المنظومة الشمسية ومركباتها مدرسة النجاح االعدادية - علوم المنظومة الشمسية تكونت مثل غيرها من النجوم في الشمس الموجودة في مركز منظومتنا الشمسية ّ السديم الكوني ، من.
Download
Report
Transcript المنظومة الشمسية ومركباتها مدرسة النجاح االعدادية - علوم المنظومة الشمسية تكونت مثل غيرها من النجوم في الشمس الموجودة في مركز منظومتنا الشمسية ّ السديم الكوني ، من.
المنظومة الشمسية ومركباتها
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
المنظومة الشمسية
تكونت مثل غيرها من النجوم في
الشمس الموجودة في مركز منظومتنا الشمسية ّ
السديم الكوني ،من موا ّد مصدرها نجوم انتهت حياتها .فضالت الغبار والغاز اللذان
التكون بقيا كقرص من المادة يحوم حول هذا
لم ُيدمجا في النجم الذي في طريقه إلى
ّ
النجم .ورويدًا رويدًا بدأت ُكتل المواد هذه تدور حول الشمس بسبب قوة جاذبيتها.
األجرام السماوية التي تدور حول الشمس في مسارات ثابتة تشمل كواكب سيارة
(من بينها الكوكب السيار األرض) ،وكذلك كواكب سيارة صغيرة جدًّ اُ ،كو ْيكبات
و ُمذ ّنبات .قمر واحد أو أكثر وكذلك حلقات من شظايا الصخور تدور حول قسم من
الكواكب السيارة .معظم مسارات دوران الكواكب السيارة موجودة بالقرب من
مستوى دوران الكرة األرضية حول الشمس ،والمعروف بـ "مستوى الدوران".
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
الجاذبية
إحدى القوى األساسية ًّ
جدا في الطبيعة ،القوة التي تحدد التجاذب بين جسمين هي
قوة الجاذبية .قوة الجاذبية متعلقة بالبعد بين األجسام وبكتلة كل منها .الكتلة هي
كبيرا – تكون
كمية المادة الموجودة في جسم ما .كلما كان البعد بين الجسمين
ًّ
صغيرا أكثر تكون
الجاذبية ضعيفة أكثر (وبالعكس – كلما كان البعد بين جسمين
ًّ
الجاذبية قوية أكثر) .أما بالنسبة للكتلة :فكلما كانت كتلة الجسمين كبيرة تكون
الجاذبية بينهما قوية أكثر (وبالعكس – كلما كانت كتلة الجسمين صغيرة أكثر تكون
الجاذبية بينهما ضعيفة أكثر) .الجاذبية هي التي تمنح كتلة األجسام المختلفة الثقل،
والوزن .كتلة األجسام (أي كمية المادة الموجودة فيها) ال تتغير حتى عندما تتواجد
هذه األجسام على جسم ذي جاذبية مختلفة عن جاذبية الكرة األرضية ،أما وزن هذه
األجسام فيتغير .على سبيل المثال :كمية المادة (الكتلة) في أجسام رجال الفضاء
الذين صعدوا إلى القمر لم تتغير ولكن وزنهم قلّ وتغير ألنّ جاذبية القمر أضعف من
جاذبية الكرة األرضية.
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
النجم الشمس
الشمس هي نجم ،وخالل تكونها من الغاز والغبار في السديم بدأت
تدور و ُتضغط ،وفي مرحلة معينة بدأت تحدث فيها عمليات انصهار
نووي فبدأت تنتج طاقة وتصدر إشعاعات وتحولت إلى نجم متوسط
الحجم .على سطح الشمس تسود حرارة مع ّدلها حوالي
،C6,000ويخمنون أنه في مركز باطنها تصل درجة الحرارة إلى
تتكون منها الشمس تحتوي على
!-C 15,000,000المادة التي ّ
%71هيدروجين و %26هليوم ،باإلضافة إلى كميات صغيرة ال
تكاد تذكر من عناصر ثقيلة أكثر.
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
تكون الشمس
تكونت الشمس قبل حوالي 5مليارات سنة ويعتقد العلماء أنها ستبقى ح ّية على
لقد ّ
األقل 5مليارات سنة أخرى .في حينه ،عندما ينفد مخزون الشمس من
هيدروجينها" ،الوقود" لعملية االنصهار النووي ،فهي ستتحول إلى "عمالق
أحمر" – ستنتفخ الشمس ،وستبلع النجم -عطارد (أقرب النجوم إلى الشمس)
وعلى ما يبدو كوكب الزهرة؛ وجميع الكواكب السيارة األخرى ،بما فيها األرض
ستغ ّير شكلها وتركيبها .وبعد بضع عشرات أو مئات من ماليين السنين يبدأ مركز
ليتحول إلى كوكب صغير قزم أبيض – كوكب صغير
العمالق األحمر باالنضغاط
ّ
ملتهب كثافة مادته عالية ج ًّدا بينما غالفه فينتشر في الفضاء .في نهاية األمر كل ما
سيبقى من الشمس هو مادة سديمية – غبار وغاز ينتشر في المدى الال نهائي
ويتحول إلى كوكب بارد مظلم ومضغوط.
