بحث عن المجموعه الشمسية - بحث شامل ومفصل عن المجموعه الشمسية

بسم الله الرحمن الرحيم

سأقدم الان بحث عن المجموعة الشمسية واليكم التفاصيل

النظام الشمسي أو المجموعة الشمسية هو الاسم الذي يُطلق عادة على النظام الكوكبي الذي يتكون من الشمس وجميع ما يَدور حولها من أجرام بما في ذلك الأرض والكواكب الأخرى. كما يَتضمن النظام الشمسي أجراماً أخرى أصغر حجماً هي الكواكب القزمة والكويكبات والنيازك والمذنبات، إضافة إلى سحابة رقيقة من الغاز والغبار تعرف بالوسط البين كوكبي. كما أنه توجد توابع الكواكب التي تسمى الأقمار،[ملاحظة 1] والتي يَبلغ عددها أكثر من 150 قمر معروف في النظام الشمسي، معظمها تدور حول العمالقة الغازية. لكن أكبر جرم في النظام الشمسي وأهم هذه الأجرام طبعاً هو الشمس، النجم الذي يَقع في مركز النظام ويَربطه بجاذبيته، فكتلتها تبلغ 99.8% من كتلة النظام بأكمله، كما أنها هي التي تشع الضوء والحرارة الذين يَجعلان الحياة على الأرض مُمكنة، وهي مع ذلك ليس إلا نجماً متوسط الحجم. أما بعد الشمس فتأتي الكواكب، حيث توجد في النظام الشمسي ثمانية كواكب هي بالترتيب حسب البعد عن الشمس: عطارد والزهرة والأرض والمريخ (الكواكب الصخرية) والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون (العمالقة الغازية).

توجد العديد من أجرام النظام الشمسي التي يُمكن رؤيتها بالعين المجردة غير الشمس والقمر، ومن الكواكب هذه الأجرام هي عطارد والزهرة والمريخ والمشتري وزحل، وأحياناً ألمع الكويكبات[ملاحظة 2] والمذنبات العابرة أيضاً، إضافة إلى النيازك حيث يُمكن رؤيتها حين تدخل جو الأرض وتحترق مُكونة الشهب. وطبعاً يُمكن رؤية أكثر بكثير من ذلك من أجرام النظام الشمسي باستخدام المقراب.

يَعتقد معظم الفلكيين حالياً بأن النظام الشمسي قد وُلد قبل 4.6 مليارات سنة من سحابة ضخمة من الغاز والغبار تعرف بالسديم الشمسي. وحسب هذه النظرية، بدأ هذا السديم بالانهيار على نفسه نتيجة لجاذبيته التي لم يَستطع ضغطه الداخلي مقاومتها. وقد جُذبت معظم مادة السديم الشمسي إلى مركزه، حيث تكونت الشمس فيه. ويُعتقد أن جسيمات صغيرة مما بقي من مادة تراكمت مع بضعها بعد ذلك مكونة أجساماً أكبر فأكبر، حتى تحولت إلى الكواكب الثمانية، وما بقي منها تحول إلى الأقمار والكويكبات والمذنبات.

الاكتشاف والاستكشاف

لعدة آلاف من السنين، لم يميز البشر وجود نظام شمسي (مع بعض الاستثناءات القليلة). إعتقد البشر أن الأرض ثابتة وتشكل مركز الكون، وتختلف بشكل كامل عن الأجرام المتحركة في السماء. على الرغم من أن الفيلسوف الإغريقي أرسطرخس الساموسي إعتقد بأن الشمس تشكل مركز الكون.[2] كان نيكولاس كوبرنيكوس أول من طور نموذج رياضي حول مركزية الشمس والنظام الشمسي. خلفه في القرن السابع عشر جاليليو جاليلي وإسحاق نيوتن ويوهانس كيبلر في تطوير المفاهيم الفيزيائية التي أدت إلى القبول التدريجي بدوران الأرض حول الشمس، وبأن الكواكب تسير بنفس القوانيين الفيزيائية التي تسير الأرض. أمكن تطور التلسكوبات والمسابير في الآونة الأخيرة من اكتشاف ظواهر جيولوجية كالجبال والفوهات الصدمية وظواهر الأرصاد الجوية الفصلية كالغيوم والعواصف الرملية والقبعات الجليدية على كواكب أخرى غير الأرض.

بنية المجموعة الشمسية

تشكل الشمس العنصر الرئيسي في المجموعة الشمسية، وهي نجم ينتمي إلى التصنيف النجمي G2، وتشكل كتلة الشمس 99.86 من كتلة كل المجموعة الشمسية وتسيطر على حركة المجموعة بفعل جاذبيتها.[3] تشكل كتلة الكواكب الغازية الأربعة (المشتري، زحل، أورانوس، نبتون) حوالي 99% من الكتلة المتبقية للنظام الشمسي. ويشكل المشتري وزحل مايزيد عن 90% من كتلة العمالقة الغازية الأربعة.[c]

معظم الأجسام الكبيرة التي تدور حول الشمس متوضعة في مستوي الأرض والذي يدعى مسار الشمس. فالكواكب قريبة جدا من مسار الشمس بينما المذنبات وأجرام حزام كايبر غالبا ماتكون متوضعة في زوايا أكبر بكثير عن مسار الشمس.[4][5] تدور كل الكواكب ومعظم الأجرام حول الشمس مع اتجاه دوران الشمس حول نفسها(باتجاه عكس عقارب الساعة إذا شاهدناها من فوق القطب الشمالي للشمس)، لكن توجد بعض الاستثناءات مثل مذنب هالي. أيضاً جميع الكواكب (عدا الزهرة وأورانوس) تغزل حول نفسها باتجاه عكس عقارب الساعة إذا ما شاهدناها من القطب الشمالي. يغزل الزهرة وأورانوس باتجاه عقارب الساعة. هناك أيضاً كواكب قزمة لها دوران مغزلي مختلف تماماً مثل بلوتو.

