وقتی از سیاره سخن می‌گوییم، ذهن ما بی‌اختیار به منظومه شمسی و سیارات آن می‌رود. اما واژه سیاره دقیقا چه معنایی دارد و چه اجرامی را می‌توان سیاره نامید؟ در این گزارش با مفهوم سیاره، تفاوت آن با ستاره، نحوه شکل‌گیری و دسته‌بندی‌های مختلف آشنا می‌شویم.
سیاره چیست؟
کلمه سیاره ریشه در واژه یونانی پلانت به معنای سرگردان دارد. منجمین باستان این اجرام را که ستارگان متحرک به نظر می‌رسند، با چشم غیر‌مسلح مشاهده می‌کردند. در فرهنگ مریام وبس‌تر، سیاره به عنوان اجرام بزرگی تعریف شده که به دور خورشید در منظومه شمسی می‌چرخند، اما این تعریف کامل نیست. به دلیل عدم توافق بر تعریف واحدی، اتحادیه بین‌المللی نجوم (IAU) در سال ۲۰۰۶ معیار‌های جدیدی را تصویب کرد.
به اساس این معیار‌ها، سیاره جرمی است که به دور ستاره مرکزی می‌چرخد، جرم کافی برای اتخاذ شکل کروی دارد، قمر جسم دیگری نیست و با نیروی گرانش خود زباله‌های فضایی و اجسام کوچک را از اطراف مدار خود پاک کرده است. IAU دسته جدیدی به نام سیاره کوتوله نیز تعریف کرد که ویژگی‌های بالا را دارند اما نتوانسته‌اند مدار خود را از زباله‌های فضایی خالی کنند. این تصمیم باعث شد پلوتو که پیش از آن سیاره نهم منظومه شمسی شناخته می‌شد، به رتبه سیاره کوتوله تنزل یابد.
بااین‌حال همه دانشمندان با این تعریف موافق نیستند. پس از پرواز فضاپیمای نیو هوریزنز در سال ۲۰۱۵ که تصاویر دقیقی از پلوتو ارسال کرد، تیم علمی این مأموریت معتقدند پلوتو باید سیاره محسوب شود. این سیاره کوتوله کوه‌هایی با ارتفاع ۳۵۰۰ متر، منطقه قلبی‌شکل تومبا رژیو از یخ و متان و زمین‌های یخی منحصر‌به‌فرد دارد که ویژگی‌های زمین‌شناختی مشابه سیارات بزرگ‌تر را نشان می‌دهد.
سیاره چگونه به وجود می‌آید؟
پذیرفته‌ترین سناریو برای شکل‌گیری سیارات، نظریه انباشت در دیسک پروتوسیاره‌ای است. گردوغبار اطراف ستاره‌های در حال تولد حاوی عناصر کربن، آهن و دیگر مواد سنگین است که بستر شکل‌گیری منظومه‌های سیاره‌ای را فراهم می‌کند. وقتی ستاره متولد می‌شود، به فاز ت تاوری در می‌آید و باد‌های داغ هیدروژن و هلیوم را به فضا پرتاب می‌کند. ذرات گردوغبار در این محیط با برخورد‌های متوالی و تحت تأثیر گرانش به هم می‌چسبند و بزرگ‌تر می‌شوند.
آخرین مطالب
- اهمالکاری در نوجوانان: علائم، عوامل، پیامدها و راهکارهای درمان موثر
- مبارزه با ساس تختی: راهنمای جامع شناسایی، ریشهکن کردن و پیشگیری
- لکه زرد روی چشم: علائم، علل و روشهای درمانی از پینگوکولا تا گزانتلاسما
- مقایسه ژل رویال و عسل: تفاوتها، مزایا و بهترین گزینه برای تقویت بدن
- راهنمای جامع درمان آفت دهان: ۱۱ روش خانگی و پزشکی برای تسکین سریع درد
توده‌های گردوغبار به تدریج به سنگ‌ریزه‌ها و سپس به سنگ‌های بزرگ‌تر تبدیل می‌شوند. وجود گاز به چسبیدن ذرات جامد کمک می‌کند و اجسامی به نام شبه‌سیاره شکل می‌گیرند. دانشمندان معتقدند سیارات منظومه شمسی از دانه‌های غباری کوچک‌تر از عرض یک موی انسان در دیسک‌های غول‌پیکر و دوناتی‌شکل گاز و غبار متولد شده‌اند. وقتی شبه‌سیارات به اندازه کافی رشد می‌کنند، شروع به چرخش در مدار خود می‌کنند و مواد اضافی و زباله‌های فضایی را از مسیر خود حذف می‌کنند.
مجموعه‌ای از سیارات که به دور یک ستاره می‌چرخند و مدار‌های مشخصی دارند، منظومه سیاره‌ای نامیده می‌شود. در این منظومه‌ها علاوه بر سیارات، سیارات کوتوله، سیارک‌ها، قمر‌ها، شهاب‌واره‌ها و دیگر اجرام نیز یافت می‌شوند.
