عرف الاتحاد الفلكي الدولي الكَوكَب بأنه جرم سماوي يدور في مدار حول نجم أو بقايا نجم في السماء وهو كبير بما يكفي ليصبح شكله مستديرًا بفعل قوة جاذبيته، ولكنه ليس ضخمًا بما يكفي لدرجة حدوث اندماج نووي حراري ويستطيع أن يخلي مداره من الكواكب الجنينية أو الكويكبات.[a][1][2] إن كلمة "كوكب" قديمة وترتبط بعدة جوانب تاريخية وعلمية وخرافية ودينية. فالعديد من الحضارات القديمة كانت تعتبر الكواكب رموزًا مقدسة أو رسلاً إلهية. وما زال البعض في عصرنا الحالي يؤمن بعلم التنجيم الذي يقوم على أساس تأثير حركة الكواكب على حياة البشر، على الرغم من |الاعتراضات العلمية على نتائج هذا العلم. ولكن أفكار الناس عن الكواكب تغيرت كليةً مع تطور الفكري العلمي في العصر الحديث وانضمام عدد من الدوافع المختلفة. وإلى الآن لا يوجد تعريف موحَّد لمعنى الكوكب. ففي عام 2006، صدق الاتحاد الفلكي الدولي على قرار رسمي بتعريف معنى الكواكب في المجموعة الشمسية. وقد لاقى هذا التعريف ترحيبًا واسعا ونقدًا لاذعًا في الوقت نفسه، وما زال هذا التعريف مثارًا للجدل بين بعض العلماء. كان بطليموس يظن بأن كوكب الأرض هو مركز الكون وأن كل الكواكب تدور حوله في فلك دائري. على الرغم من طرح فكرة دوران جميع الكواكب حول الشمس مرات عديدة، فإنها لم تثبت بالدليل العلمي إلا في القرن السابع عشر عندما تمكن العالم الإيطالي جاليليو جاليلي من رصد المجموعة الشمسية عبر التلسكوب الفلكي الذي اخترعه. وقد أثبت العالم الألماني يوهانس كيبلر بعد تحليلات دقيقة لبيانات الرصد الفلكي أن مدارات الكواكب بيضاوية وليست دائرية. ومع تطور أجهزة الرصد، اكتشف علماء الفلك أن جميع الكواكب، ومن ضمنها كوكب الأرض، تدور حول محاورها ولكن بميل طفيف، ويتميز بعضها بخواص مشتركة، مثل تكوُّن الجليد على أقطابها ومرورها بعدة فصول في السنة الواحدة. ومع بدء عصر الفضاء، اكتشف الإنسان، بعد فحص عينات التربة من الكواكب عبر أجهزة المسبار الفضائي، عدة خواص مشتركة بين كوكب الأرض والكواكب الأخرى، مثل الطبيعة البركانية ووجود الأعاصير والتكتونيات (عملية التشويه التي تغير شكل قشرة الأرض محدثةً القارات والجبال) وحتى الهيدرولوجيا. ومنذ عام 1992، وبعد اكتشاف مئات الكواكب خارج المجموعة الشمسية (أي أنها تدور حول نجوم أخرى)، أدرك العلماء أن جميع الكواكب الموجودة في مجرة درب التبانة تشترك في خواص عديدة مع كوكب الأرض. تنقسم الكواكب بصفة عامة إلى نوعين رئيسيين: الكواكب الكبرى، وهي كواكب عملاقة مكونة من غازات منخفضة الكثافة، وكواكب أصغر ذات طبيعة صخرية، مثل كوكب الأرض. ووفقًا لتعريفات الاتحاد الفلكي الدولي، تتكون المجموعة الشمسية من ثمانية كواكب. وترتيب هذه الكواكب حسب بعدها عن الشمس يبدأ بالكواكب الأربعة الصخرية عطارد والزهرة والأرض والمريخ، ثم الكواكب الغازية العملاقة المشتري وزحل وأورانوس ونبتون. كما تحتوي المجموعة الشمسية على خمسة كواكب قزمة هي: سيريس وبلوتو (الذي كان مصنفًا سابقًا كتاسع كوكب في المجموعة الشمسية) وميكميك وهوميا وإيريس. ويدور حول كل من تلك الكواكب قمر واحد أو أكثر باستثناء عطارد والزهرة وسيريس وميكميك. وبحلول مارس 2009، بلغ عدد الكواكب المكتشفة خارج المجموعة الشمسية 344 كوكبًا ويختلف حجمهم من الكواكب الغازية العملاقة إلى الكواكب الصغيرة ذات الطبيعة الصخرية.[3]
محتويات [أخف]
1 الخلفية التاريخية
1.1 الحضارة البابلية
1.2 الحضارة الإغريقية القديمة وحتى العصور الوسطى
1.3 عصر النهضة الأوروبية
1.4 القرن التاسع عشر
1.5 القرن العشرون
1.6 القرن الحادي والعشرون
1.6.1 تعريف الكوكب الذي يقع خارج المجموعة الشمسية
1.6.2 تعريف عام 2006
2 التصنيفات السابقة
3 الأساطير
4 تكوين الكواكب
5 المجموعة الشمسية
5.1 الكواكب القزمة
6 الكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية
7 الكواكب البينجمية
8 الخصائص العامة للكواكب
8.1 الخصائص الحركية
8.1.1 المدار
8.1.2 ميل المحور
8.1.3 الدوران
8.1.4 الإخلاء المداري
8.2 الخصائص الفيزيائية
8.2.1 كتلة الكوكب
8.2.2 الفرق في البنية الداخلية
8.2.3 الغلاف الجوي
8.2.4 الغلاف المغناطيسي
8.3 الخصائص الثانوية
9 مصطلحات مشتقة من لفظ "كوكب"
10 انظر أيضًا
11 ملاحظات
12 المراجع
13 الروابط الإضافية
[عدل]الخلفية التاريخية
شكل مطبوع لنموذج قديم يشير إلى أن الأرض هي مركز الكون من Cosmographia أنتويرب 1539
تطورت فكرة الكواكب من قديم الأزل؛ حيث كانت تعد في الماضي نجوماً سيّارة مقدسة حتى أصبحنا نمتلك الآن صورة علمية مفصلة عنها. وقد اتسع مفهومها حاليًا لتشمل مئات الكواكب خارج المجموعة الشمسية. وقد أسهم غموض التعريف الخاص بالكواكب في زيادة الجدل والنقاش العلمي حول الموضوع. في العصور القديمة، لاحظ علماء الفلك كيف أن أضواءً معينة تسري في السماء في اتجاه نجوم بعينها. وقد أطلق قدماء الإغريق على تلك الأضواء "πλάνητες ἀστέρες" (planetes asteres (بمعنى النجوم السيّارة) أو "πλανήτοι" (planētoi (بمعنى السيّارة فقط) ومنه اشتقت كلمة "كواكب" الحالية.[4][5] وكان هذا الاعتقاد سائدًا لأن النجوم والكواكب كانت تبدو لسكان كوكب الأرض كما لو كانت تحوم يوميًا حول الأرض،[6] وكان المفهوم الفطري هو أن كوكب الأرض ثابت ومستقر وغير متحرك.
[عدل]الحضارة البابلية
إن الحضارة البابلية هي أول حضارة معروفة تمكنت من التوصل لنظرية عملية عن الكواكب. وقد عاش البابليون في بلاد ما بين النهرين (العراق حاليًا) في الألفيتين الأولى والثانية قبل الميلاد. ويُعد "لوح أمِّسادوكا البابلي لكوكب الزهرة" أقدم نص فلكي باق عن الكواكب وهو نسخة اكتشفت في القرن السابع قبل الميلاد وهي عبارة عن قائمة ببعض الملاحظات الخاصة بحركة كوكب الزهرة ربما يعود تاريخها إلى بداية الألفية الثانية قبل الميلاد. ويعتبر البابليون هم المؤسسون الحقيقيون لعلم التنجيم الغربي.[7] وهناك نص يسمى Enuma anu enlil كُتب خلال عصر الآشوريين الجدد في القرن السابع قبل الميلاد،[8] وهذا النص يحتوي على بعض التعاويذ المتعلقة ببعض الظواهر السماوية ومن ضمنها حركة الكواكب.[9] أما السومريون، وهم خلفاء البابليون ويعتبرون من ضمن الحضارات الرائدة ويعود إليهم الفضل في اختراع الكتابة، فقد عرفوا كوكب الزهرة على الأقل في عام 1500 ق.م.[10]
[عدل]الحضارة الإغريقية القديمة وحتى العصور الوسطى
النظام البطليموسي للكواكب
النظام الحديث القمر عطارد الزهرة الشمس المريخ المشترى زحل
[11] ☾ LVNA ☿ MERCVRIVS ♀ VENVS ☉ SOL ♂ MARS ♄ IVPITER ♃ SATVRNVS
اشتُق النظام الكوني الإغريقي القديم من الحضارة البابلية، حيث الإغريق القدماء في اكتساب العلوم الفلكية من البابليين في حوالي العام 600 ق.م. مثل علوم الكواكب والأبراج.[12] وبحلول القرن السادس قبل الميلاد كان البابليون قد حققوا تقدمًا في العلوم الفلكية يفوق ما حققه الإغريق. والدليل على ذلك هو أن أقدم المصادر الإغريقية، مثل الإلياذة والأوديسة لم يرد بها أي ذكر للكواكب. بحلول القرن الأول قبل الميلاد، بدأ الإغريق في تطوير نظرياتهم الرياضية لتحديد مواقع الكواكب. إن هذه النظريات التي اعتمدت على الهندسة البابلية وليس علم الحساب ستتفوق في النهاية على نظيراتها البابلية من ناحية التعقيد والشمول، كما يعتمد عليها في معظم الحركات الفضائية التي تتم ملاحظتها بالعين المجردة من على سطح الأرض. وقد بلغت تلك النظريات صورتها المثالية في كتاب بطليموس: المجسطي الذي ألَّفه في القرن الثاني الميلادي. وقد اعتبر هذا النموذج الذي ألفه بطليموس هو المرجع الأساسي في العالم الغربي والذي تفوق على ما عداه من مؤلفات في علم الفلك، وظل على هذه المكانة طيلة 13 قرنًا. كان الإغريق والرومان يعرفون سبعة كواكب وكانوا يعتقدون أن تلك الكواكب تدور حول الأرض وفقًا لقوانين بطليموس. وكان ترتيبهم، وفقًا لقوانين بطليموس، بدءًا من الأرض كالآتي: القمر ثم عطارد ثم الزهرة ثم الشمس ثم المريخ ثم المشترى ثم زحل.[5][13][14]
عند العرب الكواكب السيارة هو الاسم القديم للكواكب التي ترى من الأرض متجولة بين النجوم. وقد سُميت "سيارة" لأن العرب القدماء كانوا يُسمون كل النقاط اللامعة في السماء بـ"الكواكب". ولكن لاحظوا أن بعضها تتحرك باستمرار عبر السماء غير حركة دوران القبة السماوية الناتجة عن دوران الأرض حول نفسها. ولذلك فقد سموا المتحركة منها بـ"الكواكب السيارة" (والتي تُسمى اليوم "الكواكب") والثابتة بـ"الكواكب الثابتة" (والتي تسمى اليوم "النجوم"). العرب لم يَعتبروها آلهة كالإغريق بالرغم من أنهم عظّموها، فالمشتري أخذ اسمه لأنه اشترى العظمة لنفسه. وقد كان للمشتري والزهرة أهمية خاصة عندهم للمعانهما الشديد.
[عدل]عصر النهضة الأوروبية
الكواكب في عصر النهضة
عطارد الزهرة الأرض المريخ المشتري زحل
ربما كانت الخمسة كواكب التي تُرى بالعين المجردة معروفة منذ قديم الأزل، وقد كان لتلك الكواكب آثار بالغة على الأساطير والعلوم الكونية الدينية وعلم الفلك القديم. ومع تطور المعرفة العلمية، تغير مفهوم كلمة "كوكب" من مجرد جسم يهيم في السماء ([حول نجم معين) إلى جسم يدور حول الأرض (أو هكذا كان يُعتقد قديمًا)، إلى أن اكتشفنا في القرن السادس عشر أن الكواكب تدور حول الشمس، وذلك بفضل تصديق النموذج الشمسي المركز لـ "كوبرنيكوس" و"غاليليو" و"كيبلر". [15] عندما تم اكتشاف الأقمار التابعة لكوكبي المشترى وزحل في القرن السابع عشر، كانت تستخدم كلمة "كوكب" و"قمر" بالتبادل، على الرغم من أن كلمة "قمر" أصبحت هي المنتشرة في القرن الثامن عشر.[16] وبحلول منتصف القرن التاسع عشر، ارتفع عدد الكواكب المكتشفة للغاية حيث كان يطلق المجتمع العلمي على أي جسم يدور بشكل مباشر حول الشمس اسم "كوكب".
