اطلس منظومه خورشیدی

شکل گیری منظومه شمسی چگونه بود؟
سمیر الله‌وردی ۲۸ اردیبهشت ۱۳۹۴
بیگ بنگ: طبق تحقیقات ِ گسترده ی دانشمندان، منظومه شمسی و سیارات آن حدود ۴.۶ میلیارد سال پیش، از ابر در حال چرخش بسیار بزرگی که بر اثر انفجار یک ستاره پدید آمده بود، متولد شدند. تاکنون نظریات زیادی در مورد منشا و شکل گیری منظومه شمسی ارائه شده است، در اینجا نظریات مختلف پیدایش منظومه شمسی و سیارات آن، به دو دسته کلی ۱- نظریه‌های تصادفی یا دوتایی ۲- نظریه‌های تکاملی یا انفرادی تقسیم می‌کنیم و چگونگی سیر تکاملی و رسیدن به یک نظریه جامع را مرور می کنیم.
141۱- نظریات تصادفی:
در این دسته نظریات تصور می‌‌شود که زمین و سیارات در نتیجه تأثیر متقابل خورشید و یک جرم سماوی دیگر تشکیل شده‌اند و بدین جهت آنها را نظریه‌های دوتایی نیز می‌‌خوانند. در اینجا فقط از نظر سابقه تاریخی و به اختصار به آنها اشاره می‌کنیم.
نظریه بوفون:
در سال ۱۷۴۵ بوفون فرانسوی نظر داد که تشکیل زمین و سیارات ممکن است نتیجه جدا شدن قطعاتی از خورشید در اثر برخورد با یک دنباله‌دار باشد. با شناخت امروزی از دنباله‌دارها این نظریه را مردود می‌دانند. ولی در آن زمان کلیسا بوفون را متهم به انکار اسطوره کتاب مقدس درباره آفرینش کرد و او بناچار از نظریات خویش چشم پوشید.
نظریات چمبرلین و مولتن:
نظریه در اثر عبور ستاره‌ای از نزدیک خورشید، در اثر نیروی جاذبه زایده‌ای از خورشید به سمت ستاره خارج شده و دمای زیاد گازهای تحت فشار آن سبب ایجاد انفجارات متعدد شده و قسمت‌های سنگین‌تر این قطعات جدا شده هسته اولیه سیارات را تشکیل داده است.
نظریه جفریز- جنیز:
این نظریه در سال‌های ۱۹۱۸ و ۱۹۱۹ عنوان شد. در این نظریه فرض می‌شود، که خورشید در زمان تشکیل سیارات حجم خیلی زیادتری داشته و عبور ستاره دیگری از نزدیک آن سبب شده است که توده باریک و درازی از خورشید جدا شود. این توده به علت ناپایداری به قطعاتی تقسیم شده است به هنگام نزدیک‌ شدن این توده‌ هابه خورشید در اثر نیروی جاذبه خورشید قسمت‌هایی از بعضی سیارات جدا شده و اقمار آنها را تشکیل داده است.
نظریه راسل:
راسل منجم امریکایی در سال ۱۹۳۵ پیشنهاد کرد که ممکن است خورشید در بدو امر یک ستاره دوتایی و ستاره دومی به مراتب از خورشید کوچکتر بوده است و در اثر برخورد بین این ستاره کوچک و ستاره اصلی سیارات منظومه شمسی بوجود آمده‌اند.
مناطق شکل گیری منظومه های خورشیدی در سحابی جبار
مناطق شکل گیری منظومه های خورشیدی در سحابی جبار
۲- نظریات تکاملی:
این نظریه‌ها تشکیل سیارات را براساس تکامل تدریجی آنها بیان می‌کند که در زیر آنها را به ترتیب قدمت بررسی می‌کنیم.
نظریه کانت:
براساس این نظریه که در سال ۱۷۵۵ بیان شد. خورشید امروزی در مرکز توده‌ایی از گاز و ذرات جامد ریز، موسوم به سحابی(Nebula ) قرار داشته و سحابی در اثر نیروی جاذبه حول خورشید درگردش بوده است بعداً در اثر سرد شدن در این توده اولیه، مراکز مختلفی بوجود آمده، که دور هریک از این مراکز، قسمتی از سحابی اصلی به گردش درآمده و سیار ات و اقمار آنها را تشکیل داده است.
نظریه لاپلاس:
در سال ۱۷۶۹، لاپلاس کتابی بنام شرح سیستم جهان منتشر کرد که نظریاتی راجع به منشأ سیارات بیان شده است. برطبق نظریه لاپلاس، سیاره‌ها از یک ماده رقیق که اطراف خورشید اولیه، را فراگرفته و ابعاد آن از حدود ابعاد منظومه فعلی بیشتر بوده است، بوجود آمده‌اند بتدریج ماده رقیق یاد شده خنک و متراکم شده و در اثر تراکم سرعت گردش آن زیاد شده است و پس از مدتی نیروی گریز از مرکز که به قسمت‌های بیرونی توده اثر می‌کرده، از نیروی جاذبه خورشید بیشتر شده و در نتیجه کمربندهایی نظیر آنچه که امروز به دور زحل دیده می‌شود بوجود آمده، و بعدها در این کمربندها شکاف‌هایی بوجود آمده، و بتدریج سیارات بوجود آمده‌اند.