يظهر الشكل العام للمجموعة الشمسية على الشكل التالي: في المركز تقع الشمس يدور حولها أربع كواكب داخلية صغيرة نسبياً، هذه الكواكب محاطة بحزام من الكويكبات، تيلهم العمالقة الغازية الأربعة المحاطة بدورها بحزام كايبر المؤلف من أجرام جليدية. يُقسم الفلكيين أحياناً المجموعة الشمسية تبعاً إلى البنية إلى قسمين رئيسيين: النظام الشمسي الداخلي المؤلف من الكواكب الصخرية الأربعة وحزام الكويكبات، والنظام الشمسي الخارجي الذي يتألف من الأجرام التي تقع خلف حزام الكويكبات ومن ضمنها العمالقة الغازية الأربعة.[6] منذ اكتشاف حزام كايبر فإن الجزء الأبعد في النظام الشمسي يعتبر منطقة فريدة والأجرام المتواجدة هناك تدعى بأجرام ما بعد نبتون.[7]

تصف قوانين كبلر لحركة الكواكب دوران الأجرام حول الشمس. وتبعا لقوانين كبلر تدور جميع أجرام النظام الشمسي حول الشمس في مدارات على شكل قطع ناقص وتشغل الشمس إحدى بؤرتيه. تدور الكواكب الأقرب إلى الشمس بسرعة أعلى بسبب تأثرها بجاذبية الشمس. تختلف مسافة الأجرام المتحركة على مسار بشكل قطع ناقص عن الشمس على مدار السنة. تدعى النقطة التي يكون فيها الجرم أقرب مايمكن للشمس بالحضيض، في حين تدعى النقطة التي يكون فيها الجرم أبعد مايمكن عن الشمس بالأوج. يكون مدار الكواكب قريب من الدائري، في حين مدار المذنبات وأجرام حزام كيبلر على شكل قطع ناقص حاد(الفرق بين المحورين الرئيسي والصغير كبير جدا).

بسبب اتساع المجموعة فإن مدارات العديد من الأجرام عن الشمس تتناسب مع بعد مدار هذه الأجرام عن الجرم الذي يليه مع بعض الاستثناءات. وبالتالي فإن الجرم ذو المسافة الأبعد عن الشمس المتواجد في حزام كايبر يمثل أبعد مسافة بينه وبين الجرم الذي يسبقه في المجموعة الشمسية. فعلى سبيل المثال يبعد الزهرة مسافة 0.33 وحدة فلكية عن الزهرة في حين يبعد زحل عن المشتري مسافة 4.3 وحدة فلكية ونبتون عن أورانوس 10.5 وحدة فلكية. وقد بذلت محاولات لإيجاد علاقة رياضية بين هذه المسافات لمحاولة تفسير هذه الظاهرة (مثل قانون تيتوس-بود)[8] لكن لم تنتج عنها أي نظرية نفسر ذلك.

تملك معظم الكواكب في المجموعة الشمسية نظام ثانوي خاص بها. بحيث يدور حولها أجرام أخرى تدعى أقمار طبيعية أو توابع. يوجد قمران أكبر من عطارد (أصغر كواكب المجموعة الشمسية). كما تحاط الكواكب الغازية بحلقات الكواكب، وهي حزم من الجسيمات الصغيرة تدور حول الكوكب. معظم الأقمار الضخمة تدور حول كوكبها في حركة تزامنية بحيث يواجه أحد وجهي القمر الكوكب بشكل دائم.

تتركب أجرام النظام الداخلي من الصخور بشكل أساسي،[9] وتكون مجمل هذه المركبات مؤلفة من عناصر ذات نقطة انصهار عالية مثل السيليكا والحديد أوالنيكل، بحيث يبقى صلب في جميع ظروف السديم الكوكبي الأولي.[10] يتركب زحل والمشتري بشكل رئيسي من الغازات والتي تملك نقطة انصهار منخفضة جدا وضغط تبخر عالي مثل هيدروجين جزيئي والهيليوم والنيون بحيث يبقى في الحالة الغازية دائما أثناء التشكل السديمي.[10] يملك الجليد مثل جليد الماء والميثان والأمونيا وكبريتيد الهيدروجين وأكسيد الكربون نقطة غليان أقل من مئة كلفن. ويعتمد الطور الذي تتواجد فيه على ضغط ودرجة حرارة الوسط المحيط.[10] يمكن أن تتواجد هذه المركبات بالطور الصلب أو السائل أو الجليدي في عدة مناطق من المجموعة الشمسية، بينما كانت في الحالة الغازية أو الصلبة أثناء مرحلة السديم.[10] تشكل المركبات الجليدية المركب الأساسي لأقمار الكواكب الغازية بالإضافة إلى أن معظم أورانوس ونبتون يتألف من الجليد، لذلك يدعيان بالعملاق الجليدي، كذلك أعداد هائلة من الأجرام التي تتوضع خلف مدار نبتون.[9][11] ويشار إلى التركيب الغازي والجليدي بالمتطاير

