الفلك

ما هو سمك قرص النظام الشمسي؟

ما هو سمك قرص النظام الشمسي؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ما هي السماكة في AU لارتفاع المستوى المداري لجميع الكواكب مجتمعة في النظام الشمسي؟ باستثناء بلوتو.

البحث عن ح


يسيطر نبتون على سمك القرص الكوكبي ، نظرًا لنصف قطره المداري الكبير.

يمكننا حساب أقصى مسافة للكوكب من مسير الشمس $ ح $ من زاوية ميل مداره $ ثيتا $ ومسافة الأوج $ r $. نحصل على مثلث قائم الزاوية مع $ r $ كالوتر ، هكذا $$ h = r sin theta $$

تم حساب الجدول أدناه باستخدام بيانات من صحيفة حقائق الكواكب التابعة لناسا. الزوايا بالدرجات والمسافات بملايين الكيلومترات.

مسافة الكوكب من مستوى مسير الشمس.

اسمميلافيليونمسافة
الزئبق7.069.88.506
كوكب الزهرة3.4108.96.458
أرض0.0152.10.000
المريخ1.9249.28.262
كوكب المشتري1.3816.618.526
زحل2.51514.566.062
أورانوس0.83003.641.937
نبتون1.84545.7142.784

لذا فإن السماكة الكلية للقرص هي $2×142.784 = 285.568$ مليون كيلومتر ، وهو ما يقرب من $1.91$ au.


إليك كود Python الذي استخدمته لإنشاء هذا الجدول:

من الرياضيات استيراد الخطيئة ، أسماء الراديان = ('عطارد' ، 'الزهرة' ، 'الأرض' ، 'المريخ' ، 'المشتري' ، 'زحل' ، 'أورانوس' ، 'نبتون' ،) # بيانات المدار من https: // nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/ # الميل إلى مستوى مسير الشمس inc = [7.0، 3.4، 0.0، 1.9، 1.3، 2.5، 0.8، 1.8] # Aphelion بملايين الكيلومترات aph = [69.8، 108.9، 152.1 ، 249.2 ، 816.6 ، 1514.5 ، 3003.6 ، 4545.7] طباعة ("| الاسم | الميل | Aphelion | المسافة |") طباعة ("| - | - | - | - |") لـ n ، th ، r في zip (الأسماء ، inc، aph): # المسافة العمودية على eciptic h = r * sin (راديان (th)) print (f "| {n} | {th} | {r} | {h: .3f} |")

إليك نسخة مباشرة من البرنامج النصي قيد التشغيل على خادم SageMathCell.


كما ذكر جون هولتز في التعليقات ، فإن الحقيقة $ ح $ قد تكون قيمة الكوكب أصغر من القيمة الموضحة في الجدول الخاص بي. الطاولات $ ح $ تحدث القيمة فقط إذا كانت حجة الكوكب حول الحضيض ± 90 درجة. لحسن الحظ ، حجة نبتون حول الحول هي حاليًا ~ 272 درجة ، لذا فإنني $ ح $ يجب أن تكون القيمة قريبة إلى حد ما من القيمة الحقيقية.


قدم James K قائمة بميل المدار إلى المستوى الثابت للنظام الشمسي. هذا هو الجدول الذي يستخدم تلك القيم.

مسافة الكوكب من المستوى الثابت للنظام الشمسي.

اسمميلافيليونمسافة
الزئبق6.3469.87.708
كوكب الزهرة2.19108.94.161
أرض1.57152.14.167
المريخ1.67249.27.262
كوكب المشتري0.32816.64.561
زحل0.931514.524.582
أورانوس1.023003.653.468
نبتون0.724545.757.121

هذا يقلل من نبتون $ ح $ إلى حد كبير! حتى أن أورانوس قد يكون "الفائز" الحالي ، اعتمادًا على حججهم حول الحضيض فيما يتعلق بالمستوى الثابت.


إجابة مختصرة: 92.5 مليون كيلومتر أو حوالي 0.619 AU.

إجابة طويلة: أولاً ، يجب أن نلاحظ أن القرص الرقيق الذي يحتوي على جميع مدارات الكوكب ليس بالضرورة متماثلًا حول أي مستوى يمر عبر مركز الجسم الأكثر كتلة. يجب أن يكون هذا واضحًا من خلال النظر إلى مثال لمدار غريب الأطوار مثل مدار مولنيا.

سيكون أنحف قرص محاذي للمستوى الاستوائي الذي يحتوي على مدار Molniya سيكون في الغالب فوق خط الاستواء. بطبيعة الحال ، فإن مدارات الكواكب حول الشمس ليست غريبة الأطوار تقريبًا. أيضًا ، يكون القمر الصناعي في مدار Molniya هو الأبعد عن المستوى الاستوائي عند الأوج ، وهذا ليس هو الحال عمومًا بالنسبة للأقمار الصناعية الطبيعية مثل الكواكب.

في إجابة سابقة ، قمت بعمل رسم تخطيطي لتوزيع مدارات الكواكب على طول المستوى الاستوائي للشمس. فيما يلي رسم تخطيطي للتوزيعات على طول مستوى مسير الشمس.

يمكننا فقط رؤية سبعة أشكال لأن الميل المداري للأرض بالنسبة لمسير الشمس يساوي صفرًا. يمكننا أن نرى أن مدار نبتون يهيمن على عرض القرص المحتوي. الحد الأقصى لقيمة y حوالي 140.06 مليون كيلومتر ، والحد الأدنى لقيمة y حوالي -137.61 مليون كيلومتر. لذا فإن عرض القرص $ ح $ 277.67 مليون كم ، أو حوالي 1.86 AU.

لقد كان لدي بالفعل مجموعات نقاط لجميع المدارات ، لذلك أجريت بحثًا عبر جميع الدورات ثلاثية الأبعاد الممكنة بدقة 0.1 درجة للعثور على أنحف قرص ممكن. ينتج عن دوران السمت بمقدار 151.6 درجة والارتفاع 1.3 درجة مستوى آخر يبلغ أقصى عرض فيه 92.5 مليون كيلومتر أو حوالي 0.619 وحدة فلكية. يمكنك أن ترى في الاتجاه على طول هذا المستوى ، أن المسافات القصوى من نبتون وأورانوس إلى المستوى متساوية.

فيما يلي شكل للمدارات من المحور z الموجب:

وإليكم إسقاط لنموذج ثلاثي الأبعاد على سطح ثنائي الأبعاد مع أفقي المستوى:

وحدات المحور بالكيلومتر ، ولكن يرجى ملاحظة أن مقياس المحور z أصغر ، لذلك تظهر الميول مبالغ فيها.


تكوين وتطور النظام الشمسي

إن كمية المعلومات والتفاصيل الواردة في الصفحات السابقة مهمة ، ولكن في مصلحة الوقت ، يتم ترك قدر كبير من المعلومات الإضافية التي نعرفها عن الكائنات في النظام الشمسي. ومع ذلك ، إذا فكرنا تحديدًا في الأنماط الموجودة في البيانات حول الكائنات ، فهناك بعض الأشياء التي تبرز:

  • تقتصر الأجسام الأكبر على مستوى ضيق يتناسب جيدًا مع خط الاستواء للشمس
  • الأجسام الكبيرة الأقرب إلى الشمس ، هي أصغر ، وأكثر كثافة ، ولديها عدد أقل من الأقمار الصناعية ، ومتباعدة أكثر من تلك البعيدة عن الشمس.
  • تدور أكبر الأجسام في النظام الشمسي حول الشمس في اتجاه عكس اتجاه عقارب الساعة ، وتدور معظمها عكس اتجاه عقارب الساعة حول محورها
  • غالبًا ما تكون الأجسام الأصغر في النظام الشمسي غير منتظمة الشكل وتوجد بشكل أساسي في منطقتين ، حزام الكويكبات وحزام كايبر

تم استخدام هذه الأنماط لإنشاء نموذج لكيفية تشكل النظام الشمسي كجزء من عملية تكوين شمسنا كما هو موضح في مناقشتنا لتشكيل النجوم في الدرس 5. النموذج الذي استخدمناه لسنوات لوصف تكوين غالبًا ما يشار إلى النظام الشمسي باسم "نظرية السديم الشمسي" ، على الرغم من أن بعض المصادر (على سبيل المثال ، www.astronomynotes.com) تشير إليه على أنه نموذج التكثيف. الفكرة الرئيسية هي أنه بعد انهيار سحابة الغاز التي شكلت الشمس خلقت قرصًا كوكبيًا أوليًا مسطحًا وكواكب وأقمارًا وكويكبات ومذنبات وأشياء أخرى مكثفة خارج القرص.