سیارات به چند دسته تقسیم می‌شوند؟
ستاره‌شناسان بر اساس ترکیب مواد و ویژگی‌های ظاهری، سیارات را به ۱۵ دسته اصلی تقسیم کرده‌اند
سیارات کتونی سیاراتی که به دور غول‌گازی‌ها می‌چرخند و به دلیل نزدیکی به ستاره، اتمسفر هیدروژن و هلیوم خود را از دست داده و تنها هسته فلزی و سنگی باقی مانده است. در منظومه شمسی نمونه‌ای از این نوع وجود ندارد.
سیاره کربنی سیاره نظری که غلظت کربن در آن از اکسیژن بیش‌تر است. هسته آهن یا فولادی دارد و سطحش احتمالا از هیدروکربن‌های مایع یا یخ‌زده با لایه گرافیت یا الماس پوشیده شده. کاندید مناسب ۵۵ کنسری است.
سیاره بدون هسته سیاراتی که تنها از گوشته تشکیل شده و فاقد هسته فلزی هستند.
غول‌گازی عمدتا از هلیوم، هیدروژن و ترکیبات فرار تشکیل شده‌اند. بزرگ‌ترین سیارات شناخته‌شده. در منظومه شمسی مشتری و زحل در این دسته قرار دارند. احتمالا هسته سنگی مذاب دارند اما به دلیل دما و فشار بالا، ویژگی‌های هسته به خوبی شناخته نشده است.
کوتوله‌گازی با هسته جامد و اتمسفر غلیظ هلیوم، هیدروژن و گاز‌های فرار. ترکیبی مشابه غول‌گازی اما ابعاد کوچک‌تر. کپلر-۱ نمونه‌ای از این نوع است.
سیارات یخی از ترکیبات فرار مانند آب، متان و آمونیاک در حالت یخ‌زده تشکیل شده. دما‌های بسیار پایین (نزدیک منفی ۱۳ درجه سانتی‌گراد) دارند. در منظومه شمسی سیاره یخی وجود ندارد اما به دلیل اقیانوس‌های زیر سطحی، کاندید‌های اصلی برای حیات فرا‌زمینی هستند.
<figcaption class="wp-element-caption"سیاره کربنی
غول‌های یخی از گاز‌های متراکم‌تر از غول‌گازی‌ها تشکیل شده. به جای هیدروژن و هلیوم، کربن، گوگرد، اکسیژن و نیتروژن غلبه دارند. نپتون و اورانوس دو غول یخی منظومه شمسی هستند.
سیاره آهنی هسته غنی از آهن و گوشته محدود یا فاقد گوشته. عطارد تنها سیاره آهنی منظومه شمسی است. دانشمندان معتقدند این سیارات ابتدا زمینی بوده اما گوشته‌شان در اثر برخورد‌های مکرر از بین رفته.
سیارات گدازه‌ای سیارات نظری با سطحی از گدازه مذاب. احتمالا در اثر برخورد‌های شدید اخیر یا فعالیت‌های آتشفشانی پرشور شکل گرفته‌اند و نزدیک ستاره‌های خود قرار دارند.
سیارات پف‌کرده غول‌گازی‌هایی که در فاصله‌ای از ستاره قرار دارند که حرارت باعث انبساط اتمسفر شده. شعاع استوایی بزرگ اما چگالی پایین. در منظومه شمسی وجود ندارند اما واسپ-۱ و واسپ-۱ نمونه‌های فرا‌خورشیدی هستند.
سیارات سیلیکات از ترکیبات سیلیکات تشکیل شده با پوسته جامد، گوشته سیلیکات و هسته آهن. می‌توانند کوه‌ها و دره‌ها داشته باشند. چهار سیاره داخلی منظومه شمسی (عطارد، زهره، زمین، مریخ) در این دسته هستند.
سیارات زمینی زیرمجموعه سیارات سیلیکات با سطح جامد. هسته‌های متنوع (آهن، کربن) و برخی فاقد هسته. سیارات صحرایی و اقیانوسی نیز در این طیف قرار می‌گیرند.
سیارات اقیانوسی سیارات فرضی که کامل یا عمدتا از آب پوشیده شده‌اند، با اقیانوس‌هایی عمق صدها کیلوم‌تری.
سیارات بیابانی سیارات زمینی با سطح شبیه بیابان. منطقه قابل سکونت بزرگ‌تر از سیارات شبیه زمین. برخی معتقدند زمین در آینده دور به سیاره بیابانی تبدیل می‌شود و زهره در گذشته چنین بوده است.
سیارات هلیومی اتمسفر عمدتا هلیومی. پس از تبخیر هیدروژن به اثر حرارت ستاره، تنها هلیوم باقی مانده. به نظر سفید و خاکس‌تری روشن می‌آیند.
تفاوت سیاره و ستاره چیست؟
ستاره توپ گازی درخشان، داغ و عظیمی است که عمدتا از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده. گرانش اجزای آن باعث فشردگی می‌شود و همجوشی هسته‌ای در مرکز ستاره نور و گرما تولید می‌کند. در همجوشی، هیدروژن تحت فشار و دما به هلیوم تبدیل شده و انرژی عظیم آزاد می‌کند. خورشید نزدیک‌ترین ستاره به زمین است.
