مجموعتنـا الشمسيـة
يوجد بمركز سوزان مبارك الاستكشافى للعلوم عدة نماذج لكواكب المجموعة الشمسية توضح التباين فى طبيعة هذه الأجرام من حيث الحجم والمعالم السطحية والألوان المميزة لهذه الكواكب وأبعادها عن الشمس . ويمكن للزائر متابعة الاختلاف فى سرعة دوران الكواكب حول الشمس عند مشاهدته للنموذج الدوار للمجموعة الشمسية . ويمكنه استخدام ساعته لحساب التفاوت فى هذه السرعات وكيف أنها تقل كلما بعدت المسافة بين الكوكب والشمس . وعلى المشاهد أن يتأكد من هذه الحقائق بمقارنة ملاحظاته وتسجيلاته لزمن دورة كل كوكب حول الشمس والرجوع إلى أحد المصادر الفلكية التى تشتمل على بيانات عن الحركة الدنياميكية لكواكب المجموعة الشمسية ولتكن الموسوعة الاستكشافية للعلوم والتكنولوجيا لمركز سوزان مبارك . وتبلغ سرعة كوكب عطارد حول الشمس 47.9 كم /ث وسرعة الزهرة 35كم / ث بينما تساوى سرعة الأرض 29.8 كم/ث وسرعة المريخ 24.1كم/ث ، أما كوكب المشترى فسرعته 13.1 كم/ث . وتنخفض السرعات تباعا لتصل إلى 9.6كم/ث لكوكب زحل ، 6,8 كم/ث لكوكب أورانوس ، 5.4 كم/ث لكوكب نبتون ، 4.7 كم/ث لكوكب بلوتو ، وكما هو موضح فى الجدولين ( أ ، ب ) تتفاوت فترة دوران هذه الكواكب حول الشمس من حوالى 88.5 يوم لعطارد إلى 248.5 سنه أرضية لبلوتو .
ويمكن للزائر أيضا مشاهدة النموذج اليدوى للمجموعة الشمسية بالجناح الخاص بنوادى العلوم بالمركز للتعرف على ترتيب الكواكب السيارة طبقا لأبعادها من الشمــــس .
كما يمكنه تحريك الأذرع المثبتة عليها هذه الكواكب وعمل تشكيلات لأوضاعها المختلفة حول الشمس بما فى ذلك اصطفاف عدد من الكواكب ، فى بعض الأحيان ، على خطوط مستقيمة مع الشمس ، فيما يعرف بظاهرة اقتران الكواكب وما قد يصاحب ذلك من عبور كوكبى عطارد والزهرة لقرص الشمس بالنسبة للمشاهد على الأرض عندما تكون هذه الأجرام على استقامة واحدة مع الأرض بالنسبة للشمس .
الشمس (The Sun )
معلومات عامة :
الشمس مصدر الدفء والضياء على الأرض وبدون الشمس تنمحى الحياة الراقية على الأرض . فالطاقة الشمسية لازمة للحياة النباتية والحيوانية ، كما أن معظم الطاقات الأخرى الموجودة على الأرض مثل الفحم والبترول والغاز الطبيعى والرياح ما هى إلا صور مختلفة من الطاقة الشمسية وقد يندهش القارىء إذا ما علم أن الشمس التى هى عماد الحياة على الأرض والتى قدسها القدماء لهذا السبب ، ما هى إلا نجما متوسطا فى الحجم والكتلة واللمعان ، حيث توجد فى الكون نجوم أكبر من الشمس تعرف بالنجوم العملاقة ، كما توجد نجوم أصغر من الشمس تعرف بالنجوم الأقزام . وكون الشمس نجما وسطا يجعلها أكثر استقرارا الأمر الذى ينعكس على استقرار الحياة على الأرض . فلو زاد الإشعاع الشمسى عن حد معين لاحترقت الحياة على الأرض ولو نقص الإشعاع الشمسى عن حد معين أيضا لتجمدت الحياة على الأرض .
والشمس هى أقرب النجوم إلى الأرض ، وهى النجم الوحيد الذى يمكن رؤية معالم مسطحه بواسطة المنظار الفلكى . أما باقى النجوم فيصعب حتى الآن مشاهدة تفاصيل أسطحها نظرا لبعدها السحيق عنا . فلوا استخدمنا أكبر المناظير فى العالم نرى النجوم كنقط لامعة وبدون تفاصيل ، أما لو استخدمنا منظارا متوسطا فى القوة لرأينا مساحات على سطح الشمس تساوى مساحة القطر المصرى تقربيا . وعلى سبيل المثال المقارنة نجد أن متوسط بعد الشمس عن الأرض يساوى 93 مليون ميل ويعرف بالوحدة الفلكية لقياس المسافات فى الكون وتساوى 149.6 مليون كم . أما أقرب نجم أو شمس لنا بعد شمسنا يقدر بعده بحوالى 4.2 سنة ضوئية أى يعادل حوالى 42 مليون مليون كيلو متر .
