أحد صفحات التقدم العلمي للنشر
فضاء

كيف تدور الكواكب

لماذا تدور كواكب المجموعة الشمسية الثمانية عند المستوى نفسه؟

إذا‭ ‬سبق‭ ‬لك‭ ‬أن‭ ‬حدقت‭ ‬في‭ ‬نموذج‭ ‬للمجموعة‭ ‬الشمسية،‭ ‬فمن‭ ‬المرجح‭ ‬أنك‭ ‬لاحظت‭ ‬أن‭ ‬الشمس‭ ‬والكواكب‭ ‬والأقمار‭ ‬والكويكبات‭ ‬توجد‭ ‬تقريباً‭ ‬على‭ ‬المستوى‭ ‬نفسه‭.‬ لكن‭ ‬لماذا؟‭ ‬للإجابة‭ ‬عن‭ ‬هذا‭ ‬السؤال‭ ‬علينا‭ ‬العودة‭ ‬إلى‭ ‬البدايات‭ ‬الأولى‭ ‬للمجموعة‭ ‬الشمسية،‭ ‬منذ‭ ‬نحو‭ ‬4‭.‬5‭ ‬بليون‭ ‬سنة‭.‬ في‭ ‬ذلك‭ ‬الوقت،‭ ‬كانت‭ ‬المجموعة‭ ‬الشمسية‭ ‬مجرد‭ ‬سحابة‭ ‬ضخمة‭ ‬من‭ ‬الغبار‭ ‬والغازات. ‬بلغ‭ ‬عرض‭ ‬تلك‭ ‬السحابة‭ ‬الضخمة‭ ‬12,000‭ ‬وحدة‭ ‬فلكية‭ ‬Astronomical units‭ ‬(اختصاراً: ‬الوحدة‭‬AU‭ ‬). الوحدة‭ ‬AU‭ ‬الواحدة‭ ‬هي‭ ‬متوسط‭ ‬المسافة‭ ‬بين‭ ‬الأرض‭ ‬والشمس،‭ ‬أو‭ ‬نحو‭ ‬93‭ ‬مليون‭ ‬ميل. ‬أصبحت‭ ‬السحابة‭ ‬من‭ ‬الضخامة‭ ‬بحيث‭ ‬إنها‭ -‬على‭ ‬الرغم‭ ‬من‭ ‬امتلائها‭ ‬بالغبار‭ ‬وجزيئات‭ ‬الغاز- ‬بدأت‭ ‬تنهار‭ ‬وتنكمش‭ ‬تحت‭ ‬وطأة‭ ‬كتلتها‭.‬

هل كنت تعلم؟

الجاذبية على المشتري أكبر بمرتين ونصف المرة من الجاذبية على الأرض.

عندما‭ ‬بدأت‭ ‬السحابة‭ ‬الدوارة‭ ‬المتكونة‭ ‬من‭ ‬الغبار‭ ‬والغازات‭ ‬في‭ ‬الانهيار،‭ ‬فقد‭ ‬تسطحت‭ ‬أيضاً‭. ‬تخيل‭ ‬طاهياً‭ ‬للبيتزا‭ ‬وهو‭ ‬يلقي‭ ‬بقطعة‭ ‬من‭ ‬العجين‭ ‬في‭ ‬الهواء‭. ‬في‭ ‬أثناء‭ ‬دورانها،‭ ‬تتمدد‭ ‬العجينة،‭ ‬لكنها‭ ‬تصبح‭ ‬رفيعة‭ ‬ومسطحة‭ ‬بنحو‭ ‬متزايد. ‬هذا‭ ‬ما‭ ‬حدث‭ ‬للمجموعة‭ ‬الشمسية‭ ‬المبكرة‭ ‬جداً. ‬في‭ ‬هذه‭ ‬الأثناء،‭ ‬في‭ ‬وسط‭ ‬هذه‭ ‬السحابة‭ ‬التي‭ ‬تزداد‭ ‬تسطحاً‭ ‬باستمرار،‭ ‬تكدست‭ ‬كل‭ ‬جزيئات‭ ‬الغاز‭ ‬معاً‭ ‬إلى‭ ‬درجة‭ ‬أنها‭ ‬سخُنت‭.‬