[عدل]القرن التاسع عشر
الكواكب في بداية القرن التاسع عشر
عطارد الزهرة الأرض المريخ فيستا جونو سيريز بالاس المشتري زحل أورانوس
في القرن التاسع عشر، أدرك العلماء أن الأجسام المكتشفة مؤخرًا والتي صنفت على أنها كواكب لمدة نصف قرن (مثل، سيريز وبالاس وفيستا) تختلف تمامًا عن الكواكب التقليدية. إن هذه الأجسام تسبح في المنطقة الفضائية نفسها بين كوكب المريخ والمشترى (حزام الكويكبات)، ولكن كتلتها أصغر بكثير من الكواكب، ولذلك فقد صنفت على أنها كويكبات. وفي ظل غياب أي تعريف رسمي لكلمة "كوكب"، جرى العرف على أن الكوكب هو أي جسم بالغ الضخامة وله مدار حول الشمس. نظرًا للفرق الهائل في الحجم بين الكويكبات والكواكب وبعد خمود جذوة الحماس بعد اكتشاف الكوكب "نبتون" في عام 1846، فإنه لم تكن هناك حاجة ماسة لوضع تعريف رسمي.[17]
[عدل]القرن العشرون
الكواكب منذ أواخر القرن التاسع عشر وحتى 1930
عطارد الزهرة الأرض المريخ المشتري زحل أورانوس نبتون
ومع ذلك، فإنه تم اكتشاف كوكب بلوتو في القرن العشرين. وقد أظهر الرصد الأوَّلي لكوكب بلوتو أنه أكبر من الأرض،[18] مما جعله يُصنَّف كتاسع كواكب في المجموعة الشمسية. إلى أن اكتشف بعد ذلك أنه أصغر حجمًا من الأرض بكثير، بل في 1936 رجح "رايموند ليتلتون" أن بلوتو يمكن أن يكون قمرًا شاردًا عن كوكب نبتون،[19] بينما رجح "فريد ويبل" عام 1964 أن بلوتو ربما يكون مذنبًا.[20] ومع ذلك، فإنه نظرًا لكون بلوتو ما زال أكبر حجمًا من كل الكويكبات المعروفة كما أنه يسبح بمفرده في الفضاء،[21] فقد ظل محتفظًا بصفته ككوكب حتى عام 2006. تميزت فترة التسعينيات وأوائل الألفية الثالثة باكتشاف فيض هائل من الأجرام السماوية التي تشبه المجموعة الشمسية سميت (حزام كوبير). ومثله مثل سيريز والعديد من الكويكبات التي اكتشفت قبله، فقد اكتشف أن بلوتو ما هو إلا جسم صغير يسبح في الفضاء بين آلاف الأجسام الأخرى. وقد أيد كثير من علماء الفلك استبعاد بلوتو من قائمة الكواكب، وخاصةً بعد اكتشاف العديد من الأجرام المماثلة له في الحجم. وقد أدى اكتشاف ما يُعرف بأنه الكوكب العاشر المسمى "إيريس" والكبير جدًا في الحجم إلى إعادة موضوع تعريف الكواكب إلى الأذهان ثانية. وقد أصدر الاتحاد الفلكي الدولي تعريفًا لمصطلح "كوكب" في عام 2006. وقد تقلص عدد الكواكب إلى أكبر ثمانية كواكب من حيث الحجم والتي استطاعت تخلي مدارها من الكويكبات (عطارد والزهرة والأرض والمريخ والمشترى وزحل وأورانوس ونبتون)، وتم إضافة قائمة أخرى تضم الكواكب القزمة (سيريز وبلوتو وإيريس).[22]
الكواكب في الفترة ما بين 1930–2006
عطارد الزهرة الأرض المريخ المشتري زحل أورانوس نبتون بلوتو
وفي عام 1992، أعلن العالمان "ألكساندر فولفسكان" و"ديل فرايل" اكتشاف نظم كوكبية حول نجم طارق (نجم مشع) PSR B1257 + 12.[23] ويُعد هذا هو أول اكتشاف فعلي لمجموعة كواكب تدور حول أحد النجوم. وفي السادس من أكتوبر عام 1995، أعلن "ميتشيل مايور" و"ديديه كويلوز" من جامعة جنيف عن أول اكتشاف فعلي لكوكب خارج المجموعة الشمسية يدور حول نجم عادي في متتابعة رئيسية وهذا النجم يُسمى (51 Pegasi). أدى اكتشاف كواكب أخرى خارج المجموعة الشمسية إلى إضفاء مزيد من الغموض على تعريف مصطلح كوكب أو بمعنى أدق متى يصبح الكوكب نجمًا. فالعديد من الكواكب المعروفة التي تقع خارج المجموعة الشمسية تعد أكبر من حجم كوكب المشترى بعدة مرات، حيث أنها تقارب حجم الأجرام السماوية المعروفة بـ "الأقزام البنية".[24] فتلك الأقزام البنية تعد نجومًا بصفة عامة نظرًا لقدرتها على دمج الهيدروجين الثقيل (الديوتريوم). وفي حين أن النجوم التي يبلغ حجمها 75 مرة قدر حجم المشترى لها القدرة على دمج الهيدروجين، فإن النجوم التي يعادل حجمها حجم المشترى بـ 13 مرة فقط لها القدرة على دمج الهيدروجين الثقيل (الديوتريوم). ولكن الجدير بالذكر هنا هو ندرة الهيدروجين الثقيل وقد توقفت معظم الأقزام البنية عن دمج الهيدروجين الثقيل (الديوتريوم) قبل اكتشافها بوقت طويل؛ مما يجعلها متشابهة إلى حد بعيد مع الكواكب العملاقة.[25] ومع اكتشاف "حزام كوبير" الكبير والعديد من الأجرام السماوية قرصية الشكل المتفرقة في أواخر التسعينيات وأوائل القرن الحادي والعشرين، تم إطلاق لقب الكوكب العاشر على العديد من الكواكب، مثل كواور و90377 وإيريس في العديد من وسائل الإعلام، ولكن أيًا منها لم يُعترف به علميًا إلى الآن، وذلك على الرغم من أن إيريس يُصنف الآن على أنه كوكب قزم.
[عدل]القرن الحادي والعشرون
[عدل]تعريف الكوكب الذي يقع خارج المجموعة الشمسية
في عام 2003، قامت ورشة العمل الخاصة بالكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية التابعة للاتحاد الفلكي الدولي بتقديم بيان حول تعريف مصطلح "كوكب" الذي تضمن التعريف العملي التالي الذي يركز في الأساس على الفرق بين الكواكب والأقزام البنية:[2]
الكواكب القزمة في 2006-
سيريز بلوتو ماكيماكي هوميا إيريس
الكواكب هي الأجرام السماوية التي تقل كتلتها الحقيقية عن الكتلة اللازمة لحدوث الاندماج النووي الحراري للهيدروجين الثقيل (والتي تُقدر حاليًا بضعف كتلة المشترى 13 مرة وذلك بالنسبة للأجرام التي لها الوفرة النظائرية نفسها التي للشمس[26]) والتي تدور حول أحد النجوم أو بقايا نجم في السماء (بغض النظر عن طريقة تكوينها). ويجب أن يكون الحد الأدنى لكتلة وحجم الجرم السماوي الذي يقع خارج المجموعة الشمسية مساوية لتلك الخاصة بكواكب المجموعة الشمسية لكي يصل هذا الجرم لمرتبة الكوكب.
إن الأجسام دون النجمية التي تفوق كتلتها الحقيقية الكتلة اللازمة لحدوث الاندماج النووي الحراري للهيدروجين الثقيل يُطلق عليها "الأقزام البنية"، بغض النظر عن طريقة تكوينها أو موقعها.
أما الأجرام السماوية السابحة في الفضاء في لتجمعات النجمية الصغيرة والتي تقل كتلتها الحقيقية عن الكتلة اللازمة لحدوث الاندماج النووي الحراري للهيدروجين الثقيل فلا تُعد "كواكب"، ولكن يمكن أن نطلق عليها "الأقزام البنية الثانوية" (أو أي اسم آخر أنسب).
وقد ذاع استخدام هذا التعريف بين علماء الفلك عند نشر اكتشافاتهم حول الكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية في المجلات العلمية.[27] وعلى الرغم من أن هذا التعريف مؤقت، فإنه ما زال محتفظًا بمكانته كأفضل تعريف لحين إشعار آخر. ومع ذلك، فإنه لم يتطرق إلى الجدل الثائر حول الحد الأدنى للكتلة،[28] وبذلك تمكن هذا التعريف من تجنب الخلاف الثائر حول كواكب المجموعة الشمسية.
[عدل]تعريف عام 2006
وقد أثير الموضوع الخاص بالحد الأدنى للكتلة خلال انعقاد اجتماع الجمعية العمومية للاتحاد الفلكي الدولي في عام 2006، وبعد كثير من المناقشات ورفض أحد المقترحات، وافقت الجمعية العمومية للاتحاد على التصويت لصالح قرار بتعريف كواكب المجموعة الشمسية:[1]
A celestial body that is (a) in orbit around the Sun, (b) has sufficient mass for its self-gravity to overcome rigid body forces so that it assumes a hydrostatic equilibrium (nearly round) shape, and (c) has cleared the neighbourhood around its orbit.
وفقًا لهذا التعريف تتكون المجموعة الشمسية من ثمانية كواكب. أما الأجرام التي ينطبق عليها الشرطان الأول والثاني فقط (مثل، بلوتو وماكيماكي وإيريس) فصنفت على أنها "كواكب قزمة"، بشرط ألا تكون أقمارًا تابعة لكواكب أخرى. وقد قامت لجنة تابعة للاتحاد الفلكي الدولي بتقديم تعريف آخر تضمن عددًا أكبر من الكواكب؛ حيث أنه لم يكن يتضمن الشرط (جـ).[29] وبعد مناقشات عديدة، تم الاتفاق على استبعاد تلك الأجرام السماوية وتصنيفها على أنها "كواكب قزمة".[30] ويعتمد هذا التعريف أساسًا على نظريات تكوين الكواكب، والتي تمكنت فيها الكواكب في أثناء مراحل تكوينها الأولى من إخلاء مدارها من الأجرام السماوية الأخرى الأصغر حجمًا. ويصف عالم الفلك "ستيفين سوتير" ذلك قائلاً:[31]
The end product of secondary disk accretion is a small number of relatively large bodies (planets) in either non-intersecting or resonant orbits, which prevent collisions between them. Asteroids and comets, including KBOs(definition needed), differ from planets in that they can collide with each other and with planets.
وبعد التصويت الذي جرى خلال انعقاد الجمعية العمومية للاتحاد الفلكي الدولي في عام 2006، ثار جدل شديد ومناقشات حادة حول ذلك التعريف،[32][33] بل إن بعض علماء الفلك قد صرحوا بأنهم لن يستخدموة مطلقًا.[34] ويتركز هذا الخلاف حول الشرط (جـ) الخاص بإخلاء المدار، حيث يرجح كثير من العلماء حذف ذلك الشرط، وأن ما يُطلق عليها الآن "الكواكب القزمة" يجب أن يشملها التعريف الخاص بمصطلح كوكب. وسيعقد مؤتمر الاتحاد الفلكي الدولي القادم في عام 2009 والذي يمكن خلاله تعديل تعريف عام 2006 أو إضافة الكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية. أما على الصعيد غير العلمي، فقد نال بلوتو ما يستحقه من اهتمام واعتباره كوكبًا منذ اكتشافه عام 1930. وقد ذُكر إيريس في وسائل الإعلام بعد اكتشافه بأنه الكوكب العاشر في المجموعة الشمسية، مما أثار انتباه وسائل الإعلام والرأي العام بشدة عندما تم تصنيفه ضمن ثلاثة كواكب أخرى بأنه "كوكب قزم".[35]
[عدل]التصنيفات السابقة
يوضح الجدول التالي الأجرام السماوية في المجموعة الشمسية التي كانت تُعد كواكب فيما سبق:
الأجرام السماوية ملاحظات
الشمس والقمر صُنفت في العصور القديمة على أنها كواكب وفقًا للتعريف المستخدم آنذاك.
أيو ويوروبا وجانيميد وكاليستو أكبر أربعة أقمار تابعة للمشترى ومعروفة باسم "أقمار جاليليو" نسبةً إلى مكتشفها "جاليليو جاليلي". وقد أشار إليها باسم "أقمار ميديكيان" نسبةً إلى رعاته عائلة ميديكي.
تيتان[b] وإيابيتوس[c] وريا[c] وتيثيس[d] وديون[d] خمسة من أكبر الأقمار التابعة لكوكب زحل. وقد اكتشفهم العالمان كريستيان هيجنز وجيوفاني دومينيكو كاسيني.
سيريز[e] وبالاس وجونو وفيستا أول كويكبات معروفة منذ اكتشافها في الفترة بين 1801 و1807 إلى أن تم إعادة تصنيفها مرة أخرى على أنها كويكبات في خمسينيات القرن التاسع عشر.[36] وتم تصنيف سيريز بعد ذلك على أنه كوكب قزم.
استريا وهيبي وإيريس وفلورا وميتس وهايجيا وبارثينوب وفيكتوريا وإيجيريا وإيرين ويونوميا تم اكتشاف المزيد من الكويكبات في الفترة بين 1845 و1851. وقد أدى اكتشاف عدد كبير من النجوم إلى قيام علماء الفلك بإعادة تصنيفها على أنها كويكبات ولاقت هذه الخطوة قبولاً واسعًا بحلول عام 1854.[37]
بلوتو[f] أحد الأجرام السماوية التي تقع بعد كوكب نبتون وله محور شبه أساسي بعد نبتون. في عام 2006، أعيد تصنيف بلوتو باعتباره كوكب قزم.
