وقتی صحبت از سیاره می‌شود، همه ما بی‌اختیار به یاد منظومه شمسی و سیارات آن می‌افتیم. اما واژه سیاره دقیقاً چه معنایی دارد و چه اجرامی را می‌توانیم سیاره بنامیم؟ به عبارت دیگر، سیاره چیست؟ ...
وقتی صحبت از سیاره می‌شود، همه ما بی‌اختیار به یاد منظومه شمسی و سیارات آن می‌افتیم. اما واژه سیاره دقیقاً چه معنایی دارد و چه اجرامی را می‌توانیم سیاره بنامیم؟ به عبارت دیگر، سیاره چیست؟ چه تفاوتی بین سیاره و ستاره وجود دارد؟ در این مقاله قصد داریم با مفهوم سیاره بیشتر آشنا شویم و ببینیم چه زمانی می‌توانیم جرمی را که در آسمان مشاهده شده، در این دسته قرار دهیم.
ما می‌توانیم در آسمان شب به تصویر مشتری و زحل اشاره کنیم و آن‌ها را «سیاره» خطاب کنیم اما تعریف این کلمه نیاز به دقت زیادی دارد. کلمه سیاره از کلمه یونانی «planēt» به معنای «سرگردان» گرفته شده است. بسیاری از منجمین باستان می‌توانستند این اجرام را که تصور می‌شد ستارگان متحرک هستند، به‌راحتی با چشم غیرمسلح ببینند.
در فرهنگ لغت «مریام وبستر» سیاره را هریک از اجرام بزرگی تعریف می‌کنند که به دور خورشید در منظومه شمسی می‌چرخد. اما این تعریف چندان دقیق نیست. به دلیل اینکه تعریف واحدی برای این مفهوم وجود نداشت، سال ۲۰۰۶، بسیاری از اخترشناسان پس از کشف چند جرم در اطراف منظومه شمسی تصمیم گرفتند این مفهوم را از بازتعریف کنند.
اتحادیه بین‌المللی نجوم (IAU) سیاره را جرمی تعریف می‌کند که ویژگیهای زیر را داشته باشد:
IAU همچنین طبقه‌بندی جدیدتری به نام «سیاره کوتوله» ارائه کرده است که به دسته اجرامی اطلاق می‌شود که تمام این ویژگی‌ها را دارند اما به‌علت نیروی گرانش کم نمی‌توانند زباله‌های فضایی را از اطراف مدار خود حذف کنند. این تعریف به این معنی بود که «پلوتو» که زمانی سیاره‌ای در منظومه شمسی شناخته می‌شد، تنزل رتبه پیدا کرده و سیاره کوتوله شناخته می‌شود.
بااین‌حال همه دانشمندان با این تعریف موافق نیستند، به‌ویژه پس از پرواز فضاپیمای «Horizons» اطراف پلوتو که سال ۲۰۱۵ انجام شد. این فضاپیما دنیای پیچیده‌ای از ویژگیهای خاص را از پلوتو نمایش داد. پلوتو مملو از کوه‌هایی با ارتفاعی حدود ۳۵۰۰ متر است؛ منطقه‌ای قلبی‌شکل به نام «Tombaugh Regio» که عمدتاً از یخ و متان تشکیل شده و زمین‌های یخی عجیب‌وغریبی شبیه پوست مار دارد. همین دلایل سبب شد تیم دانشمندان فضاپیمای Horizons معتقد باشند که پلوتو سیاره است؛ زیرا از نظر ساختار زمین‌شناسی بسیار شبیه سیاره ماست.
سناریوهای زیادی برای توصیف نحوه شکل‌گیری سیارات وجود دارد. برجسته‌ترین سناریو را در ادامه مرور خواهیم کرد.
گردوغبار اطراف ستاره برای تشکیل اجرام سماوی در اطراف آن حیاتی است. گردوغبار اطراف ستارگان حاوی عناصری مانند کربن و آهن است که می‌تواند به تشکیل منظومه‌های سیاره‌ای کمک کند.