نظرًا لأن جميع الكائنات في نظامنا الشمسي من المحتمل أن تتكثف من قرص دوار ومسطح ، فقد حافظت الكائنات على الزخم الزاوي لهذا القرص ، وبالتالي فهي تدور حول الشمس في نفس اتجاه القرص الأصلي.

عندما كانت الشمس تتشكل ، تم تسخين القرص أولاً ، ثم بدأ في البرودة. كانت المناطق الأقرب للشمس تبرد بشكل أبطأ من الجزء الخارجي للقرص ، مما أدى إلى إنشاء مناطق مميزة حيث كانت المواد المختلفة متاحة لتكوين الأشياء. كانت العناصر والجزيئات الثقيلة قادرة على التكثيف والتصلب في جميع أجزاء القرص. بعيدًا عن "خط الجليد" بعد عدة وحدات فلكية من الشمس ، كان الجو باردًا بدرجة كافية بحيث يمكن للمواد المختلفة أن تشكل جليدًا (مثل جليد الماء وجليد الميثان وغيرها). الأقرب إلى الشمس ، كانت العوالم الصلبة قادرة على التجمع معًا ، بينما وراء خط الجليد ، تراكمت الأجسام منخفضة الكثافة بسبب توفر مواد خام أقل كثافة.

تشكلت الأجسام الصغيرة كأجسام مفردة في القرص تمكنت أكبر "الكواكب الأولية" (مثل التي شكلت كوكب المشتري) من تشكيل أقراص صغيرة حول نفسها ، وشكلت أقمارًا بحجم كوكب في القرص المحيط بها. كانت الاصطدامات شائعة في جميع أنحاء القرص ، وكانت بعض الاصطدامات قادرة على تشكيل أقمار حول الكواكب الأصغر أو عكس اتجاه دوران الكواكب الصلبة الجديدة.

لم تمر جميع مناطق النظام الشمسي بهذه العملية حتى الاكتمال ، تاركة وراءها بقايا عملية تكوين الكوكب. هذه الأجسام الصغيرة غير المنتظمة أصبحت الكويكبات والمذنبات وأجسام حزام كايبر التي درسناها سابقًا.


WATCH: لماذا يكون النظام الشمسي مسطحًا تمامًا تقريبًا

منذ حوالي 4.6 مليار سنة ، اجتمعت سحابة ضبابية من الغبار والغاز معًا بطرق مهمة جدًا ، وذلك بفضل شيء رائع يسمى الجاذبية. أدت هذه الطرق المهمة إلى ظهور القمر والشمس وجميع الكواكب في نظامنا الشمسي. لكن شيئًا غريبًا حدث - من هذا السديم الذي لا شكل له ، رتبت جميع الكواكب وأقمارها تقريبًا بطريقة ما في قرص مسطح.

كما يوضح فيديو MinutePhysics أعلاه ، فإن جميع الكواكب في مدار نظامنا الشمسي تقع على بعد درجتين تقريبًا من نفس المستوى - باستثناء عطارد ، لأنه يحب أن يكون مختلفًا.

على الرغم من وجود مساحة ثلاثية الأبعاد لتنتشر فيها ، لسبب ما ، رتبت كواكبنا نفسها بشكل أفقي أو أقل ، وهو أمر ملائم للغاية لغرف نوم النظام الشمسي التي ستأتي بعد مليارات السنين.

من الطبيعي أن نفترض أنه في الكون ذي الأبعاد الثلاثة ، فإن أجزائه المختلفة ستستفيد من كل هذا الفضاء. إذا نشأت وتعلمت أن النموذج الكوكبي غير الدقيق للغاية للذرة - والذي يُظهر نواة موجبة الشحنة تدور في مدار ثلاثي الأبعاد بواسطة إلكترونات سالبة الشحنة - كان صحيحًا في الواقع ، فمن المنطقي أن تدور الكواكب حول الشمس بنفس الطريقة تقريبًا .

بدلاً من ذلك ، يتميز الكون بسطحه - نظامنا الشمسي مسطح ، وحلقات زحل مسطحة ، وأنظمة الكواكب الأخرى مسطحة ، وأقراص تراكم المجرات والثقوب السوداء مسطحة ، وحتى الكون نفسه مسطح.

لماذا ا؟ كما يوضح Henry من MinutePhysics ، فإن حب الكون لكل الأشياء المسطحة يأتي بسبب شيئين - الاصطدامات ، وحقيقة أننا نعيش في ثلاثة أبعاد.

عندما يكون لدينا مجموعة من الأشياء تدور في الفضاء ، تحكمها قوة الجاذبية ، سيكون من المستحيل تقريبًا التنبؤ بمساراتها الفردية ، لأنها عشوائية للغاية. لكن بشكل جماعي ، لديهم كمية إجمالية واحدة تدور حول مركز كتلتهم - الزخم الزاوي الكلي.

إذا طبقنا هذا على سحابتنا الغامضة من وقت سابق ، فإن النماذج الرياضية تقول إنه يجب أن يكون هناك مستوى ما تدور فيه السحابة - كتكتل واحد من جزيئات الغاز والغبار -.

كما ترون في الفيديو ، ستطير الكثير من الجسيمات في البداية فوق وتحت هذا المستوى ، ولكن الجمع بين هذا الدوران الدائم والاصطدامات المستمرة للمادة يعني أن كل شيء سينتهي حتمًا بالتراكم والدوران على طول هذا المستوى ثنائي الأبعاد تقريبًا .

هناك بعض الغرابة المعقدة رباعية الأبعاد التي تلعب دورًا هنا للتأكد من أن السحابة الغامضة يمكن أن تظل سحابة ثلاثية الأبعاد في نفس الوقت الذي يتم فيه ترتيبها على مستوى ثنائي الأبعاد ، لكنني سأدع هنري يشرح لك ذلك. مع مخططاته الذكية.

وإذا لم تكن قد انتهيت من الفيزياء المحيرة للعقل لنظامنا الشمسي المسطح ، فراقب أدناه ، لمعرفة المزيد عن الكون المسطح ، مع Physics Girl:


اكتشف كيف انتهى الأمر بالنظام الشمسي ، الذي بدأ ككتلة كروية عديمة الشكل ، ليصبح مسطحًا

تشكلت شمسنا ، والأرض ، وجميع الكواكب ، والأقمار ، والكواكب القزمة ، والكويكبات ، والمذنبات - النظام الشمسي ، باختصار - منذ حوالي 4.6 مليار سنة من سحابة ضبابية من الغاز والغبار ، التي اندمجت بفضل قوة الجاذبية التي لا تقاوم.