للفضاء في حين ينطفئ القزم األبيض
ّ
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
الشمس مصدر الضوء والحرارة
الشمس هي مصدر الضوء والحرارة اللذان يمكنان الحياة لإلنسان والحيوان
والنبات على وجه األرض .سرعة انتشار الضوء في الكون هي حوالي 300,000
التحرك بها
كلم في الثانية .هذه هي السرعة القصوى الممكنة التي يمكن ألي مادة
ّ
بحسب القوانين العلمية التي نعرفها .متوسط ُبعد الكرة األرضية عن الشمس هو
150مليون كلم وبناء عليه يحتاج الشعاع الخارج من الشمس إلى 8دقائق لكي
يصل إلى الكرة األرضية .على سطح الشمس تجري ثالث ظواهر تحصل نتيجة
النبعاث طاقتها ونتيجة للنشاط النووي على سطحها وبالقرب منه:
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
وأيضا عن الشمس
تتكون نتيجة للنشاط المغناطيسي
ُكلف الشمس – وهي بقع غامقة اللون على سطح الشمس ّ
للشمس وهي باردة قليال بالنسبة لمحيطها ولذلك تبدو غامقة اللون أكثر .تظهر كلف الشمس
عادة بشكل دوري مرة كل 11سنة ولكن هذه الفترة تتغ ّير بين الحين واآلخر .في ذروة الدورة
تزيد كمية كلف (بقع) الشمس 10أضعاف أو أكثر عن كميتها العادية.
الرياح الشمسية – تيار من الجزيئات المشحونة كهربائ ًّيا تنفلت من الشمس بسرعات فائقة.
الحقل المغناطيسي للكرة األرضية يحميها من الرياح الشمسية.
انفجارات شمسية – هائلة تحدث على سطح الشمس تؤدي إلى أن تتطاير كميات كبيرة جدًّ ا من
المادة واإلشعاع يصل ارتفاعهما إلى عشرات وحتى مئات آالف الكيلومترات فوق سطح الشمس.
هذه الظواهر من المحتمل أن تؤ ّثر على األجهزة الموجودة على الكرة األرضية – البث اإلذاعي
أضرارا باألقمار االصطناعية التي تسبح في
(الراديو) وشبكات الكهرباء كما من المحتمل أن ُتلحق
ً
الفضاء فوق الكرة األرضية .لوال وجود الحقل المغناطيسي للكرة األرضية الذي يحمينا ،لتد ّمرت
الحياة على الكرة األرضية بسبب إشعاع الشمس والجزيئات التي تنفلت منها.
.
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
الكواكب السيارة
لكل كوكب س ّيار يوجد نوعان أساسيان من الحركة –كل واحد منها يدور حول نفسه
ضا حول الشمس .دورة واحدة للكوكب السيار حول نفسه
وفي الوقت نفسه يدور أي ً
(محوره) ينتج عنها يوم (نهار +ليل) ودورة الكوكب السيار الواحدة حول الشمس
ينتج عنها سنة .لكل كوكب من الكواكب السيارة التي تدور حول الشمس طول يوم
(نهار +ليل) مختلف وطول سنة مختلف .الكواكب السيارة تتحرك طوال الوقت في
قوتين :قوة جاذبية الشمس التي تجذب
نفس المسارات وذلك بسبب التوازن القائم بين ّ
الكواكب السيارة إلى الشمس (" إلى الداخل") وقوة دفع دوران الكواكب التي تشدّ ها
بعيدا عن الشمس (إلى الخارج") .قوة جاذبية الكواكب السيارة نفسها هي التي تجعل
أقمارها التابعة لها – أقمار وحلقات – تدور حولها في مسارات دورانها .جميع
األجرام السماوية التي تدور حول الشمس – الكواكب السيارة ،األقمار التابعة،
الكويكبات والمذنبات – ال تنبعث منها األضواء – إنما تعكس أشعة الشمس التي تقع
عليها.
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
الكواكب السيارة الصخرية (األرضية).
