سیارات
به نام خدا
سیارات
سیاره یک جرم آسمانی است که در حرکتی مداری به دور یک ستاره یا بقایای ستاره‌ای می‌گردد و دارای شرایط زیر است:
- جرم آن به اندازه‌ای هست که تحت تأثیر نیروی گرانش خود گِرد شود.
- جرم آن آنقدر زیاد نیست که سبب همجوشی هسته‌ای شود.
- همسایگی خود را از سیارک‌ها پاکسازی کرده‌باشد.
- می‌تواند گازی یا سنگی باشد
سیاره واژه‌ای کهن است که با تاریخ، علم، افسانه‌شناسی و دین گره خورده‌است. در آغاز، سیارات در بسیاری از فرهنگ‌ها، به عنوان موجودیت‌هایی خدایی یا فرستادگان خدایان پنداشته می‌شدند. با پیشرفت دانش علمی، درک انسان از سیارات دگرگون گشت. در سال ۲۰۰۶ اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی تعریف توافق‌شده‌ای برای سیاره اعلام نمود. این تعریف کمی بحث‌انگیز است زیرا بسیاری از اجسام با جرمی در حد سیاره را بر پایه داشتن یا نداشتن حرکت مداری، شامل نمی‌شود. اگر چه هشت تا از سیارات که پیش از سال ۱۹۵۰ کشف شده‌اند، همچنان در این تعریف جدید نیز سیاره محسوب می‌شوند، برخی از اجرام آسمانی همچون سرس، پالاس، جونو و پلوتون (نخستین جسم فرا نپتونی کشف‌شده) که زمانی توسط جامعه علمی به عنوان سیاره شناخته می‌شدند، دیگر سیاره محسوب نمی‌شوند.
بطلمیوس گمان می‌کرد که سیارات در حرکت‌هایی در فلک‌های حامل و تدویر به دور زمین می‌گردند. اگرچه ایده گردش سیارات به دور خورشید بارها پیشنهاد شده‌بود، اما تا قرن هفدهم طول کشید تا این نظریه توسط مشاهدات نجومی تلسکوپی انجام‌شده توسط گالیلئو گالیله تأیید شود. یوهانس کپلر با بررسی دقیق داده‌های مشاهدات، دریافت که مدار سیارات دایره‌ای نیستند، بلکه بیضوی هستند. با پیشرفت ابزارهای رصد، ستاره‌شناسان مشاهده نمودند که دیگر سیارات نیز مانند زمین دور محورهای مایلی می‌چرخند و دارای ویژگی‌هایی همچون کلاهک‌های یخی و فصول مختلف هستند. از زمان برآمدن عصر فضا، مشاهدات نزدیک توسط کاوشگرهای فضایی نشان داده‌است که زمین و سیارات دیگر در ویژگی‌هایی همچون آتشفشان‌ها، توفندها، زمین‌ساخت‌ها و حتی هیدرولوژی، مشترکند.
سیارات عموماً به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند: غول‌های گازی پرچگالی و کم چگالی و سیاره‌های کوچکتر زمین‌سان سنگی. بنا بر تعاریف اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی، هشت سیاره در سامانه خورشیدی (منظومه شمسی) وجود دارند. به ترتیب افزایش فاصله از خورشید، چهار سیاره سنگی تیر، ناهید (آناهیتا)، زمین و بهرام قرارگرفته‌اند و پس از آنها چهار غول گازی مشتری، کیوان، اورانوس و نپتون قرار گرفته‌اند. شش سیاره از این هشت سیاره، یک یا چند قمر طبیعی دارند که به دور آنها می‌گردند.
واژه‌شناسی
سیاره در زبان انگلیسی Planet خوانده می‌شود که برگرفته از واژه ἀστὴρ πλανήτης (اَستِر پِلانِتِس) در یونان باستان می‌باشد. ریشه واژه ἀστὴρ(اَستِر) معادل واژه «ستاره» در فارسی است و هر دو واژه ایرانی و یونانی برگرفته از واژه h₂stḗr* در زبان نیا-هندواروپایی هستند. واژه πλανήτης(پِلانِتِس) نیز به معنی «گردان» است ودر نتیجه ἀστὴρ πλανήτης به معنی ستاره گردان می‌باشد. واژه سیاره نیز واژه‌ای با ریشه عربی و به معنی «راه‌پیما» می‌باشد که توسط ستاره‌شناسان اسلامی سده نخستین به‌کارگرفته شد و به نظر می‌رسد که ترجمه‌ای برای واژه πλανήτης(پِلانِتِس) یونانی باشد. در واژه‌نامه‌های آنندراج، برهان قاطع و جهانگیری، از واژه کهن «هرپاسب» نیز به معنی سیاره یاد شده‌است همچنین در متون زرتشتی کهن از واژه «اَباختَر» نیز برای اشاره به سیارات استفاده شده‌است.