ومع ذلك ، بدأ هذا السديم ، بشكل أو بآخر ، كنقطة كبيرة عديمة الشكل. إذن كيف انتهى الأمر بنظامنا الشمسي مع كل الكواكب وأقمارها تدور في قرص مسطح؟ أعني ، لقد رأينا جميعًا النموذج الكوكبي للذرة ، وهو خطأ بالتأكيد عند تطبيقه على الذرات. لكنها تشير أيضًا إلى أن الكواكب قد تدور حول الشمس في كل اتجاه.

إذن ، هل نظامنا الشمسي مميز إلى حد ما في تسطحه ، أم أن النموذج الكوكبي للذرة خاطئ بشكل مضاعف؟

حسنًا ، نظامنا الشمسي بالتأكيد ليس وحده. العديد من أنظمة النجوم في الكواكب الخارجية مسطحة ، والكثير من المجرات مسطحة ، وأقراص تراكم الثقوب السوداء مسطحة ، وحلقات زحل مسطحة ، وما إلى ذلك.

فلماذا ، عندما يكون هناك مساحة ثلاثية الأبعاد يجب ملؤها ، هل لدى الكون هذا التفضيل للتسطيح؟ الجواب يتعلق بشيئين ، الاصطدامات وحقيقة أننا نعيش في ثلاثة أبعاد.

تحمل معي. في أي وقت تقوم فيه مجموعة من الأشياء ، مرتبطة ببعضها البعض عن طريق الجاذبية ، بالتكبير والدوران حولها ، يكاد يكون من المستحيل التنبؤ بمساراتها الفردية. ومع ذلك ، إذا تم تجميعها معًا ، فلديها كمية إجمالية واحدة تدور حول مركز كتلتها. قد يكون من الصعب معرفة الاتجاه الذي يسير فيه هذا الدوران بالضبط ، لكن الرياضيات تشير إلى أنه يجب أن يكون هناك مستوى ما تدور فيه السحابة ككل.

الآن في بعدين ، سحابة من الجسيمات تدور في مستوى مسطحة بحكم التعريف. إنه ذو بعدين. ولكن في ثلاثة أبعاد ، على الرغم من أن دوران السحابة يتم إعطاؤه بواسطة مستوى واحد ، يمكن للجسيمات أن تتحرك صعودًا وهبوطًا بعيدًا عن ذلك المستوى.

عندما تصطدم الجسيمات ببعضها البعض ، تميل كل الحركات لأعلى ولأسفل إلى الإلغاء ، وتضيع طاقتها في الانهيار والتكتل. ومع ذلك ، يجب أن تستمر الكتلة بأكملها في الدوران ، بلا هوادة ، لأنه في كوننا ، يظل المقدار الإجمالي للغزل في أي نظام منعزل على حاله دائمًا. لذلك بمرور الوقت ، من خلال الاصطدامات والانهيارات ، تفقد السحابة دورها العلوي وتتسطح إلى شكل قرص دوار ثنائي الأبعاد تقريبًا ، مثل النظام الشمسي أو المجرة الحلزونية.

ومع ذلك ، في أربعة أبعاد مكانية ، تعمل الرياضيات بحيث يمكن أن يكون هناك طائرتان منفصلتان ومتكاملتان للدوران ، وهو أمر يصعب حقًا على أدمغتنا التي تفكر في التفكير ثلاثي الأبعاد أن تتخيلها وتعني أيضًا عدم وجود اتجاه صعود وهبوط في الاتجاه. أي الجسيمات تفقد الطاقة عن طريق التصادم

لذلك يمكن أن تستمر سحابة من الجسيمات في كونها مجرد سحابة. وبالتالي ، فقط في ثلاثة أبعاد يمكن للسديم ، أو المجرات اللانهائية ، أن تبدأ غير مسطحة وتنتهي بشكل مسطح. وهذا بالتأكيد شيء جيد لأننا نحتاج إلى كل هذه الأشياء لتتجمع معًا حتى تتشكل النجوم والكواكب ولكي نوجد - حتى أولئك منا الذين يعتقدون أن الذرات تبدو هكذا -.


يتحدى قرص الغبار السميك والثابت نظرية تكوين الكواكب

انطباع فنان & # 8217s لغبار مستمر بشكل مدهش يحيط بـ 49 Ceti ، نجم عمره حوالي 40 مليون سنة .. الصورة: NAOJ

وجد علماء الفلك الذين استخدموا مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية / ما دون المليمتر (ALMA) نجمًا شابًا محاطًا بكتلة مذهلة من الغاز. يبلغ عمر النجم ، المسمى 49 Ceti ، 40 مليون سنة وتتنبأ النظريات التقليدية لتكوين الكوكب بأن الغاز كان يجب أن يختفي بحلول ذلك العمر. تتطلب الكمية الكبيرة من الغاز بشكل غامض إعادة النظر في فهمنا الحالي لتشكيل الكواكب.

تتكون الكواكب في أقراص غازية مغبرة تسمى أقراص الكواكب الأولية حول النجوم الفتية. تتجمع جزيئات الغبار معًا لتكوين كواكب شبيهة بالأرض أو لتصبح نوى كواكب أكثر ضخامة عن طريق جمع كميات كبيرة من الغاز من القرص لتشكيل كواكب غازية عملاقة تشبه كوكب المشتري.

وفقًا للنظريات الحالية ، مع مرور الوقت ، يتم دمج الغاز الموجود في القرص إما في الكواكب أو يتم تفجيره بواسطة ضغط الإشعاع من النجم المركزي. في النهاية ، النجم محاط بالكواكب وقرص من الحطام المترب. يشير هذا القرص الغباري ، المسمى بقرص الحطام ، إلى أن عملية تكوين الكوكب قد اكتملت تقريبًا.

صورة مركبة ALMA للحطام المحيط بـ 49 Ceti. الصورة: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) ، Higuchi et al.

أحدثت التطورات الحديثة في التلسكوبات الراديوية مفاجأة في هذا المجال. وجد علماء الفلك أن العديد من أقراص الحطام لا تزال تمتلك كمية من الغاز. إذا ظل الغاز لفترة طويلة في أقراص الحطام ، فقد يكون لدى بذور الكواكب ما يكفي من الوقت والمواد لتتطور إلى كواكب عملاقة مثل كوكب المشتري. لذلك ، يؤثر الغاز الموجود في قرص الحطام على تكوين النظام الكوكبي الناتج.

"لقد وجدنا غاز الكربون الذري في قرص الحطام حوالي 49 Ceti باستخدام أكثر من 100 ساعة من الملاحظات على تلسكوب ASTE" ، كما تقول Aya Higuchi ، عالمة الفلك في المرصد الفلكي الوطني في اليابان (NAOJ). ASTE هو تلسكوب لاسلكي قطره 10 أمتار في تشيلي تديره NAOJ. "كامتداد طبيعي ، استخدمنا ALMA للحصول على عرض أكثر تفصيلاً ، وهذا أعطانا المفاجأة الثانية. تبين أن غاز الكربون حول 49 Ceti أكثر وفرة بعشر مرات من تقديرنا السابق ".

بفضل الدقة العالية لـ ALMA ، كشف الفريق لأول مرة عن التوزيع المكاني لذرات الكربون في قرص الحطام. تتوزع ذرات الكربون على نطاق أوسع من أول أكسيد الكربون ، وهو ثاني أكثر الجزيئات وفرة حول النجوم الفتية ، وجزيئات الهيدروجين هي الأكثر وفرة. كمية ذرات الكربون كبيرة جدًا لدرجة أن الفريق اكتشف موجات راديو خافتة من شكل نادر من الكربون ، 13 درجة مئوية. هذا هو أول اكتشاف لانبعاث 13C عند 492 جيجاهرتز في أي جسم فلكي ، والذي عادة ما يكون مخفيًا وراء انبعاث 12 درجة مئوية.

الصورة: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) ، Higuchi et al.