ستاره در برابر سیاره
ستارگان انرژی خود را از همجوشی هسته‌ای تأمین کرده و نور و تابش الک‌ترومغناطیسی ساطع می‌کنند. برعکس، سیارات نور تولید نمی‌کنند بلکه نور ستاره مادر را منعکس می‌کنند. به همین دلیل سیارات فرا‌خورشیدی قابل مشاهده مستقیم نیستند. خورشید نزدیک یک می‌لیارد بار درخشان‌تر از نور منعکس شده از یک سیاره فرا‌خورشیدی است.
آیا سیاره می‌تواند به ستاره تبدیل شود؟
از نظر تئوری بله. اگر جرم سیاره به حدی برسد که فشردگی و دما در مرکز آن عکس‌العمل‌های هسته‌ای را آغاز کند، به ستاره تبدیل می‌شود. شرط لازم وجود هیدروژن به عنوان سوخت اصلی است. برای مثال مشتری که هیدروژن مؤلفه اصلی است، جرم ۱.۸۹۸۱۰۲۷ کیلوگرم دارد در حالی که جرم خورشید ۱.۹۸۹۱۰۳۰ کیلوگرم است. مشتری باید حدود هزار برابر بزرگ‌تر شود تا به ستاره‌ای مشابه خورشید تبدیل گردد. البته ستارگانی با جرم کمتر از خورشید نیز وجود دارند، بنابراین حد نصاب کمتر است. اما تنها جرم معیار نیست؛ ترکیب عناصر، جو، دما، طول عمر و زیست‌پذیری نیز تفاوت‌های بنیادین ایجاد می‌کنند.
فرا‌تر از منظومه شمسی
بیش از دو دهه هیچ جسمی فرا‌تر از پلوتو در منظومه شمسی کشف نشده بود تا دهه ۲۰۰۰ می‌لادی که اکتشافات جدید آغاز شد. مایک براون، ستاره‌شناس مؤسسه فناوری کالیفرنیا، چندین جسم فرا‌تر از نپتون را کشف کرد. مهم‌ترین کشف، ابر ارت بود؛ ناحیه‌ای در بیرون منظومه شمسی که تریلیون دنباله‌دار در آن قرار دارند.
براون و تیمش اجرام اریس و قمرش دزنومیا را بین سال‌های ۲۰۰۱ تا ۲۰۰۵ کشف کردند. اریس به اندازه‌ای بزرگ بود که ابتدا به عنوان سیاره دهم منظومه شمسی پیشن‌هاد شد.
اکنون زمان تصمیم‌گیری کدام جرم سیاره است؟
با این اکتشافات، IAU دو سال بررسی کرد و در سال ۲۰۰۶ مجمع عمومی برای رأی‌گیری بر سر تعریف سیاره تشکیل جلسه داد. نتیجه رأی‌گیری اجرام مانند پلوتو، اریس و اجسام مشابه، حتی با ابعاد بزرگ، سیاره محسوب نمی‌شوند.
در نظام نام‌گذاری جدید، سیاره کوتوله جسمی کروی است که به دور خورشید می‌چرخد، ابعاد کوچک‌تر از عطارد دارد و در نواحی پر از اجسام دیگر (مانند کمربند کوییپر) قرار دارد. IAU تا کنون پنج جرم را به عنوان سیاره کوتوله پذیرفته سرس، پلوتو، اریس، ماکمک و هوئا. اجرام دیگری مانند سدنا و سالاسیا نیز کاندید هستند اما نیاز به مشاهدات دقیق‌تر دارند. دانشمندان تخمین می‌زنند حدود ۲۰۰ سیاره کوتوله در منظومه شمسی و کمربند کوییپر وجود دارد که ترکیبات سطحی و قمر‌های منحصر‌به‌فرد دارند.
<figcaption class="wp-element-caption"اریس و قمر آن
پلوتو همچنان یک معما؛ آیا پلوتو سیاره است؟
با وجود رأی‌گیری، همچنان دانشمندانی وجود دارند که معتقدند پلوتو باید سیاره محسوب شود. تحلیل‌های جدید داده‌های فضاپیمای نیو هوریزنز ویژگی‌هایی را آشکار کرده که برخی را قایل می‌کند پلوتو سیاره است. بااین‌حال جستجوی سیارات فرا‌خورشیدی و سیاره نهم فرضی ادامه دارد. شواهدی مبنی بر وجود سیاره نهم یافت نشده اما دانشمندان گمان می‌کنند جسمی با قطر چهار برابر زمین و جرم ده برابر زمین بر کمربند کوییپر تأثیر می‌گذارد.
جمع‌بندی
در این مقاله به تفصیل با مفهوم سیاره، تعاریف مختلف، نحوه شکل‌گیری، ۱۵ دسته سیاره، تفاوت با ستاره و ماجرای تنزل رتبه پلوتو آشنا شدیم. درک این مفاهیم کلید شناخت جهان‌های فرا‌خورشیدی و جایگاه زمین در جهان است.