[عدل]الأساطير
220 pxThe آلهة جبال الأوليمب التي سميت المجموعة الشمسية على أسمائها
اشتقت أسماء الكواكب في الحضارة الغربية من الأسماء التقليدية الرومانية، التي اشتُقت أساسًا من الإغريق والبابليين. في الحضارة الإغريقية القديمة، أطلق على أكبر مصدرين للضوء، وهما الشمس والقمر اسم "هيليوس" و"سيلين" وأطلقوا على أبعد كوكب "فينون" أي "المشع" ثم "فيثون" أي "اللامع"، أما الكوكب الأحمر فقد أطلقوا عليه اسم "بايرويس" أي "الكوكب الناري" أما أكثر الكواكب لمعانًا فقد أطلقوا عليه "فوسفوروس" أي "جالب الضوء"، أما آخر تلك الكواكب السابحة في الفضاء الرحب فقد أسموه "ستيلبون" أي "الكوكب ذو الوميض". وقد نسب الإغريق أيضًا هذه الكواكب لآلهة جبل الأولمب المقدسة، فقد تم إطلاق اسمي "هيليوس" و"سيرين" على كوكبين وإلهين، أما "فينون" فقد كان اسمًا مقدسًا ومكرسًا للإله "كرونوس" وهو أحد الجبابرة الذين حكموا العالم قبل آلهة جبل الأولمب المقدسة كما تعتقد الأساطير القديمة، وكان "فيثون" اسمًا مقدسًا للإله "زيوس" ؛ وهو ابن الملك "كرونوس" الذي خلفه في حكم العالم، أما "بايروس" فقد كان اسمًا مقدسًا للإله "آريس" وهو ابن "زيوس" وإله الحرب في الوقت نفسه، أما "فوسفوروس" فقد كان اسمًا مقدسًا للإلهه "أفروديت" إلهة الحب، أما "هيرميس" رسول الآلهة وإله العلم والفطنة فقد كان حاكمًا للكوكب "ستيلبون".[38] سبق البابليون الإغريق في إطلاق أسماء الآلهة على الكواكب. فقد أطلق البابليون على كوكب "فوسفوروس" هذا الاسم تيمنًا باسم إلهة الحب في بابل عشتار وأطلقوا على كوكب "بايرويس" اسم إله الحرب "نيرجال" وأطلقوا على كوكب "ستيلبون"اسم إله الحكمة "نابو" وأطلقوا على كوكب "فيثون" اسم إلههم الأكبر "ماردوك".[39] وهناك العديد من أوجه التشابه بين أساليب إطلاق الأسماء على الكواكب بين البابليون والإغريق.[38] وعلى الرغم من ذلك لم تكن الترجمة دقيقة كما يجب. فعلى سبيل المثال، كان إله الحرب عند البابليون يُدعى "نيرجال"، ولذلك أطلق الإغريق عليه اسم "آريس". ومع ذلك، فعلى عكس "آريس"، فإن "نيرجال" كان أيضًا إله الشر والجحيم.[40] في الوقت الحاضر، فإن معظم الناس في العالم الغربي يعرفون الكواكب بأسمائها المشتقة من أسماء آلهة جبال الأولمب الإغريق. وبينما لا يزال اليونانيون يستخدمون حاليًا الأسماء الإغريقية القديمة للكواكب، فإن معظم الشعوب الأوروبية الأخرى تستخدم الأسماء الرومانية (أو اللاتينية)، ويرجع ذلك إلى تأثر هذه الشعوب بالإمبراطورية الرومانية والكنيسة الكاثوليكية فيما بعد. ينحدر الرومان والإغريق من أصول هندية أوروبية، وكانوا يقدسون آلهة واحدة بأسماء مختلفة، ولكن الرومان لم يكن لديهم ذلك الإبداع الأدبي والقصصي الذي أضفاه الأدباء الإغريق على آلهتهم. وفي الفترة الأخيرة من الحضارة الرومانية القديمة، استعار العديد من الكتاب الرومان من المبدعين الإغريق قصصهم التاريخية وطبقوها على آلهتهم، إلى أن اختلطت الأمور بين هذه الأسماء وتلك.[41] وعندما درس الرومان علم الفلك الإغريقي، فإنهم أطلقوا على الكواكب أسماء آلهتهم: فقد أطلقوا اسم "ميركوريوس" على "هيرميس" و"فينوس" على "آفروديت" و"مارس" على "آريس" و"لوبيتر" على "زيوس" و"ساتورنوس" على "كرونوس". وبعد اكتشاف كواكب أخرى في القرن الثامن عشر والتاسع عشر، تم تسميتها بالطريقة نفسها؛ حيث أطلقوا اسم "يورانوس" بدلاً من "أورانوس" و"نيبتونوس" بدلاً من "بوسيدون". أعتقد بعض الرومان أن الآلهة السبعة التي أُطلقت أسماؤها على الكواكب كانوا يتناوبون على رعاية شئون الدنيا وهو اعتقاد قديم ربما نشأ في الحضارة البابلية القديمة ولكنه تطور في مصر الإغريقية. وكان هذا التناوب حسب اعتقادهم يبدأ بزحل ثم يتبعه المشترى ثم المريخ ثم الشمس ثم الزهرة ثم عطارد وأخيرًا القمر (وهذا الترتيب من الأبعد إلى الأقرب).[42] لذلك، كان اليوم الأول يبدأ بزحل (الساعة الأولى) واليوم الثاني يبدأ بالشمس (الساعة الخامسة والعشرون) واليوم الثالث بالقمر (الساعة التاسعة والأربعون) ثم المريخ فعطارد فالمشترى وأخيرًا الزهرة. نظرًا لتسمية كل يوم باسم الإله الذي يبدأ به، فإن هذا هو أيضًا ترتيب أيام الأسبوع حسب التقويم الروماني بعد رفض Nundinal cycle وما زالت هذه التسمية لم تتغير في الكثير من اللغات الحديثة.[43] على سبيل المثال، Sunday (الأحد) وMonday (الاثنين) وSaturday (السبت) عبارة عن ترجمة مباشرة للأسماء الرومانية. وفي اللغة الإنجليزية، فإن باقي أيام الأسبوع سميت كالتالي: Tuesday الأحد من Tiw وWednesday الأربعاء من Wóden وThursday الثلاثاء من Thunor وFriday الجمعة من Fríge، في حين أن أسماء آلهة الأنجلو ساكسونيين كانت مشابهة أو هي أسماء الكواكب المريخ وعطارد والمشترى والزهرة على التوالي. نظرًا لأن الأرض لم يُقبل تصنيفها ككوكب إلا في القرن السابع عشر،[15] فإنها لم تسمى على اسم أحد الآلهة (والأمر نفسه ينطبق على الشمس والقمر في اللغة الإنجليزية على الأقل). وقد اشتق اسم الأرض منذ القرن الثامن الميلادي من الكلمة الأنجلو ساكسونية erda والتي تعني سطح الأرض أو التربة واستُخدمت للمرة الأولى في الكتابة باعتبارها اسم المجال الجوي للألاض ربما حوالي عام 1300 م.[44][45] ويعد كوكب الأرض هو الكوكب الوحيد الذي لم يُشتق اسمه من الأساطير الرومانية الإغريقية القديمة. وما زالت هناك العديد من اللغات الرومانية تستخدم الكلمة الرومانية القديمة terra بمعنى الأرض (أو كلمة مشتقة منها) والتي كانت تستخدم قديمًا بمعنى اليابسة (كلمة مضادة لكلمة بحر).[46] ومع ذلك، فإن اللغات غير الرومانسية تستخدم كلماتها الأصلية الخاصة بها. بينما احتفظ اليونانيون بالكلمة الأصلية Γή (Ge or Yi) واللغات الجرمانية، ومن ضمنها الإنجليزية، تستخدم كلمة مشتقة أو مأخوذة عن الكلمة جرمانية الأصل ertho (الأرض) ونظيرتها في اللغة الإنجليزية Earth والألمانية Erde والهولندية Aarde والاسكندنافية Jorde.[45] تستخدم الثقافات غير الأوروبية نظمًا أخرى في تسمية الكواكب. فالهند مثلاً تستخدم نظام تسمية يعتمد على تقويم "نافاجراها" الهندي الأصل، وفيه يُطلق على الشمس "سوريا" والقمر "شاندرا" وعطارد "بودها" والزهرة "شوكرا" والمريخ "مانجالا" والمشترى [[براسباتي|"قالب:إياست براسباتي"]] أما زحل فيُطلق عليه "شاني". فيما سُميت العقدتان القمريتان الصاعدة والهابطة المرتبطتان بظاهرتي الخسوف والكسوف بـ "راهو" و"كيتو". أما الصين ودول شرق آسيا المتأثرة بالحضارة الصينية (مثل، اليابان وكوريا وفيتنام)، فقد استخدمت نظامًا يعتمد على العناصر الصينية الخمسة: الماء (عطارد) والمعدن (الزهرة) والنار (المريخ) والخشب (المشترى) والأرض (زحل).
[عدل]تكوين الكواكب
لا يُعرف على وجه الدقة كيفية تَكوُّن الكواكب. والنظرية الشائعة هي أن تلك الكواكب قد نتجت عن انهيار السديم الغازي إلى قرص رفيع يتكون من الغاز والغبار. وتفترض تلك النظرية أن ذلك السديم كان مُكوَّنًا من نجم أوَّلي في المركز محاطًا بأقراص من الكواكب الأولية الدوارة. من خلال تراكم (عملية التصادم اللزجة) جزيئات الغبار في القرص تتراكم باطراد لتشكيل كتلة أكبر من أي وقت مضى من الهيئات. وتراكمت العديد من جزيئات الغبار في هذا القرص مكوَّنة أجرامًا سماوية هائلة الحجم. وعلى أثر التركيزات الموضعية تكونت كتلٌ تُعرف باسم "الكواكب الجنينية"، وقد ساعدت تلك الكواكب متناهية الصغر في تسارع عملية التراكم عبر جذب العديد من المواد الأخرى بالجاذبية المركزية الناتجة عن الدوران. وقد تزايدت كثافة تلك التركيزات إلى أن انفجرت من داخلها بفعل الجاذبية مكوِّنة تلك الكواكب الأولية.[47] وبعد أن يصل الكوكب لقطر أكبر من قطر القمر التابع للأرض، يبدأ في تجميع غلاف جوي ممتد؛ مما يؤدي إلى تعاظم قدرته على جذب الكواكب الجنينية بواسطة قوة الإعاقة للغلاف الجوي.[48]
انطباع فنان عن قرص من الكواكب الأولية
عندما يكبر النجم الأولي حتى يبلغ درجة الاشتعال ليكون نجمًا حقيقًا، فإنه يطرد القرص الباقي بداخله إلى الخارج بفعل التبخر الضوئي والرياح الشمسية وPoynting-Robertson drag وعوامل أخرى عديدة.[49][50] وبعد ذلك، يمكن أن تكون هناك بعض الكواكب الأولية التي ما زالت تدور حول النجم أو حول بعضها البعض، ولكن مع مرور الوقت سوف تصطدم ببعضها البعض مكونة كوكبًا واحدًا كبيرًا أو مطلقة مواد تمتصها كواكب أوَّلية كبيرة أخرى أو كواكب مكتملة.[51] وسوف تنمو تلك الأجرام إلى أن تتمكن من جذب العديد من الأجسام التي تدور في فلكها حتى تصل إلى صورتها النهائية ككواكب مكتملة. وفي هذه الأثناء، يمكن أن تتحول الكواكب الأولية التي لم تنفجر إلى أقمار تابعة لكواكب أخرى عبر الجاذبية المركزية أو تستمر في الدوران في أحزمة أجرام أخرى إلى أن تصل إلى شكلها النهائي ككواكب قزمة أو مجرد أجرام صغيرة في المجموعة الشمسية. أما التأثيرات الفعالة للكواكب الجنينية (والانحلال الإشعاعي)، فسوف تتسبب في تسخين ذلك الكوكب النامي مسببة انصهاره جزئيًا على أقل تقدير. ويبدأ الجزء الداخلي من الكوكب في التغير إلى أن يصبح أكثر كثافة.[52] وتفقد المجموعات الكوكبية الأخرى معظم غازاتها بفعل هذا التراكم، ولكن هذه الغازات المفقودة يمكن تعويضها عبر الغازات الصادرة من الغلاف الجوي ومن المذنبات الأخرى.[53] (أما الكواكب الأصغر فسوف تفقد أية غازات تحصل عليها بفعل هروب تلك الغازات). وبعد اكتشاف ومتابعة عدة نظم كوكبية حول نجوم خارج مجموعتنا الشمسية، صار هذا التحليل عرضة للمراجعة أو التغيير نهائيًا. في الوقت الراهن، فإن مستوى المعدنية (مصطلح فلكي يصف مدى تركيز العناصر الكيميائية التي يزيد رقمها الذري عن 2 _الرقم الذري للهيليوم _ هو الذي يحدد إمكانية تواجد كواكب لنجم معين من عدمه.[54] لذلك، فإن احتمال وجود نظام كوكبي حول النجم الغني بالمعادن population II يزيد عن احتمال وجود نظام كوكبي حول النجم الفقير معدنيًا population I.
[عدل]المجموعة الشمسية
375 pxThe الكواكب الصخرية: عطارد والزهرة والأرض والمريخ (الأحجام بمقاييس نسبية)
الكواكب الغازية العملاقة الأربعة بالنسبة للشمس: المشترى وزحل وأورانوس ونبتون (الأحجام بمقاييس نسبية)
تبعًا للتعريف الحالي الصادر عن الاتحاد الفلكي الدولي، فإن هناك ثمانية كواكب في المجموعة الشمسية. وترتيبها كالتالي حسب بعدها عن الشمس من الأقرب للأبعد:
عطارد
الزهرة
الأرض
المريخ
المشتري
زحل
أورانوس
نبتون
المشترى هو أكبر كوكب في المجموعة الشمسية؛ حيث تبلغ كتلته ضعف كتلة كوكب الأرض 318 مرة، بينما يعد كوكب عطارد أصغرها حيث تبلغ كتلته ضعف كتلة كوكب الأرض 0.055 مرة. يمكن تصنيف كواكب المجموعة الشمسية حسب تكوينها كالتالي:
الكواكب الصخرية (الكوكب الصخري): تضم الكواكب الشبيهة بالأرض؛ حيث تتكون في الأساس من الصخور. وهذه الكواكب هي عطارد والزهرة والأرض والمريخ.
الكواكب الغازية العملاقة (الكواكب الشبيهة بالمشترى) : تضم الكواكب الغازية العملاقة التي تتكون أساسًا من مواد غازية وهي تفوق الكواكب الصخرية من حيث الحجم. وهذه الكواكب هي المشترى وزحل وأورانوس ونبتون. ثمة فئة ثانوية تندرج تحت فئة الكواكب الغازية العملاقة وهي الكواكب الجليدية العملاقة والتي تضم كوكبي أورانوس ونبتون. وتتميز هذه الكواكب عن الكواكب الغازية بصغر حجمها عن الكواكب الغازية وبنفاد الهيدروجين والهيليوم في طبقات الجو بها، بالإضافة إلى زيادة نسبة الصخور والجليد فيها بشكل ملحوظ.
خصائص الكواكب
اسم الكوكب القطر الاستوائي
[a]
الكتلة
[a]
نصف القطر المداري (وحدة فلكية) الفترة المدارية (بالسنين) الميل إلى خط استواء الشمس (بالدرجة) مقدار لامركزية المدار فترة الدوران حول المحور (بالأيام) عدد الأقمار الحلقات الغلاف الجوي تكوين الكوكب
كوكب عطارد 0.382 0.06 0.39 0.24 3.38 0.206 58.64 — لا يوجد لا يوجد الكواكب الصخرية
كوكب الزهرة 0.949 0.82 0.72 0.62 3.86 0.007 243.02 — لا يوجد ثاني أكسيد الكربون CO2 ونيتروجين N2 الكواكب الصخرية
كوكب الأرض
[b]
1.00 1.00 1.00 1.00 7.25 0.017 1.00 1 لا يوجد نيتروجين N2 وأكسجين O2 الكواكب الصخرية
كوكب المريخ 0.532 0.11 1.52 1.88 5.65 0.093 1.03 2 لا يوجد ثاني أكسيد الكربون CO2 ونيتروجين N2 الكواكب الصخرية
المشتري 11.209 317.8 5.20 11.86 6.09 0.048 0.41 49 يوجد هيدروجين H2 وهيليوم He الكواكب الغازية العملاقة
كوكب زحل 9.449 95.2 9.54 29.46 5.51 0.054 0.43 52 يوجد هيدروجين H2 وهيليوم He الكواكب الغازية العملاقة
كوكب أورانوس 4.007 14.6 19.22 84.01 6.48 0.047 -0.72 27 يوجد هيدروجين H2 وهيليوم He الكواكب الغازية العملاقة
كوكب نبتون 3.883 17.2 30.06 164.8 6.43 0.009 0.67 13 يوجد هيدروجين H2 وهيليوم He الكواكب الغازية العملاقة
بالنسبة لكوكب الأرض، انظر مقال كوكب الأرض للحصول على القيم الكاملة.