نظریه لی‌گونده (Ligonde ):
در اواخر قرن نوزدهم، لی‌گونده فرضیه شهابی تشکیل منظومه شمسی را بیان کرد. وی معتقد بود تراکم ماده معلول دو علت است یکی برخوردهای غیرالاستیک ذرات و دیگری وجود نیروی چسبندگی بین آنها، و نتیجه گرفت که در اثر وجود این دو نیرو، ماده در یک قرص دوار متراکم شده و بعدها سیارات از آن بوجود آمده‌اند.
نظریه کویپر:
در سال ۱۹۴۹ کویپر تحقیق درباره منشأ منظومه شمسی را آغاز کرد. وی معتقد شد که سیارات در اثر یک رشد دائمی و به هم پیوستن قطعات کوچک بوجود نیامده‌اند بلکه در اول به صورت جرم سیاره بزرگتر از اندازه فعلی تشکیل شده و با از دست دادن مقداری ماده به صورت سیارات کنونی درآمد. کویپر پیدایش جرم بزرگ اولیه را در نتیجه بروز آشفتگی در ماده ابری اولیه می‌داند وی معتقد بود که ماده اولیه ابری شکل و خورشید در یک زمان بوجود آمده‌اند و خورشید خود نیز محصول تراکم ماده ابری شکل است که سیارات اولیه از آن تشکیل شده‌اند. او معتقد بود که سیاره‌های اولیه موقعی تشکیل شده‌اند که خورشید هنوز شروع به تشعشع نکرده بود.
نظریه یوری:
در سال ۱۹۵۱ یوری دانشمند آمریکایی نظریه‌ایی را عنوان کرد که تا حدودی با سایر نظریات متفاوت، و بر اطلاعات ناشی از نجوم متکی بود وی تشکیل زمین را نتیجه انباشتگی و تراکم ذرات جامد دانست او عقیده داشت که سطح اجرام (سیاره سان) که زمین و سیارات از اجتماع آنها بوجود آمده در ابتدا گرم بوده است.
نظریه آلفون:
آلفون فیزیکدان سوئدی نیز نظریه خویش را بین سالهای ۱۹۴۲ تا ۱۹۵۴ عرضه و تکمیل کرد وی معتقد بود که در موقع تشکیل سیارات، خورشید در میان یک توده داغ و یونیزه واقع، و میدان مغناطیسی قوی داشته و گازهای موجود در اطراف آن، هادی الکتریسیته بوده است. آلفون توضیح می‌دهد چهار توده گازی بوجود آمده، که اولی از هلیوم، دومی از هیدروژن- سومی از کربن و چهارمی از آهن و سیلسیم تشکیل شده است البته در هر یک از این توده‌ها، ناخالصی‌هایی از توده‌های دیگر نیز وجود داشته است به نظر وی بعدها، سیارات به ترتیب از این چهار توده بوجود آمده‌اند.
نظریه هویل (Hoyle ):
این نظریه در سال ۱۹۵۵ به وسیله هویل دانشمند انگلیسی عنوان شده است هویل تشکیل سیارات را به تشکیل خود خورشید مربوط می‌کند وی معتقد است که همه آنها از ابری گازی شکل که دارای میدان مغناطیسی و در حال چرخش بوده، به وجود آمده‌اند. این ابر تحت تأثیر جاذبه موجود بین ذرات تشکیل دهنده خود متراکم شده و در حالیکه بتدریج سرعت چرخش آن افزایش می‌یافته، کم‌کم به صورت یک بیضوی مسطح درآمده است. او با محاسبه نشان می‌دهد که در لحظه‌ایی که قطر استوایی توده به حد مدار فعلی عطارد می‌رسد د قسمت مرکزی توده تدریجاً منقبض می‌شود و بالاخره خورشید را تشکیل می‌دهد.
مطابق این نظریه، ترکیب قرص گازی با ترکیب خورشید فعلی و ستارگان و مواد موجود بین ستارگان تفاوت کمی دارد. یعنی اساساً شامل هیدروژن- هلیوم و مقدار ناچیزی از عناصر سنگینی است در ابتدا به علت گرمای خورشید، تنها عناصر سنگین می‌توانند به صورت ذرات ریز که در عقب گاز قرص قرار می‌گیرند به گسترش و انباشتگی خود ادامه دهند. سیارات خاکی که به طور عمده از آهناکی- سیلیسیم و منیزیم تشکیل شده‌اند به این ترتیب به وجود آمده‌اند.