هنگامی که ستاره‌ای دارد متولد می‌شود، «T Tauri» نامیده می‌شود. در این حالت، ستاره گاز فشرده درحال چرخشی است و بادهای بسیار داغی به بیرون پرتاب می‌کند که هیدروژن و هلیوم از فراوان‌ترین عناصر این بادهای ستاره‌ای هستند. گردوغبار موجود در این بادها به‌مرور با یکدیگر برخورد می‌کنند و در اثر نیروی گرانش به هم متصل می‌شوند و از نظر ابعاد رشد می‌کنند.
توده‌های گردوغبار کم‌کم تبدیل به سنگ‌ریزه می‌شوند. سنگ‌ریزه‌ها نیز به یکدیگر چسبیده و سنگ‌هایی بزرگ‌تر تشکیل می‌دهند. در واقع وجود گاز به ذرات جامد کمک می‌کند به هم بچسبند و بزرگ شوند. در این مرحله، می‌توان جسم تشکیل‌شده را «شبه‌سیاره» نامید.
دانشمندان باور دارند سیارات، ازجمله سیارات منظومه شمسی، احتمالاً دانه‌های غباری کوچک‌تر از عرض یک موی انسان متولد شده‌اند. آن‌ها از دیسک غول پیکر و دوناتی شکل گاز و غبار بیرون آمده‌اند که به دور ستاره‌های درحال تولد در گردش بوده است. هنگامی که این شبه‌سیارات به‌اندازه کافی رشد می‌کنند، شروع به چرخیدن دور ستاره خود می‌کنند و به‌مرور مواد اضافی و زباله‌های فضایی را از مدار خود پاک می‌کنند.
هنگامی که سیارات در اطراف ستاره‌ای شکل می‌گیرند، به آن‌ها «منظومه سیاره‌ای» گفته می‌شود. در حقیقت منظومه سیاره‌ای شامل چندین سیاره است که به دور یک ستاره می‌چرخند و مدارهای تعریف‌شده‌ای دارند. در نظر داشته باشید که اجرام دیگری مانند سیارات کوتوله، سیارک‌ها، قمرها، شهاب‌واره‌ها و غیره نیز از اجرامی هستند که می‌توان در منظومه‌ای سیاره‌ای پیدا کرد.
ستاره‌شناسان معیارهای متفاوتی برای پاسخ به این سؤال در نظر می‌گیرند. بااین‌حال، به‌طورکلی می‌توان سیارات را در دسته‌بندی زیر قرار داد:
برای پاسخ به این سؤال بهتر است ابتدا تعریف دقیق ستاره را بیان کنیم. ستاره توپ گازی درخشان، داغ و عظیمی است که عمدتاً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. این جرم سماوی را گرانش اجزای خود آن به‌صورت جرمی فشرده ظاهر می‌شود. گرانش همچنین باعث فرایندهای همجوشی هستهای در مرکز ستاره می‌شود که طی آن نور و گرما از ستاره ساطع می‌شود. همجوشی به این دلیل اتفاق می‌افتد که گرانش عظیم ستاره هیدروژن را تا جایی فشرده می‌کند که هیدروژن طی دما و فشار بالا به اتم هلیوم تبدیل می‌شود. این فرایند مقدار زیادی انرژی آزاد می‌کند. خورشید نزدیک‌ترین ستاره به زمین است. بااین‌اوصاف و آنچه درمورد سیاره بیان شده است، می‌توانیم تفاوت سیاره و ستاره را تمام‌وکمال بررسی کنیم.
ستارگان نور و گرمای خود را از طریق همجوشی هستهای در هسته خود تولید می‌کنند. آن‌ها انرژی را به‌شکل نور و تابش الکترومغناطیس ساطع می‌کنند که باعث می‌شود از فواصل دور قابل‌مشاهده باشند. برعکس، سیارات نور تولید نمی‌کنند بلکه نور را از ستاره‌ای که دور آن می‌چرخند، منعکس می‌کنند؛ به همین دلیل است که ما نمی‌توانیم سیارات فراخورشیدی را مانند ستارگان مشاهده کنیم. در نظر داشته باشید که ستاره‌ای مانند خورشید حدود یک‌میلیارد بار درخشان‌تر از نور منعکس‌شده از سیاره فراخورشیدی درحال‌چرخش است.
