المنظومة (المجموعة) الشمسية solar system
هي مجموعة الشمس [ر] والأجرام التي تطوف في حقلها الثقالي، وهي الكواكب [ر:
الكوكب] planets التسعة (أو العشرة كما هو معروف حديثًا، ولكن العاشر لم يطلق عليه
اسم بعد)، وأقمارها، والأعداد الهائلة من الكويكبات [ر] asteroids والمذنبات [ر: المذنب] comets والشهب والنيازك meteoroids (الشكل 1).




والكواكب التسعة المعروفة هي:


عطارد Mercury، الزهرة Venus، الأرضEarth ، المريخ Mars، المشتري Jupiter، زحل Saturn، أورانوس Uranus، نبتون Neptune، بلوتو Pluto.


والشمس هي المنبع الغني بالطاقة الكهرمغنطيسية electromagnetic
التي تمد المنظومة كلها بالطاقة اللازمة بشكليها الحراري والضوئي. وأقرب جرم نجمي
مجاور لها هو النجم القزم الأحمر المسمى بروكيسما المركزي Proxima
Centauri، ويبعد عنها مسافة 4.3
سنة ضوئية (السنة الضوئية = 9.5×¹²10 كيلومتر، أي ¹³10 كيلومتر تقريباً).

الشكل (2)

تدور الكواكب، وأغلب توابعها والكويكبات، حول
الشمس بالاتجاه نفسه، راسمة مسارات دائرية تقريبًاً. عندما يُنظَر إلى الكواكب من
فوق القطب الشمالي للشمس، يلاحظ أن هذه الحركة تتم باتجاه عكس عقارب الساعة. وتتم
هذه الحركة في مستو واحد (أو قرص منتفخ قليلاً) يدعى مستوي دائرة البروج ecliptic.


وبلوتو هو الكوكب الوحيد الذي يشذ عن هذه
القاعدة، حيث يميل مستوي مساره على المستوي السابق زاوية مقدارها 18 درجة، ما يجعل
بلوتو في بعض من مساره أقرب إلى الشمس من الكوكب نبتون (الشكل2). وقد اكتشف بلوتو
عام 1930، وظل مدار نقاش طويل انتهى باستبعاده من قائمة كواكب المنظومة الشمسية في
24 آب 2006، إذ قرر اتحاد الفلكيين تجريده من اسم كوكب لمخالفته التعريف الجديد
للكوكب.


إن محور دوران أغلب الكواكب حول الشمس هو عمودي
تقريبًاً على مستوي دائرة البروج، عدا زحل وبلوتو اللذيْن يمس كل من محوريهما هذا
المستوي.


ومع أنه لم يتمكن أحد من البشر من السير على أي
من أجرام المنظومة الشمسية - فيما عدا الأرض وقمرها - فإن لدى الإنسان اليوم
العديد من الصور الضوئية (الفوتوغرافية) المفصلة التي التقطتها المركبات الفضائية
لأغلب الكواكب وأقمارها (الشكل 3).


وقد وجد أن بعض هذه الكواكب كرات صخرية جرداء
وبعضها الآخر مكوّن في معظمه من الجليد، وفي حين أن الغُلُف الجوية لبعضها رقيقة
باردة جداً تتبلور فيها الغازات العادية فتبدو كالثلج على سطوحها الغنية
بالفوَهات، فإن لبعضها الآخر غُلُفًاً سميكة ذات قوام متماسك تماسك الإسمنت الرطب،
من دون أن تكون لها سطوح صلبة على الإطلاق. وعلى المريخ يلوح بركان خامد عالٍ جداً
- أعلى من قمة إفرست مرتين - فوق صحراء حمراء، وعلى أورانوس محيط عمقه آلاف
الكيلومترات يجيش تحت سحب سامة.


ومع كل هذا، وعلى الرغم من هذا التنوع في
المنظومة الشمسية، فإن ثمة نسقاً فيها، يسعى علماء الفلك من خلال دراسته إلى
استقراء قصة تكون المنظومة الشمسية. فقد أدرك الفلكيون منذ القرن الثامن عشر أن
النظام الدقيق الذي تخضع له حركة الكواكب هو دليل يشير إلى نشأتها. فالكواكب كلها
تدور حول الشمس في اتجاه واحد، وهي تقع جميعاً ضمن حيز من الفضاء يتخذ شكل قرص
مسطح، كما يمكن استنتاج ذلك مباشرة من حركتها ضمن دائرة البروج. وقد أوحى ذلك
النموذج لعلماء الفلك الأوائل أن الكواكب قد تكونت من دوران قرص غازي غباري هائل
يحيط بالشمس. ومع تقدم المعرفة الفلكية من خلال استخدام مقاريب telescopes
ذات كفاءة عالية، والتحليل الطيفي لضوء الكواكب، اكتشف الفلكيون نموذجاً آخر
أساسياً. وعلى الرغم من الاختلافات السطحية المنظورة، تؤلف الكواكب فصيلتين
رئيسيتين هما:

الشكل (4)

الشكل (5)

1- الكواكب الأرضية terrestrial
planets


وهي الكواكب الأربعة الداخلية في المنظومة
الشمسية، والأقرب إلى الشمس: عطارد والزهرة والأرض والمريخ، وهي أجرام صخرية صلبة
تتألف بالدرجة الأولى من السيليكات (الشكل 4).