الكواكب السيارة الغازية.
الكواكب السيارة القزم ّية (الصغيرة).
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
الكواكب السيارة الصخرية
كوكب عطارد (ميركوري) وكوكب الزهرة (ڤينوس) وكوكب األرض (الكرة
األرضية) وكوكب المريخ (مارس) .هذه الكواكب السيارة األربعة هي األقرب إلى
المريخ الواقع على بعد 220مليون كلم عن
الشمس – أبعدها عن الشمس هو
ّ
صخري (شبيه
الشمس .الصفات المشتركة بين هذه الكواكب األربعة هي :تركيبها
ّ
بتركيب الكرة األرضية) ،وهي صغيرة نسبيا بالمقارنة مع الكواكب الغازية البعيدة
عن الشمس ،ولها القليل من األقمار التابعة أو أنه ال يوجد لها أقمار تابعة كما ال
توجد لها إطال ًقا حلقات من شظايا الصخور التي تدور حولها .لسطح هذه الكواكب
تضاريس مؤلّفة من صخور من أنواع مختلفة ،حولها يوجد غالف غازي – وهو
تتطور فيها أحوال جوية مختلفة .لجميع هذه
مكونة من غازات مختلفة
طبقة
ّ
ّ
الكواكب توجد كتلة صغيرة نسب ًّيا وبناء عليها قوة جاذبية ضعيفة.
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
الكوكب السيار ُعطارد (ميركوري)
أصغر الكواكب وأقربها إلى الشمس ،تظهر على سطحه الصخري الوهدات،
والصخور ذات الرؤوس الحادّ ة وهاويات سحيقة (عميقة جدًّ ا) .بسبب قوة جاذبية
الشمس الكبيرة سرعة دورانه حول نفسه بطيئة ،واليوم (نهار +ليل) عليه
طويل ج ًّدا وهو يعادل 59يو ًما من أيام الكرة األرضية تقري ًبا .أما دورانه حول
الشمس فهو سريع ج ًّدا حيث أنه ُيتم دورة كاملة خالل 88يوما تقري ًبا هي طول
السنة عليه .بسبب سرعته هذه يسمونه في اللغات األجنبية ميركوري على اسم
رسول اآللهة .خالل النهار (و هو طويل ج ًّدا) تسود الكوكب حرارة عالية ج ًّدا
ضا) تهبط درجة الحرارة عليه لتصل إلى حوالي
وخالل الليل (الطويل ج ًّدا أي ً
C200تحت الصفر .كتلة عطارد صغيرة وجاذبيته قليلة لدرجة انه لم تبق
حوله غازات ولم يتكون غالف غازي هذا هو سبب عدم وجود ظواهر األحوال
الجوية وسماؤه سوداء دائما
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
كوكب الزهرة (ڤينوس)
وهو الكوكب السيار الثاني في بعده عن الشمس .كتلته اكبر من كتلة عطارد وكذلك جاذبيته اقوى.
لذلك فان الغازات التي تبخرت من سطحه بسبب درجة الحرارة العالية بقيت محصورة في غالفه
الغزي ولم تتشكل على سطحه بحار او محيطات .كما هو الحال في مياه البحار والمحيطات على
سطح االرض ،تتم اذابة ثاني اكسيد الكربون من الغالف الغازي ليشكل احد مركبات الصخور
الجيرية التي تتكون في في الماء .بسبب عدم وجود بحار وحيطات على سطح الزهرة يبقى كل ثاني
اكسيد الكربون داخل الغالف الغازي وهكذا يتكوم حول الكوكب السيار غالف غازي كثيف وثقيل
يتكون في غالبيته العظمى من ثاني أكسيد الكربون كما يحتوي على أحماض سا ّمة .الغالف الغازي
لكوكب الزهرة يعمل مثل الدفيئة ويحول دون انخفاض درجة حرارة الكوكب لذلك فإنّ سطح الزهرة
حار مثل أتون ملتهب معدّل درجة حرارة سطحه .هي حوالي !! – C460يمكننا من الكرة
ّ
األرضية مشاهدة كوكب الزهرة في ساعات الصباح الباكر وقبل غروب الشمس أو في المساء بعد
الغروب بقليل.
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
االرض وهي الكوكب الثالث في بعده عن الشمس والكوكب الوحيد الذي يحتوي
على الحياة ولن نتوسع في الحديث عنها اآلن وهنا.