اگر سیاره‌ای فقط یک چیز برای تبدیل شدن به ستاره کم داشته باشد، آیا شانسی برای تبدیل شدن به ستاره را دارد؟ از نظر تیٔوری بله! اگر جرم سیاره‌ای به‌اندازه کافی زیاد شود که فشرده و گرم شود تا واکنش‌های هستهای در مرکز آن آغاز شوند، می‌توان گفت یک ستاره داریم. در نظر بگیرید برای اینکه سیاره به ستاره تبدیل شود، علاوه‌بر افزایش جرم، هیدروژن باید عنصر اصلی تشکیل‌دهنده آن سیاره باشد. برای فعال‌کردن فرایند همجوشی وجود هیدروژن ضروری است.
بیاید سیاره مشتری را به‌عنوان مثال در نظر بگیریم؛ چون که هیدروژن مؤلفه اصلی تشکیل‌دهنده آن است. جرم مشتری 10²⁷× 1.898 کیلوگرم است، درحالی‌که جرم خورشید 10³⁰×1.989 کیلوگرم است. پس جرم مشتری حدود هزار برابر کمتر از خورشید است؛ به عبارت دیگر، برای آنکه مشتری تبدیل به ستاره‌ای شبیه خورشید شود، باید هزار برابر بزرگ‌تر شود. اگر به‌دنبال سیاره‌ای هزار برابر مشتری هستید که ببینید به یک ستاره تبدیل می‌شود یا نه، دست نگه دارید. ستارگانی در عالم هستند که جرم بسیار کمتری از خورشید دارند؛ پس نیاز نیست لزوماً مشتری به‌اندازه خورشید بزرگ شود. به‌صورت تیٔوری سیاره می‌تواند به ستاره تبدیل شود. اما آیا جرم تمام چیزی است که نیاز داریم؟ خیر. از پارامترهایی مانند ترکیب عناصر، زیست‌پذیری، جو، دما، طول عمر و غیره میان سیارات و ستارگان تفاوت ایجاد می‌کنند.
بیش از حدود دو دهه جسمی فراتر از پلوتو در منظومه شمسی یافت نشد. اما دهه ۲۰۰۰ میلادی شروع اکتشافات جذاب نجومی بود. در این سال‌ها «مایک براون»، ستاره‌شناس جوان، در مؤسسه فناوری کالیفرنیا تصمیم گرفت به جستجوی اجرام فراتر از منظومه شمسی برود. براون و تیمش موفق شدند چندین جسم فراتر از نپتون یا مدارش کشف کنند که بزرگ یا یخی هستند. درحالی‌که کشف اجرام یخی در دوردست‌ها غیرمنتظره نبود، کشف چیزی که «ابر اورت» نامیده می‌شود، همه را حیرت زده کرد. ابر اورت ناحیه‌ای بیرون منظومه شمسی است که زادگان تریلیون‌ها دنباله‌دار است و در آن زمان انتظار می‌رفت بتوان سیاره و سیارک‌های دیگری نیز در آن پیدا کرد.
برخی اکتشافات براون و تیمش شامل اجرامی است که با نام‌های «Eris» و قمرش «Dysnomia» و غیره شناخته می‌شوند. تمام این اجرام بین سال‌های ۲۰۰۱ و ۲۰۰۵ کشف شدند. Eris به‌قدری بزرگ بود که ابتدا تصور می‌شود باید آن را سیاره دهم منظومه شمسی تعریف کرد.
با این مجموعه اکتشافات، اتحادیه بین‌المللی نجوم دو سال را صرف بررسی شواهد کرد و سال ۲۰۰۶ مجمع‌عمومی را برای رأی‌گیری درمورد تعریف سیاره تشکیل داد. در نتیجه رأی‌گیری مشخص شد اجرامی مانند پلوتو، اریس و هر جرم دیگری با ویژگیهای مشابه این اجرام سیاره نیست، هرچند ابعد بسیار بزرگی داشته باشند.