يقول هيغوتشي: "كمية 13 درجة مئوية هي 1 في المائة فقط من 12 درجة مئوية ، وبالتالي فإن اكتشاف 13 درجة مئوية في قرص الحطام كان غير متوقع تمامًا". "إنه دليل واضح على أن 49 Ceti لديها كمية كبيرة بشكل مدهش من الغاز."

ما هو اصل الغاز؟ اقترح الباحثون احتمالين. الأول هو أن بقايا الغاز هي التي نجت من عملية التبديد في المرحلة الأخيرة من تكوين الكوكب. ومع ذلك ، فإن كمية الغاز حول 49 Ceti يمكن مقارنتها بتلك الموجودة حول النجوم الأصغر سنًا في مرحلة تكوين الكوكب النشط. لا توجد نماذج نظرية لشرح كيف يمكن أن يستمر هذا الكم من الغاز لفترة طويلة.

الاحتمال الآخر هو أن الغاز انطلق من اصطدام أجسام صغيرة مثل المذنبات. لكن عدد الاصطدامات اللازمة لتفسير الكمية الكبيرة من الغاز حول 49 Ceti أكبر من أن تستوعبه النظريات الحالية. تحث نتائج ALMA الحالية على إعادة النظر في نماذج تكوين الكواكب.


الكواكب

تغير الكواكب مواقعها في السماء وهي تدور حول الشمس. لتحديد موقع الكواكب في يوم أو شهر معين ، استشر مجلة علم الفلك الشهرية أو مخطط النجوم أو أحد تطبيقات البرامج.

يبلغ قطر كوكب الزهرة تسعة أعشار قطر الأرض. عندما يدور الزهرة حول الشمس ، يمكن للمراقبين رؤيتها تمر بمراحل (الهلال والنصف والمكمل) تشبه إلى حد كبير مراحل القمر. يظهر قرص كوكب الزهرة أبيض اللون بينما ينعكس ضوء الشمس عن غطاء السحاب السميك الذي يحجب أي تفاصيل سطحية تمامًا.

يبلغ قطر كوكب المريخ نصف قطر الأرض تقريبًا ، ويظهر من خلال التلسكوب كقرص صغير برتقالي محمر. قد يكون من الممكن رؤية تلميح من اللون الأبيض على أحد القمم الجليدية القطبية للكوكب. كل عامين تقريبًا ، عندما يكون المريخ أقرب ما يكون إلى الأرض في مداره ، قد تظهر تفاصيل وألوان إضافية على سطح الكوكب.

كوكب المشتري هو أكبر كوكب في نظامنا الشمسي ويبلغ قطره 11 ضعف قطر الأرض. يظهر كوكب المشتري كقرص به خطوط داكنة تمتد عبر السطح. هذه الخطوط عبارة عن نطاقات سحابة في الغلاف الجوي. يمكن رؤية أربعة من أقمار المشتري (Io و Europa و Ganymede و Callisto) كنقاط ضوئية "شبيهة بالنجوم" عند استخدام أقل نسبة تكبير. تدور هذه الأقمار حول كوكب المشتري بحيث يتغير عدد الأقمار المرئية في أي ليلة معينة أثناء دورانها حول الكوكب العملاق.

يبلغ قطر زحل تسعة أضعاف قطر الأرض ويظهر كقرص دائري صغير مع حلقات تمتد من كلا الجانبين. في عام 1610 ، لم يفهم جاليليو ، أول شخص رصد زحل من خلال التلسكوب ، أن ما كان يراه كان حلقات. بدلاً من ذلك ، كان يعتقد أن زحل له "آذان". تتكون حلقات زحل من بلايين من جزيئات الجليد تتراوح في الحجم من ذرة من الغبار إلى حجم المنزل. التقسيم الرئيسي في حلقات زحل ، يسمى قسم كاسيني ، يكون مرئيًا في بعض الأحيان في التلسكوب. يمكن أيضًا رؤية تيتان ، وهو أكبر أقمار زحل ، على أنه جسم لامع يشبه النجوم بالقرب من الكوكب.

حقوق النشر: المعلومات المستخرجة من دليل مستخدم Meade لتلسكوب LX200-ACF.


3.1 أصل الأرض والنظام الشمسي

وفقا ل نظرية الانفجار الكبير ، رمش الكون إلى الوجود بعنف منذ 13.77 مليار سنة (الشكل 3.1.1). غالبًا ما يوصف الانفجار العظيم بأنه انفجار ، لكن تخيله على أنه كرة نارية هائلة ليس دقيقًا. تضمن الانفجار العظيم توسعًا مفاجئًا في المادة والطاقة والفضاء من نقطة واحدة. ينطوي نوع انفجار هوليوود الذي قد يتبادر إلى الذهن على توسع المادة والطاقة في غضون الفضاء ، ولكن أثناء الانفجار العظيم ، الفضاء بحد ذاتها تم انشائه.

الشكل 3.1.1 الانفجار العظيم وتطور الكون (ستيفن إيرل ، & # 8220 جيولوجيا فيزيائية & # 8221).

في بداية الانفجار العظيم ، كان الكون شديد السخونة والكثافة بحيث لا يمكن أن يكون سوى أزيز من الجسيمات أصغر من الذرات ، ولكن مع تمدده ، تبرد أيضًا. في النهاية اصطدمت بعض الجسيمات وتلتصق ببعضها البعض. أنتجت هذه الاصطدامات الهيدروجين والهيليوم ، وهما أكثر العناصر شيوعًا في الكون ، إلى جانب كمية صغيرة من الليثيوم. تسببت الجاذبية في اندماج سحب هذه العناصر المبكرة في النجوم ، وتشكلت عناصر أثقل داخل هذه النجوم.

بدأ نظامنا الشمسي في التكون منذ حوالي 5 مليارات سنة ، أي ما يقرب من 8.7 مليار سنة بعد الانفجار العظيم. أ النظام الشمسي يتكون من مجموعة من الأشياء التي تدور حول نجم مركزي واحد أو أكثر. تبدأ جميع أنظمة الطاقة الشمسية بنفس الطريقة. يبدأون في سحابة من الغاز والغبار تسمى أ سديم . السدم هي بعض أجمل الأشياء التي تم تصويرها في الفضاء ، بألوان نابضة بالحياة من الغازات والغبار التي تحتويها ، وميض لامع من العديد من النجوم التي تشكلت بداخلها (الشكل 3.1.2). يتكون الغاز بشكل كبير من الهيدروجين والهيليوم ، ويتكون الغبار من حبيبات معدنية صغيرة وبلورات ثلجية وجزيئات عضوية.

الشكل 3.1.2 صورة سديم. تظهر أعمدة الخلق داخل سديم النسر في ضوء مرئي (يسار) وضوء قريب من الأشعة تحت الحمراء (يمين). يلتقط ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة الحرارة من النجوم ، ويسمح لنا برؤية النجوم التي كان من الممكن أن يخفيها الغبار. هذا هو السبب في أن الصورة على اليمين يبدو أنها تحتوي على نجوم أكثر من الصورة الموجودة على اليسار [ناسا ، ووكالة الفضاء الأوروبية ، وفريق هابل للتراث (STScI / AURA) http://bit.ly/1Dm2X5a].