2- الكواكب الجوفيانية Jovian
planets


وهي الكواكب الخمسة الخارجية في المنظومة
الشمسية: المشتري وزحل وأورانوس ونبتون وبلوتو. وسميت الكواكب الجوفيانية (Jupiter-like)
لشبهها بالمشتري. وهي أجرام غازية غنية بالهدروجين، وتقع بعيدة عن الشمس (الشكل
5).


وانطلاقًا من أوجه التناسق هذه وغيرها يفترض
علماء الفلك أن الشمس والكواكب قد تكونت من انهيار سحابة غازية غبارية هائلة بطيئة
الدوران، حيث سقط جلَّ مادة السحابة نحو الداخل وانتهت إلى تكوّن الشمس، إلا أن
جزءًا من مادة السحابة استقرَ - بفعل الدوران في قرص دوار حولها، ثم تجمدت جسيمات
الغبار في ذلك القرص - ربما بمساعدة آثار كهربائية ساكنة (كهرساكنة) كتلك التي
تجعل النسالة أو الزغب يعلق بالثياب - لتشكل قطعًا من المادة بحجم الحصاة، تصادمت
بدورها، وتلاصقت أحياناً، واستمرت متنامية باطراد، إلى أن غدت الكواكب التي تُرى
اليوم. ويتوقف نوع الكوكب المتشكل - صخرياً كان أم غازياً - على درجة الحرارة، ومن
ثم على الموقع الذي تجمد فيه من القرص.


فبالقرب من سطح الشمس الملتهب لم يتشكل من
الغازات الأصلية إلا الغبار ذو درجة الانصهار العالية، وبذلك أصبحت الكواكب هناك
كتلاً صخرية ومعدنية كالأرض. أما في المناطق شديدة البرودة البعيدة عن الشمس فقد
أمكن تكاثف الجليد والغاز المتجمد، إضافة إلى الصخور والمعادن. ومن هنا فإن كوكباً
كالمشتري وأمثاله غني بهذه المواد الخفيفة. على أن الأجرام التي تكونت في القرص ـ
بصرف النظر عن تركيبها ـ حافظت على حركة الغاز والغبار الأصليين، ولذلك تُرى اليوم
تتحرك ضمن منظومة مسطحة، طوافة حول الشمس في اتجاه واحد. لكن متى حدث كل ذلك يا
ترى؟ يقدر علماء الفلك، استناداً إلى شدة النشاط الإشعاعي في الأحجار النيزكية، أن
المنظومة الشمسية تكونت منذ نحو 4.5 مليار سنة.


ومن المعلوم حاليًا أن الشمس تحوي 99.85% من
المادة المكونة للمنظومة الشمسية، والكواكب 0.135%، والمذنبات 0.01%، وأقمار
الكواكب وتوابعها 0.5×10^-4%، والكويكبات 0.2×10^-6%، والشهب
والنيازك 0.1×10^-6%، والوسط البينجمي 0.1×10^-6%.


فالشمس كرة من الغاز المتوهج، يتولد ضوءُها
وحرارتها من التفاعلات النووية التي تحدث في لبها، وهي أكبر جرم في المنظومة
الشمسية على الإطلاق، وكتلتها أكبر ألف مرة من سائر أجرام المنظومة الشمسية
مجتمعة، وقوتها الثقالية هي التي تبقي الكواكب وغيرها من أجرام المنظومة تسبح في
أفلاكها حولها.


تتكون الشمس من الهدروجين 71% تقريباً والهليوم
27% تقريبًا ومن نسب ضئيلة جدًا من كل العناصر الكيمياوية الأخرى (مثل: الكربون والحديد
واليورانيوم وغيرها) على صورة أبخرة، كما يبدو واضحاً من طيف الضوء الذي تصدره.
أما الكواكب فهي أصغر حجماً من الشمس بكثير وتدور حولها ولا تطلق ضوءاً من ذاتها،
بل تضيء بضوء الشمس المنعكس عليها، ومع ذلك فإن لأغلبها توابع (أقمار) تدور حولها
بالذات، فالمشتري وزحل وأورانوس لكل منها مجموعة كبيرة محددة من الأقمار عددها 16
و20 و 15 على التوالي، ونبتون 8 والمريخ 2، ولكل من الأرض وبلوتو قمر واحد. ولا
يبقى من دون أقمار سوى عطارد والزهرة فقط.


تتحرك الأقمار بصورة عامة على مسارات دائرية
تقريباً تقع في المستوي المداري للكوكب، أي إنها تقع عموماً في المستوي نفسه لمدار
الكوكب حول الشمس، ولا يستثنى من ذلك إلا أقمار كوكبي أورانوس وبلوتو، إذ تنحرف
مداراتها فتميل مع ميل الكوكبين ذاتهما.


أما الكويكبات والمذنبات فهي أصغر حجماً بكثير
من الكواكب. فالكويكبات أجرام صخرية معدنية (الداخلية منها صخرية والخارجية غنية
بالهدروجين)، تراوح أطوال أقطارها بين بضعة أمتار إلى نحو ألف كيلومتر. والمذنبات
أجرام جليدية يبلغ قطر الواحد منها 10 كيلومتر تقريباً، أو أقل من ذلك. وهي - على
الأغلب - ذات ذيول هائلة تتنامى كلما اقتربت من الشمس، وتتبخر جزئيًا بفعل
حرارتها، وتنقسم إلى الصنفين ذاتهما اللذين لوحظا في الكواكب، أي إن بعضها صخري
وبعضها الآخر جليدي.