[عدل]الكواكب القزمة
مقال تفصيلي :كوكب قزم
قبل صدور قرار شهر أغسطس لعام 2006، قدم علماء الفلك العديد من الأجرام السماوية على أنها كواكب، بما في ذلك الاتحاد الفلكي الدولي. مع ذلك، تمت إعادة تصنيف هذه الأجرام في عام 2006 على أنها كواكب قزمة للتفرقة بينها وبين الكواكب العادية. وقد أقر الاتحاد الفلكي الدولي دخول خمسة كواكب قزمة ضمن المجموعة الشمسية وهي سيريز وبلوتو وهوميا وماكيماكي وإيريس. من ناحية أخرى، هناك أجرام أخرى عديدة في حزام الكويكبات وحزام كوبير لا زالت قيد الدراسة يمكن القول إن خمسين منها يحتمل ضمها لفئة الكواكب القزمة فيما بعد. ويذكر أيضًا أنه من المتوقع اكتشاف ما يصل إلى 200 كوكب قزم بمجرد استكشاف حزام كوبير بالكامل. تشترك الكواكب القزمة مع الكواكب العادية في كثير من الخصائص ـ على الرغم من ما بينها من اختلافات واضحة ـ منها أن جميعها كواكب تابعة في مدارها. وسمات الكواكب القزمة يوضحها الجدول التالي:
خصائص الكواكب القزمة اسم الكوكب القطر الاستوائي الكتلة نصف القطر المداري (وحدة فلكية) الفترة المدارية (بالسنوات) الميل نحو المدار الشمسي (بالدرجة) مقدار لامركزية المدار فترة الدوران حول المحور (بالأيام)
عدد الأقمار الحلقات الغلاف الجوي سيريز 0.08 0.000 2 2.5–3.0 4.60 10.59 0.080 0.38 0 لا يوجد لا يوجد بلوتو 0.19 0.002 2 29.7–49.3 248.09 17.14 0.249 −6.39 3 لا يوجد مؤقت هوميا 0.37×0.16 0.000 7 35.2–51.5 285.38 28.19 0.189 0.16 2 ماكيماكي ~0.12 0.000 7 38.5–53.1 309.88 28.96 0.159 ? 0 ? ؟ [d] إيريس 0.19 0.002 5 37.8–97.6 ~557 44.19 0.442 ~0.3 1 ? ؟ [d]
c قيست بالنسبة إلى الأرض. d من المحتمل وجود غلاف جوي مؤقت، ولكن لم يتم رصده بعد من خلال ظاهرة احتجاب النجم.
حسب ما جاء في التعريف، فإن كل كوكب من الكواكب القزمة ينتمي لمجموعة كبيرة من الأجرام. فكوكب سيريز هو أكبر جرم سماوي في حزام الكويكبات وبلوتو وماكيماكي ينتميان إلى حزام كوبير، في حين أن إيريس يتبع مجموعة الكويكبات المتفرقة قرصية الشكل. يذكر بعض العلماء وعلى رأسهم العالم "مايك براون" أنه عما قريب سيتم اكتشاف أكثر من أربعين جرمًا سماويًا يدور حول كوكب نبتون ويمكن اعتبارها من الكواكب القزمة بموجب التعريف الحديث الذي وضعه الاتحاد الفلكي الدولي.[55]
[عدل]الكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية
مقال تفصيلي :كوكب خارج المجموعة الشمسية
تم اكتشاف أول كوكب خارج المجموعة الشمسية يدور حول نجم ذي متتابعة رئيسية في السادس من أكتوبر عام 1995 عندما أعلن كل من "ميتشيل مايور" و"ديديه كويلوز" الأستاذين بجامعة جنيف اكتشاف كوكب خارجي يدور حول نجم ذي متتابعة رئيسية (51 Pegasi). هذا وكان حجم معظم الكواكب التي تم اكتشافها خارج المجموعة الشمسية في فبراير 2009 والتي يبلغ عددها 342 كوكبًا يقترب من حجم كوكب المشتري أو يزيد عنه، ذلك على الرغم من رصد كواكب تتراوح أحجامها بين ما هو أقل من كوكب عطارد وما هو أكبر من المشترى عدة مرات.[56] إضافةً إلى ذلك، إن أصغر كواكب تم اكتشافها خارج المجموعة الشمسية حتى يومنا هذا هي مجموعة الكواكب التي تم رصدها تدور حول آثار نجم محترق ويطلق عليها مجموعة نجوم الطارق، مثل PSR B1257+12.[57] / لقد تم اكتشاف حوالي 12 كوكبًا خارج المجموعة الشمسية تبلغ كتلتها ضعف كتلة الأرض بمقدار يتراوح بين 10 و20 مرة، وذلك مثل تلك الكواكب التي تدور حول النجوم Mu Arae والسرطان 55 وGJ 436.[58] وقد أطلق على هذه الكواكب اسم "النبتونيات" نظرًا لاقتراب كتلتها من كتلة كوكب نبتون (حيث تبلغ ضعف كتلة الأرض 17 مرة).[59] هذا وهناك فئة أخرى جديدة من الكواكب تسمى "الأراضي العظيمة" وهي عبارة عن كواكب صخرية أكبر من الأرض بكثير ولكنها أصغر من نبتون أو أورانوس. تجدر الإشارة أنه تم اكتشاف ما يقارب ستة أراضٍ عظيمة حتى يومنا هذا وهي كوكب غلييز 876 ب والذي يبلغ ضعف كتلة الأرض ستة مرات،[60] وكوكبا OGLE-2005-BLG-390lb وMoa-2007-BLG-162Lb وهما كوكبان جليديان تم اكتشافهما عن طريق العدسية الدقيقة للجاذبية.[61][62] ومن ضمن هذه الكواكب الست أيضًا كوكب كوروت-إكسو-7ب وهو كوكب يقدر قطره بضعف قطر كوكب الأرض بمقدار 1.7 مرة (وهو بذلك يكون أصغر الأراضي العظيمة المُكتشفة حتى الآن) ولكن تقدر مسافة مداره بـ 0.02 وحدة فلكية فقط مما يعني أن سطحه قابل للذوبان عند درجات حرارة تتراوح بين 1000-1500 درجة مئوية [63]. وأخيرًا، هناك كوكبان من هذه الكواكب يدوران حول القزم الأحمر Gliese 581. تبلغ كتلة Gliese 581 d ضعف كتلة الأرض بمقدار 7.7 مرة،[64] بينما تبلغ كتلة Gliese 581 c خمس أضعاف كتلة الأرض الذي كان يعتقد في البداية أنه أول كوكب صخري تم اكتشافه يمكن وجود حياة عليه.[65] مع ذلك، كشفت دراسات تفصيلية أنه قريب للنجم التابع له للغاية بدرجة تجعله غير صالح لإقامة حياة عليه، في حين أن كوكب Gliese 581 d ـ أبعد كوكب في المجموعة ـ على الرغم من أن طقسه أكثر برودة من طقس الأرض، فإنه من الممكن أن توجد حياة عليه إذا كان غلافه الجوي يحتوي على غازات صوب زراعية كافية.[66] من هنا، يتضح تمامًا ما إذا كانت الكواكب الكبيرة حديثة الاكتشاف تشبه الكواكب الغازية العملاقة في المجموعة الشمسية أو تشبه نوع آخر مختلف تمامًا لم يعرف بعد، مثل الكواكب الكربونية أو كواكب الأمونيا العملاقة. وعلى العموم، تدور بعض الكواكب التي تم اكتشافها حديثًا، والمعروفة باسم كواكب المشترى الحارة، بالقرب من النجوم الأم في مدارات دائرية إلى حد ما. وبالتالي، تصلها إشعاعات نجمية بنسبة أكبر من تلك التي تصل الكواكب الغازية العملاقة في المجموعة الشمسية ـ الأمر الذي يترك المجال مفتوحًا للجدال حول ما إذا كانت تلك الكواكب جميعها من نوع واحد أم لا. من المحتمل كذلك وجود فئة من كواكب المشترى الحارة تسمى الكواكب الكاثونية والتي تدور على مقربة من نجمها لدرجة أن غلافها الجوي احترق بفعل الإشعاع النجمي. في حين أن العديد من كواكب المشترى الحارة تتعرض الآن لفقدان غلافها الجوي، كما حدث في عام 2008، لم يتم اكتشاف كوكب كاثوني حقيقي.[67] في الحقيقة، إن اكتشاف المزيد من الحقائق العلمية المفصلة حول الكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية يتطلب إدخال جيل جديد من الأجهزة، ويشمل ذلك تليسكوب الفضاء. هذا وتجري السفينة الفضائية COROT في الآونة الحالية أبحاثًا حول اختلاف مستوى السطوع على النجوم بسبب دوران الكواكب حولها. كذلك، هناك مشروعات كثيرة تم طرحها لإنتاج تليسكوبات فضائية للبحث عن الكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية التي تتشابه في كتلتها مع الأرض. ومن هذه المشروعات مشروع Kepler Mission التابع لوكالة ناسا ومشروع Terrestrial Planet Finder وبرامج Space Interferometry Mission المتمثلة في Darwin التابع لـ ESA وPEGASE التابع لـ CNES.[68] كذلك ويعد جهاز New Worlds Mission من الأجهزة التي يمكن استخدامها جنبًا إلى جنب مع تليسكوب "جيمس ويب" الفضائي. مع ذلك، فإنه ليست هناك مصادر أكيدة لتمويل هذه المشروعات. غير أن أول طيف للكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية لاح في الأفق كان في شهر فبراير من عام 2007 (كوكبا HD 209458 b وHD 189733 b).[69][70] إن تواتر ظهور الكواكب الصخرية يعد أحد المتغيرات في معادلة "دريك" التي تحسب عدد الحضارات التي تتمتع بالذكاء ولها القدرة على التواصل في مجرتنا.[71]
[عدل]الكواكب البينجمية
تقترح الكثير من نماذج المحاكاة المعدة بواسطة أجهزة الكمبيوتر والتي تصور تكوين النظم الكوكبية والنجوم أن بعض الأجرام التي لها كتلة تشبه كتلة الكواكب يمكن إطلاقها في فضاء النجوم.[72] وقد حاول بعض العلماء إثبات أن ما يطوف في عمق الفضاء من مثل هذه الأجرام السماوية يجب تصنيفه تحت فئة "الكواكب". ومع ذلك، فإن البعض الآخر منهم يقول إنها من الممكن أن تكون نجومًا ذات كتلة صغيرة.[73] في حين أن تعريف الكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية الصادر عن الاتحاد الفلكي الدولي لم يكن رأيه واضحًا تجاه هذه القضية. في عام 2005، أعلن علماء الفلك اكتشاف الجسم Cha 110913-773444 وهو أصغر قزم بني تم اكتشافه حتى الآن ويبلغ سبعة أضعاف كتلة كوكب المشترى. وبما أنه حين اكتشافه لم يكن يدور حول نجم في مدار، فهو يعتبر قزم بني ثانوي تبعًا لما جاء في تعريف الاتحاد الفلكي الدولي.[73] وخلال فترة قصيرة في عام 2006، وجد علماء الفلك مجموعة ثانوية من مثل هذه الأجرام، وهي Oph 162225-24515، والتي أطلق عليها المكتشفون planemos أو "المجموعة الكوكبية". مع ذلك، فإن تحليل حديث لهذه الأجرام أوضح أن كتلة كل منها أكبر من كتلة المشترى بمقدار 13 مرة، أي قدر كتلة قزمين بنيين.[74][75][76]
[عدل]الخصائص العامة للكواكب
على الرغم من أن كل كوكب له خصائص فيزيائية فريدة تميزه عن غيره من الكواكب، فإن هناك عددًا من الخصائص العامة التي تشترك فيها الكواكب أجمع. وقد رُصدت بعض هذه الخصائص، مثل الحلقات أو الأقمار الطبيعية، في كواكب المجموعة الشمسية فقط حتى الآن، أما البعض الآخر فتشترك فيه الكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية.
[عدل]الخصائص الحركية
طالع أيضًا :قوانين كبلر
[عدل]المدار
250 pxThe مقارنة مدار كوكب نبتون بمدار بلوتو. لاحظ استطالة مدار كوكب بلوتو بالنسبة لنبتون (لامركزية) والزاوية الكبيرة التي يشكلها مع المدار الشمسي (الميل).