يبدأ النظام الشمسي في التكون عندما تبدأ بقعة صغيرة داخل السديم (صغيرة وفقًا لمعايير الكون) في الانهيار على نفسها. ليس من الواضح بالضبط كيف بدأ هذا ، على الرغم من أنه قد يكون ناتجًا عن السلوك العنيف للنجوم القريبة أثناء تقدمهم خلال دورات حياتهم. قد تضغط الطاقة والمواد التي تطلقها هذه النجوم على الغاز والغبار في الأحياء المجاورة داخل السديم. بمجرد تشغيله ، يستمر انهيار الغاز والغبار داخل تلك الرقعة لسببين. أحد هذه الأسباب هو أن قوة الجاذبية تسحب جزيئات الغاز وجزيئات الغبار معًا. لكن في وقت مبكر من هذه العملية ، تكون هذه الجسيمات صغيرة جدًا ، لذا فإن قوة الجاذبية بينهما ليست قوية. إذن كيف يجتمعون؟ الجواب هو أن الغبار يتراكم أولاً في كتل فضفاضة لنفس السبب الذي يجعل أرانب الغبار تتكون تحت سريرك: الكهرباء الساكنة. عندما تتكثف البقعة الصغيرة داخل السديم ، يبدأ النجم بالتشكل من مادة مسحوبة إلى مركز الرقعة ، ويستقر الغبار والغاز المتبقي في قرص يدور حول النجم. القرص هو المكان الذي تتشكل فيه الكواكب في النهاية ، لذلك يطلق عليه اسم قرص الكواكب الأولية . في الشكل 3.1.3 ، تُظهر الصورة الموجودة في الجزء العلوي الأيسر انطباع فنان عن قرص كوكبي أولي ، وتُظهر الصورة الموجودة في الجزء الأيمن العلوي قرصًا كوكبيًا أوليًا حقيقيًا يحيط بالنجم HL Tauri. لاحظ الحلقات المظلمة في قرص الكواكب الأولية. هذه فجوات حيث تبدأ الكواكب في التكون. الحلقات موجودة لأن الكواكب الأولية بدأت في جمع الغبار والغاز في مداراتها. يوجد تشبيه لهذا في نظامنا الشمسي ، لأن الحلقات المظلمة تشبه الفجوات الموجودة في حلقات زحل (الشكل 3.1.3 ، أسفل اليسار) ، حيث يمكن العثور على الأقمار (الشكل 3.1.3 ، أقل) حق).

الشكل 3.1.3 أقراص الكواكب الأولية وحلقات زحل. أعلى اليسار: انطباع فني عن قرص كوكبي أولي يحتوي على غاز وغبار يحيط بنجم جديد. [NASA / JPL-Caltech، http://1.usa.gov/1E5tFJR] أعلى اليمين: صورة لقرص الكواكب الأولية المحيط به. يُعتقد أن الحلقات المظلمة داخل القرص عبارة عن فجوات حيث تكتسح الكواكب المتكونة حديثًا الغبار والغاز. [ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) http://bit.ly/1KNCq0e]. أسفل اليسار: صورة لزحل تظهر فجوات مماثلة داخل حلقاته. البقعة المضيئة في الأسفل هي شفق ، شبيه بالأضواء الشمالية على الأرض. [ناسا ، ووكالة الفضاء الأوروبية ، وجي كلارك (جامعة بوسطن) ، وزي. ليفاي (STScI) http://bit.ly/1IfSCX5] أسفل اليمين: منظر عن قرب لفجوة في حلقات زحل تُظهر قمرًا صغيرًا كقمر نقطة بيضاء. [ناسا / مختبر الدفع النفاث / معهد علوم الفضاء ، http://1.usa.gov/1g2EeYw].

الشكل 3.1.4 ثلاثة أنواع من الكواكب. تتكون كواكب المشتري (أو الغازية العملاقة) مثل كوكب المشتري في الغالب من الهيدروجين والهيليوم. هم الأكبر من الأنواع الثلاثة. الكواكب الجليدية العملاقة مثل أورانوس هي ثاني أكبر الكواكب. تحتوي على الماء والأمونيا وجليد الميثان. الكواكب الأرضية مثل الأرض هي الأصغر ، ولها نوى معدنية مغطاة بدثار صخري. [KP ، بعد صور المجال العام لـ Francesco A و Wolfman SF (http://bit.ly/1eP75P4) و NASA (http://1.usa.gov/1gFVsf6، http://1.usa.gov/ 1M89jI3)].

لا يتم خلط هذه الأنواع الثلاثة من الكواكب معًا بشكل عشوائي داخل نظامنا الشمسي. بدلا من ذلك تحدث بطريقة منهجية ، مع الكواكب الأرضية الأقرب إلى الشمس ، تليها كواكب جوفيان ثم عمالقة الجليد. جزء من سبب هذا الترتيب هو خط الصقيع (يشار إليها أيضًا باسم خط الثلج ). يفصل خط الصقيع الجزء الداخلي من قرص الكواكب الأولية الأقرب إلى الشمس ، حيث كان الجو حارًا جدًا بحيث لا يسمح بتبلور أي شيء سوى معادن السيليكات والمعادن ، من الجزء الخارجي للقرص بعيدًا عن الشمس ، حيث كان باردًا بدرجة كافية السماح لتشكيل الجليد. ونتيجة لذلك ، فإن الأجسام التي تشكلت في الجزء الداخلي من قرص الكواكب الأولية تتكون إلى حد كبير من الصخور والمعدن ، في حين أن الأجسام التي تشكلت في الجزء الخارجي تتكون إلى حد كبير من الغاز والجليد. كما فجرت الشمس الفتية النظام الشمسي بهيج الرياح الشمسية (الرياح المكونة من جزيئات نشطة) ، مما ساعد على دفع الجزيئات الأخف نحو الجزء الخارجي من قرص الكواكب الأولية.

تشكلت الأجسام في نظامنا الشمسي بواسطة التراكم . في وقت مبكر من هذه العملية ، تم تجميع الجزيئات المعدنية والصخرية في كتل رقيقه بسبب الكهرباء الساكنة. مع زيادة كتلة الكتل ، أصبحت الجاذبية أكثر أهمية ، حيث تسحب المواد من أماكن أبعد وتنمو هذه الكتل الصلبة إلى أجسام أكبر وأكبر. في نهاية المطاف ، أصبحت كتلة الأجسام كبيرة بما يكفي لأن جاذبيتها كانت قوية بما يكفي لتعلق بجزيئات الغاز ، لأن جزيئات الغاز خفيفة للغاية.

تشكلت أرضنا على الرغم من عملية التراكم هذه منذ حوالي 4.6 مليار سنة. كانت الأرض المبكرة شديدة الحرارة وكان لها تركيبة سائلة منصهرة ، مع فقدان النشاط الجيولوجي والبركاني على السطح. جاءت حرارة الأرض من مجموعة متنوعة من العمليات:

  • جاءت الحرارة من اضمحلال العناصر المشعة داخل الأرض ، وتحديداً اضمحلال 235U ، و 238 U ، و 40 K ، و 232 Th ، والتي توجد بشكل أساسي في الوشاح. تتناقص الحرارة الإجمالية الناتجة بهذه الطريقة بمرور الوقت (لأن هذه النظائر تُستهلك) ، وهي الآن تمثل ما يقرب من 25٪ مما كانت عليه عندما تشكلت الأرض. هذا يعني أن باطن الأرض يبرد ببطء.
  • جاءت الحرارة من الطاقة الحرارية الموجودة بالفعل داخل الأجسام التي تراكمت لتشكل الأرض.
  • جاءت الحرارة من الاصطدامات. عندما اصطدمت الأجسام بالأرض ، تحول بعض الطاقة الناتجة عن حركتها إلى تشوه الأرض ، وتحول بعضها إلى حرارة. (كان أسوأ اصطدام شهدته الأرض هو كوكب اسمه ثيا ، والذي كان بحجم المريخ تقريبًا. بعد فترة وجيزة من تشكل الأرض ، ضربت ثيا الأرض. عندما ارتطمت ثيا بالأرض ، اندمج قلب ثيا المعدني مع قلب الأرض ، وحطام من ألقيت طبقات السيليكات الخارجية في الفضاء مشكلة حلقة من الأنقاض حول الأرض ، واندمجت المادة الموجودة داخل الحلقة لتشكل جسمًا جديدًا في مدار حول الأرض ، مما أعطانا قمرنا. ومن اللافت للنظر أن الحطام ربما يكون قد اندمج في 10 سنوات أو أقل! هذا السيناريو لتشكيل القمر يسمى فرضية التأثير العملاق .)
  • عندما أصبحت الأرض أكبر ، أصبحت قوة الجاذبية أقوى. أدى هذا إلى زيادة قدرة الأرض على جذب الأشياء إليها ، ولكنه تسبب أيضًا في ضغط المواد التي تصنع الأرض ، مثل الأرض التي تمنح نفسها عناقًا ثقاليًا عملاقًا. يؤدي الضغط إلى تسخين المواد.