تاریخچه
اطلاعات بیشتر: تاریخ اخترشناسی و تعریف سیاره
نوشتار(های) وابسته: گاه‌شمار اخترشناسی منظومه خورشیدی
نسخه چاپی یک مدل کیهان‌شناسی زمین مرکزی از «کیهان‌نگاری» ، انتورپ، ۱۵۳۹
ایده سیارات در طول تاریخ تکامل یافته‌است، از ستارگان گردان الهی در عهد باستان تا اجسام زمین‌وار عصر دانش. مفهوم آن گسترش یافته تا دنیاهایی نه تنها در منظومه خورشیدی بلکه در صدها منظومه فراخورشیدی دیگر را نیز دربرگیرد. ابهامات نهفته در تعریف سیاره، بحثهای علمی بسیاری را برانگیخته است.
پنج سیاره سنتی قابل دیدن با چشم غیر مسلح از دوران باستان شناخته‌شده بودند و تأثیرات برجسته‌ای بر افسانه‌شناسی، کیهان‌شناسی دینی و اخترشناسی باستانی گذارده‌اند. در دوران باستان اخترشناسان متوجه شدند که برخی از نورها نسبت به دیگر نورها در پهنه آسمان حرکت می‌کنند. یونانیان باستان این نورها را «ستاره گردان» (به یونانی باستان: πλάνητες ἀστέρες(پِلانِتِس اَستِرِس)) یا به اختصار «گردان‌ها» (به یونانی باستان: πλανῆται(پِلانِتای)) نام نهادندکه واژه معادل انگلیسی سیاره، یعنی Planet، از آن مشتق شده‌است. در یونان باستان، چین باستان، بابل و در واقع همه تمدنهای پیش-مدرن،این باور مورد پذیرش عمومی قرارگرفته بود که زمین مرکز جهان است و همه سیارات به دور زمین می‌گردند. دلیل این برداشت آن بود که مشاهده می‌شد ستارگان هر روز یکبار به دور زمین می‌چرخیدند] و ظاهراً درک عمومی بر آن بوده‌است که زمین ثابت و پایدار است و همواره در سکون می‌ماند.
اخترشناسی دوران اسلامی
نوشتار‌های اصلی: ستاره‌شناسی در دوران اسلامی و کیهان‌شناسی اسلامی
در قرن یازدهم، ابن سینا متوجه پدیده گذر ناهید شده‌بود و چنین نوشت که ناهید حداقل گاهی زیر خورشید قرار می‌گیرد. در قرن دوازدهم ابن باجه دو سیاره را به شکل دو لکه تیره روی خورشید مشاهده نمود که بعدها در قرن سیزدهم، اخترشناس رصدخانه مراغه، قطب‌الدین شیرازی، متوجه شد که آنها گذر تیر و گذر ناهید هستند. هرچند که ابن باجه نمی‌توانسته گذر ناهید را دیده باشد زیرا در دوران زندگی وی اتفاق نیفتاده است
تعریف سیاره فراخورشیدی
در سال ۲۰۰۳، گروه کاری سیارات فراخورشیدی اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی (IAU) یک بیانیه جایگاه در مورد تعریف سیاره ارائه دادند که تعریف ناتمام زیر را در بر می‌گرفت و عمدتاً بر روی مرز میان سیارات و کوتوله‌های قهوه‌ای تمرکز داشت
- اجسامی با جرم واقعی کمتر از حد جرمی برای همجوشی گرمایی هسته‌ای دوتریم (که در حال حاضر برای اجسامی با فراوانی ایزوتوپی همانند خورشید، این حد ۱۳ برابر جرم مشتری محاسبه شده‌است[۴۶]) که حرکت مداری به دور ستارگان یا بقایای ستاره‌ای دارند، سیاره هستند (مستقل از اینکه چگونه ایجاد شده باشند). حداقل جرم مورد نیاز برای سیاره بودن یک جسم فراخورشیدی همان مقداری است که در مورد منظومه شمسی در نظر گرفته می‌شود.
- اجسام نیمه‌ستاره‌ای با جرم واقعی فراتر از حد جرمی برای همجوشی گرمایی هسته‌ای دوتریم، «کوتوله قهوه‌ای» محسوب می‌شوند واینکه چگونه ایجاد شده‌اند یا کجا قرار گرفته‌اند تفاوتی ایجاد نمی‌کند.