التشكل والتطور

تشكلت المجموعة الشمسية نتيجة انهيار في جاذبية سحابة جزيئية عملاقة قبل 4.568 مليار سنة.[13] ومن المرجح أن هذه السحابة الأولية عبرت العديد من السنين الضوئية ومن الممكن أنها ساهمت في ولادة العديد من النجوم.[14]

تعرف المنطقة التي بدأت عندها تشكل المجموعة الشمسية بسديم الشمس الأولي،[15] عند انهيارها حافظت على العزم الزاوي ما جعلها تدور بشكل أسرع. تجمعت معظم الكتلة في المركز وازدادت درجة حرارة المركز بحيث أصبحت أعلى من محيط القرص.[14] وكلما تقلص السديم ازداد الدوران حتى بدأ يتسطح على شكل قرص كوكبي دوار بقطر 200 وحدة فلكية تقريبا ويبقى النجم الأولي الحار في المركز.[16][17] يعتقد أن الشمس عند هذه المرحلة كانت نجم تي الثور. تظهر الدراسات حول نجوم تي الثور أنها تترافق مع قرص من مواد الكوكب الأولي بكتلة تتراوح بين 0.001إلى 0.1 من كتلة الشمس، وهذا يدل على أن غالبية كنلة السديم بقيت في النجم نفسه.[18] ونتجت الكواكب من تنامي هذا القرص.[19]

في غضون 50 مليون سنة، أصبح ضغط وكثافة الهيدروجين في قلب النجم الأولي كبير بما فيه الكفاية لبدأ تفاعلات الاندماج النووي.[20] ازدادت كل من درجة الحرارة ومعدل التفاعل والضغط والكثافة حتى وصلت إلى نقطة التوازن الهيدروستاتيكي، بحيث أصبحت الطاقة الحرارية تعاكس قوة الجاذبية لتصبح الشمس في هذه المرحلة تتبع لتصنيف النسق.

الشمس

الشمس هي نجم المجموعة الشمسية، وهي العنصر الرئيسي وأكبر كتلة في المجموعة (تبلغ كتلتها حوالي 332,900 من كتلة الأرض)[25] الكثافة والحرارة المنتجة في قلب نواة الشمس كافي لبقاء التفاعلات النووية،[26] والتي تحرر كميات كبيرة من الطاقة أعظمها على شكل طاقة إشعاعية إلى الفضاء الخارجي مثل الإشعاعات الكهرومغناطيسية وتصل ذروته لما بين 400–إلى–700 نانومتر وتدعى هذه الحزمة بالضوء المرئي.[27]

تصنف الشمس كقزم أصفر من النوع G2، لكن هذا الاسم مضلل مقارنة بباقي النجوم في مجرتنا، حيث أن الشمس أكبر وأكثر لمعانا.[28] تصنف النجوم وفق تصنيف هرتزشبرونج-راسل، بحيث بعتمد هذا التصنيف على تمثيل النجوم على مخطط تبعا للمعانه بسبب درجة حرارته السطحية. بشكل عام تكون النجوم ذات درجة الحرارة الأعلى أكثر لمعانا. تدعى النجوم الذي تتبع هذا التصنيف باسم نجم نسق أساسي. تتوضع الشمس في يمين منتصف هذا المخطط. على أي حال النجوم الأكثر حرارة ولمعانا من الشمس نادرة. بينما تدعى النجوم الباهتة والأكثر برودة بقزم أحمر، وهي الأكثر شيوعا في المجرة وتشكل حوالي 85% من مجرتنا.[28][29]

يعتقد أن الشمس المتوضع ضمن النسق الأساسي هي في مقتبل العمر لأنها لم تستنفذ وقودها الهيدروجيني في الاندماج النووي، وكلما تقدم العمر بالشمس فإنها ستزداد لمعانا، في وقت مبكر من تاريخها كان لمعانها يعادل 70% من لمعانها الحالي.[30]

تعتبر الشمس نجم غني بالمعادن، فقد ولدت في مرحلة متأخرة من تطور الكون، لذلك تحتوي على عناصر أثقل من الهيدروجين والهيليوم من النجوم الأقدم. تتشكل العناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم في نواة النجوم القديمة والمتفجرة. لذلك فالجيل الأول من هذه النجوم قد مات قبل أن يتسنى إغناء الكون بهذه العناصر. يعتقد أن التركيب الغني بالمعادن للشمس لعب دورا هاما في تشكل النظام الشمسي نظرا لتكون الكواكب من تراكب المعادن.

