تلخيصي مقدمة عن علم الفلك 1

المجموعة الشمسية نظام يتكون من الشمس وجميع ما يدور حولها من كواكب وكويكبات و كواكب قزمة او ماوراء النبتونية ، والنيازك ، المذنبات ، وسحابة رقيقة من الغاز والغبار .. والاقمار حول الكواكب والكواكب القزمة . تدور حول الشمس في مدار يشبه قطع ناقص تتمركز الشمس في أحد بؤرتيه .

الكويكبات او الكواكب السيارة Asteroids او تسمى MinorPlanets هي تختلف عن الكواكب وعن الكوكبات وعن الكواكب القزمة Dwarf Planets ، فالكويكبات هي كواكب صغيرة شكلها وطبيعتها قريبة من الكواكب وعددها بالملايين منها ما يصل قطره لعشرات الكم يطلق عليها planetoids واخرى لا يتعدى عدة امتار ، واغلبها يقع في حزام  الكويكبات بين المريخ والمشترى والعديد منها يدور حول المشترى ويشترك في المدار معه ولكن لا يصطدم به  ويسمى كويكبات احصنة طروادة Trojans Asteroids ومثلها ما يخص المريخ ونبتون والارض ، اما الكويكبات الخطيرة تسمى Crossers وهي التي تقطع مدار الارض وقد تصطدم بنا  ، وتصنف الكويكبات الى 3 اصناف النوع-سي Cهي رمادية اللون وهي الأكثر شيوعًا. النوع-أس S  تميل نحو الخضرة و الحمرة في اللون، تشكل حوالي 17% من عدد الكويكبات وتحتل المناطق الداخلية للحزام الرئيسي، تبدو كأنها مشكلة من مواد سيلكونية و نيكل الحديد والثالث هوالنوع –أم  M وهي الكويكبات المعدنية، هي حمراء اللون، تشكل معظم الكويكبات المتبقية، وتوجد في المنطقة الوسطى للحزام الرئيسي- وهنا قائمة طويلة جدا بأسماء الكويكبات بالآلاف https://minorplanetcenter.net/iau/lists/MPNames.html

 اما الكواكب القزمة Dwarf Planets سطحها يشبه المذنبات وتقع في نطاق الكواكب الخارجية اي البعيدة عن الشمس اي المتجمدة والعدد المكتشف منها هو 5 ، أما النيزك هو أي جرم قطره أقل من 10 أمتار ، المذنب يشبه الكويكب لكن يظهر له ذيل بسبب تأثير اقترابه من الشمس على الجليد حوله ، ومداره شاذ مختلف عن اغلب الكويكبات .وهناك خلاف في المسميات فيما يخص الكويكبات والكواكب القزمة .وسيريس عندما اكتشف صنف على انه كويكب لكن بعدها تم اعادة تصنيفه على انه كوكب قزم .

أما السديم Nebular فهو جرم سماوي شكله غير منتظم يظهر منتشر مكون من غاز الهليوم والهيدروجين و الغبار الكوني  واكتشف منها عدد كبير في الفضاء منها كبير الحجم ويتجمع حول بعضها عدد من النجوم  .. من انواعها سدم مظلمة اي ليست مضيئة بذاتها ولا بقربها نجوم تعكس ضوئها ، وتحجب كثافتها اي ضوء فتخفي بذلك ما خلفها ، وسدم عاكسة وهي تعكس ضوء النجوم ويظهر الضوء المنعكس من تلك السدم ازرق بسبب وجود الكربون الذي يعكس هذا اللون ، وسدم انبعثاية وهي تولد ضوءها ومنها السدم الوكبية وهي تشبه نجم في نهاية حياته .فالسديم ليس نجما اوسلسلة من نجوم ولكنه شيء اخر قد ينتج عنه بفعل الجاذبية تكون نجوم جديدة .