كان للتدفئة نتيجة مهمة جدًا على بنية الأرض. مع نمو الأرض ، جمعت مزيجًا من حبيبات السيليكات المعدنية وكذلك الحديد والنيكل. كانت هذه المواد منتشرة في جميع أنحاء الأرض. تغير ذلك عندما بدأت تسخين الأرض: فقد أصبح الجو حارًا لدرجة أن كلاً من معادن السيليكات والمعادن تذوب. كان ذوبان المعدن أكثر كثافة من ذوبان معدن السيليكات ، لذلك غرق المعدن المنصهر في مركز الأرض ليصبح لبها ، وارتفع ذوبان السيليكات لأعلى ليصبح قشرة الأرض وغطاءها. بعبارة أخرى ، لم تختلط الأرض بنفسها. يسمى فصل معادن السيليكات والمعادن إلى طبقة خارجية صخرية ولب معدني على التوالي التفاضل . منذ ذلك الحين ، جذبت الجاذبية الأرض إلى شكل كروي تقريبًا يبلغ نصف قطره 6371 كيلومترًا ومحيطه حوالي 40 ألف كيلومتر. ومع ذلك ، فهي ليست كرة مثالية ، حيث يتسبب دوران الأرض في انتفاخ استوائي ، بحيث يكون محيط الأرض 21 كم (0.3٪) أعرض عند خط الاستواء من القطب إلى القطب. وبالتالي فهو تقنيًا "كروي مفلطح".

إذا أردنا إجراء جرد للعناصر التي تتكون منها الأرض ، فسنجد أن 95٪ من كتلة الأرض تأتي من أربعة عناصر فقط: الأكسجين والمغنيسيوم والسيليكون والحديد. تأتي معظم الـ 5٪ المتبقية من الألمنيوم والكالسيوم والنيكل والهيدروجين والكبريت. نحن نعلم أن الانفجار العظيم صنع الهيدروجين والهيليوم والليثيوم ، ولكن من أين أتت بقية العناصر؟ الجواب أن العناصر الأخرى صنعت بواسطة النجوم. تؤدي الحرارة والضغط داخل النجوم إلى تحطيم الذرات الأصغر معًا والاندماج في ذرات جديدة أكبر. على سبيل المثال ، عندما تصطدم ذرات الهيدروجين ببعضها البعض وتنصهر ، يتشكل الهيليوم. يتم إطلاق كميات كبيرة من الطاقة عندما تندمج بعض الذرات وهذه الطاقة هي التي تجعل النجوم تتألق.

يتطلب الأمر نجومًا أكبر لصنع عناصر ثقيلة مثل الحديد والنيكل. شمسنا هي نجم متوسط ​​بعد أن تستهلك وقود الهيدروجين الخاص بها لتكوين الهيليوم ، ثم يتم دمج بعض من هذا الهيليوم لتكوين كميات صغيرة من البريليوم والكربون والنيتروجين والأكسجين والفلور ، وستكون في نهاية عمرها. . سيتوقف عن تكوين الذرات وسيبرد وينفخ حتى يصل منتصفه إلى مدار المريخ. في المقابل ، تنهي النجوم الكبيرة حياتها بطريقة مذهلة ، حيث تنفجر على شكل مستعرات أعظمية وتطرح الذرات المتكونة حديثًا - بما في ذلك العناصر الأثقل من الحديد - في الفضاء. استغرق الأمر أجيالًا عديدة من النجوم لتكوين عناصر أثقل وإلقاءها في الفضاء قبل أن تكون العناصر الأثقل وفيرة بما يكفي لتشكيل كواكب مثل الأرض.

* & # 8221Physical Geology & # 8221 بواسطة Steven Earle المستخدمة بموجب ترخيص CC-BY 4.0 دولي. قم بتنزيل هذا الكتاب مجانًا من الموقع http://open.bccampus.ca

النظرية القائلة بأن الكون بدأ بتوسع عملاق منذ حوالي 13.77 مليار سنة (3.1)


LPI | تعليم

كيف تشكل نظامنا الشمسي؟
بدأ نظامنا الشمسي منذ حوالي 4.6 مليار سنة عندما بدأت سحابة من الغبار وغازات الهيدروجين والهيليوم تنجرف في مجرتنا بالتكثف والتقلص تحت تأثير جاذبيتها ، وتشكل قرصًا واسعًا ومسطحًا ودورانًا. يتم تجميع معظم المواد في المركز ، وتتكثف في كرة من الغاز - الشمس البدائية الخاصة بنا. في نهاية المطاف ، ازدادت الضغوط ودرجات الحرارة في الكرة لدرجة أن الاندماج النووي بدأ بالحدوث وبدأت الشمس ، النجم المركزي لنظامنا الشمسي ، في التألق. شكل ما تبقى من السحابة قرصًا عريضًا ، يدور حول الشمس ، يسمى السديم الشمسي. تصادم جزيئات الغبار والغاز في السديم وتندمج أحيانًا. Through this process, called &ldquoaccretion,&rdquo these tiny particles formed larger and larger bodies, eventually becoming planetesimals up to a few kilometers across. Some of the planetesimals became so massive that their gravity pulled on other planetesimals, causing more and more collisions. Because of this, the largest planetesimals grew the fastest, sweeping up material in their paths, and eventually becoming the planets we know today.

Why are the inner and outer planets so different?
The rocky, terrestrial planets — Mercury, Venus, Earth, and Mars — all formed in the inner, hotter part of our Solar System. It was so hot that volatile materials — materials that evaporate easily at normal temperatures and pressures — could not condense. Much of the gas and ice in the solar system could not exist as solids at the high temperatures in the inner region. However, metals and silicates could withstand the high temperatures and these materials became concentrated in the inner solar system. It was from these heavier materials that the rocky inner planets were made.

In the outer, cooler portion of the Solar System more volatile materials such as water ice, other ices, and gases were able to accumulate onto the giant planets. Our outer gas giant planets — Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune formed from these materials. These planets have cores surrounded by thick accumulations of gases.

What about Pluto?
Tiny rocky icy Pluto lies beyond the gas giants. Pluto&rsquos path of orbit is off the main plane of orbit that most of the planets occupy, and the shape of its orbit extremely elliptical. There are many other rocky icy bodies in similar orbits to Pluto, within the Kuiper belt. Pluto is small — smaller than Earth&rsquos Moon — much smaller than any planet. Pluto&rsquos composition is a bit different also it is a rocky icy body. In 2006, the International Astronomical Union determined that Pluto did not fit their new definition of a planet to be a planet, an object needs to orbit the Sun, be nearly round due to its mass and gravity, and clear out its neighborhood of other objects. They created a new class of objects —&ldquodwarf planets&rdquo which orbit the Sun and are nearly round Pluto and the largest asteroid Ceres fall into this new category, along with several other small bodies. So for now, our solar system has eight planets!