الوسط بين الكواكب

تشع الشمس على طول الضوء جسيملت مشحونة تعرف بالرياح الشمسية. ينتشر تيار الجسيمات نحو الخارج بسرعة 1.5 مليون كيلومتر في الساعة تقريبا،[32] مشكلا غلاف رقيق يتغلغل خارج النطام الشمس لـ 100 وحدة فلكية على الأقل.[33] عرف هذا بالوسط بين الكواكب. تخل العواصف الجيومغناطيسية مثل الانفجارات الشمسية واللفظ الكتلي الإكليلي في الغلاف الشمسي وينشا عنها ما يعرف التجوية الفضائية.[34] البنية الأكبر من الغلاف الشمسي هي تيار الغلاف الشمسي الدوري وهو شكل لولبي ينشأ نتيجة التفاعل بين دوران الحقل المغناطيسي الشمسي في الوسط بين الكوكبي.[35][36]

يُحافظ الحقل المغناطيسي الأرضي على الغلاف الجوي من الإفلات من محيط الأرض مع الرياح الشمسة. ونتيجة عدم وجود حقل مغناطيسي للمريخ والزهرة، فإن غلافهما الجوي سيفلت بشكل تدريجي مع الرياح الشمسية.[37] اللفظ الكتلي الإكليلي وأحداث مشابه، تهب مع الحقل المغناطيسي محملة بكميات هائلة من الجسيمات من سطح الشمس. يتفاعل هذا الحقل المغناطيسي والجسيمات مع الحقل المغناطيسي الأرضي في الطبقات العليا من الغلاف الجوي، وينتج عن هذا ظاهرة الشفق التي تظهر قرب القطبين المغناطيسيين.

تنشأ الأشعة الكونية خارج النظام الشمسي، ويشكل الغلاف الشمسي درع واقي ضد هذه الأشعة، كما تشكل الحقول المغناطيسية للكواكب (التي تملك حقل مغناطيسي) حماية جزئية. تتغير كثافة الأشعة الكونية في الوسط بين النجوم وشدة الحقل المغناطيسي الشمسي خلال وقت طويل جدا، لذلك فكمية الأشعة الكونية في النظام الشمسي تتفاوت خلال الزمن، لكن الكيفية والكمية غير معروفة.[38]

يعتبر الوسط بين كوكبي موطن لمنطقتين على الأقل تشبه قرص الغبار الكوني. الأولى هي سحابة البروج الغبارية تتموضع في النظام الشمسي الداخلي وتتسبب في ضوء البروج. ومن المحتمل أنها نشأت بسبب تصادم ضمن حزام الكويكبات. أما الثانية يبلغ امتدادها بين 10 إلى 40 وحدة فلكية، وغالبا أنها نشأت بسبب أصطدام ضمن حزام كايبر

الكواكب

عرف الاتحاد الفلكي الدولي الكوكب في النظام الشمسي بأنه جُرم سماوي:

1. يملك مداراً حول الشمس.

2. يملك كتلة - أو بالأحرى جاذبية - كافية لخلق توازن هيدروستاتيكي قادرٍ على جعل شكله كروياً أو شبه كروي.

3. يملك جاذبية كافية لتنظيف مداره من الأجرام المجاورة.

والتوابع مُستثناة من هذا التعريف كما ذُكر سابقاً.[41][43] والأجرام التي تُحقق هذه الشروط في النظام الشمسي هي: عطارد - الزهرة - الأرض - المريخ (الكواكب الصخرية)، والمشتري - زحل - أورانوس - نبتون (العمالقة الغازية).[44] في حين أن بلوتو وبضعة أجرام أخرى فشلت في تحقيق الشرط الأخير، فكتلة بلوتو تُعادل 0.07 فقط من كتلة الأجرام الأخرى في مداره. وللمقارنة، كتلة الأرض تُعادل 1.7 مليون ضعف الكتلة الباقية في مدارها

الكواكب القزمة

ضمن تعريف عام 2006 لأجرام النظام الشمسي، تم إنشاء صنف جديد من الأجرام هو "الكواكب القزمة"، وهي حسب تعريفها أجرام سماوية:

1. تملك مدارات حول الشمس.

2. تملك كتلة - أو بالأحرى جاذبية - كافية لخلق توازن هيدروستاتيكي قادرٍ على جعل شكلها كروياً أو شبه كروي.

لكن النقطة الأخيرة والتي تُفرّقها عن الكواكب هي أنها: "لا تملك جاذبية كافية لتنظيف مداراتها من الأجرام المجاورة". وكما ذُكر سابقاً فهذا التعريف لا ينطبق على التوابع.[41][46] وقد جاء هذا القرار كحل للجدل الطويل حول تصنيف كوكب بلوتو، والذي بدأ بشكل رئيسي بعد تحديد موقع بلوتو في حزام كويبر والمعرفة بوجود أجرام مشابهة له في الحجم. وحينها بدأ الوضع يتفاقم والجدل يزداد حول تصنيفه هو والأجرام المجاورة له معاً ككواكب أو معاً كصنف آخر من الأجرام.[47] وفي عام 2004، اكتشف سدنا والذي أصبح أقرب جرم لبلوتو في الحجم (حدد آنذاك قطر سدنا بـ1800 كم وبلوتو بـ2320 كم) مما جعل الجدل يزداد.[48] ووصل الجدل إلى أقصاه باكتشاف جرم هو أكبر حتى من بلوتو، وهو إيريس. وقد حل هذا التعريف الجديد ذلك الجدل الطويل أخيراً.[49] لكن بالرغم من ذلك، فلم يرضى الجميع بشأن إعادة تصنيف بلوتو، وما زال العديد من الناس وحتى الفلكيين يطالبون بعودة بلوتو إلى صنف الكواكب.[50] وحالياً، توجد خمسة أجرام من المتفق على تصنيفها ككواكب قزمة (بالرغم من وجود مرشحين آخرين من المُمكن أن يصنفوا كذلك في حال توفر معلومات أكثر عنهم)، هي: سيريس (في حزام الكويكبات)[51] وبلوتو[52] وهاوميا[53] وميكميك[54] (في حزام كايبر)[52][53][54] وإيريس (في القرص المبعثر)