المذنب Comets كلمة مذنب من الذنب اي الذيل وهو جرم سماوي متجمد من الغبار والصخور الصغيرة بعدة امتار وحتى عشرات الكيلومترات بالاضافة لذيل من الغبار والغازات .. يمكن رؤيته عندما يقترب من الشمس ، ويدور حول الشمس أكثر من 100 مليار مذنب في مدارات .ومنها مذنبات دورية اصبح لها مدارات حول الشمس متكررة واخرى غير دورية تمر  عبر المجموعة الشمسية وقد لا تظهر مرة أخرى .

أما النيزك meteoroidهو جسيم يتكون من حطام الصخور وحجمه من حبة رمل الى حجم صخرة كبيرة عندما يخترق مساره للغلاف الجوي يسمى شهاب ساقط ، وعندما يسقط على الارض يسمى الحجر النيزكي .تم الاهتمام بدراسة الشهب بعد عاصفة الشهب التي حدثت في الولايات المتحدة عام 1833 حيث شوهد آلاف من الشهب تنطلق من نقطة واحدة في السماه تجاه الأرض ، والنيازك او الشهب التي تنطلق من تلك النقطة تسمى شهب الاسديات لان نقطة انطلاقها تتحرك مع نجوم برج الاسد ويتكرر ظهورها بشكل دوري .والنيازك إما حديدية أو حجرية أو تحتوي على الاثنين .. وأما مصادرها هو إما من اصتدام جسم ما بكوكب ويسبح الحطام وقد يصل للارض ليصتدم – او من حزام كيوبر Kuiper Belt وهي منطقة للاجرام ما بعد نبتون وخطرها اقل نظرا لوجود المشتري بينها وبيننا – اما الاخطر الواقعة في حزام الكويكبات ويحتوي على كتل صخرية صغيرة  واكبرها بحجم الكويكبات واقعة بين المريخ والمشترى واحيانا ينطلق بعضا من مدارها وتدخل غلاف الارض .- ونشير هنا الى ان الطاقة الناتجة عن اصتدام بجرم او جسيم تتناسب مع مربع سرعته وبالتالي حبة رمل تسير بسرعة اكبر بكثير من سرعة سيارة  قد ينتج عنها نفس الطاقة الناتجة عن تصادم السيارة او اكبر .

كواكب المجموعة الشمسية Solar system Planets :

-          هي 8 كواكب وهي بالترتيب حسب الاقرب من الشمس عطاردMercury  -الزهرة Venus الأرض   Earth- المريخ Mars - المشترى Jupiter – زحل Saturn – أورانوس Uranus - نيبتون Neptune ..والاربعة الأُخر تتميز بوجود حلقات حولها والخامس الذي له حلقات في المجموعة الشمسية هو الكويكب Charlklo  ، وهناك احتمال لوجود كوكب تاسع Planet X  حسب الحسابات النظرية الرياضية وبرامج المحاكاة على الحاسب مبنية عن ملاحظة تصرفات غيرعادي لبعض الاجرام في حزام كوبلر والتي قد تكون نتيجة  جاذبية جرم أكبر غير مرئي والذي قد يكون الكوكب التاسع  .. وجاري البحث فهو مجرد احتمال .وكلما ابتعدنا عن الشمس كلما قلت سرعة الدوران لان المدار يصبح اوسع والجاذبية اضعف والا ستقذف قوى الطرد الكوكب بعيدا عن الشمس .

-          وتوجد كواكب قزمة حول الشمس Dwarf Planets وهي 5  :

-            بلوتو Pluto – سيريس Ceres – ماكيماكي Makemake –هُوميا Haumea – إريس Eris –

-          أقمار المجموعة الشمسية : يوجد 183 قمر مكتشف حول كواكب وكويكبات المجموعة الشمسية  وترتيبها تصاعديا من حيث العدد  حسب آخر الاكتشافات  :

-           1 حول الأرض – 1 حول ميكميك واسمه mk2 - 1 حول إريس يدعى ديسنوميا Dysnomia  - 2 حول المريخ – 2 حول هوميا وهم نماكا Namaka و هياكا Hi'iaka. – 5 حول بلوتو- 14 حول نيبتون – 27 حول يوانوس -61 حول زحل وأكبر أقماره هو Titan   - 69 حول المشترى أشهرها الاقمار الاربع الاكبر والتي اكتشفها جاليلو وهي مرتبة تصاعديا حسب قطرها كم كالتالي Europa -  Io -  Callisto - Ganymede .

-          أشهر الكويكبات

-          يتم وصف حجم الاقمار بنصف قطرها ونصف طول المحور الرئيسي كم – فالقطع الناقص يتكون من محور رئيسي وهو قطعة مستقيمة تقطع مركزه M و تقطع بؤرتيه F1,F2 الواقعتان عل جانبي المركز بالقرب من محيطه الخارجي . وقمر الارض هو الخامس من حيث الحجم فهو قطع ناقص قريب من الكرة  نصف قطره 1737.1 كم  ونصف محوره لرئيسي 384.399 كم ويتم دورة كاملة حول الارض كل 27.322 يوم .

الترتيب حسب البعد عن الشمس :

-          الشمس : عطارد/الزهرة/ الأرض / المريخ/المشترى /زحل /اورانوس /نبتون

-          عطارد 0.3075  au / الزهرة 0,723 au /الأرض 1 / المريخ 1,524  au/ المشترى 5,203 au / زحل 9,539 au / اورانوس 19,18 au / نبتون 30,06 au / بلوتو 39,53 au .

-           AU astronomical unit وتساوي المسافة بين الارض والشمس 149 597 871km = 149.5 مليون كم تقريبا

-          سنة ضوئية  : الثانية الضوئية تساوي 300 الف كم / الدقيقة تساوي الرقم السابق *60 / الساعة الضوئية السابق *60 / اليوم الضوئي = السابق *24 / السنة الضوئية = السابق *365.25 = 9.5 الف بليون كم او 9.5 تريليون كم .

-           

ترتيب الكواكب تصاعديا حسب طول اليوم  -  اي ترتيب سرعة دورانه حول محوره تنازليا -  بوحدة اليوم الارضي :

1-      المشتري 9 س و 55د /  2- زحل 10س و 33 د / 3- نبتون 15س و 57 د / 4- أورانوس 17س و 14 د / 5- الارض 23س و 56د / 6- المريخ 24س و 37 د / 7- عطارد 58.6 يوم / 8- الزهرة 243 يوم  . اما كويكب بلوتو 6.4 يوم ارضي  .

ترتيب الكواكب تصاعديا حسب طول السنة أي تنازليا حسب سرعة دورانه حول الشمس :

-          عطارد 87.97 يوم  / الزهرة 224.7 يوم  / الأرض 365.25يوم /  المريخ 686.97 يوم /  المشترى 11.86 سنة ارضية  زحل 29.45 سنة / اورانوس 84.3 سنة  /نبتون 165 سنة

اتجاه دوران الكواكب:

-          كل الكواكب والقمر تدور حول محورها عكس الساعة اي من الغرب الى الشرق ما عدا اورانوس يدور من أسفل إلى اعلى ، و الزهرة يدور مع الساعة من الشرق الى الغرب ويعتقد ان السبب تعرضهما لحادثة اصطدام بجرم كبير في الماضي .

-          والكل دون استثناء يدول حول الشمس عكس الساعة أي من الغرب للشرق .

زوايا  الميل – او Axial tilt or Obliquity :

-          هي زاوية ميل المحور الرأسي لدوران الجرم حول محوره بالنسبة للمحور الرأسي ل اتجاه دورانه مداره حول الشمس ..لاحظ الصورة .. فمحور المدار يكون افقي تماما والمحور الراسي له عمودي عليه وزاوية ميل محور الجرم الراسي كما بالصورة بالأسفل .

-          Earth axial tilt: تتغير بين قيمتين على مدار 41 الف سنة هي 22.1:24.5 لذا المتوسط هو 23.4 درجة لذا الارض تدور حول هذا المحور المائل  اي من الغرب للشرق .وبسبب هذا الميل تتكون الفصول الاربعة على الارض ولا تتكون على المشترى لانه يميل ب 3 درجات تقريبا .

        

عطارد

-          هو أصغر الكواكب حجما وأكبر قليلا من قمر الأرض ،  قطره 4880km ،  وأقربها للشمس ومع ذلك الأكثر حرا هو الزهرة ، تظهر الشمس من عليه أكبر 3 مرات من على الارض والشمس تبدو مضيئة من عليه اكثر من الارض ب 11 مرة ، هو اسرع الكواكب 47 كم/ث .. يكمل دورة حول الشمس كل 88 يوم من ايام الارض .وبعده عن الشمس 0.4AU ويستغرق ضوء الشمس 3.2 دقيقة كي يصل لعطارد .  / قطره

الأرض

-          الأرض هي الكوكب الثالث من حيث البعد عن الشمس تبعد 1au - وهي وحدة فضائية لتسهيل المقارنة بين بعد الكواكب عن الشمس وهي تبعد 93 مليون ميل او 150 مليون كم  ، قطرها 7918 miles (12742 km) وهي الكوكب الخامس من حيث الحجم و الاكبر حجما في الكواكب terrestrial planet اي الكواكب الصخرية التي تحتوي على المعادن وهي الاربعة الكواكب الاول .. اي ليست كالكواكب الغازية  ، يستغرق الضوء 8 دقائق للوصول للأرض ، تدور حول محورها من الغرب الى الشرق أي عكس الساعة ( تظهر تدور عكس الساعة عند النظر من القضب الشمالي والعكس عند النظر من الجنوبي – ا.هـ ويكبيديا -) تكمل دورة حول محورها كل 23.9 ساعات ، وتكمل دورة حول الشمس كل 365.25 يوم .لذلك تحسب السنة 365 يوم وكل 4 سنوات تكون 366 يوم .

-          الارض تدول عكس الساعة anticlockwise  اي من الغرب للشرق سواء حول محورها او حول الشمس ، وكذلك القمر حول محوره او حول الارض وذلك اذا كان الناظر من النجم القطبي .

-           

القمر

-          نصف قطره  1,079.6 miles (1,737.5 km) حجمه ربع حجم الارض تقريبا. ويبعد عن الأرض مسافة  238,855 miles.. 384,400km ، ويبتعد مقدار انش عن الارض كل عام .كتلته 1/81 من كتلة الارض يدور حول محوره ويدور حول الارض ويتم الدورتان في نفس المدة لذلك الارض ترى دائما جانب واحد فقط من القمر يسمى الجانب القريب أي ان بعد ان ينهي دورته عاد الى نفس المكان على الارض بنفس الوجه الذي رأيناه منذ 29 يوم ونصف / يدور القمر حول الارض مرة كل 27.3 يوم بالنسبة للنجوم الثابتة ولكن بالنسبة للأرض نرى نفس الطور كل 29.5 يوم وتلك الزيادة بسبب ان الارض هي الاخرى تدور حول الشمس.

ترتيب جاذبية بعض الاجرام  تصاعديا :

-           بلوتو 0.62 m/s²  - القمر 1.62 m/s² -عطارد 3.7 m/s² – المريخ 3.711 m/s² - الزهرة ويوارنوس 8.87 m/s²  -  الجاذبية الأرض 9.0807 m/s² - زحل 10.44 m/s²  - نبتون 11.15 m/s²  -    المشترى 24.79 m/s² - الشمس 274 m/s² .

-          اذا الأرض تدور حول محورها وتدور حول الشمس ،  والشمس تدور حول محورها وفي نفس الوقت تأخذنا معها للدوران حول مجرة درب التبانة Milky way galaxy مرة كل 200 مليون سنة ، وبالتالي المجموعة الشمسية كلها تجري او تسبح في طريق طويل أثناء دورانها حول الشمس الكل يجري للأمام  والكل يدور حول محوره ويدور حول محور الشمس .

-          الأرض تبطأ سرعتها عن الشمس جزء من الثانية كل عام .