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
المريخ (مارس)
ّ
وهو الكوكب السيار األكثر شب ًها باألرض – صحيح أن حجم المريخ هو نصف حجم الكرة األرضية
ولكنه صخري مثلها ،وطول اليوم (نهار +ليل) عليه شبيه بطول اليوم على الكرة األرضية أما سنته
فهي أطول قليال .كما أن مبنى المريخ ومركباته شبيهان بمبنى ومركبات الكرة األرضية – النواة غنية
اللب األرضي) والقشرة مكونتان من الصخور والمعادن .قوة
جدًّ ا بالحديد والوشاح /الدِّ ثار ( غالف
ّ
جاذبية المريخ تعادل %40من قوة الجاذبية على سطح الكرة األرضية ولذلك فإنّ غالفه الغازي غير
كثيف .وهو يحتوي على كميات قليلة من الغازات – ثاني أكسيد الكربون ،والقليل من النتروجين
واألرچون (غاز نادر) .لكن الغالف الغازي للمريخ خال من األكسجين .بسبب قرب المريخ من الكرة
األرضية وبسبب الشبه بينهما فإنّ الكوكب السيار– المريخ – اعتبر في الماضي وما زال يعتبر حال ًّيا
هد ًفا رئيس ًّيا ألبحاث الفضاء – منذ سنة 1964عندما أرسلت سفينة الفضاء مارينر 1ألول مرة
لتصوير سطح المريخ وحتى يومنا هذا ،أرسلت إليه سفن فضاء متطورة هبطت على سطحه كما أرسلت
وصورت وأجرت قياسات وأخذت ع ّينات من تربته وأ ْثرت بذلك
مركبات نزلت وسارت على سطحه
ّ
معلوماتنا عن المريخ .يعتقد غالبية علماء الفضاء بأ ّنه تحت سطح أرض المريخ توجد مياه متج ّمدة.
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
الكواكب السيارة الغازية
المشتري (جوبيتر) ،أورانوس ،زحل (ساتورن) ،نبتون( ،أما بلوتو فقد أُخرج
ّ
مؤخ ًرا من قائمة الكواكب السيارة وهو ُمًً ص ّنف اليوم ككوكب سيار قزم) .هذه
الكواكب السيارة األربعة بعيدة عن الشمس نسب ًّيا إذا ما قورنت بالكواكب
الصخرية .أقرب هذه الكواكب إلى الشمس هو ُزحل (ساتورن) وهو يقع على
بعد 780مليون كلم عنها .الصفات المشتركة بين الكواكب السيارة الغازية
غازي ،وهي كبيرة جدًّ ا ،وتحيط بها أقمار تابعة
هي :تركيبها في األساس
ّ
كثيرة باإلضافة إلى حلقات شظايا الصخور (حول زحل ،أورانوس ونبتون).
بما أن هذه الكواكب مكونة من غاز فال توجد على سطحها تضاريس أو
صخور .في أجزائها الداخلية يكون الغاز مضغوطا أكثر وسائال أكثر فأكثر.
الغالف الغازي لهذه الكواكب الغازية سميك ج ًّدا وكتلتها عظيمة وقوة جاذبيتها
عالية ج ًّدا ج ًّدا.
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
المشتري (جوبيتر )
وهو أكبر الكواكب السيارة الغازية في المنظومة الشمسية (لو أردنا أن نمأل المشتري بكرات مثل
مكون في األساس من الغاز –
الكرة األرضية الحتجنا إلى 1,400كرة أرضية لملئه!!) المشتري ّ
حوالي %75هيدروجين وحوالي %25هليوم ،أي أ ّنه يشبه الشمس في تركيبه .الطبقة العليا هي
الغالف الغازي وهي مكونة من الهيدروجين والهليوم وتحتها غالف خارجي مكون هو اآلخر من
الهيدروجين والهليوم في حالة السيولة .وكلما تعمقنا في باطن المشتري يزداد الضغط ودرجة
الحرارة وفي الغالف الداخلي يتحول الهيدروجين إلى سائل .من المحتمل انه توجد في مركز
المشتري نواة صخرية صلبة صغيرة في حجمها تحتوي على ما يبدو على الحديد والنيكل .الغالف
الغازي للمشتري عاصف وفي جميع الصور التي التقطت للمشتري تظهر خطوط وأحزمة وبقع
المكونة من كتل جليدية وقطرات من مركبات مختلفة بألوان حمراء – صفراء.