أجرام النظام الشمسي الصغيرة

عرف الاتحاد الفلكي الدولي عام 2006 جرم النظام الشمسي الصغير بأنه أي جُرم يدور حول الشمس، حيث قيل التالي في الاجتماع العام للاتحاد الفلكي الدولي عام 2006 بعد تعريف كل من الكواكب والكواكب القزمة:

«كل الأجرام الأخرى التي تدور حول الشمس سوف تُسمى إجمالاً "أجرام النظام الشمسي الصغيرة". وهذه سوف تشمل معظم كويكبات النظام الشمسي ومعظم أجرام ما وراء نبتون وجميع المذنبات والأجرام الصغيرة الأخرى.»

ومن ثم فباستثناء الكواكب والكواكب القزمة، أصبح اسم جميع الأجرام الأخرى في النظام الشمسي هو "أجرام النظام الشمسي الصغيرة"، والتي لا يدخل في تعريفها إلا أنها "أجرام تدور حول الشمس" (والتي تشمل جميع المذنبات والنيازك ومعظم الكوكيبات والأجرام القريبة من الأرض وأجرام ما وراء نبتون). والتوابع مستثناة من هذا التعريف كبقية التعريفات المذكورة سابقاً.[41]

وهذه بعض أنواع أجرام النظام الشمسي الصغيرة وتعريفاتها:

الكوكيبات: هي أجرام نظام شمسي صغيرة أصغر من الكواكب وأكبر من النيازك، والفرق بينها وبين المذنبات هو أن تلك تُظهر ذيولاً خلفها حين تقترب من الشمس في حين أن الكوكيبات لا.[56]

المذنبات: هي أجرام نظام شمسي صغيرة تُظهر ذيولاً حين تقترب من الشمس.[57]

النيازك: هي أجرام نظام شمسي صغيرة، وهي أجسام صلبة تتحرك في الوسط البين كوكبي أحجامها أكبر من الذرات وأصغر من الكويكبات.

النظام الشمسي الداخلي

تتميز الكواكب الداخلية بأنها جميعاً كواكب صخرية (أي أنها تتألف بشكل رئيسي من السيليكات والمعادن)، حتى القسم الداخلي من حزام الكويكبات يتألف من المواد الصخرية. وتتميز أيضاً بأنها جميعاً قريبة من الشمس ومن بعضها بعضاً مقارنة بالكواكب الخارجية، فنصف قطر النظام الشمسي الداخلي بأكمله هو أقل من المسافة بين كوكبي المشتري وزحل. كما أنه - وأيضاً بالمقارنة مع الكواكب الخارجية - فالكواكب الداخلية قليلة الأقمار عموماً (فلا توجد في النظام الشمسي الداخلي سوى ثلاثة أقمار: واحد للأرض واثنان للمريخ)، وهي جميعاً لا تملك أية أنظمة حلقات على عكس الخارجية. ثلاثة من هذه الكواكب تملك أغلفة جوية ذات أهمية، وهي الزهرة والأرض والمريخ.[60][61]

عطارد:

عطارد هو أقرب الكواكب إلى الشمس، وهو أيضاً أصغرها حيث يَبلغ قطره خمسي قطر الأرض (أصغر من الأرض بحوالي 60% وأكبر من القمر بحوالي 30%). عطارد والزهرة هما الكوكبان الوحيدان اللذان لا يَملكان أي أقمار. ربما يُشبه هذا الكوكب القمر من عدة نواحٍ، فكلاهما لا يَملك أي غلاف جوي تقريباً، وسطحاهما قديمان جداً وكثيرا الفوهات، وكلاهما لا يَملكان صفائح تكتونية على ما يَبدو. كما أن عطارد يُظهر أطواراً كالقمر أثناء دورانه حول الشمس (كما يَبدو للراصد من الأرض)، وذلك نتيجة لأنه يَقع داخل مدار الأرض.[62] عطارد هو كوكب خامل جيولوجياً في الوقت الحاضر، والآثار الجولوجية الوحيدة عليه هي بعض آثار البراكين التي تدفقت على سطحه قليلاً في أيامه الأولى، أما عدا عن ذلك فلا يُوجد عليه شيء. كما أنه لا يَملك غلافاً جوياً تقريباً، مما يَعني أنه خامل طقسياً أيضاً. لكن من المثير للاهتمام في عطارد العثور على دليل على وجود جليد قرب قطبه، وهذا بالرغم من حرارته الشديدة، لكن الجليد يَقبع في قعر الفوهات العميقة التي لا يَصل إليها ضوء الشمس أبداً.[63] بسبب قرب عطارد من الشمس ووهجه القوي فإنه على الأغلب ما تكون رؤيته صعبة من الأرض بدون مقارب، لكن في أوقات محددة من السنة يُمكن أن يُرى قريباً من الأفق بعد الغروب أو قبل الشروق مباشرة، وحينها يُمكن رؤيته بالعين لكن بصعوبة.[6

الزهرة:

الزهرة هو ثاني أقرب الكواكب إلى الشمس بعد عطارد، وهو كثيراً ما يُسمى بـ"توأم الأرض" لأن الكوكبين متشابهان جداً في الحجم والكتلة، كما أنه أقرب الكواكب إلينا. الزهرة - كما يُرى من الأرض - هو أسطع جرم في السماء بعد الشمس والقمر، أي أنه ألمع من جميع النجوم والكواكب الأخرى. يُظهر الزهرة - كما يَبدو للراصد من الأرض - أطواراً كالقمر أثناء دورانه حول الشمس، وهو يَبدو كذلك نتيجة لأن مداره يَقع داخل مدار الأرض. الزهرة - على عكس جميع الكواكب الأخرى - يَدور حول نفسه من الشرق إلى الغرب، أي أن الشمس عليه تشرق من الغرب.[65] لا يَملك الزهرة أية أقمار، مثله في ذلك مثل عطارد. هناك طبقة سميكة من السحب في جوه، تسبب ظاهرة البيت الزجاجي بشكل قوي، مما يَجعله ساخناً جداً،[66] حيث تتجاوز درجة حرارته السطحية 400ْ مئوية، وبهذا يُصبح أسخن الكواكب في كافة النظام الشمسي، وهو أسخن حتى من عطارد الذي يَقع أقرب إلى الشمس.[67]

الأرض:

الأرض هي ثالث الكواكب بعدا الشمس، وأكبر الكواكب الداخلية حجماً، حيث يتجاوز قطرها الزهرة ببضعة مئات من الكيلومترات.[68] الأرض هي الكوكب الوحيد المعروف في الكون حتى الآن الذي توجد عليه حياة، وذلك لأنها تقع على بُعد مناسب من الشمس ولأنه يُوجد عليها الماء الضروري لوجود الحياة، وهو يُغطي معظم سطحها. تملك الأرض قمراً واحداً فقط، وهو ما نُطلق عليه عادة القمر فقط بما أنه قمرنا الوحيد، وقطره يَبلغ ربع قطرها.[69] تملك الأرض غلافاً جوياً جيداً، توجد فيه سحب ورياح وبرق إضافة إلى بعض الظواهر الجوية الأخرى. كما أن الأرض تتميز بين الكواكب الصخرية بامتلاكها لغلاف مغناطيسي يَحمي غلافها الجوي من جسيمات الرياح الشمسية.[70] توجد مظاهر جيولوجيّة مختلفة على سطح الأرض، وهي بشكل رئيسي الحمم البركانية وحركة الصفائح التكتونية والتعرية (عن طريق الرياح والماء والجليد إلخ..) والاصطدامات المولدة للفوهات (عن طريق أجرام النظام الشمسي الصغيرة)، والأرض نشطة جيولوجياً بشكل كبير في الوقت الحاضر (على عكس الكواكب الأخرى).[71]

المريخ:

المريخ هو رابع أبعد الكواكب عن الشمس، وجار الأرض المشهور بكونه الكوكب الحي الآخر. يَظهر المريخ في سماء الأرض كقرص برتقالي-مُحمَر لامع. توجد دلائل قوية على أن الماء كان يتدفق في يوم ما على سطح المريخ، بما في ذلك آثار الخنادق والقنوات والأودية التي يُعتقد أنه قد حفرتها المياه. كما أنه قد عثر على دليل في أحد النيازك التي وصلت إلى الأرض من المريخ على وجود حياة عليه، لكن ما زال الجدل قائماً بشأن مدى صحة هذا الدليل. وأيضاً هناك العديد من الآثار لنشاطات بركانية في الماضي على سطح الكوكب، إضافة إلى العديد من الفوهات الاصطدامية الضخمة. ومع أن غلافه الجوي قليل الكثافة مقارنة بالأرض، إلى أنه كاف للسماح بتكون السحب والرياح إضافة إلى العواصف الرملية على السطح.[72] يَملك المريخ أيضاً قطبين متجمدين تماماً كقطبي الأرض، وتتغير مساحتهما مع مرور الفصول (الموجودة أيضاً على ذلك الكوكب). هذا الشبه كله بالأرض هو ما يَدعو العديدين للاعتقاد بوجود حياة على هذا الكوكب بشكل خاص، وللترويج إليه كثيراً على أنه كوكب المخلوقات الفضائية. يَملك المريخ قمرين (فوبوس وديموس)، مع أنهما لا يُشبهان قمر الأرض أبداً، فهما أصغر بكثير منه وأشكالهما غير منتظمة

حزام الكويكبات:

حزام الكويكبات هو منطقة النظام الشمسي التي تقع بين كوكبي المريخ والمشتري، وهي تتشكل من آلاف الكويكبات متنوعة الأحجام، حيث يَتراوحون في القطر مما يُقارب ألف كيلومتر إلى حجم ذرات الغبار. نصف كتلة الحزام تقريباً تتألف من سيريس وفيستا وبالاس وحدهم، وأولهم هو أكبر الكويكبات والكوكب القزم الوحيد في الحزام حيث تبلغ كتلته ربع إجمالي كتلة المنطقة.[74] يُقدر إجمالي عدد الكويكبات في الحزام التي تملك قطراً أعلى من كيلومتر واحد بسبعمائة وخمسون ألف، وهناك ملايين الأجسام الصغر من ذلك.