في‭ ‬ظل‭ ‬الحرارة‭ ‬والضغط‭ ‬الهائلين،‭ ‬اندمجت‭ ‬ذرات‭ ‬الهيدروجين‭ ‬والهيليوم،‭ ‬وبدأت‭ ‬تفاعلاً‭ ‬نووياً‭ ‬في‭ ‬صورة‭ ‬نجم‭ ‬صغير: ‬الشمس. ‬على‭ ‬مدى‭ ‬الخمسين‭ ‬مليون‭ ‬سنة‭ ‬التالية،‭ ‬استمرت‭ ‬الشمس‭ ‬في‭ ‬التنامي،‭ ‬فجمعت‭ ‬الغازات‭ ‬والغبار‭ ‬من‭ ‬محيطها‭ ‬وأطلقت‭ ‬موجات‭ ‬من‭ ‬الحرارة‭ ‬الشديدة‭ ‬والإشعاع. ‬ببطءٍ‭ ‬أزالت‭ ‬الشمس‭ ‬المتنامية‭ ‬ما‭ ‬يشبه‭ ‬كعكة‭ ‬الدونات‭ ‬من‭ ‬الفضاء‭ ‬الفارغ‭ ‬حولها‭.‬

هل كنتَ تعلم؟

كوكب زحل خفيف جداً إلى درجة أنه يمكن أن يطفو على الماء.

مع‭ ‬تنامي‭ ‬الشمس،‭ ‬استمرت‭ ‬السحابة‭ ‬في‭ ‬الانهيار،‭ ‬مكونة‭ ‬قرصاً‭ ‬حول‭ ‬النجم‭ ‬الذي‭ ‬صار‭ ‬أكثر‭ ‬تسطحاً‭ ‬واستمر‭ ‬في‭ ‬التوسع،‭ ‬مع‭ ‬وجود‭ ‬الشمس‭ ‬في‭ ‬المنتصف. ‬في‭ ‬نهاية‭ ‬المطاف‭ ‬أصبحت‭ ‬السحابة‭ ‬هيكلاً‭ ‬مسطحاً‭ ‬يسمى‭ ‬قرصاً‭ ‬كوكبياً‭ ‬أولياً‭ ‬Protoplanetary disc‭ ‬يدور‭ ‬حول‭ ‬النجم‭ ‬الفتيِّ. ‬امتد‭ ‬القرص‭ ‬عبر‭ ‬مئات‭ ‬الوحدات‭ ‬الفلكية‭ ‬وبلغت‭ ‬سماكته‭ ‬عُشر‭ ‬تلك‭ ‬المسافة. ‬طوال‭ ‬عشرات‭ ‬الملايين‭ ‬من‭ ‬السنين‭ ‬اللاحقة،‭ ‬ظلت‭ ‬جزيئات‭ ‬الغبار‭ ‬في‭ ‬القرص‭ ‬الكوكبي‭ ‬الأولي‭ ‬تدور‭ ‬برفق‭ ‬حوله،‭ ‬ويصطدم‭ ‬بعضها‭ ‬ببعض‭ ‬أحياناً،‭ ‬بل‭ ‬إن‭ ‬بعضها‭ ‬التصق‭ ‬ببعضها‭ ‬الآخر‭.‬ على‭ ‬مدى‭ ‬تلك‭ ‬الملايين‭ ‬من‭ ‬السنين‭ ‬تحولت‭ ‬الجسيمات‭ ‬إلى‭ ‬حبيبات‭ ‬بلغ‭ ‬طولها‭ ‬عدة‭ ‬ملليمترات،‭ ‬وأصبحت‭ ‬تلك‭ ‬الحبيبات‭ ‬حصيات‭ ‬يقاس‭ ‬حجمها‭ ‬بالسنتيمتر‭ ‬واستمرت‭ ‬الحصيات‭ ‬في‭ ‬الاصطدام‭ ‬والالتصاق‭ ‬بعضها‭ ‬ببعض‭.‬