What is beyond Pluto?
The Kuiper belt is a band of rocky icy bodies that extend beyond Pluto — beyond Neptune, actually. These bodies have not had enough time to accrete into planets. Some scientists consider Pluto to be a large member of the Kuiper belt, rather than a planet. Occasionally the orbit of a Kuiper belt object will be disturbed by the interactions of the giant planets and may have a close encounter with Neptune that either flings the object out of the solar system or pushes it into an orbit within our solar system where we may observe in our night sky as a comet. Scientists believe that short period comets, those with orbits less than 200 years, like Halley&rsquos Comet, originate in the Kuiper belt.

Even farther away than the Kuiper belt is the Oort cloud, a sphere of small icy bodies that envelops our solar system and may extend 30 trillion kilometers (about 20 trillion miles) away from our Sun! Long-period comets, those that take more than 200 years to orbit our Sun, like Comet Hale-Bopp or Comet Hyakutake, are believed to come from the Oort cloud.

Where do asteroids come from?
Asteroids are rocky remnants from our early solar system. Most orbit between the inner and outer planets in the Asteroid Belt. Scientists believe the materials have not accreted into a planet because Jupiter&rsquos gravity exerts such a powerful pull! Asteroids occasionally reach Earth&rsquos surface as meteorites.

Why do planets appear to wander?
The word planet means &ldquowanderer&rdquo in Greek. Ancient cultures observed that certain objects appeared to wander across the night sky, while the stars remain fixed with respect to each other. These objects are the planets. The planets are moving in their orbits around the Sun. Almost all the planets trace the same path within the imaginary plane of the ecliptic, through the constellations of the zodiac. The planets move against the backdrop of stars over time spans of days or years.

Why is Earth special?
Earth falls in the &ldquoHabitable Zone,&rdquo the zone where the temperatures are right for liquid water to exist. Closer to the sun, the temperatures would be too high and the water would vaporize. Farther from the sun, the temperatures would be too low and the water would freeze. Of course, this depends on the atmospheric conditions. Planets that are not active do not replenish their atmospheres and they may be too small to retain an atmosphere

Members of our Solar System
ال شمس is at the center of our Solar System. It contains 99.85% of the mass of our Solar System and is composed of about 92% hydrogen and 8% helium. The temperatures and pressures are so great at the center of the Sun that hydrogen atoms are forced together and combined to form helium. Through this nuclear reaction, immense heat is produced. This heat warms our Solar System.

MESSENGER photo of Mercury
credit NASA/APL/CIS

الزئبق is about one-third the size of Earth. It is the closest to our Sun, orbiting it in just 88 days. Because it is so close to the Sun, its surface temperatures are extreme, ranging from 427ºC (800ºF) on the Sunny side to -183ºC (-297ºF) on the side facing away from the Sun. Mercury has no atmosphere and no surface water the high temperatures prevent these from forming. The surface of Mercury looks like our Moon. It is covered by craters, indicating its long history of bombardment by asteroids and other impactors.

كوكب الزهرة is almost the size of Earth. Its rotation is very slow — Venus turns once on its axis every 243 Earth days — and it spins backwards relative to the other planets. The time it takes to rotate is very close to the time it takes to orbit the Sun. Surface temperatures on Venus range from 377ºC to 487ºC (710º to 908ºF) — even hotter than Mercury! The reason that Venus is hotter, even though it is farther from the Sun, is that it has a thick atmosphere composed of carbon dioxide and traces of water and sulfuric acid. This atmosphere — about ninety times the pressure of Earth’s atmosphere — creates an intense greenhouse effect heat is trapped in the atmosphere.

Mosaic of Magellan images of Venus, color coded to represent elevation.
Image courtesy of the USGS and JPL, NASA.

Earth from Space.
Image courtesy of NASA.

أرض is a dynamic planet. It also is the only planet we know that has life. It spins on its axis once a day and orbits the Sun once a year (other planet’s years and days often are presented relative to Earth’s). The rotation axis is tilted, giving Earth its seasons. Surface temperatures range from –73º to 48ºC (-100 to 120ºF) and liquid water is abundant. Earth’s atmosphere traps energy from sunlight, creating a greenhouse effect that warms the surface. It also moderates the climate and protects the surface from damaging components of solar radiation.

المريخ is about half the size of Earth. Its period of rotation is very close to Earth’s, but it takes about two Earth years to orbit the Sun. Mars is tilted on its axis, so it experiences seasons. Surface temperatures are cold -83º to -33ºC (-117º to -27ºF) and the planet is very dry. The atmosphere is thin and composed mostly of carbon dioxide. There is no liquid water present at the surface. There may be frozen water in the subsurface, and Mars has ice caps in its polar regions. The ice is a combination of carbon dioxide and water ice. There is evidence that Mars had flowing water and oceans at its surface during its early history, perhaps until about three and a half billion years ago. Mars has the tallest volcano in our Solar System — it is about 22 kilometers tall (almost 14 miles high compare this to Hawaii’s Mouna Loa at 9 kilometers/5.5 miles tall measured from the sea floor).

Hubble Space Telescope image of Mars as it made its closest approach to Earth in August 2003.
Image courtesy of NASA.

Photo mosaic of images taken by Galileo spacecraft of Asteroid Ida.
Image courtesy of JPL, NASA.

Between the Inner Planets and the Outer Planets the حزام الكويكبات resides. Asteroids are rocky remnants from our early Solar System. They range in size from 1000 kilometers across (620 miles) to the size of sand grains. Asteroids occasionally reach Earth’s surface as meteorites, providing scientists with information about when our Solar System formed and the processes that occurred.

كوكب المشتري is the largest planet in our Solar System about 1000 Earths could fit inside a hollow Jupiter. It contains more mass than all of the other planets combined. Jupiter spins on its axis once every 10 hours and orbits the Sun once every 12 years. It is about 90% hydrogen and 10% helium with some methane, water, and ammonia. Temperatures reach –200ºC (-325ºF) at the top of the atmosphere. The atmosphere is tumultuous, divided into distinct bands. Wind speeds are high, up to 400 kilometers per hour (250 miles per hour) and lightening is frequent. The Giant Red Spot is a massive storm system — larger than the diameter of Earth – that has been raging at least 400 years. Jupiter has at least 67 moons. Ganymede, the largest of Jupiter’s moons, is larger than the planet Mercury.

Voyager 1 image of the Giant Red Spot of Jupiter.
Image courtesy of NASA.

Color image of Saturn taken by Cassini spacecraft.
Image courtesy of JPL and the Space Science Institute, NASA.

زحل is the second largest planet. Its day is 11 hours long and its orbit around the Sun takes about 30 years. Its composition and atmosphere are similar to Jupiter’s. Winds reach 1770 kilometers per hour (1,100 miles an hour). Saturn is best know for its beautiful rings. The ring system stretches to a diameter of 250,000 kilometers (155,000 miles) but is only 1 kilometer thick (a little over half a mile). Saturn has at least 62 moons.

أورانوس was the first planet discovered by telescope. Like the other gas giants, its atmosphere is mostly hydrogen and helium. It has a little methane in its atmosphere, which absorbs red light, giving Uranus its blue-green color. The interior of Uranus contains more rock and ice than Jupiter and Saturn. It rotates on its axis once every 17 hours and orbits the Sun once every 84 years. Unlike the other planets, Uranus’ axis is tilted so that the planet rotates on its side. Given Uranus’ long period of orbit, this translates into a 20-year winter or summer! Uranus has 27 known satellites.

Infrared composite of the two hemispheres of Uranus showing the rings.
Image courtesy of Lawrence Sromovsky, University of Wisconsin- Madison/ W. M. Keck Observatory.

Color image by the Voyager 2 spacecraft of Neptune.
Image courtesy of JPL, NASA.

نبتون is the farthest gas giant planet. Neptune spins on its axis once every 16 hours, and an orbit around the Sun takes 165 years. Like Uranus, it has methane in its atmosphere, which gives it its blue hue. Neptune has the fastest winds in the Solar System (2000 kilometers per hour or 1250 miles per hour), and some massive storm systems that move within its atmosphere. It has 14 known moons and 4 rings.

Pluto is a dwarf planet, orbiting the Sun much farther than the planets. However, Pluto has a highly elliptical orbit and sometimes is inside of Neptune’s orbit. Pluto rotates on its axis once every 6 days, and its journey around the Sun takes 240 Earth years. It is a small icy, rocky body. Pluto has one well known moon Charon, which is half Pluto’s size, and four smaller moons.


Conclusion

In this article, we discussed about the Solar System Formation and the Nebular theory proposed by Laplace, how it came into being, and what were the reasons for its rejection.

We also discussed, in brief, the theories that followed the nebular theory. At last, we discussed how the Sun and planets came into being.

You give me 15 seconds I promise you best tutorials
Please share your happy experience on Google | Facebook


What is the thickness of the Solar System disk? - الفلك

Dynamics of planetary motion

The orbits, spins and motions in the Solar System also provide clues to its formation. As we saw when discussing the night sky, the Solar System has a lot of regularity to it. Most of the planets (and Sun) orbit and spin in the same direction (counterclockwise as viewed from above the Ecliptic). Planets have nearly circular velocities, and the planets stay close to the ecliptic -- the path of the Earth round the Sun. In other words, the Solar System is a flattened spinning system. There are exceptions to this, notably Pluto among the planets, which has a tilted eccentric orbit, and Venus, Uranus and Pluto, which have retrograde spin.

Disk formation appears to be common around newly forming stars. This is significant, because it suggests that planet formation (out of the material of the rotating protoplanetary disk) may also be a common phenomenon. Recall our study of conservation of angular momentum and conservation of energy. As the early solar nebula formed, it's heat increased with gravitational collapse, and it formed a flattened, spinning disk. This structure and these motions are reflected in the current constituents of the Solar System. The temperature differences will result in the formation of two distinct types of planets. Our model can be tested by studying the properties of disks around other forming stars.

Sizes of Planets and Clues to Composition

Inner Solar System bodies (including the belt asteroids) are rocky bodies, and quite small (none is bigger than the Earth), while the outer Solar System bodies are icy, where they are solid at all. The giant planets have huge atmospheres of hydrogen and helium around predominantly icy cores. They are surrounded by many moons, and by rings of ice and dust.

The clue to why the inner and outer Solar System bodies have such different sizes and composition despite forming from a common nebula lies in realizing that all this planet formation was going on at the the same time as the proto-Sun was "turning on" the inner Solar System was much hotter than the outer Solar System. The key idea is that the solids that eventually made up the planets condensed as small grains out of the nebular gas. ال condensation sequence of materials with temperature meant that the kinds of grains that could condense out as solids would depend on the temperature of the nebula at that location. Near the terrestrial planets, where nebular temperatures reached about 1500 degrees K, only metallic grains, and silicates (the material of rocky and iron cores) could form solids, so the inner planets and asteroids are made of silicate rocks and metals. Only in the outer Solar System could the lighter solids (water ices, carbon dioxide, methane, and ammonia ices) condense as well. This explains the difference in composition between the planets in the inner and outer Solar System. There is a size difference because the ices are made up of C, N, H, O -- elements which are much more abundant in the solar nebula than Fe, Si, Mg, metals that formed the grains in the inner Solar System. This made it easy for the outer Solar System planets to grow into giant worlds. The outer planets are large enough that they probably formed their own "mini-disks" around themselves, that eventually evolved into their own miniature "solar systems", with moons and rings. The ices formed low-density worlds worlds, with compositions much like the Sun (mainly hydrogen), while the metallic grains and silicates formed high-density rocky terrestrial planets.

Holding onto Nebular Gases Another crucial difference between the inner and outer Solar System is that the giant outer planets grew massive enough that their gravity could hold onto the original H and He gases of the nebula, and indeed, pull these in directly from the nebula (once planets had grown to about 15 earth masses) and retain these light elements. This was impossible for the inner planets, both because of the high temperatures (which made it easier for light gas molecules to escape a planet's gravitational field), and the small gravitational masses of the terrestrial planets.

Growing Planets from Planetesimals

We think all the bodies in the Solar System were formed initially from dust grains sticking to one another to form larger and larger bodies. These larger bodies are called planetesimals. Initially, dust grains just stick to one another, but as really big bodies form, they can also gravitationally attract neighboring particles and bodies to grow even bigger. Eventually, the biggest bodies win: these become the planets. Some of this material might not go on to form planets. (For example, the asteroid belt is thought to be a planet which did not succeed in forming, due to the gravitational disruption of Jupiter).

Once the Sun `turned on', radiation pressure and a dense wind from the Sun probably cleared out most of the material. Some of this left over `debris' from the planet making process survives as asteroids and comets. Their compositions (rocky or icy) reflects the sites of their original formation in the inner or outer regions of the Solar System. The early clearing out of debris created a period of early cratering. Some of the later collisions result in `captured' moons, which may have unusual orbits that do not reflect the original patterns of motion in the forming Solar System.

The Age of the Solar System

Dating the Solar System is accomplished by investigating naturally occurring radioactivity in solid rocks. We are then really considering the time to the solidification of the rock in question. A parent nucleide spontaneously undergoes a radioactive process, that alters the nucleus and gives off energy. The time for half the sample of nuclei to decay is the half-life of the species in question. By considering the ratio of parent to daughter nuclei, the time to the solidification can be calculated, provided the initial composition can be guessed at. This guessing is done by knowing something about the naturally occurring isotopic ratios in the sample (nuclei with the same number of protons -- same element -- but different numbers of neutrons -- different isotopes.) For example, Uranium-238 decays into Lead-206 with a half life of 4.5 billion years (Gyr) and the Lead-206 to Lead-204 ratio gives the initial state, since Lead-204 is not a daughter species. The oldest Earth rocks dated in this way are 3.8 Gyr old. The age of the Solar system is generally reckoned to be that of the oldest meteorites, about 4.6 Gyr.

The chronology of the Moon is quite well determined by radioactive dating of rocks brought back by the Apollo Program astronauts. The heavily cratered Highlands contrast with the younger, less cratered Maria floors which are upwellings of basalts that are much younger than the impacts that formed the basins themselves. The craters on the Moon and Mercury are impact craters from meteorite impacts and, the older the surface, the more impacts it shows. However, the lunar record shows that there must have been a period of very heavy bombardment about 4 billion years ago to account for the very high crater density in the Highlands. The youngest features on the Moon are the craters like Tycho and Copernicus, about 200 million years old ejecta from these impacts overlies older terrain --- the principle of stratigraphy: new stuff is on top of old stuff. We believe that all these objects formed at roughly the same time.



تعليقات:

  1. Eliot

    بيننا نتحدث ، في رأيي ، من الواضح. وأنا لن تبدأ في التحدث حول هذا الموضوع.

  2. Iliana

    في رأيي كان يعتبر بالفعل

  3. Adi

    انت لست على حق. أنا متأكد. أدعوك للمناقشة. اكتب في رئيس الوزراء ، سوف نتواصل.

  4. Donnally

    وماذا نفعل بدون أفكارك العظيمة

  5. Vujar

    إنه لأمر مؤسف ، الآن لا أستطيع التعبير - إنه مشغول للغاية. سأطلق سراحي - سأعرب بالضرورة عن الرأي في هذا السؤال.

  6. Christian

    يتفق ، عبارة مفيدة



اكتب رسالة