ملونة .هذه هي الغيوم
َّ
دوامات وعواصف
في الغالف الغازي للمشتري
تهب رياح قوية كما تحدث طوال الوقت ودون توقف ّ
ّ
قمرا ت ّم اكتشافها حتى اليوم .من بين األقمار
برقية.تحيط بالمشتري أقمار تابعة كثيرة – حوالي ً 63
األربعة الكبيرة التي تدور حول المشتري وأكثرها إثارة لالهتمام القمر أوروبا وذلك ألنه تحت الطبقة
الجليدية السميكة التي تغطي سطحه يوجد على ما يبدو محيط يميل لونه إلى ال ُحمرة والمكون على ما
يبدو من ماء سائل مخلوط بالوحل.
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
ُزحل (ساتورن (
يتكون كوكب زحل من الهيدروجين والهليوم وفي مركزه توجد على ما يبدو نواة صخرية غنية
بالحديد .توجد حول النواة طبقة من الهيدروجين المضغوط وبعد هذه الطبقة تأتي طبقة غالف
برتقالي تظهر عليها قطاعات من الغيوم .زحل ُمفلطح الشكل أي
غازي وجهها الخارجي لونه
ّ
إهليجي أي انه بيضوي أكثر منه دائري .تحيط بزحل منظومة من آالف من الحلقات الدقيقة
ضا على حجارة .سمك كل حلقة ال يزيد
التي تحتوي على كتل جليدية صغيرة وربما احتوت أي ً
عن كيلومتر واحد .يخ ّمن العلماء بأنّ مصدر جزيئات الحلقات هو من أحد األقمار أو الكويكبات
كثيرا من زحل وتف ّتت إلى شظايا بسبب قوة جاذبية الكوكب الس ّيار .لزحل توجد
الذي اقترب
ً
عشرات األقمار المكونة من الصخور والجليد .أكثر هذه األقمار إثارة لالهتمام هو القمر طيطان
المكون من مركبات عضوية – محيط عمالق
الذي تغطي وجهه طبقة من الغبار البرتقالي
ّ
مكون من هيدروكربونات مختلفة (مركبات من الهيدروجين والكربون) ،غالفه الغازي يحتوي
على نتروجين باإلضافة إلى القليل من غازات أخرى .يعتقد بعض الباحثين (علماء الفضاء)
بأ ّنه بسبب احتواء الغالف الجوي للقمر طيطان على كربون ونتروجين وهيدروجين فإنه من
المحتمل أنه تتوفر على سطحه ظروف مالئمة لوجود أنواع بسيطة من الحياة التي تعتمد على
المواد في حالة السيولة مثل غاز الميثان (غاز الميثان مكون من كربون وهيدروجين).
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
أورانوس
لوجه الكوكب الس ّيار أورانوس يوجد لون أخضر – سماوي حوله توجد
قمرا .وهو كذلك مكون في األساس من جليد
حلقات سوداء وحوالي ً 15
وغازات متجمدة وفي مركزه توجد على ما يبدو نواة صخرية .الغالف
الجوي ألورانوس سميك ج ًّدا – سمكها – 8,000كلم وهو يحتوي في
األساس على هيدروجين والقليل من الهيليوم والميثان الذي يكسب
أورانوس لونه األخضر – السماوي.
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
نبتون
–وهو أصغر كوكب سيار في مجموعة الكواكب الغازية وهو كذلك أبعدها عن
الشمس ،وهو محاط بـ 4حلقات وبـ 8أقمار وبـ 5أقمار أخرى صغيرة وبعيدة.
تركيبة نبتون شبيهة بتركيبة أورانوس ولوجهه لون سماوي (أزرق فاتح)
نتيجة لوجود غاز الميثان في غالفه الغازي .سطح الكوكب نبتون بارد جدًّ ا.
وتهب عليه رياح شديدة .الغيوم في الغالف الجوي لنبتون مرتبة في خطوط
ّ
وقد اكتشفت فيها بقع كبيرة للدوامات التي تحدث نتيجة للعواصف التي تهب في
الغالف الغازي.
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
الكواكب السيارة القزم ّية (الصغيرة)
أجرام سماوية صغيرة من مجموعة الكواكب السيارة التي تدور
كروي تقري ًبا وهي ليست أقمار أو حلقات
حول الشمس ،شكلها
ّ
شظايا صخرية تابعة لكواكب سيارة .جزء من الكواكب السيارة
مي
القزم ّية موجودة في حزام الكويكبات مثل الكوكب السيار القز ّ
كاريس وقسم آخر بعيد أكثر مثل بلوتو (الذي اعتبر منذ تم
ارا ولكن مكانته تغ ّيرت بسبب التعريفات الجديدة
اكتشافه كوك ًبا س ّي ً
للكواكب السيارة القزم ّية).
مدرسة النجاح االعدادية -علوم
مدرسة النجاح االعدادية -علوم