في‭ ‬النهاية‭ ‬التصقت‭ ‬معظم‭ ‬المواد‭ ‬الموجودة‭ ‬في‭ ‬القرص‭ ‬الكوكبي‭ ‬الأولي‭ ‬معاً‭ ‬لتشكيل‭ ‬أجرام‭ ‬ضخمة‭. ‬نمت‭ ‬بعض‭ ‬هذه‭ ‬الأجرام‭ ‬بقدرٍ‭ ‬كبير‭ ‬إلى‭ ‬درجة‭ ‬أن‭ ‬الجاذبية‭ ‬شكَّلتها‭ ‬إلى‭ ‬كواكب‭ ‬كروية‭ ‬وكواكب‭ ‬قزمة‭ ‬وأقمار‭. ‬أصبحت‭ ‬الأجرام‭ ‬الأخرى‭ ‬غير‭ ‬منتظمة‭ ‬الشكل،‭ ‬مثل‭ ‬الكويكبات‭ ‬والمذنبات‭ ‬وبعض‭ ‬الأقمار‭ ‬الأصغر‭ ‬حجماً‭.‬ وعلى‭ ‬الرغم‭ ‬من‭ ‬التباين‭ ‬في‭ ‬أحجام‭ ‬تلك‭ ‬الأجرام،‭ ‬فقد‭ ‬ظلت‭ ‬بنحو‭ ‬أو‭ ‬بآخر‭ ‬على‭ ‬المستوى‭ ‬نفسه‭ ‬الذي‭ ‬نشأت‭ ‬فيه‭ ‬اللبنات‭ ‬التي‭ ‬تكونت‭ ‬منها‭.‬ ولهذا‭ ‬السبب‭ ‬تدور‭ ‬كواكب‭ ‬المجموعة‭ ‬الشمسية‭ ‬الثمانية‭ ‬والأجرام‭ ‬السماوية‭ ‬الأخرى‭ ‬عند‭ ‬المستوى‭ ‬نفسه‭ ‬تقريباً‭.‬


أنظمة‭ ‬مشابهة

ليست‭ ‬مجموعتُنا‭ ‬الشمسية‭ ‬فريدة‭ ‬من‭ ‬نوعها‭. ‬هناك‭ ‬أكثر‭ ‬من‭ ‬3,200‭ ‬نجم‭ ‬في‭ ‬مجرة‭ ‬درب‭ ‬التبانة‭ ‬Milky Way‭ ‬معروفة‭ ‬بوجود‭ ‬كواكب‭ ‬تدور‭ ‬حولها. ‬أحد‭ ‬الأمثلة‭ ‬”الأقرب“‭ ‬يبعد‭ ‬أكثر‭ ‬من‭ ‬2,000‭ ‬سنة‭ ‬ضوئية‭ ‬عن‭ ‬الأرض‭ :‬النظام‭ ‬الكوكبي‭ ‬كيبلر-11 ‬(Kepler-11).‬ وكيبلر-11‬ هو‭ ‬النجم‭ ‬المركزي‭ ‬للنظام‭- ‬وهو‭ ‬نجم‭ ‬قزم‭ ‬أصفر‭ ‬يناهز‭ ‬في‭ ‬حجمه‭ ‬العملاقين‭ ‬الجليديين‭ ‬أورانوس‭ ‬ونبتون‭. ‬هناك‭ ‬6‭ ‬كواكب‭ ‬معروفة‭ ‬في‭ ‬هذا‭ ‬النظام،‭ ‬وكلها‭ ‬تدور‭ ‬حول‭ ‬نجمها‭ ‬على‭ ‬مسافة‭ ‬أقرب‭ ‬بكثير‭ ‬من‭ ‬معظم‭ ‬الكواكب‭ ‬في‭ ‬مجموعتنا‭ ‬الشمسية. ‬الأقرب‭ ‬من‭ ‬بينها‭ ‬هو‭ ‬كيبلر-‭،‬11b وهو‭ ‬أقرب‭ ‬إلى‭ ‬كيبلر‭ ‬11‭-‬بنحو ‭ ‬10‭ ‬أضعاف‭ ‬المسافة‭ ‬من‭ ‬الأرض‭ ‬إلى‭ ‬الشمس‭. ‬الكوكب‭ ‬الأبعد‭ ‬هو‭ ‬كيبلر‬11g-‭‬، والذي‭ ‬يدور‭ ‬حول‭ ‬نجمه‭ ‬على‭ ‬مسافة‭ ‬43‭ ‬مليون‭ ‬ميل‭ ‬تقريباً،‭ ‬مما‭ ‬يضعه‭ ‬بين‭ ‬عطارد‭ ‬والزهرة‭ ‬في‭ ‬مجموعتنا‭ ‬الشمسية‭.‬

بقلم:‬‭ ‬جوانا‭ ‬ويندل

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى