوكب أورانوس ، لاحظ أيضًا وفهرس أكثر من 800 نجم مزدوج و 2500 سديم، كان أول عالم فلك يصف بشكل صحيح البنية الحلزونية لمجرتنا درب التبانة.

في عام 1846م، اكتشف جون كوش آدامز وجود كتلة كويكبية خارج كوكب أورانوس والتي تمثل كوكب نبتون، وعلى الرغم من أن آدامز لم ينشر أبحاثه، إلا أن المجتمع العلمي ينسب إليه الفضل في اكتشاف أورانوس.

في عام 1930م، اكتشف عالم الفلك كلايد تومبو كوكب بلوتو بعد أن لاحظ وجود أشياء غريبة تحدث في مداري أورانوس ونبتون، وبعد ذلك قام بمسح دقيق للسماء في مرصد لويل في أريزونا، ونتيجة لذلك اكتشف بلوتو.

لماذا تدور الكواكب حول الشمس

يتم استخدام مصطلح `الدوران` لوصف حركة الكواكب حول الشمس، حيث تدور جميع الأجرام السماوية حول الشمس في مداراتها. وعلى سبيل المثال، تقوم الأرض بدورة كاملة حول الشمس كل 365 يوما تقريبا، والسبب الرئيسي في دوران الكواكب حول الشمس هو جاذبيتها، حيث يوجد علاقة وثيقة بين حركة الكواكب والجاذبية.

وفي الفيزياء أي شيء له كتلة له جاذبية أيضًا، والأجسام ذات الكتلة الأكبر لها جاذبية أكبر، كما تضعف الجاذبية مع المسافة، لذلك ، كلما اقتربت الأجسام من بعضها البعض ، زادت قوة الجاذبية، ولأن كل النجوم والكواكب والأقمار جميعها لها كتل، لذلك فإن جميعها لها جاذبية وهذا ما يخلق حركة دورانية مستمرة ومتناسقة في الكون.

تدور الكواكب حول الشمس في مدارات بيضاوية

والسبب في أن الكواكب تدور في مدار إهليلجي أو بيضاوي elliptical orbit حول الشمس، هو أن الأرض لها سرعة متجهة اتجاهها عمودي على قوة جذب الشمس، وبالتالي إذا لم تكن الشمس موجودة لكانت الأرض تتحرك في خط مستقيم، لكن جاذبية الشمس غيرت مسارها وجعلتها تسير في مسارات شبه دائرية حولها.

سؤال كيف حصلت الكواكب على السرعة اللازمة لدورانها حول الشمس، والجواب يكمن في اكتسابها لتلك السرعة عند تشكل النظام الشمسي، ويدور القمر حول الأرض أيضًا بسبب جاذبية الأرض.

لماذا تدور الكواكب في مستوى واحد

النظام الشمسي لدينا هو مكان مرتب تماما حيث تدور الكواكب الأربع الداخلية وحزام الكويكبات وكواكب الغاز جميعها في نفس المستوى حول الشمس. حتى عندما نتجاوز كوكب نبتون، نجد أن جميع الأجسام في حزام كايبر تتواجد في نفس المستوى بالضبط. الأمر المدهش هو أنه يبدو أن جميع الأنظمة الشمسية المكتشفة خارج منطقتنا تدور أيضا في نفس المستوى تقريبا.

يُطلق على مدار الكواكب حول الشمس اسم المستوى الثابت للنظام الكوكبي أو Invariable Plane، وبعد تحديد العلماء لمدارات الكواكب حول الشمس بدقة، تبين أن جميعها تدور في نفس المستوى ثنائي الأبعاد، ويصل الفرق بينها إلى 7 درجات بالكثير.

إذا قمنا بإزالة كوكب عطارد من الحساب (وهو الكوكب الأعمق والأكثر ميلًا)، سنجد أن جميع الأجسام الأخرى متناسقة، وأن مستوى الانحراف عن مستوى المدارات يبلغ درجتين فقط.

يعتقد أن السبب في تدور جميع الأجسام السماوية، بما في ذلك الغبار والغازات وغيرها، في نفس المستوى والاتجاه، هو الزخم الزاوي، والذي يسبب دوران جميع الأجسام السماوية، بما في ذلك تلك الموجودة خارج مجرتنا، في نفس المستوى كقرص واحد، وباختلافات طفيفة بينها، وتدور جميع الأجسام بعكس اتجاه عقارب الساعة

عدد كواكب المجموعة الشمسية

يختلف العلماء في تعريف عدد الكواكب بسبب تفاوت تعريف الكلمة.