- اجسام شناور آزاد در خوشه‌های ستاره‌ای جوان با جرمی پایینتر از حد جرمی برای همجوشی گرمایی هسته‌ای دوتریم سیاره نیستند، بلکه کوتوله‌های نیمه‌قهوه‌ای هستند (و یا هر نام دیگری که مناسب‌تر باشد)
این تعریف از آن زمان به بعد، در هنگام انتشار کشفیات برون‌سیاره‌ها در ژورنال‌های علمی به گستردگی مورد استفاده اخترشناسان قرارگرفته‌است.[۴۷] اگرچه موقتی است، اما تا پذیرفتن یک تعریف پایدارتر به عنوان تعریفی ناتمام اما مؤثر باقی می‌ماند. اگرچه بحثی در مورد حد پایین جرم نمی‌کند[۴۸] و بدین‌ترتیب از اختلاف نظرها دربارهٔ اجسام داخل منظومه شمسی دوری می‌گزیند. این تعریف همچنین توضیحی در مورد اجسامی مانند ۲ام۱۲۰۷بی که دور کوتوله‌های قهوه‌ای می‌گردند، نمی‌دهد.
یک راه تعریف کوتوله نیمه‌قهوه‌ای عبارت است از جسمی با جرم سیاره‌ای که بجای برافزایش از روش فروریزی ابر بوجود آمده‌اند. این تمایز در چگونگی شکل‌گیری بین کوتوله نیمه-قهوه‌ای و سیاره مورد توافق جهانی قرار نگرفته‌است. اخترشناسان بر پایه پذیرش یا عدم پذیرش اینکه فرایند شکل‌گیری یک سیاره در رده‌بندی آن دخالت داده شود، به دو دسته تقسیم می‌شوند.[۴۹] یکی از دلایل مخالفت این است که اغلب تعیین فرایند شکل‌گیری امکان‌پذیر نمی‌باشد. مثلاً سیاره‌ای که از روش برافزایش شکل‌گرفته‌است، ممکن است از منظومه به بیرون پرتاب شده و به شکل غوطه‌ور آزاد درآید، و به همین ترتیب یک کوتول نیمه قهوه‌ای که خودش از روش فروریزی ابر بوجود آمده، ممکن است در مداری به دور یک ستاره به دام بیفتد.
مقدار حدی ۱۳ برابر جرم مشتری، بیشتر یک قانون مبتنی بر تجربه است تا یک قانون دقیق فیزیکی. پرسشی که برمی‌اید این است که منظور از سوزاندن دوتریوم چیست؟ این پرسش از آنجا برمی‌آید که اجسام بزرگ بیشتر دوتریم خود را می‌سوزانند و اجسام کوچکتر تنها اندکی از آن را می‌سوزانند و مقدار ۱۳ MJup (جرم مشتری) بین این دو دسته قرار می‌گیرد. مقدار دوتریوم سوزانده شده نه تنها به جرم، بلکه به ترکیب سیاره، یعنی مقدار هلیم و دوتریوم موجود نیز بستگی دارد.[۵۰] دانشنامه سیارات فراخورشیدی که شامل اجسامی با جرمی تا ۲۵ برابر جرم مشتری است، اینگونه بیان می‌کند که «این حقیقت که هیچ ویژگی خاصی در مورد مقدار ۱۳ MJup طیف جرمی مشاهده شده وجود نداشته و ما را وادار می‌سازد که این حد جرم را فراموش کنیم مرورگر داده‌های برون‌سیارات شامل اجسامی تا ۲۴ برابر جرم مشتری می‌باشد و اینگونه توصیه می‌کند که «حد جرمی ۱۳ برابر جرم مشتری وضع شده توسط اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی در مورد سیاراتی با هسته‌های سنگی از نظر فیزیکی بی‌معنی می‌گردد بایگانی برون سیارات ناسا شامل اجسامی با جرم (یا حداقل جرم) کوچکتر یا مساوی ۳۰ برابر جرم مشتری است.
پیدایش سیاره‌ها
در مورد چگونگی پیدایش سیارات، هنوز اطلاع قطعی وجود ندارد. نظریه پیشتاز این است که سیارات در حین فروریختن یک سحابی و تبدیل آن به به قرص نازکی از گاز و غبار شکل می‌گیرند. در پی این فروریزی یک پیش‌ستاره در هسته تشکیل می‌شود که قرص پیش‌سیاره‌ای چرخانی آن را دربرگرفته‌است. از طریق برافزایش (یک فرایند برخورد چسبنده) ذرات غبار قرص به شکل پایداری در کنار هم انباشته می‌شوند تا اجسامی بزرگتر تشکیل دهند. تجمع‌های محلی جرم به نام سیارات خرد شکل می‌گیرند و با بهره‌گیری از جاذبه گرانشی فرایند برافزایش را تسریع می‌کنند. این تجمع‌ها مرتباً چگال‌تر می‌شوند تا اینکه سرانجام بر اثر گرانش به درون فرو ریخته و پیش‌سیاره‌ها را تشکیل می‌دهند.[۷۱] پس از آنکه قطر سیاره از ماه بزرگتر شد، شروع به انباشتن یک اتمسفر گسترده می‌کند و از طریق پدیده پسار اتمسفری، سرعت جذب سیارات خرد آن بسیار افزایش می‌یابد
منظومه شمسی