-          الليل والنهار : نتيجة دوران الارض حول محورها ينتج الليل والنهار حيث يكون نصف الكرة معرض للشمس خلال عدد من الساعات ولكن ليست كل المناطق في هذا النصف معرضة لنفس شدة الضوء عند نفس اللحظة وهكذا يختلف الشروق من مكان لأخر .

-          الفصول الاربعة تنتج لسببين الاول هو ان محور الارض يميل عن محور الشمس بزاوية 23.4 درجة ، والثاني هو دوران الارض حول الشمس وبالتالي تختلف زاوية سقوط اشعة الشمس على الارض عندما تسقط الاشعة بشكل اكثر على القطب الشمالي ترتفع حرارته ويحدث الصيف بينما يعيش نصف الكرة الجنوبي الشتاء حيث يتعرض للأشعة بشكل أقل ، وبعد 6 شهور تصل  الارض الى  الجهة الاخرة من الشمس فيصبح القضب الجنوبي صيف  والشمالي شتاء .. وبينهما الربيع والخريف .. اي بعد 3 شهور يصبح نصف الكرة خريف بليل اطول والاخر ربيع نهاره اطول .

-          كما بالصورة تجد كمية النصف اسفل خط الاستواء كثافة الاشعة الساقطة اعلى وبالتالي يعيش صيف بينما الشمالي شتاء ، ومع دوران الارض حول الشمس وعند نصف الدورة اي بعد 6 شهور تصبح الارض في الجهة الاخرى من الشمس اي عكس الصورة ادناه تصبح الشمس على يسار الارض ولكن محور الارض المائل كما هو وبالتالي تجد كثافة الاشعة العالية اصبحت بالأعلى اي الشمالي صيف والجنوبي شتاء .خط الاستواء هو العمودي على محور الارض فتصبح المنطقة اعلى خط الاستواء قضب شمالي واسفله قضب جنوبي .

عطارد: هذا الكوكب سوف تجده وامضًا يرسل ضوءًا أصفر اللون.

سوف يظهر عطارد على مقربة من الشمس. سوف يختفي في أشعة الشمس لمعظم أيام السنة لكنه سيعاود الظهور في منتصف شهر أغسطس

الزهرة: كثيرًا ما يُخلَط بين كوكب الزهرة وبين الأطباق الطائرة نتيجة لكبر حجمه ولونه الفضي.

المريخ: لإيجاد كوكب المريخ ابحث في السماء عن كوكب أحمر اللون.

انظر في مستوى منخفض من سماء الصباح. يتحرك المريخ في الاتجاه الشرقي.

المشترى: يشع كوكب المشترى ضوءًا أبيض اللون على مدار الليل وهو ثاني أكثر نقطة مضيئة في السماء

دائمًا ما يقع كوكب المشترى بعيدًا عن الشمس.

كوكبا زحل والمشترى هما الكوكبان اللذان يسهل رؤيتهما دائمًا.

زحل: هذا الكوكب صغير ولونه أبيض يميل للاصفرار.

انظر بالأسفل داخل برج الميزان لترى الكوكب اللامع.

عادة ما تكون الكواكب لامعة أكثر من النجوم. كذلك فهي أقرب إلى الأرض من النجوم ولذلك كثيرًا ما تجد شكلها أقرب إلى قرص دائري وليس مجرد نقطة صغيرة.

·          

الشمس

-          قطرها 120 مرة قطر  الأرض ، وحجمها حوالي مليون مرة حجم الارض ،  تبعد عنا حوالي 100 مليون ميل (160 مليون كم ) ، والنسبة بين قطرها إلى البعد عن الارض = 1/108 ..وكتلة الشمس 330 ألف ضعف كتلة الأرض ، وكل ذلك يستنتج من قوانين الهندسة البسيطة والتناسب وقانون الجاذبية .