در این نام‌گذاری جدید، سیاره کوتوله به جسمی کروی گفته می‌شد که در گردش به دور خورشید است اما ابعاد کوچک‌تری نسبت به عطارد دارد. این جرم همچنین ممکن است در ناحیه‌ای باشد که چندین جرم دیگر همراه آن درحال چرخش هستند؛ مثلاً درون کمربند سیارکی. اتحادیه بین‌المللی نجوم تاکنون پنج جرم را به‌عنوان سیاره کوتوله پذیرفته است: «Ceres»، پلوتو، اریس، «Makemake» و «Haumea». در نظر داشته باشید اجرام بسیار دیگری وجود دارند که می‌توان آن‌ها را نیز باتوجه‌به ویژگی‌هایشان در دسته سیاره کوتوله جای داد، مانند «Sedna» و «Salacia» و غیره. در تعیین نوع جرم، نیاز به مشاهدات بیشتر و تعیین ویژگیهای جسم به‌صورت دقیق‌تر انجام می‌شود. بااین‌حال، ازآنجایی که این اجرام بسیار دور از منظومه شمسی هستند، تعیین ویژگیهای آن‌ها اندکی دشوار است.
دانشمندان باور دارند حدود ۲۰۰ سیاره کوتوله در منظومه شمسی و کمربند کوییپر وجود دارد. این اجرام ترکیبات سطحی متفاوت و قمرهای مخصوص به خود را دارند که آن‌ها را از یکدیگر متمایز می‌کند.
بااینکه اتحادیه بین‌المللی نجوم در این مورد رأی‌گیری کرده است، هنوز دانشمندانی وجود دارند که باور دارند باید پلوتو را سیاره دانست. تحلیل بیشتر داده‌های فضاپیمای New Horizons نیز گاهی به این ادعا دامن می‌زند. داده‌های این فضاپیما از ویژگی‌هایی از پلوتو رونمایی می‌کنند که دانشمندان مطمیٔن می‌شوند پلوتو سیاره است.
بااین‌حال، جستجو برای اجرام خارج از منظومه شمسی همچنان ادامه دارد. یکی از بارزترین این پروژه‌ها مأموریت برای یافتن سیاره نهم است! هنوز شواهدی مبنی بر وجود این سیاره یافت نشده است اما دانشمندان احتمال می‌دهند اجرام کاندید احتمالاً بر کمربند کوییپر تأثیر می‌گذارند. اگر چنین جسمی وجود داشته باشد که بتوان آن را سیاره دانست، یک ابَرزمین است که قطرش چهار برابر زمین و جرم آن ده برابر است.
در این مقاله به‌صورت مفصل با مفهوم سیاره، تعاریف مختلف آن و انواع سیارات آشنا شدیم. همچنین تفاوت سیاره و ستاره را مرور کردیم و به این موضوع پرداختیم که چرا پلوتو در دسته‌بندی سیارات اتحادیه بین‌المللی نجوم قرار نمی‌گیرد.
سیاره جرمی است که به دور خورشید (ستاره‌ای مرکزی) می‌چرخد و جرم کافی برای آنکه شکلی کروی به خودش بگیرد، دارد. سیارات قمر جسم دیگری نیستند و به کمک نیروی گرانش خود، زباله‌های فضایی و اجسام کوچک را از اطراف مدار خود حذف می‌کنند.
براساس جدیدترین دسته‌بندی‌ها که اتحادیه بین‌المللی نجوم تعریف کرده است، پلوتو سیاره نیست و در دسته سیارات کوتوله قرار می‌گیرد؛ زیرا گرانش آن برای بیرون راندن زباله‌های فضایی کافی نبوده است.
سیارات باتوجه‌به ویژگیهای ظاهری‌شان و موادی که ساختار آن‌ها را تشکیل می‌دهد، به ۱۵ دسته تقسیم می‌شوند؛ عبارت‌اند از سیارات زمینی، صحرایی، غول گازی، غول یخی و غیره.
در آیدت،
فایل‌های
خود را به فروش بگذارید و یا
مقالات‌تان
را منتشر کنید👋
پاسخ ها