ما هي الكواكب

يعرف الاتحاد الفلكي الدولي الكوكب الحقيقي بأنه الجسم الذي يدور حول الشمس دون أن يكون قمرًا لأي كائن آخر، وهو كبير بما يكفي ليدور حول الشمس بسبب جاذبيته، ولكنه ليس كبيرًا جدًا لدرجة أن يصبح نجمًا ويخضع للانصهار النووي كما يحدث للنجوم.

يتم استنادًا إلى هذا التعريف تحديد الأجسام التي يمكن اعتبارها كواكب أو غيرها، حيث ظهرت العديد من المشاكل عندما اكتشف علماء الفلك الكثير من الأجسام الشبيهة بالكواكب في نظامنا الشمسي، وكان بلوتو واحدًا من تلك الأجسام التي أثيرت حولها الجدل.

تواجه كوكب بلوتو مشكلة بسبب حجمه الصغير ومداره الغير اعتيادي في النظام الشمسي، كما أن الأجسام القريبة منه لا تزال غير واضحة، ويشترك في نفس المنطقة مع العديد من الأجسام الأخرى في حزام كايبر.

وضع الاتحاد الفلكي الدولي IAU تعريفًا للكواكب يشمل بلوتو وبعض الأجرام الأخرى في حزام كايبر، مثل إيريس وهاوميا وماكيماك، ضمن فئة الكواكب القزمة في مجموعتنا الشمسية.

هل عدد الكواكب 11

منذ اكتشاف كوكب بلوتو في عام 1930، كان الناس يعتقدون أن النظام الشمسي يحتوي على 9 كواكب. ولكن في أواخر التسعينيات، بدأ بعض العلماء يشككون في مكانة بلوتو ككوكب ضمن المجموعة الشمسية. استمر الجدل حتى عام 2006، عندما قرر الاتحاد الفلكي الدولي تصنيف بلوتو ككوكب قزم، وبالتالي أصبح عدد الكواكب في المجموعة الشمسية الحالية 8 كواكب.

ومع ذلك فإن علماء الفلك مازالوا يبحثون عن كوكب أخر محتمل موجود داخل نظامنا الشمسي بعد أن تم الكشف عن دليل رياضي يثبت وجوده وذلك في 20 من شهر يناير عام 2016م، وهذا الكوكب التاسع المزعوم يطلق عليه اسم “كوكب x ” ويعتقد أن كتلته تبلغ 10 أضعاف كتلة الأرض وحوالي 5000 ضعف من كتلة بلوتو.

وفي عام 2006م تم وضع كوكب سيريس ضمن فئة الكواكب القزمة، وهو جسم دائري يقع في حزام الكويكبات بين المريخ والمشترى، وتم اكتشافه في عام 1801م، وقد تم اعتباره في البداية كويكب، لكنهم اكتشفوا أنه أكثر استدارة من الكويكبات الأخرى لذلك تم اعتباره كوكب قزم، لكن بعض العلماء يفضلون اعتباره ضمن كواكب المجموعة الشمسية “بخلاف كوكب x” وأن عدد كواكب المجموعة الشمسية بحساب الكوكب سيريس وكوكب x هو 10 كواكب.

ترتيب كواكب المجموعة الشمسية من الأقرب إلى الأبعد

يختلف ترتيب الكواكب بحسب الحجم عن ترتيبها بالترتيب من الأقرب إلى الأبعد عن الشمس. وتكون الترتيب بالبعد كالتالي:

• عطارد
• الزهرة
• الأرض
• المريخ
• المشترى
• زحل
• أورانوس
• نبتون

تُطلق عادةً على الكواكب الأربعة الأقرب للشمس، وهي (عطارد، الزهرة، الأرض، المريخ)، اسم الكواكب الأرضية لأن سطوحها صخرية، وعلى الرغم من أن بلوتو يمتلك سطحًا صخريًا إلا أنه متجمد ولم يتم اعتباره ككوكب أرضي.

تسمى الكواكب الأربعة الكبيرة (المشتري وزحل وأورانوس ونبتون) بالكواكب الشبيهة بالمشتري، لأنها تشبهه في الحجم، وتتألف في الغالب من الغازات مثل الهيدروجين والهيليوم والأمونيا، ويعتقد بعض العلماء أنّ هذه الكواكب لديها نواة صلبة.

ويطلق على كوكب المشترى وزحل أحيانًا اسم عمالقة الغاز، بينما يطلق على أورانوس ونبتون اسم عمالقة الجليد، وذلك لأنهما يمتلكان ماء وجزئيات أخرى مكونة للجليد في غلافهما الجوي، ومن هذه الجزئيات الميثان وكبريتيد الهيدروجين والفوسفين، وهي غازات تتبلور في السحب في الظروف المتجمدة في تلك الكواكب.