نظریه اشمیت:
نظریات اشمیت اولین بار در سال ۱۹۴۳ انتشار یافت و پس از مرگ وی در سال ۱۹۵۶ نظریاتش با تغییرات جزئی توسط همکارانش کوزلوسکایا حلمی لون- ولبدینسکی مجدداً عرضه شد. بنا به نظریه اشمیت، سطحی که امروز مدار اغلب سیارات در آن واقع است استوای خورشید اولیه بود. و ماده تشکیل دهنده سیارات، که بیش از تشکیل آنها به صورت ماده ابری شکلی در این سطح پخش بوده، به دور خورشید حرکت می‌کرده است.
اشمیت تشکیل سیارات را به دو مرحله تقسیم می‌کند:
مرحله اول : تشکیل اجرام متوسط به ابعادی در حدود سیاره سان‌ها از ماده ابری شکل اولیه.
مرحله دوم: تشکیل سیارات از یکی‌شدن اجرام مرحله اول است.
اگر فرض کنیم که توده‌های مخلوط از ذرات جامد و گاز به صورت ابر و به شکل قرص در استوای خورشید اولیه قرار داشته است در اثر انباشته‌شدن ذرات جامد در وسط قرص فاصله آنها کم و در نتیجه نیروی جاذبه میان آنها زیاد شده واین خود تراکم زیاد ماده را سبب شده است. پس از مدتی در نقاط مختلفی از قرص، اجرام جامدی از انباشتگی ذرات جامد بوجود آمده‌اند در اثر برخورد اجرام به یکدیگر و خردشدن آنها، به هر حال پس از بوجود آمدن تعداد زیادی از این اجرام، مرحله دوم یعنی مرحله تشکیل سیارات از اجرام سیاره‌سان شروع شده است بعضی از اجرام سیاره‌ سان با جرم بیشتر و خردشدگی کمتر، در حقیقت جنین سیاره‌های امروز بوده‌اند.
نظریه ی جامع شکل گیری منظومه ی شمسی:
اما نظریه ی پذیرفته شده تر که از نظریات مختلف پیشین تکامل پیدا کرده است به این قرار میباشد: منظومه خورشیدی جایی که آن را خانه می نامیم در حدود ۲۶ هزار سال نوری از مرکز کهکشان راه شیری فاصله دارد. اینکه این سیاره ها غول پیکر از کجا سر و کله اشان پیدا شده و به دور ستاره ی متوسط زرد رنگی شروع به گردش کردند بر میگردد به ۵ میلیارد سال پیش، همه چیز با یک انفجار آغاز شد، خیلی وقتها پیش ستاره ای منفجر شد و فضا را با توده های چرخنده ای از موادی که هنگام مرگش تولید کرده بود، پر کرد. ابرهای این سحابی ستاره ای شامل نیتروژن، اکسیژن ، آهن و سیلیکا بودند و همه مواد دیگری که برای ساخته شدن جهانی مثل جهان ما مناسب بود.
سپس نیروی گرانش شروع به مهندسی و ساختن سیاره ها کرد. گرد و غبارهای چرخان بزرگی شروع به شکل گرفتن کردند، در بین اینها سیارۀ سنگی به نام زمین شروع به شکل گیری کرد. شکل گرفته شده از گرد و غبار و ستاره و جمع آوری شده توسط نیروی گرانش و اگر صد میلیون سال به جلو برویم خواهیم دید که آن گرد و غبار تبدیل به گویی بزرگی شده است، این نحوه ی پیدایش زمین و همینطور خود ماست. البته زمین تا ابد به همین صورت صخره ای و مواد معدنی و فلزی باقی ماند اگر یکی از رخدادهای زیبای طبیعت پیش نمی آمد. نود و سه میلیون مایل آنطرف تر درست در قلب این سحابی، فشار و دمای توده ای از گاز هیدروژن شروع به بالا رفتن کردند تا به حدی رسید که همجوشی رخ داد.
در این هنگام ستاره ای جدید، بنام خورشید پا به عرصه ی وجود گذاشت، زمانی که ستاره ی ما، آتشش را بر افروخت از خود توده های زیادی از طوفانهای خورشیدی صاتع کرد. سپس امواج عظیم رادیو اکتیو از انرژی را آزاد کرد و این باعث شد که باقی مانده ی گاز و غبار سحابی از حاشیه ی منظومه بیرون رود و منظومه ی ما امروز این چنین زیبا و منظم به نظر رسد. در قسمت بیرونی منظومه ی شمسی ما، سیاره های گازی و غول آسا مشتری، زحل، اورانوس ، نپتون قرار دارند و در قسمت داخلی سیارات سنگی عطارد، ناهید، مریخ و البته زمین واقع شده اند و البته خوش شانسی ما این است که خورشید ۸۶۵۰۰۰ مایل قطر دارد و این اندازه به حدی کافی است که به مدت خیلی زیادی هشت میلیارد سال به سوختن ادامه دهد، زمان کافی برای ادامۀ حیات.
سایت علمی بیگ بنگ / منابع : کتاب زمین شناسی عمومی – حسن مدنی ، سیروس شفیقی
Formation and evolution of the Solar System , universetoday , space