الوصف
جسم الشمس كرة ضخمة من المادة المشتعلة التى تتفاوت درجة الحرارة وكثافة المادة فى أجزائها المختلفة وهى محاطة بغلاف جوى .
الحجم
تتسع الشمس لحوالى مليون وثلث كرة أرضية .
الكتلة
333.4 ألف مرة كتلة الأرض أو ما يعادل 2 مليون بليون بليون طن . وتكون كتلة الشمس 99.86 %من كتلة المجموعة الشمسية.
درجة الحرارة
حوالى 6000 درجة مئوية على سطح الشمس تزداد الى حوالى 16 مليون درجة مئوية فى قلب الشمس .
التركيب الكيماوى
70% هيدروجين ، 28 % هيليوم ، 2 % عناصر أخرى .
مصدر الطاقة الشمسية
التفاعلات النووية الاندماجية حيث تتحول نويات الهيدروجين إلى نويات هيليوم ، وفارق الكتلة بين النويات الداخلة فى التفاعل والناتجة عنه يتحول الى طاقة غزيرة . وتحول الشمس كل ثانية 5 مليون طن من كتلتها لتشع لنا الطاقة الغزيرة .
عمر الشمس
طبقا لمخزونها من الوقود الهيدروجينى يقدر العلماء أن عمر الشمس حوالى 10 آلاف مليون سنة مضى منها 4600 مليون سنة وما تبقى من عمر الشمس يقدر بحوالى 5500 مليون سنة .
التركيب الطبقى
تتكون الشمس من عدة طبقات هى طبقة التفاعلات النووية تعلوها طبقة تيارات الحمل التى تغلفها الطبقة المضيئة أو طبقة الفوتونات ( الفوتوسفير ) مصدر الضياء والإشعاعات الشمسية وتبدو على هيئة القرص المضىء للشمس .
الغلاف الجوى الشمسى
يتكون من طبقتين باهتنين هما الطبقة الملونة ( الكرموسفير ) وطبقة الإكليل الشمسى . وهاتان الطبقتان خافتتان ولا يشاهدان إلا فى أوقات الكسوفات الكلية أو باستخدام مناظير خاصة .
الظواهر الشمسية
من أهمها ظاهرة البقع الشمسية وهى مناطق معتمة تظهر على سطح الشمس وتبدو معتمة لانخفاض الحرارة فيها بحوالى 1500 درجة عن درجة حرارة السطح المضىء للشمس .
ويصاحب ظهور البقع الشمسية ظهور شعيلات شمسية لامعة وانفجارات شمسية كبيرة تصل قوتها فى بعض الأحيان إلى عدة مليارات من القنابل الهيدروجينية ، كما تنطلق ألسنة اللهب العملاقة من الشمس ، التى يصل طولها فى بعض الأحيان الى ربع مليون كيلومتر ، بالإضافة الى الرياح الشمسية التى تجوب المجموعة الشمسية .
الكواكب Planets
جميع الكواكب
عددها تسعة كواكب تنبع الشمس وتدور حولها فى مدارات اهليجية ويمكن تقسيمها إلى كواكب صلبة مثل عطارد والزهرة والأرض والمريخ ، وتعرف هذه المجموعة بشبيهات الأرض وعددها أربعة كواكب ، أما الكواكب الأخرى فهى غازية مثل المشترى وزحل وأورانس ونبتون وتعرف بشبيهات المشترى . ويعتبر كوكب بلوتو حالة وسطا بين الكواكب الصلبة والغازية . وتنقسم الكواكب أيضا إلى كواكب داخلية ، وهى شبيهات الأرض التى يقل اتساع مدراها عن مدار المريخ ، وكواكب خارجية تقع خارج مدار المريخ ، وهى شبيهات المشترى بالإضافة إلى كوكب بلوتو . وجميع الكواكب ما عدا عطارد والزهرة لها أقمار تدور حولها ويختلف عددها من كوكب إلى آخر . وتدور الكواكب حول الشمس فى اتجاه معاكس لحركة عقارب الساعة كما أن الشمس وجميع الكواكب ماعدا كوكب الزهرة تدور حول نفسها فى نفس الاتجاه . أما الزهرة فتدور حول نفسها فى اتجاه عقارب الساعة ولذا تشرق عليها الشمس من الغرب وتغرب فى الشرق .