-          الشمس تدور حول محورها ولكن سرعة دورانها عند خط الاستواء تكون اسرع منها عند الاقطاب تستغرق الاولى 24 يوم لعمل دورة كاملة والاخيرة 38 يوم وتقاس السرعة بمراقبة البقع المظلمة والسرعة ليست واحدة بسبب  طبيعتها الغازية ، وتدور حول مجرتنا درب التبانة دورة كل 200 مليون سنة ، والشمس لا تتوسط المجرة بل موجود في أحد بؤرتيها اي بالقرب من احد اطرافها وبعيدة عن الطرف الاخر

-          ص104 يفسر من أين تأتي طاقة الشمس ، ومن اين يكتمل دفئ الأرض ؟ ، فطاقة الشمس المستمرة عبر وقود دون ان تؤثر على حجم الشمس طوال عشرات ملايين السنين  تأتي من الاندماج النووي لنوى الذرات الخفيفة التي تحتوي عدد صغير من البروتونات الموجبة كالهيدروجين والهليوم وينتج عن ذلك الاندماج طاقة وهو مبدأ القنبلة الهيدروجينية ، بينما دفئ الارض الموجودة وسط ثلاجة الفضاء العملاقة ناتج عن انشطار نوى ذرات العناصر الثقيلة بالبروتونات التي تحتوى على عدد كبير من البروتونات وينتج عن ذلك الانشطار طاقة هائلة  وهكذا تفقد جزء صغير من كتلة المادة ويحول إلى طاقة كبيرة جدا اي تجتمع عدد من البروتونات لتنتج ذرة عنصر جديد يكون أخف من البروتونات الاربعة وفارق الكتلة يذهب في صورة طاقة منبعثة E=MC²

-          اذا مصدر الوقود الهائل والدائم في الشمس ناتج عن اندماج البروتونات وهي قضبية متشابهة ينتج عنها تنافر وبالتالي يتم ارغامهم على الاندماج بالحرارة العالية والتصادم القوي والشمس ان كانت الحرارة على سطحها 6 الاف درجة الا انه في العمق أكثر من عشر ملايين درجة وبالتالي توفر بيئة هائلة لعمل ذلك الاندماج النووي .وهذا النوع من الوقود يضمن عدم الاحساس او التأثر  بتقلص الشمس حتى ملايين من السنين الاخرى .لانه تواجه قوى الجاذبية التي تعمل على ضغط وتقليص النجم او الشمس قوة الناتحة عن تفاعلات الاندماج النووي الهائلة بالمركز  اذا مهم جدا  معرفة ان مع زيادة الكتلة او الوزن  تكون هناك جاذبية اكبر وجاذبية الشمس بسبب كتلتها هائلة ، وايضا القوى النووية اقوى بكثير من القوى الكهربية والمغناطيسية وهي مستمرة طالما التفاعل النووي مستمر في قلب الشمس وبالتالي قوة الجاذبية تعمل على ضغط وتقليص حجم الشمس وقوة نووية تنتج حرارة ضخمة تعمل على مواجهةتلك القوى وتمنع التقلص وحين تنتهي التفاعلات وتقل حرارة المركز تصبح الشمس فريسة لقوى جاذبيتها .

-           فالشمس تحول 600 مليون طن من الوقود الهيدروجيني الى هيليوم خلال ثانية واحدة ويستمر تاكل مخزون الوقود الهيدروجيني منذ 4.5 بليون سنة ومتوقع ان ينفد المخزون من القلب بعد 5 بلايين سنة ، وحينها ستنتشر التفاعلات النووية للخارج وتتمدد الشمس الى مائة ضعف وتصبح عملاق احمر  يبتلع الكواكب الداخلية ومنها الأرض ويمكن ان تتحول الى نجم متغير كنجم منكب الجوزاء يتمدد لفترات ضد جاذبيته ثم بعدها يتقلص ويتكرر الامر لبضعة الاف من السنين حتى ينتهي تنان الوقود في القلب فيقع فريسة تحت جاذبيته التي تقلصه ويتحول الى قزم ابيض ويعيش فترة من الزمن يبرد ببطئ شديد قد تستمر لبليون سنة حتى ينتهي توهجه تماما .وهو أحد الفرضيات !! او قد يتقلص بوتيرة اسرع وينتج عنه انفجار ذري عبر الفضاء –اي يصبح نجم نيتروني –او ينتهي امر النجم كثقب اسود في الفضاء ..

-