ليس من المُثبت بعد كيف تكون حزام الكويكبات، لكن يُعتقد أنه بقايا من قرص كوكبي أولي لكوكب ما لم يُتم تكونه (ربما بسبب جاذبية المشتري).[61] وقد أرسلت القليل من المركبات لاستكشاف هذه المنطقة، والمعلومات عنها ليست كثيرة بعد، لكن معظم المعلومات عنها تأتي من النيازك التي سقطت على سطح الأرض والتي قد تكونت ضمن الحزام.[74] ويُعتبر هذا الحزام هو الفاصل ما بين القسمين الداخلي والخارجي من النظام الشمسي.[

النظام الشمسي الخارجي

النظام الشمسي الخارجي هو الجزء الذي يَقع خارج حزام الكويكبات من النظام الشمسي، مع أن بعض الفلكيين يَعتبرون أنه هو المنطقة الوراء نبتونية بينما الكواكب العملاقة هي النظام الشمسي الأوسط.[75] جميع كواكب هذه المنطقة من النظام الشمسي هم عمالقة غازية (المشتري - زحل - أورانوس - نبتون)، ويَتميزون بأنهم أكبر بكثير من الكواكب الداخلية، حيث يُشكلون 99% من الأجرام التي تدور حول الشمس. بالرغم من أن هذه الكواكب تتألف أساسياً من الغاز، إلا أنها تملك نوى صخرية تتكون من معادن ثقيلة سائلة. تتميز الكواكب الخارجية أيضاً بكثرة أقمارها، فالمشتري وحده يَملك أكثر من 60 قمراً. إضافة إلى ذلك، جميع هذه العمالقة تملك أنظمة حلقات، مع أنها رقيقة جداً وغير مرئية من الأرض عندهم جميعاً عدا زحل (وذلك على عكس الكواكب الداخلية التي لا يَملك أي منها حلقات ومجموع أقمارها هو 3 فقط).[76]

المشتري:

المشتري هو أكبر كواكب النظام الشمسي، وقطره يَبلغ 11 ضعف قطر الأرض وحوالي عُشر قطر الشمس. هذا الكوكب - كما يُرى من الأرض - ألمع من جميع النجوم وعادة ثاني ألمع الكواكب بعد الزهرة. المشتري هو عملاق غازي، أي أنه لا يَملك سطحاً صلباً، بل بدلاً من ذلك يتألف سطحه من سحب كثيفة حمراء وصفراء وبنية وبيضاء. السحب مقسمة ضمن مناطق مضيئة تسمى "الأنطقة" وأخرى مظلمة تسمى "الأحزمة"، تدور جميعها حول الكوكب بشكل مواز لخط الاستواء. وهو أسرع الكواكب بالدوران حول نفسه، فهو يُتم دورة كل 10 ساعات تقريباً.[77] توجد على المشتري العديد من الظواهر الجوية، مثل الرياح عالية السرعة والبرق والعواصف الكثيرة (وأشهرها هي البقعة الحمراء العظيمة). كما يَملك المشتري أقوى مجال مغناطيسي من بين كواكب النظام الشمسي، والذي تبلغ قوته 12 ضعف قوى مجال الأرض. هذا الكوكب هو الجرم الوحيد في الكون الذي شاهد البشر أجساماً أخرى تصطدم به، فقد اصطدم به مذنب شيومارك-ليفي 9 عام 1994،[77][78][79] ثم كويكبان آخران اكتشفهما هاوي فلك في عامي 2009 و2010.[80]

زحل:

زحل هو عملاق غازي وثاني أكبر الكواكب في النظام الشمسي، بقطر يَبلغ 10 أضعاف قطر الأرض. يُشتهر زحل بالحلقات السبع الرقيقة التي تدور حوله، ومع أن جميع العمالقة الغازية الأخرى تملك حلقات أيضاً، إلى أن حلقات زحل هي الأكثر وضوحاً والوحيدة التي يُمكن رؤيتها من الأرض. يُمكن أن يُرى كوكب زحل من الأرض بالعين المجرّدة كنجم لامع، مع أن رؤية حلقاته تحتاج إلى مقراب.[81] يَملك زحل مجالاً مغناطيسياً قوياً، بالرغم من أنه أضعف بكثير من مجال المشتري. بالرغم من أنه لا توجد على زحل الكثير من الظواهر الجوية - مثل العواصف - على عكس ما نشاهده في المشتري، فقد تم رصد عدة بقع بيضاء غريبة عليه، كما أنه يَملك عدة أنطقة وأحزمة مثله،[82] وربما الأهم من كل ذلك رصد برق وعواصف رعدية على زحل أكثر من مرة، وقد استمرت بعضها لشهور.[83] بالإضافة إلى ذلك، يَملك زحل يَملك زحل 62 قمراً تتراوح في الحجم من قُميرات صغيرة قطرها تحت الكيلومتر إلى حجم تايتان[84][85] (أكبر الأقمار على الإطلاق).

أورانوس:

أورانوس هو عملاق غازي وسابع الكواكب بُعداً عن الشمس، وهو أبعد كوكب عنا يُمكن أن يُرى بدون مقراب.[86] قطره يَبلغ أكثر من 4 أضعاف قطر الأرض، وقد كان أول كوكب يُكتشف في العصور الحديثة (اكتشفه وليام هرشل في أواخر القرن الثامن عشر). يَملك أورانوس مجالاً مغناطيسياً قوياً، شكلَ بدوره حزاماً من الجسيمات المشحونة بين قطبي الكوكب. لدى أورانوس حلقات رقيقة حوله، لكن رؤيتها غير مُمكنة تقريباً من الأرض، كما أن لديه أكثر من 25 قمراً في مدار حوله.[87] يتألف جو هذا الكوكب من سحب زرقاء-خضراء، وربما يُوجد تحتها محيط من الماء السائل، وبالرغم من هذا فليس من المتوقع أن يَحوي هذا الكوكب أية حياة. لا توجد أي ظواهر جوية مُميزة في جو أورانوس، ولم يَتم رصد أي عواصف أو شيء كهذا عليه من قبل.