وفيما يلى وصف مختصر للخصائص الفيزيائية والديناميكية للكواكب طبقا لترتيبها حسب بعدها عن الشمس . وتوضح الصور التفاوت فى أحجام الكواكب كما يلخص الجدولان ( أ ، ب )
بعض الخصائص العامة للمجموعة الشمسية بكواكبها الداخلية والخارجية .
جدول ( أ ) الخصائص العامة للكواكب الداخلية
الخاصية
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
1- البعد عن الشمس
(وحدة فلكية )
0.39
0.72
1.0
1.88
2- حجم الكوكب بالنسبة للأرض
0.07
يساوى حجم الأرض تقريباً
1.0
0.3
3- كتلة الكوكب بالنسبة للأرض
0.05
0.81
1.0
0.1
4- دورته حول الشمس (أى السنة )
88 يوم أرضى
225 يوم أرضى
365.25 يوم أرضى
687 يوم أرضى
5- دورته حول نفسه
59 يوم أرضى
243 يوم أرضى
24 ساعة
24.6 ساعة
6- درجة الحرارة السطحية
العظمى 427 ْ
الصغرى - 183 ْ
العظمى 484 ْ
الصغرى =العظمى
العظمى 58ْ الصغرى -52 ْ
العظمى 57 ْ
الصغرى-143 ْ
7- الضغط الجوى
رقيق مكون من الجسيمات المشحونة والهليوم
كثيف ويتكون معظمه من ثانى أكسيد الكربون
78% نيتروجين
21% أكسوجين
1% غازات أخرى وبخار ماء
رقيق يتكون من ثانى أكسيد الكربون من 95% منه ونسب ضئيلة من الأكسجين والماء
8- عدد الأقمار التابعة له
ليس له أقمار
ليس له أقمار
قمر واحد
قمران
9- معالم الكوكب
سطح الكوكب ملئ بالحفر النيزكية كما هو الحال على القمر
يصعب مشاهدة سطح الكوكب حيث يحجبه الغلاف الجوى الكثيف للكوكب
يغطى الماء معظم سطح الأرض وهو عنصر أساسى للحياة
يغلب اللون الأحمر على سطح الكوكب لوجود أكاسيد الحديد والعواصف الترابية الجبارة
* الوحدة الفلكية (متوسط المسافة بين الأرض والشمس) = 93 مليون ميل أو149.6 مليون كيلومتر.
جدول ( ب ) الخصائص العامة للكواكب الخارجية
الخاصية
كوكب المشترى
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
1-البعد عن الشمس
(وحدة فلكية )
5.2
9.54
19.2
30.1
39.0
2- حجم الكوكب بالنسبة للأرض
1300
857
63
55
0.008
3- كتلة الكوكب بالنسبة للأرض
318
95
14.5
17.1
0.002
4-دورته حول الشمس ( أى السنة)
12 سنة أرضية
29.5 سنة أرضية
84 سنة أرضية
164.8 سنة أرضية
248 سنة أرضية
5- دورته حول نفسه
10 ساعات إلا 5 دقائق
10.5 ساعة
16.3 ساعة
18.2 ساعة
6.4 يوم أرضى
6- درجة الحرارة السطحية
العظمى -82ْ
الصغرى -93 ْ
العظمى-143ْ
الصغرىـ149ْ
العظمى-172ْ
الصغرى-176ْ
العظمى -213ْ
الصغرى-233ْ
العظمى -228ْ
الصغرى-238ْ
7- الغلاف الجوى
سحب أمونيا وماء متجمد و هيدروجين و هيليوم
سحب أمونيا وفوسفين ماء متجمد وهيدروجين وهيليوم
سحب مثيان وهيدروجين وهيليوم
سحب مثيان وهيدروجين وهيليوم
رقيق من المثيان
8- عــدد الأقمـار التابعـة لــه
16
23 وتم اكتشاف سبعة أقمار أخرى
15وتم اكتشاف سبعة أقمار أخرى
8
1
9- معالم الكوكب
جو الكواكب عاصف وبه دوامة كبيرة على هيئة بقعة حمراء قطرها ضعف قطر الأرض
له حلقات جميلة من الجليد والغبار والصخور عددها يقدر بالمئات
له حلقات تم اكتشافها حديثا وعددها 11 حلقة ولونه أخضر
له حلقات تم اكتشافها حديثا وعددها أربعة ويميل لونه الى الزرقة ويسمى بالكوكب الأزرق
مشابه لتركيبة المذنبات فهو مغطى بالجليد القذر والأتربة والصخور