تدور جميع الكواكب حول النجوم. وبالنسبة للمجموعة الشمسية، تدور جميع الكواكب في الاتجاه نفسه الذي تدور به الشمس. ولكن لم يتوصل العلم بعد لمعرفة ما إذا كانت الكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية تتبع النمط نفسه أم لا. يطلق على الفترة التي يتم فيها الكوكب دورة واحدة في مداره اسم المدة الفلكية أو السنة الفلكية.[77] وتعتمد السنة الفلكية للكوكب على مدى بعده عن النجم الذي يتبعه. فكلما بعد الكوكب عن نجمه، زادت المسافة التي يقطعها في الدوران في مداره حول هذا النجم وبطؤت سرعة دورانه حوله، نظرًا لضعف تأثير جاذبية النجم عليه. ونظرًا لأن مدارات الكواكب جميعها غير كاملة الاستدارة، تتفاوت المسافة التي يقطعها كل منها على مدار السنة الفلكية. إن أقرب نقطة للكوكب من النجم الذي يتبعه تسمى الحضيض (تسمى القبا في المجموعة الشمسية)، بينما تسمى أبعد نقطة للكوكب من النجم الذي يتبعه الأوج. وعندما يدنو الكوكب إلى أقرب نقطة من النجم، تزداد سرعته حيث يزداد تأثير قوى الجاذبية عليه وتضعف طاقته الحركية، تمامًا كما تزداد سرعة جسم وهو يسقط على الأرض. وعلى صعيد آخر، عندما يصل الكوكب إلى أبعد نقطة له بالنسبة للكوكب، تنخفض سرعته، تمامًا كما تنخفض سرعة جسم عندما يصل إلى قمة مساره عند الرمي به في الهواء لأعلى.[78] يرتبط وصف مدار الكوكب بمجموعة من العناصر وذكرها كالتالي:
اللامركزية : تصف لامركزية المدار مدى استطالة مدار الكوكب. فالكواكب منخفضة اللامركزية، تكون مداراتها أقرب للشكل الدائري عنها في الكواكب المرتفعة اللامركزية، حيث تتخذ مداراتها شكلاً بيضاويًا.[77] إن الأجرام في حزام كوبير وحزام المذنبات (بالإضافة إلى العديد من الكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية) عالية اللامركزية، وبالتالي تكون مداراتها بيضاوية الشكل إلى حد كبير.[79][80]
200 px شكل توضيحي للمحور شبه الرئيسي
المحور شبه الرئيسي : يمثله المسافة بين الكوكب ونقطة المنتصف عند أطول قطر من مداره البيضاوي (انظر الصورة). وتختلف هذه المسافة عن المسافة التي يكون فيها الكوكب عند أبعد نقطة من النجم؛ حيث يستحيل أن يكون النجم في مركز مدار الكوكب.
الميل : تخبرنا درجة ميل الكوكب إلى أي مدى يبعد المدار عن هذا الكوكب بالنسبة لمستوى مرجعي معين. ففي المجموعة الشمسية، المستوى المرجعي هو مستوى مدار كوكب الأرض ويسمى المدار الشمسي. أما بالنسبة للكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية، فهذا المستوى والمعروف باسم مستوى السماء أو plane of the sky فهو مستوى خط الرؤية بالنسبة للراصد من فوق سطح الأرض.[81] توجد
محتويات [أخف]
1 الخلفية التاريخية
1.1 الحضارة البابلية
1.2 الحضارة الإغريقية القديمة وحتى العصور الوسطى
1.3 عصر النهضة الأوروبية
1.4 القرن التاسع عشر
1.5 القرن العشرون
1.6 القرن الحادي والعشرون
1.6.1 تعريف الكوكب الذي يقع خارج المجموعة الشمسية
1.6.2 تعريف عام 2006
2 التصنيفات السابقة
3 الأساطير
4 تكوين الكواكب
5 المجموعة الشمسية
5.1 الكواكب القزمة
6 الكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية
7 الكواكب البينجمية
8 الخصائص العامة للكواكب
8.1 الخصائص الحركية
8.1.1 المدار
8.1.2 ميل المحور
8.1.3 الدوران
8.1.4 الإخلاء المداري
8.2 الخصائص الفيزيائية
8.2.1 كتلة الكوكب
8.2.2 الفرق في البنية الداخلية
8.2.3 الغلاف الجوي
8.2.4 الغلاف المغناطيسي
8.3 الخصائص الثانوية
9 مصطلحات مشتقة من لفظ "كوكب"
10 انظر أيضًا
11 ملاحظات
12 المراجع
13 الروابط الإضافية
[عدل]الخلفية التاريخية
شكل مطبوع لنموذج قديم يشير إلى أن الأرض هي مركز الكون من Cosmographia أنتويرب 1539
تطورت فكرة الكواكب من قديم الأزل؛ حيث كانت تعد في الماضي نجوماً سيّارة مقدسة حتى أصبحنا نمتلك الآن صورة علمية مفصلة عنها. وقد اتسع مفهومها حاليًا لتشمل مئات الكواكب خارج المجموعة الشمسية. وقد أسهم غموض التعريف الخاص بالكواكب في زيادة الجدل والنقاش العلمي حول الموضوع. في العصور القديمة، لاحظ علماء الفلك كيف أن أضواءً معينة تسري في السماء في اتجاه نجوم بعينها. وقد أطلق قدماء الإغريق على تلك الأضواء "πλάνητες ἀστέρες" (planetes asteres (بمعنى النجوم السيّارة) أو "πλανήτοι" (planētoi (بمعنى السيّارة فقط) ومنه اشتقت كلمة "كواكب" الحالية.[4][5] وكان هذا الاعتقاد سائدًا لأن النجوم والكواكب كانت تبدو لسكان كوكب الأرض كما لو كانت تحوم يوميًا حول الأرض،[6] وكان المفهوم الفطري هو أن كوكب الأرض ثابت ومستقر وغير متحرك.
[عدل]الحضارة البابلية
إن الحضارة البابلية هي أول حضارة معروفة تمكنت من التوصل لنظرية عملية عن الكواكب. وقد عاش البابليون في بلاد ما بين النهرين (العراق حاليًا) في الألفيتين الأولى والثانية قبل الميلاد. ويُعد "لوح أمِّسادوكا البابلي لكوكب الزهرة" أقدم نص فلكي باق عن الكواكب وهو نسخة اكتشفت في القرن السابع قبل الميلاد وهي عبارة عن قائمة ببعض الملاحظات الخاصة بحركة كوكب الزهرة ربما يعود تاريخها إلى بداية الألفية الثانية قبل الميلاد. ويعتبر البابليون هم المؤسسون الحقيقيون لعلم التنجيم الغربي.[7] وهناك نص يسمى Enuma anu enlil كُتب خلال عصر الآشوريين الجدد في القرن السابع قبل الميلاد،[8] وهذا النص يحتوي على بعض التعاويذ المتعلقة ببعض الظواهر السماوية ومن ضمنها حركة الكواكب.[9] أما السومريون، وهم خلفاء البابليون ويعتبرون من ضمن الحضارات الرائدة ويعود إليهم الفضل في اختراع الكتابة، فقد عرفوا كوكب الزهرة على الأقل في عام 1500 ق.م.[10]
[عدل]الحضارة الإغريقية القديمة وحتى العصور الوسطى
النظام البطليموسي للكواكب
النظام الحديث القمر عطارد الزهرة الشمس المريخ المشترى زحل
[11] ☾ LVNA ☿ MERCVRIVS ♀ VENVS ☉ SOL ♂ MARS ♄ IVPITER ♃ SATVRNVS
اشتُق النظام الكوني الإغريقي القديم من الحضارة البابلية، حيث الإغريق القدماء في اكتساب العلوم الفلكية من البابليين في حوالي العام 600 ق.م. مثل علوم الكواكب والأبراج.[12] وبحلول القرن السادس قبل الميلاد كان البابليون قد حققوا تقدمًا في العلوم الفلكية يفوق ما حققه الإغريق. والدليل على ذلك هو أن أقدم المصادر الإغريقية، مثل الإلياذة والأوديسة لم يرد بها أي ذكر للكواكب. بحلول القرن الأول قبل الميلاد، بدأ الإغريق في تطوير نظرياتهم الرياضية لتحديد مواقع الكواكب. إن هذه النظريات التي اعتمدت على الهندسة البابلية وليس علم الحساب ستتفوق في النهاية على نظيراتها البابلية من ناحية التعقيد والشمول، كما يعتمد عليها في معظم الحركات الفضائية التي تتم ملاحظتها بالعين المجردة من على سطح الأرض. وقد بلغت تلك النظريات صورتها المثالية في كتاب بطليموس: المجسطي الذي ألَّفه في القرن الثاني الميلادي. وقد اعتبر هذا النموذج الذي ألفه بطليموس هو المرجع الأساسي في العالم الغربي والذي تفوق على ما عداه من مؤلفات في علم الفلك، وظل على هذه المكانة طيلة 13 قرنًا. كان الإغريق والرومان يعرفون سبعة كواكب وكانوا يعتقدون أن تلك الكواكب تدور حول الأرض وفقًا لقوانين بطليموس. وكان ترتيبهم، وفقًا لقوانين بطليموس، بدءًا من الأرض كالآتي: القمر ثم عطارد ثم الزهرة ثم الشمس ثم المريخ ثم المشترى ثم زحل.[5][13][14]
عند العرب الكواكب السيارة هو الاسم القديم للكواكب التي ترى من الأرض متجولة بين النجوم. وقد سُميت "سيارة" لأن العرب القدماء كانوا يُسمون كل النقاط اللامعة في السماء بـ"الكواكب". ولكن لاحظوا أن بعضها تتحرك باستمرار عبر السماء غير حركة دوران القبة السماوية الناتجة عن دوران الأرض حول نفسها. ولذلك فقد سموا المتحركة منها بـ"الكواكب السيارة" (والتي تُسمى اليوم "الكواكب") والثابتة بـ"الكواكب الثابتة" (والتي تسمى اليوم "النجوم"). العرب لم يَعتبروها آلهة كالإغريق بالرغم من أنهم عظّموها، فالمشتري أخذ اسمه لأنه اشترى العظمة لنفسه. وقد كان للمشتري والزهرة أهمية خاصة عندهم للمعانهما الشديد.
[عدل]عصر النهضة الأوروبية
الكواكب في عصر النهضة
عطارد الزهرة الأرض المريخ المشتري زحل
ربما كانت الخمسة كواكب التي تُرى بالعين المجردة معروفة منذ قديم الأزل، وقد كان لتلك الكواكب آثار بالغة على الأساطير والعلوم الكونية الدينية وعلم الفلك القديم. ومع تطور المعرفة العلمية، تغير مفهوم كلمة "كوكب" من مجرد جسم يهيم في السماء ([حول نجم معين) إلى جسم يدور حول الأرض (أو هكذا كان يُعتقد قديمًا)، إلى أن اكتشفنا في القرن السادس عشر أن الكواكب تدور حول الشمس، وذلك بفضل تصديق النموذج الشمسي المركز لـ "كوبرنيكوس" و"غاليليو" و"كيبلر". [15] عندما تم اكتشاف الأقمار التابعة لكوكبي المشترى وزحل في القرن السابع عشر، كانت تستخدم كلمة "كوكب" و"قمر" بالتبادل، على الرغم من أن كلمة "قمر" أصبحت هي المنتشرة في القرن الثامن عشر.[16] وبحلول منتصف القرن التاسع عشر، ارتفع عدد الكواكب المكتشفة للغاية حيث كان يطلق المجتمع العلمي على أي جسم يدور بشكل مباشر حول الشمس اسم "كوكب".
[عدل]القرن التاسع عشر
الكواكب في بداية القرن التاسع عشر
عطارد الزهرة الأرض المريخ فيستا جونو سيريز بالاس المشتري زحل أورانوس
في القرن التاسع عشر، أدرك العلماء أن الأجسام المكتشفة مؤخرًا والتي صنفت على أنها كواكب لمدة نصف قرن (مثل، سيريز وبالاس وفيستا) تختلف تمامًا عن الكواكب التقليدية. إن هذه الأجسام تسبح في المنطقة الفضائية نفسها بين كوكب المريخ والمشترى (حزام الكويكبات)، ولكن كتلتها أصغر بكثير من الكواكب، ولذلك فقد صنفت على أنها كويكبات. وفي ظل غياب أي تعريف رسمي لكلمة "كوكب"، جرى العرف على أن الكوكب هو أي جسم بالغ الضخامة وله مدار حول الشمس. نظرًا للفرق الهائل في الحجم بين الكويكبات والكواكب وبعد خمود جذوة الحماس بعد اكتشاف الكوكب "نبتون" في عام 1846، فإنه لم تكن هناك حاجة ماسة لوضع تعريف رسمي.[17]
[عدل]القرن العشرون
الكواكب منذ أواخر القرن التاسع عشر وحتى 1930
عطارد الزهرة الأرض المريخ المشتري زحل أورانوس نبتون
ومع ذلك، فإنه تم اكتشاف كوكب بلوتو في القرن العشرين. وقد أظهر الرصد الأوَّلي لكوكب بلوتو أنه أكبر من الأرض،[18] مما جعله يُصنَّف كتاسع كواكب في المجموعة الشمسية. إلى أن اكتشف بعد ذلك أنه أصغر حجمًا من الأرض بكثير، بل في 1936 رجح "رايموند ليتلتون" أن بلوتو يمكن أن يكون قمرًا شاردًا عن كوكب نبتون،[19] بينما رجح "فريد ويبل" عام 1964 أن بلوتو ربما يكون مذنبًا.[20] ومع ذلك، فإنه نظرًا لكون بلوتو ما زال أكبر حجمًا من كل الكويكبات المعروفة كما أنه يسبح بمفرده في الفضاء،[21] فقد ظل محتفظًا بصفته ككوكب حتى عام 2006. تميزت فترة التسعينيات وأوائل الألفية الثالثة باكتشاف فيض هائل من الأجرام السماوية التي تشبه المجموعة الشمسية سميت (حزام كوبير). ومثله مثل سيريز والعديد من الكويكبات التي اكتشفت قبله، فقد اكتشف أن بلوتو ما هو إلا جسم صغير يسبح في الفضاء بين آلاف الأجسام الأخرى. وقد أيد كثير من علماء الفلك استبعاد بلوتو من قائمة الكواكب، وخاصةً بعد اكتشاف العديد من الأجرام المماثلة له في الحجم. وقد أدى اكتشاف ما يُعرف بأنه الكوكب العاشر المسمى "إيريس" والكبير جدًا في الحجم إلى إعادة موضوع تعريف الكواكب إلى الأذهان ثانية. وقد أصدر الاتحاد الفلكي الدولي تعريفًا لمصطلح "كوكب" في عام 2006. وقد تقلص عدد الكواكب إلى أكبر ثمانية كواكب من حيث الحجم والتي استطاعت تخلي مدارها من الكويكبات (عطارد والزهرة والأرض والمريخ والمشترى وزحل وأورانوس ونبتون)، وتم إضافة قائمة أخرى تضم الكواكب القزمة (سيريز وبلوتو وإيريس).[22]
الكواكب في الفترة ما بين 1930–2006
عطارد الزهرة الأرض المريخ المشتري زحل أورانوس نبتون بلوتو
وفي عام 1992، أعلن العالمان "ألكساندر فولفسكان" و"ديل فرايل" اكتشاف نظم كوكبية حول نجم طارق (نجم مشع) PSR B1257 + 12.[23] ويُعد هذا هو أول اكتشاف فعلي لمجموعة كواكب تدور حول أحد النجوم. وفي السادس من أكتوبر عام 1995، أعلن "ميتشيل مايور" و"ديديه كويلوز" من جامعة جنيف عن أول اكتشاف فعلي لكوكب خارج المجموعة الشمسية يدور حول نجم عادي في متتابعة رئيسية وهذا النجم يُسمى (51 Pegasi). أدى اكتشاف كواكب أخرى خارج المجموعة الشمسية إلى إضفاء مزيد من الغموض على تعريف مصطلح كوكب أو بمعنى أدق متى يصبح الكوكب نجمًا. فالعديد من الكواكب المعروفة التي تقع خارج المجموعة الشمسية تعد أكبر من حجم كوكب المشترى بعدة مرات، حيث أنها تقارب حجم الأجرام السماوية المعروفة بـ "الأقزام البنية".[24] فتلك الأقزام البنية تعد نجومًا بصفة عامة نظرًا لقدرتها على دمج الهيدروجين الثقيل (الديوتريوم). وفي حين أن النجوم التي يبلغ حجمها 75 مرة قدر حجم المشترى لها القدرة على دمج الهيدروجين، فإن النجوم التي يعادل حجمها حجم المشترى بـ 13 مرة فقط لها القدرة على دمج الهيدروجين الثقيل (الديوتريوم). ولكن الجدير بالذكر هنا هو ندرة الهيدروجين الثقيل وقد توقفت معظم الأقزام البنية عن دمج الهيدروجين الثقيل (الديوتريوم) قبل اكتشافها بوقت طويل؛ مما يجعلها متشابهة إلى حد بعيد مع الكواكب العملاقة.[25] ومع اكتشاف "حزام كوبير" الكبير والعديد من الأجرام السماوية قرصية الشكل المتفرقة في أواخر التسعينيات وأوائل القرن الحادي والعشرين، تم إطلاق لقب الكوكب العاشر على العديد من الكواكب، مثل كواور و90377 وإيريس في العديد من وسائل الإعلام، ولكن أيًا منها لم يُعترف به علميًا إلى الآن، وذلك على الرغم من أن إيريس يُصنف الآن على أنه كوكب قزم.
[عدل]القرن الحادي والعشرون
[عدل]تعريف الكوكب الذي يقع خارج المجموعة الشمسية
في عام 2003، قامت ورشة العمل الخاصة بالكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية التابعة للاتحاد الفلكي الدولي بتقديم بيان حول تعريف مصطلح "كوكب" الذي تضمن التعريف العملي التالي الذي يركز في الأساس على الفرق بين الكواكب والأقزام البنية:[2]
الكواكب القزمة في 2006-
سيريز بلوتو ماكيماكي هوميا إيريس
الكواكب هي الأجرام السماوية التي تقل كتلتها الحقيقية عن الكتلة اللازمة لحدوث الاندماج النووي الحراري للهيدروجين الثقيل (والتي تُقدر حاليًا بضعف كتلة المشترى 13 مرة وذلك بالنسبة للأجرام التي لها الوفرة النظائرية نفسها التي للشمس[26]) والتي تدور حول أحد النجوم أو بقايا نجم في السماء (بغض النظر عن طريقة تكوينها). ويجب أن يكون الحد الأدنى لكتلة وحجم الجرم السماوي الذي يقع خارج المجموعة الشمسية مساوية لتلك الخاصة بكواكب المجموعة الشمسية لكي يصل هذا الجرم لمرتبة الكوكب.
إن الأجسام دون النجمية التي تفوق كتلتها الحقيقية الكتلة اللازمة لحدوث الاندماج النووي الحراري للهيدروجين الثقيل يُطلق عليها "الأقزام البنية"، بغض النظر عن طريقة تكوينها أو موقعها.
أما الأجرام السماوية السابحة في الفضاء في لتجمعات النجمية الصغيرة والتي تقل كتلتها الحقيقية عن الكتلة اللازمة لحدوث الاندماج النووي الحراري للهيدروجين الثقيل فلا تُعد "كواكب"، ولكن يمكن أن نطلق عليها "الأقزام البنية الثانوية" (أو أي اسم آخر أنسب).
وقد ذاع استخدام هذا التعريف بين علماء الفلك عند نشر اكتشافاتهم حول الكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية في المجلات العلمية.[27] وعلى الرغم من أن هذا التعريف مؤقت، فإنه ما زال محتفظًا بمكانته كأفضل تعريف لحين إشعار آخر. ومع ذلك، فإنه لم يتطرق إلى الجدل الثائر حول الحد الأدنى للكتلة،[28] وبذلك تمكن هذا التعريف من تجنب الخلاف الثائر حول كواكب المجموعة الشمسية.
[عدل]تعريف عام 2006
وقد أثير الموضوع الخاص بالحد الأدنى للكتلة خلال انعقاد اجتماع الجمعية العمومية للاتحاد الفلكي الدولي في عام 2006، وبعد كثير من المناقشات ورفض أحد المقترحات، وافقت الجمعية العمومية للاتحاد على التصويت لصالح قرار بتعريف كواكب المجموعة الشمسية:[1]
A celestial body that is (a) in orbit around the Sun, (b) has sufficient mass for its self-gravity to overcome rigid body forces so that it assumes a hydrostatic equilibrium (nearly round) shape, and (c) has cleared the neighbourhood around its orbit.
وفقًا لهذا التعريف تتكون المجموعة الشمسية من ثمانية كواكب. أما الأجرام التي ينطبق عليها الشرطان الأول والثاني فقط (مثل، بلوتو وماكيماكي وإيريس) فصنفت على أنها "كواكب قزمة"، بشرط ألا تكون أقمارًا تابعة لكواكب أخرى. وقد قامت لجنة تابعة للاتحاد الفلكي الدولي بتقديم تعريف آخر تضمن عددًا أكبر من الكواكب؛ حيث أنه لم يكن يتضمن الشرط (جـ).[29] وبعد مناقشات عديدة، تم الاتفاق على استبعاد تلك الأجرام السماوية وتصنيفها على أنها "كواكب قزمة".[30] ويعتمد هذا التعريف أساسًا على نظريات تكوين الكواكب، والتي تمكنت فيها الكواكب في أثناء مراحل تكوينها الأولى من إخلاء مدارها من الأجرام السماوية الأخرى الأصغر حجمًا. ويصف عالم الفلك "ستيفين سوتير" ذلك قائلاً:[31]
The end product of secondary disk accretion is a small number of relatively large bodies (planets) in either non-intersecting or resonant orbits, which prevent collisions between them. Asteroids and comets, including KBOs(definition needed), differ from planets in that they can collide with each other and with planets.
وبعد التصويت الذي جرى خلال انعقاد الجمعية العمومية للاتحاد الفلكي الدولي في عام 2006، ثار جدل شديد ومناقشات حادة حول ذلك التعريف،[32][33] بل إن بعض علماء الفلك قد صرحوا بأنهم لن يستخدموة مطلقًا.[34] ويتركز هذا الخلاف حول الشرط (جـ) الخاص بإخلاء المدار، حيث يرجح كثير من العلماء حذف ذلك الشرط، وأن ما يُطلق عليها الآن "الكواكب القزمة" يجب أن يشملها التعريف الخاص بمصطلح كوكب. وسيعقد مؤتمر الاتحاد الفلكي الدولي القادم في عام 2009 والذي يمكن خلاله تعديل تعريف عام 2006 أو إضافة الكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية. أما على الصعيد غير العلمي، فقد نال بلوتو ما يستحقه من اهتمام واعتباره كوكبًا منذ اكتشافه عام 1930. وقد ذُكر إيريس في وسائل الإعلام بعد اكتشافه بأنه الكوكب العاشر في المجموعة الشمسية، مما أثار انتباه وسائل الإعلام والرأي العام بشدة عندما تم تصنيفه ضمن ثلاثة كواكب أخرى بأنه "كوكب قزم".[35]
[عدل]التصنيفات السابقة
يوضح الجدول التالي الأجرام السماوية في المجموعة الشمسية التي كانت تُعد كواكب فيما سبق:
الأجرام السماوية ملاحظات
الشمس والقمر صُنفت في العصور القديمة على أنها كواكب وفقًا للتعريف المستخدم آنذاك.
أيو ويوروبا وجانيميد وكاليستو أكبر أربعة أقمار تابعة للمشترى ومعروفة باسم "أقمار جاليليو" نسبةً إلى مكتشفها "جاليليو جاليلي". وقد أشار إليها باسم "أقمار ميديكيان" نسبةً إلى رعاته عائلة ميديكي.
تيتان[b] وإيابيتوس[c] وريا[c] وتيثيس[d] وديون[d] خمسة من أكبر الأقمار التابعة لكوكب زحل. وقد اكتشفهم العالمان كريستيان هيجنز وجيوفاني دومينيكو كاسيني.
سيريز[e] وبالاس وجونو وفيستا أول كويكبات معروفة منذ اكتشافها في الفترة بين 1801 و1807 إلى أن تم إعادة تصنيفها مرة أخرى على أنها كويكبات في خمسينيات القرن التاسع عشر.[36] وتم تصنيف سيريز بعد ذلك على أنه كوكب قزم.
استريا وهيبي وإيريس وفلورا وميتس وهايجيا وبارثينوب وفيكتوريا وإيجيريا وإيرين ويونوميا تم اكتشاف المزيد من الكويكبات في الفترة بين 1845 و1851. وقد أدى اكتشاف عدد كبير من النجوم إلى قيام علماء الفلك بإعادة تصنيفها على أنها كويكبات ولاقت هذه الخطوة قبولاً واسعًا بحلول عام 1854.[37]
بلوتو[f] أحد الأجرام السماوية التي تقع بعد كوكب نبتون وله محور شبه أساسي بعد نبتون. في عام 2006، أعيد تصنيف بلوتو باعتباره كوكب قزم.
[عدل]الأساطير
220 pxThe آلهة جبال الأوليمب التي سميت المجموعة الشمسية على أسمائها
اشتقت أسماء الكواكب في الحضارة الغربية من الأسماء التقليدية الرومانية، التي اشتُقت أساسًا من الإغريق والبابليين. في الحضارة الإغريقية القديمة، أطلق على أكبر مصدرين للضوء، وهما الشمس والقمر اسم "هيليوس" و"سيلين" وأطلقوا على أبعد كوكب "فينون" أي "المشع" ثم "فيثون" أي "اللامع"، أما الكوكب الأحمر فقد أطلقوا عليه اسم "بايرويس" أي "الكوكب الناري" أما أكثر الكواكب لمعانًا فقد أطلقوا عليه "فوسفوروس" أي "جالب الضوء"، أما آخر تلك الكواكب السابحة في الفضاء الرحب فقد أسموه "ستيلبون" أي "الكوكب ذو الوميض". وقد نسب الإغريق أيضًا هذه الكواكب لآلهة جبل الأولمب المقدسة، فقد تم إطلاق اسمي "هيليوس" و"سيرين" على كوكبين وإلهين، أما "فينون" فقد كان اسمًا مقدسًا ومكرسًا للإله "كرونوس" وهو أحد الجبابرة الذين حكموا العالم قبل آلهة جبل الأولمب المقدسة كما تعتقد الأساطير القديمة، وكان "فيثون" اسمًا مقدسًا للإله "زيوس" ؛ وهو ابن الملك "كرونوس" الذي خلفه في حكم العالم، أما "بايروس" فقد كان اسمًا مقدسًا للإله "آريس" وهو ابن "زيوس" وإله الحرب في الوقت نفسه، أما "فوسفوروس" فقد كان اسمًا مقدسًا للإلهه "أفروديت" إلهة الحب، أما "هيرميس" رسول الآلهة وإله العلم والفطنة فقد كان حاكمًا للكوكب "ستيلبون".[38] سبق البابليون الإغريق في إطلاق أسماء الآلهة على الكواكب. فقد أطلق البابليون على كوكب "فوسفوروس" هذا الاسم تيمنًا باسم إلهة الحب في بابل عشتار وأطلقوا على كوكب "بايرويس" اسم إله الحرب "نيرجال" وأطلقوا على كوكب "ستيلبون"اسم إله الحكمة "نابو" وأطلقوا على كوكب "فيثون" اسم إلههم الأكبر "ماردوك".[39] وهناك العديد من أوجه التشابه بين أساليب إطلاق الأسماء على الكواكب بين البابليون والإغريق.[38] وعلى الرغم من ذلك لم تكن الترجمة دقيقة كما يجب. فعلى سبيل المثال، كان إله الحرب عند البابليون يُدعى "نيرجال"، ولذلك أطلق الإغريق عليه اسم "آريس". ومع ذلك، فعلى عكس "آريس"، فإن "نيرجال" كان أيضًا إله الشر والجحيم.[40] في الوقت الحاضر، فإن معظم الناس في العالم الغربي يعرفون الكواكب بأسمائها المشتقة من أسماء آلهة جبال الأولمب الإغريق. وبينما لا يزال اليونانيون يستخدمون حاليًا الأسماء الإغريقية القديمة للكواكب، فإن معظم الشعوب الأوروبية الأخرى تستخدم الأسماء الرومانية (أو اللاتينية)، ويرجع ذلك إلى تأثر هذه الشعوب بالإمبراطورية الرومانية والكنيسة الكاثوليكية فيما بعد. ينحدر الرومان والإغريق من أصول هندية أوروبية، وكانوا يقدسون آلهة واحدة بأسماء مختلفة، ولكن الرومان لم يكن لديهم ذلك الإبداع الأدبي والقصصي الذي أضفاه الأدباء الإغريق على آلهتهم. وفي الفترة الأخيرة من الحضارة الرومانية القديمة، استعار العديد من الكتاب الرومان من المبدعين الإغريق قصصهم التاريخية وطبقوها على آلهتهم، إلى أن اختلطت الأمور بين هذه الأسماء وتلك.[41] وعندما درس الرومان علم الفلك الإغريقي، فإنهم أطلقوا على الكواكب أسماء آلهتهم: فقد أطلقوا اسم "ميركوريوس" على "هيرميس" و"فينوس" على "آفروديت" و"مارس" على "آريس" و"لوبيتر" على "زيوس" و"ساتورنوس" على "كرونوس". وبعد اكتشاف كواكب أخرى في القرن الثامن عشر والتاسع عشر، تم تسميتها بالطريقة نفسها؛ حيث أطلقوا اسم "يورانوس" بدلاً من "أورانوس" و"نيبتونوس" بدلاً من "بوسيدون". أعتقد بعض الرومان أن الآلهة السبعة التي أُطلقت أسماؤها على الكواكب كانوا يتناوبون على رعاية شئون الدنيا وهو اعتقاد قديم ربما نشأ في الحضارة البابلية القديمة ولكنه تطور في مصر الإغريقية. وكان هذا التناوب حسب اعتقادهم يبدأ بزحل ثم يتبعه المشترى ثم المريخ ثم الشمس ثم الزهرة ثم عطارد وأخيرًا القمر (وهذا الترتيب من الأبعد إلى الأقرب).[42] لذلك، كان اليوم الأول يبدأ بزحل (الساعة الأولى) واليوم الثاني يبدأ بالشمس (الساعة الخامسة والعشرون) واليوم الثالث بالقمر (الساعة التاسعة والأربعون) ثم المريخ فعطارد فالمشترى وأخيرًا الزهرة. نظرًا لتسمية كل يوم باسم الإله الذي يبدأ به، فإن هذا هو أيضًا ترتيب أيام الأسبوع حسب التقويم الروماني بعد رفض Nundinal cycle وما زالت هذه التسمية لم تتغير في الكثير من اللغات الحديثة.[43] على سبيل المثال، Sunday (الأحد) وMonday (الاثنين) وSaturday (السبت) عبارة عن ترجمة مباشرة للأسماء الرومانية. وفي اللغة الإنجليزية، فإن باقي أيام الأسبوع سميت كالتالي: Tuesday الأحد من Tiw وWednesday الأربعاء من Wóden وThursday الثلاثاء من Thunor وFriday الجمعة من Fríge، في حين أن أسماء آلهة الأنجلو ساكسونيين كانت مشابهة أو هي أسماء الكواكب المريخ وعطارد والمشترى والزهرة على التوالي. نظرًا لأن الأرض لم يُقبل تصنيفها ككوكب إلا في القرن السابع عشر،[15] فإنها لم تسمى على اسم أحد الآلهة (والأمر نفسه ينطبق على الشمس والقمر في اللغة الإنجليزية على الأقل). وقد اشتق اسم الأرض منذ القرن الثامن الميلادي من الكلمة الأنجلو ساكسونية erda والتي تعني سطح الأرض أو التربة واستُخدمت للمرة الأولى في الكتابة باعتبارها اسم المجال الجوي للألاض ربما حوالي عام 1300 م.[44][45] ويعد كوكب الأرض هو الكوكب الوحيد الذي لم يُشتق اسمه من الأساطير الرومانية الإغريقية القديمة. وما زالت هناك العديد من اللغات الرومانية تستخدم الكلمة الرومانية القديمة terra بمعنى الأرض (أو كلمة مشتقة منها) والتي كانت تستخدم قديمًا بمعنى اليابسة (كلمة مضادة لكلمة بحر).[46] ومع ذلك، فإن اللغات غير الرومانسية تستخدم كلماتها الأصلية الخاصة بها. بينما احتفظ اليونانيون بالكلمة الأصلية Γή (Ge or Yi) واللغات الجرمانية، ومن ضمنها الإنجليزية، تستخدم كلمة مشتقة أو مأخوذة عن الكلمة جرمانية الأصل ertho (الأرض) ونظيرتها في اللغة الإنجليزية Earth والألمانية Erde والهولندية Aarde والاسكندنافية Jorde.[45] تستخدم الثقافات غير الأوروبية نظمًا أخرى في تسمية الكواكب. فالهند مثلاً تستخدم نظام تسمية يعتمد على تقويم "نافاجراها" الهندي الأصل، وفيه يُطلق على الشمس "سوريا" والقمر "شاندرا" وعطارد "بودها" والزهرة "شوكرا" والمريخ "مانجالا" والمشترى [[براسباتي|"قالب:إياست براسباتي"]] أما زحل فيُطلق عليه "شاني". فيما سُميت العقدتان القمريتان الصاعدة والهابطة المرتبطتان بظاهرتي الخسوف والكسوف بـ "راهو" و"كيتو". أما الصين ودول شرق آسيا المتأثرة بالحضارة الصينية (مثل، اليابان وكوريا وفيتنام)، فقد استخدمت نظامًا يعتمد على العناصر الصينية الخمسة: الماء (عطارد) والمعدن (الزهرة) والنار (المريخ) والخشب (المشترى) والأرض (زحل).
[عدل]تكوين الكواكب
لا يُعرف على وجه الدقة كيفية تَكوُّن الكواكب. والنظرية الشائعة هي أن تلك الكواكب قد نتجت عن انهيار السديم الغازي إلى قرص رفيع يتكون من الغاز والغبار. وتفترض تلك النظرية أن ذلك السديم كان مُكوَّنًا من نجم أوَّلي في المركز محاطًا بأقراص من الكواكب الأولية الدوارة. من خلال تراكم (عملية التصادم اللزجة) جزيئات الغبار في القرص تتراكم باطراد لتشكيل كتلة أكبر من أي وقت مضى من الهيئات. وتراكمت العديد من جزيئات الغبار في هذا القرص مكوَّنة أجرامًا سماوية هائلة الحجم. وعلى أثر التركيزات الموضعية تكونت كتلٌ تُعرف باسم "الكواكب الجنينية"، وقد ساعدت تلك الكواكب متناهية الصغر في تسارع عملية التراكم عبر جذب العديد من المواد الأخرى بالجاذبية المركزية الناتجة عن الدوران. وقد تزايدت كثافة تلك التركيزات إلى أن انفجرت من داخلها بفعل الجاذبية مكوِّنة تلك الكواكب الأولية.[47] وبعد أن يصل الكوكب لقطر أكبر من قطر القمر التابع للأرض، يبدأ في تجميع غلاف جوي ممتد؛ مما يؤدي إلى تعاظم قدرته على جذب الكواكب الجنينية بواسطة قوة الإعاقة للغلاف الجوي.[48]
انطباع فنان عن قرص من الكواكب الأولية
عندما يكبر النجم الأولي حتى يبلغ درجة الاشتعال ليكون نجمًا حقيقًا، فإنه يطرد القرص الباقي بداخله إلى الخارج بفعل التبخر الضوئي والرياح الشمسية وPoynting-Robertson drag وعوامل أخرى عديدة.[49][50] وبعد ذلك، يمكن أن تكون هناك بعض الكواكب الأولية التي ما زالت تدور حول النجم أو حول بعضها البعض، ولكن مع مرور الوقت سوف تصطدم ببعضها البعض مكونة كوكبًا واحدًا كبيرًا أو مطلقة مواد تمتصها كواكب أوَّلية كبيرة أخرى أو كواكب مكتملة.[51] وسوف تنمو تلك الأجرام إلى أن تتمكن من جذب العديد من الأجسام التي تدور في فلكها حتى تصل إلى صورتها النهائية ككواكب مكتملة. وفي هذه الأثناء، يمكن أن تتحول الكواكب الأولية التي لم تنفجر إلى أقمار تابعة لكواكب أخرى عبر الجاذبية المركزية أو تستمر في الدوران في أحزمة أجرام أخرى إلى أن تصل إلى شكلها النهائي ككواكب قزمة أو مجرد أجرام صغيرة في المجموعة الشمسية. أما التأثيرات الفعالة للكواكب الجنينية (والانحلال الإشعاعي)، فسوف تتسبب في تسخين ذلك الكوكب النامي مسببة انصهاره جزئيًا على أقل تقدير. ويبدأ الجزء الداخلي من الكوكب في التغير إلى أن يصبح أكثر كثافة.[52] وتفقد المجموعات الكوكبية الأخرى معظم غازاتها بفعل هذا التراكم، ولكن هذه الغازات المفقودة يمكن تعويضها عبر الغازات الصادرة من الغلاف الجوي ومن المذنبات الأخرى.[53] (أما الكواكب الأصغر فسوف تفقد أية غازات تحصل عليها بفعل هروب تلك الغازات). وبعد اكتشاف ومتابعة عدة نظم كوكبية حول نجوم خارج مجموعتنا الشمسية، صار هذا التحليل عرضة للمراجعة أو التغيير نهائيًا. في الوقت الراهن، فإن مستوى المعدنية (مصطلح فلكي يصف مدى تركيز العناصر الكيميائية التي يزيد رقمها الذري عن 2 _الرقم الذري للهيليوم _ هو الذي يحدد إمكانية تواجد كواكب لنجم معين من عدمه.[54] لذلك، فإن احتمال وجود نظام كوكبي حول النجم الغني بالمعادن population II يزيد عن احتمال وجود نظام كوكبي حول النجم الفقير معدنيًا population I.
[عدل]المجموعة الشمسية
375 pxThe الكواكب الصخرية: عطارد والزهرة والأرض والمريخ (الأحجام بمقاييس نسبية)
الكواكب الغازية العملاقة الأربعة بالنسبة للشمس: المشترى وزحل وأورانوس ونبتون (الأحجام بمقاييس نسبية)
تبعًا للتعريف الحالي الصادر عن الاتحاد الفلكي الدولي، فإن هناك ثمانية كواكب في المجموعة الشمسية. وترتيبها كالتالي حسب بعدها عن الشمس من الأقرب للأبعد:
عطارد
الزهرة
الأرض
المريخ
المشتري
زحل
أورانوس
نبتون
المشترى هو أكبر كوكب في المجموعة الشمسية؛ حيث تبلغ كتلته ضعف كتلة كوكب الأرض 318 مرة، بينما يعد كوكب عطارد أصغرها حيث تبلغ كتلته ضعف كتلة كوكب الأرض 0.055 مرة. يمكن تصنيف كواكب المجموعة الشمسية حسب تكوينها كالتالي:
الكواكب الصخرية (الكوكب الصخري): تضم الكواكب الشبيهة بالأرض؛ حيث تتكون في الأساس من الصخور. وهذه الكواكب هي عطارد والزهرة والأرض والمريخ.
الكواكب الغازية العملاقة (الكواكب الشبيهة بالمشترى) : تضم الكواكب الغازية العملاقة التي تتكون أساسًا من مواد غازية وهي تفوق الكواكب الصخرية من حيث الحجم. وهذه الكواكب هي المشترى وزحل وأورانوس ونبتون. ثمة فئة ثانوية تندرج تحت فئة الكواكب الغازية العملاقة وهي الكواكب الجليدية العملاقة والتي تضم كوكبي أورانوس ونبتون. وتتميز هذه الكواكب عن الكواكب الغازية بصغر حجمها عن الكواكب الغازية وبنفاد الهيدروجين والهيليوم في طبقات الجو بها، بالإضافة إلى زيادة نسبة الصخور والجليد فيها بشكل ملحوظ.
خصائص الكواكب
اسم الكوكب القطر الاستوائي
[a]
الكتلة
[a]
نصف القطر المداري (وحدة فلكية) الفترة المدارية (بالسنين) الميل إلى خط استواء الشمس (بالدرجة) مقدار لامركزية المدار فترة الدوران حول المحور (بالأيام) عدد الأقمار الحلقات الغلاف الجوي تكوين الكوكب
كوكب عطارد 0.382 0.06 0.39 0.24 3.38 0.206 58.64 — لا يوجد لا يوجد الكواكب الصخرية
كوكب الزهرة 0.949 0.82 0.72 0.62 3.86 0.007 243.02 — لا يوجد ثاني أكسيد الكربون CO2 ونيتروجين N2 الكواكب الصخرية
كوكب الأرض
[b]
1.00 1.00 1.00 1.00 7.25 0.017 1.00 1 لا يوجد نيتروجين N2 وأكسجين O2 الكواكب الصخرية
كوكب المريخ 0.532 0.11 1.52 1.88 5.65 0.093 1.03 2 لا يوجد ثاني أكسيد الكربون CO2 ونيتروجين N2 الكواكب الصخرية
المشتري 11.209 317.8 5.20 11.86 6.09 0.048 0.41 49 يوجد هيدروجين H2 وهيليوم He الكواكب الغازية العملاقة
كوكب زحل 9.449 95.2 9.54 29.46 5.51 0.054 0.43 52 يوجد هيدروجين H2 وهيليوم He الكواكب الغازية العملاقة
كوكب أورانوس 4.007 14.6 19.22 84.01 6.48 0.047 -0.72 27 يوجد هيدروجين H2 وهيليوم He الكواكب الغازية العملاقة
كوكب نبتون 3.883 17.2 30.06 164.8 6.43 0.009 0.67 13 يوجد هيدروجين H2 وهيليوم He الكواكب الغازية العملاقة
بالنسبة لكوكب الأرض، انظر مقال كوكب الأرض للحصول على القيم الكاملة.
[عدل]الكواكب القزمة
مقال تفصيلي :كوكب قزم
قبل صدور قرار شهر أغسطس لعام 2006، قدم علماء الفلك العديد من الأجرام السماوية على أنها كواكب، بما في ذلك الاتحاد الفلكي الدولي. مع ذلك، تمت إعادة تصنيف هذه الأجرام في عام 2006 على أنها كواكب قزمة للتفرقة بينها وبين الكواكب العادية. وقد أقر الاتحاد الفلكي الدولي دخول خمسة كواكب قزمة ضمن المجموعة الشمسية وهي سيريز وبلوتو وهوميا وماكيماكي وإيريس. من ناحية أخرى، هناك أجرام أخرى عديدة في حزام الكويكبات وحزام كوبير لا زالت قيد الدراسة يمكن القول إن خمسين منها يحتمل ضمها لفئة الكواكب القزمة فيما بعد. ويذكر أيضًا أنه من المتوقع اكتشاف ما يصل إلى 200 كوكب قزم بمجرد استكشاف حزام كوبير بالكامل. تشترك الكواكب القزمة مع الكواكب العادية في كثير من الخصائص ـ على الرغم من ما بينها من اختلافات واضحة ـ منها أن جميعها كواكب تابعة في مدارها. وسمات الكواكب القزمة يوضحها الجدول التالي:
خصائص الكواكب القزمة اسم الكوكب القطر الاستوائي الكتلة نصف القطر المداري (وحدة فلكية) الفترة المدارية (بالسنوات) الميل نحو المدار الشمسي (بالدرجة) مقدار لامركزية المدار فترة الدوران حول المحور (بالأيام)
عدد الأقمار الحلقات الغلاف الجوي سيريز 0.08 0.000 2 2.5–3.0 4.60 10.59 0.080 0.38 0 لا يوجد لا يوجد بلوتو 0.19 0.002 2 29.7–49.3 248.09 17.14 0.249 −6.39 3 لا يوجد مؤقت هوميا 0.37×0.16 0.000 7 35.2–51.5 285.38 28.19 0.189 0.16 2 ماكيماكي ~0.12 0.000 7 38.5–53.1 309.88 28.96 0.159 ? 0 ? ؟ [d] إيريس 0.19 0.002 5 37.8–97.6 ~557 44.19 0.442 ~0.3 1 ? ؟ [d]
c قيست بالنسبة إلى الأرض. d من المحتمل وجود غلاف جوي مؤقت، ولكن لم يتم رصده بعد من خلال ظاهرة احتجاب النجم.
حسب ما جاء في التعريف، فإن كل كوكب من الكواكب القزمة ينتمي لمجموعة كبيرة من الأجرام. فكوكب سيريز هو أكبر جرم سماوي في حزام الكويكبات وبلوتو وماكيماكي ينتميان إلى حزام كوبير، في حين أن إيريس يتبع مجموعة الكويكبات المتفرقة قرصية الشكل. يذكر بعض العلماء وعلى رأسهم العالم "مايك براون" أنه عما قريب سيتم اكتشاف أكثر من أربعين جرمًا سماويًا يدور حول كوكب نبتون ويمكن اعتبارها من الكواكب القزمة بموجب التعريف الحديث الذي وضعه الاتحاد الفلكي الدولي.[55]
[عدل]الكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية
مقال تفصيلي :كوكب خارج المجموعة الشمسية
تم اكتشاف أول كوكب خارج المجموعة الشمسية يدور حول نجم ذي متتابعة رئيسية في السادس من أكتوبر عام 1995 عندما أعلن كل من "ميتشيل مايور" و"ديديه كويلوز" الأستاذين بجامعة جنيف اكتشاف كوكب خارجي يدور حول نجم ذي متتابعة رئيسية (51 Pegasi). هذا وكان حجم معظم الكواكب التي تم اكتشافها خارج المجموعة الشمسية في فبراير 2009 والتي يبلغ عددها 342 كوكبًا يقترب من حجم كوكب المشتري أو يزيد عنه، ذلك على الرغم من رصد كواكب تتراوح أحجامها بين ما هو أقل من كوكب عطارد وما هو أكبر من المشترى عدة مرات.[56] إضافةً إلى ذلك، إن أصغر كواكب تم اكتشافها خارج المجموعة الشمسية حتى يومنا هذا هي مجموعة الكواكب التي تم رصدها تدور حول آثار نجم محترق ويطلق عليها مجموعة نجوم الطارق، مثل PSR B1257+12.[57] / لقد تم اكتشاف حوالي 12 كوكبًا خارج المجموعة الشمسية تبلغ كتلتها ضعف كتلة الأرض بمقدار يتراوح بين 10 و20 مرة، وذلك مثل تلك الكواكب التي تدور حول النجوم Mu Arae والسرطان 55 وGJ 436.[58] وقد أطلق على هذه الكواكب اسم "النبتونيات" نظرًا لاقتراب كتلتها من كتلة كوكب نبتون (حيث تبلغ ضعف كتلة الأرض 17 مرة).[59] هذا وهناك فئة أخرى جديدة من الكواكب تسمى "الأراضي العظيمة" وهي عبارة عن كواكب صخرية أكبر من الأرض بكثير ولكنها أصغر من نبتون أو أورانوس. تجدر الإشارة أنه تم اكتشاف ما يقارب ستة أراضٍ عظيمة حتى يومنا هذا وهي كوكب غلييز 876 ب والذي يبلغ ضعف كتلة الأرض ستة مرات،[60] وكوكبا OGLE-2005-BLG-390lb وMoa-2007-BLG-162Lb وهما كوكبان جليديان تم اكتشافهما عن طريق العدسية الدقيقة للجاذبية.[61][62] ومن ضمن هذه الكواكب الست أيضًا كوكب كوروت-إكسو-7ب وهو كوكب يقدر قطره بضعف قطر كوكب الأرض بمقدار 1.7 مرة (وهو بذلك يكون أصغر الأراضي العظيمة المُكتشفة حتى الآن) ولكن تقدر مسافة مداره بـ 0.02 وحدة فلكية فقط مما يعني أن سطحه قابل للذوبان عند درجات حرارة تتراوح بين 1000-1500 درجة مئوية [63]. وأخيرًا، هناك كوكبان من هذه الكواكب يدوران حول القزم الأحمر Gliese 581. تبلغ كتلة Gliese 581 d ضعف كتلة الأرض بمقدار 7.7 مرة،[64] بينما تبلغ كتلة Gliese 581 c خمس أضعاف كتلة الأرض الذي كان يعتقد في البداية أنه أول كوكب صخري تم اكتشافه يمكن وجود حياة عليه.[65] مع ذلك، كشفت دراسات تفصيلية أنه قريب للنجم التابع له للغاية بدرجة تجعله غير صالح لإقامة حياة عليه، في حين أن كوكب Gliese 581 d ـ أبعد كوكب في المجموعة ـ على الرغم من أن طقسه أكثر برودة من طقس الأرض، فإنه من الممكن أن توجد حياة عليه إذا كان غلافه الجوي يحتوي على غازات صوب زراعية كافية.[66] من هنا، يتضح تمامًا ما إذا كانت الكواكب الكبيرة حديثة الاكتشاف تشبه الكواكب الغازية العملاقة في المجموعة الشمسية أو تشبه نوع آخر مختلف تمامًا لم يعرف بعد، مثل الكواكب الكربونية أو كواكب الأمونيا العملاقة. وعلى العموم، تدور بعض الكواكب التي تم اكتشافها حديثًا، والمعروفة باسم كواكب المشترى الحارة، بالقرب من النجوم الأم في مدارات دائرية إلى حد ما. وبالتالي، تصلها إشعاعات نجمية بنسبة أكبر من تلك التي تصل الكواكب الغازية العملاقة في المجموعة الشمسية ـ الأمر الذي يترك المجال مفتوحًا للجدال حول ما إذا كانت تلك الكواكب جميعها من نوع واحد أم لا. من المحتمل كذلك وجود فئة من كواكب المشترى الحارة تسمى الكواكب الكاثونية والتي تدور على مقربة من نجمها لدرجة أن غلافها الجوي احترق بفعل الإشعاع النجمي. في حين أن العديد من كواكب المشترى الحارة تتعرض الآن لفقدان غلافها الجوي، كما حدث في عام 2008، لم يتم اكتشاف كوكب كاثوني حقيقي.[67] في الحقيقة، إن اكتشاف المزيد من الحقائق العلمية المفصلة حول الكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية يتطلب إدخال جيل جديد من الأجهزة، ويشمل ذلك تليسكوب الفضاء. هذا وتجري السفينة الفضائية COROT في الآونة الحالية أبحاثًا حول اختلاف مستوى السطوع على النجوم بسبب دوران الكواكب حولها. كذلك، هناك مشروعات كثيرة تم طرحها لإنتاج تليسكوبات فضائية للبحث عن الكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية التي تتشابه في كتلتها مع الأرض. ومن هذه المشروعات مشروع Kepler Mission التابع لوكالة ناسا ومشروع Terrestrial Planet Finder وبرامج Space Interferometry Mission المتمثلة في Darwin التابع لـ ESA وPEGASE التابع لـ CNES.[68] كذلك ويعد جهاز New Worlds Mission من الأجهزة التي يمكن استخدامها جنبًا إلى جنب مع تليسكوب "جيمس ويب" الفضائي. مع ذلك، فإنه ليست هناك مصادر أكيدة لتمويل هذه المشروعات. غير أن أول طيف للكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية لاح في الأفق كان في شهر فبراير من عام 2007 (كوكبا HD 209458 b وHD 189733 b).[69][70] إن تواتر ظهور الكواكب الصخرية يعد أحد المتغيرات في معادلة "دريك" التي تحسب عدد الحضارات التي تتمتع بالذكاء ولها القدرة على التواصل في مجرتنا.[71]
[عدل]الكواكب البينجمية
تقترح الكثير من نماذج المحاكاة المعدة بواسطة أجهزة الكمبيوتر والتي تصور تكوين النظم الكوكبية والنجوم أن بعض الأجرام التي لها كتلة تشبه كتلة الكواكب يمكن إطلاقها في فضاء النجوم.[72] وقد حاول بعض العلماء إثبات أن ما يطوف في عمق الفضاء من مثل هذه الأجرام السماوية يجب تصنيفه تحت فئة "الكواكب". ومع ذلك، فإن البعض الآخر منهم يقول إنها من الممكن أن تكون نجومًا ذات كتلة صغيرة.[73] في حين أن تعريف الكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية الصادر عن الاتحاد الفلكي الدولي لم يكن رأيه واضحًا تجاه هذه القضية. في عام 2005، أعلن علماء الفلك اكتشاف الجسم Cha 110913-773444 وهو أصغر قزم بني تم اكتشافه حتى الآن ويبلغ سبعة أضعاف كتلة كوكب المشترى. وبما أنه حين اكتشافه لم يكن يدور حول نجم في مدار، فهو يعتبر قزم بني ثانوي تبعًا لما جاء في تعريف الاتحاد الفلكي الدولي.[73] وخلال فترة قصيرة في عام 2006، وجد علماء الفلك مجموعة ثانوية من مثل هذه الأجرام، وهي Oph 162225-24515، والتي أطلق عليها المكتشفون planemos أو "المجموعة الكوكبية". مع ذلك، فإن تحليل حديث لهذه الأجرام أوضح أن كتلة كل منها أكبر من كتلة المشترى بمقدار 13 مرة، أي قدر كتلة قزمين بنيين.[74][75][76]
[عدل]الخصائص العامة للكواكب
على الرغم من أن كل كوكب له خصائص فيزيائية فريدة تميزه عن غيره من الكواكب، فإن هناك عددًا من الخصائص العامة التي تشترك فيها الكواكب أجمع. وقد رُصدت بعض هذه الخصائص، مثل الحلقات أو الأقمار الطبيعية، في كواكب المجموعة الشمسية فقط حتى الآن، أما البعض الآخر فتشترك فيه الكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية.
[عدل]الخصائص الحركية
طالع أيضًا :قوانين كبلر
[عدل]المدار
250 pxThe مقارنة مدار كوكب نبتون بمدار بلوتو. لاحظ استطالة مدار كوكب بلوتو بالنسبة لنبتون (لامركزية) والزاوية الكبيرة التي يشكلها مع المدار الشمسي (الميل).
تدور جميع الكواكب حول النجوم. وبالنسبة للمجموعة الشمسية، تدور جميع الكواكب في الاتجاه نفسه الذي تدور به الشمس. ولكن لم يتوصل العلم بعد لمعرفة ما إذا كانت الكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية تتبع النمط نفسه أم لا. يطلق على الفترة التي يتم فيها الكوكب دورة واحدة في مداره اسم المدة الفلكية أو السنة الفلكية.[77] وتعتمد السنة الفلكية للكوكب على مدى بعده عن النجم الذي يتبعه. فكلما بعد الكوكب عن نجمه، زادت المسافة التي يقطعها في الدوران في مداره حول هذا النجم وبطؤت سرعة دورانه حوله، نظرًا لضعف تأثير جاذبية النجم عليه. ونظرًا لأن مدارات الكواكب جميعها غير كاملة الاستدارة، تتفاوت المسافة التي يقطعها كل منها على مدار السنة الفلكية. إن أقرب نقطة للكوكب من النجم الذي يتبعه تسمى الحضيض (تسمى القبا في المجموعة الشمسية)، بينما تسمى أبعد نقطة للكوكب من النجم الذي يتبعه الأوج. وعندما يدنو الكوكب إلى أقرب نقطة من النجم، تزداد سرعته حيث يزداد تأثير قوى الجاذبية عليه وتضعف طاقته الحركية، تمامًا كما تزداد سرعة جسم وهو يسقط على الأرض. وعلى صعيد آخر، عندما يصل الكوكب إلى أبعد نقطة له بالنسبة للكوكب، تنخفض سرعته، تمامًا كما تنخفض سرعة جسم عندما يصل إلى قمة مساره عند الرمي به في الهواء لأعلى.[78] يرتبط وصف مدار الكوكب بمجموعة من العناصر وذكرها كالتالي:
اللامركزية : تصف لامركزية المدار مدى استطالة مدار الكوكب. فالكواكب منخفضة اللامركزية، تكون مداراتها أقرب للشكل الدائري عنها في الكواكب المرتفعة اللامركزية، حيث تتخذ مداراتها شكلاً بيضاويًا.[77] إن الأجرام في حزام كوبير وحزام المذنبات (بالإضافة إلى العديد من الكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية) عالية اللامركزية، وبالتالي تكون مداراتها بيضاوية الشكل إلى حد كبير.[79][80]
200 px شكل توضيحي للمحور شبه الرئيسي
المحور شبه الرئيسي : يمثله المسافة بين الكوكب ونقطة المنتصف عند أطول قطر من مداره البيضاوي (انظر الصورة). وتختلف هذه المسافة عن المسافة التي يكون فيها الكوكب عند أبعد نقطة من النجم؛ حيث يستحيل أن يكون النجم في مركز مدار الكوكب.
الميل : تخبرنا درجة ميل الكوكب إلى أي مدى يبعد المدار عن هذا الكوكب بالنسبة لمستوى مرجعي معين. ففي المجموعة الشمسية، المستوى المرجعي هو مستوى مدار كوكب الأرض ويسمى المدار الشمسي. أما بالنسبة للكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية، فهذا المستوى والمعروف باسم مستوى السماء أو plane of the sky فهو مستوى خط الرؤية بالنسبة للراصد من فوق سطح الأرض.[81] توجد