نبتون:

نبتون هو عملاق غازي وأبعد الكواكب عن الشمس على الإطلاق، فبُعده عنها يَبلغ 30 ضعف بُعد الأرض، وهو أيضاً الكوكب الوحيد الذي لا يُمكن أن يُرى في أي وقت بدون مقراب. قطر نبتون يُعادل 4 أضعاف قطر الأرض، ويَملك 15 قمراً (أكبرها هو ترايتون)[88][89] والعديد من الحلقات الرقيقة حوله. قصة اكتشاف هذه الكوكب طويلة ومعقدة، ويَحتلف الفلكيون حول الشخص الذي يَستحق الشرف الحقيقي لاكتشافه، فقد تم الأمر عبر سلسلة طويلة من الحسابات والأرصاد قام بها أشخاص مختلفون على مدى سنوات عديدة. مجال نبتون المغناطيسي ليس قوياً، فقوته تُعادل قوة مجال الأرض تقريباً.[90] لا يَملك نبتون سطحاً صلباً، بل عوضاً عن ذلك يتألف سطحه من طبقة من السحب السميكة الزرقاء، توجد تحتها طبقة سائلة ثم نواة صخرية. الرياح على نبتون سريعة جداً (1,100 كم في الساعة)، كما أنه قد تم رصد بعض العواصف عليه سابقاً، أشهرها هي البقعة المظلمة العظيمة والتي تشبه بقعة المشتري.[89]

القناطير:

القناطير هي أجسام في النظام الشمسي تقع مداراتها بين مداري المشتري ونبتون، وتتأثر بقوة بالعمالقة الغازية. يَتمضن تعريف القناطير أنها ليست في رنين 1:1 مع أي من الكواكب الغازية، أي أنها لا تتضمن الطرواديات. وربما تكون أهم مُميزات هذه الأجرام أنها تُظهر صفات كلا المذنبات والكويكبات بشكل محير. سيَكون مصير معظم القناطير في المستقبل غير البعيد هو القذف خارج النظام الشمسي،وذلك بسبب تأثير العمالقة الغازية على مداراتها حول الشمس، مما سيَقودها في النهاية إلى أن تفلتَ من جاذبية الشمس، وستأسرها نجوم أخرى في الغالب في المستقبل البعيد

الأنظمة الشمسية الأخرى

تملك العديد من النجوم الأخرى سحباً حولها على شكل أقراص، تبدو على أنها أنظمة شمسية في مرحلة التكون. وكان تصوير أحد هذه الأقراص حول النسر الواقع عام 1983 هو أول دليل مباشر على وجود مثل هذه المواد حول أي نجم غير الشمس.[1] وفي عام 1992، أحدث اكتشاف أول كوكب خارج النظام الشمسي في التاريخ مفاجأة للعديد من الفلكيين، خصوصاً أنه كان موجوداً حول نجم نباض، وبالرغم من هذا فقد كانت هناك العديد من الأجرام المرشحة لأن تكون كواكب قبل اكتشاف هذا الكوكب.[122] وقد أثبت تتابع الاكتشافات بعد ذلك أن النظام الشمسي ليس مُميزاً كثيراً، وأن الأنظمة الشمسية شائعة في المجرة. لكن معظم هذه الكواكب كانت عمالقة غازية مثل المشتري وزحل، ومن ثم فلا يُمكن أن تحتوي حياة. وهذا مع أن بعضها يُمكن أن تحتوي أيضاً على كواكب أصغر مثل الأرض والمريخ. الهدف الرئيسي من هذه الأبحاث هو العثور على حياة أخرى، ولذلك فوكالات الفضاء تتابع إطلاق المشاريع من أجل العثور على الكواكب الصخرية الصغيرة القابلة لوجود الحياة عليها. كما يَتم تحليل تركيب الأغلفة الجوية للكواكب لمعرفة ما إذا كانت تحتوي على مياه أو أكسجين، والأهم من ذلك هو وجود الكوكب في "المنطقة القابلة للحياة".[123] في أواخر شهر سبتمبر/أيلول عام 2010، اُكتشف أول كوكب في التاريخ يَقع في المنطقة القابلة للحياة (حيث تكون الحرارة معتدلة ومناسبة لظهور الحياة)، وهو أيضاً كوكب صخري شبيه بالأرض ويَملك غلافاً جوياً، ويُمكن أيضاً أن يَحتوي على ماء سائل، وقد أطلق على هذا الكوكب الاسم الفهرسي غليزا 581 جي، هذا هو أول كوكب يُكتشف يُمكن أن يَحوي حياة أخرى.[123] اليوم وبعد كل المهمات التي أطلقت لاكتشاف الكواكب، أصبحنا نعرف ما يُقارب مجموعه 500 كوكبٍ خارج النظام الشمسي،[124] وما زالت هناك مشاريع تعمل لاكتشاف المزيد مثل تلسكوب كبلر وغيره