كيف بدأ تكون الكواكب في المجموعة الشمسية ومتى حدث ذلك؟

تكون الكواكب أحد الأمور التي بحث فيها الكثير من العلماء طوال حياتهم، فالكواكب الموجودة في مجرتنا درب التبانة أكثر من النجوم في نفس المجرة، ويمكننا أن نرى خمس من الكواكب القريبة مننا بأعيننا المجردة. تقع كلمة كوكب على مسامعنا كل يوم تقريبا، حتى اعتدنا عليها، ونحن نفهم ما المقصود بها، لكنه فهم بدائي للغاية، حتى أن أغلبنا إن طُلب منه تقديم تعريف لمصطلح الكوكب، سيعجز عن ذلك. إن البحث في شأن الكواكب أمرًا اعتاد عليه البشر منذ العصور القديمة، ولهذا فقبل أن تعرف كيفية تكون الكواكب يجب أن نعرف أولا، ما هو الكوكب؟ وما الفرق بينه وبين النجوم؟ وكيف يتحرك الكوكب؟ وما هي قصة الكواكب في التاريخ؟

الكواكب في التاريخ

تعد كلمة الكوكب إحدى الكلمات القديمة التي عرفها الإنسان مع بداية بحثه في الفضاء بعينيه المجردة، وبداية اكتشاف العلوم وانتشار القصص الأسطورية والأديان. وكلما زادت معرفة الإنسان، تغير تصوره عن الكواكب، حتى في أيامنا هذه، لم تعد بعض الأجسام التي كان ينظر إليها على أنها كوكب، تندرج تحت هذا الاسم، وذلك بعد إطلاق الاتحاد الدولي للفلك تعريفًا للكواكب عام 2006م. أعتقد بطليموس أن الأرض هي مركز الكون، وأن الكواكب تدور حولها في حركة دائرية، وعلى الرغم من أن فكرة أن الكواكب تدور حول الشمس قد طرحت عدة مرات قديما، إلا أنها لم تدعم بدليل إلا في القرن السابع عشر على يد جاليليو جاليلي مخترع أول تلسكوب. وفي نفس الوقت تقريبا لاحظ يوهانس كيبلر أن الكواكب تدور في مدارات بيضاوية وليست دائرية كما كان معروفا سابقا. ومع تحسن أدوات المراقبة الفلكية اكتشف الفلكيون أن هناك كواكب تشترك مع الأرض في بعض الظواهر مثل البراكين والأعاصير.

تعريف الكوكب

عام 2006م، أوضح الاتحاد الدولي للفلك تعريفًا لمصطلح الكوكب، وبناء عليه؛ عند اكتشاف جسم جديد يجب أن يتوافق مع هذا التعريف حتى يُعلن أن كوكبا جديدا تم اكتشافه. وقد خضع هذا التعريف لمناقشات كثيرة، واقتراحات عديدة، وُرفض الكثير منها، حتى توصلنا إلى التعريف الأخير والذي ينص على أن الكوكب هو جرم سماوي يدور حول الشمس ولديه كتلة كافية لجاذبيته الذاتية التي تمكنه من التغلب على قوى الجسم الصلب مما يجعله في حالة توازن هيدروستاتيكي وشكل دائري تقريبا، ويسيطر على المنطقة من حوله، وبذلك فإن الثمان كواكب في مجموعتنا الشمسية هم: عطارد، الزهرة، الأرض، المريخ، المشترى، زحل، أورانوس، نبتون.

وفي نفس العام، أطلق الاتحاد تعريفا للكويكب، وهو جرم سماوي يدور حول الشمس لكنه ليس مسيطرا على المنطقة من حوله وله كتلة كافية لمقاومة قوى الجسم الصلب مما يجعلها تحافظ على توازنها الهيدروستاتيكي الذي يحفظ لها شكلها الدائري، ومع ذلك فيظل هذا التعريف بحاجة إلى التعديل بعد أن انتقده الكثير من علماء الفلك.

نظرية تكون الكواكب

إن تكون الكواكب جزء من تكون مجموعتنا الشمسية كلها، وتبعا لفرضية الكويكبات الأولية وتعرف أيضا بالنظرية السديمية التي تمدنا بتفسير عن سبب ذلك، فقد تجاذبت العديد من الأجسام الصغيرة جدا مع بعضها لتصبح أجساما أكبر فأكبر، حتى وصل حجم بعضها إلى حجم كوكب مثل المشترى، تقول الفرضية أنه قبل 4.6 مليار عام أن مجموعتنا الشمسية كانت سحابة من الغازات والغبار فقط تعرف باسم السحابة السديمية، وبسبب ما تغير الضغط وسط السحابة، يرى البعض أن هذا السبب هو انفجار نجم سوبرنوفا، ويرى البعض الآخر أنه بسبب مرور نجم بالقرب من السحابة أدى إلى تغيير الجاذبية، وعمومًا نتيجة تغير الضغط انهارت السحابة متأثرة بقوى التجاذب لتكون قرصا كبيرا من الغاز والغبار، وتعرض مركز القرص إلى ازدياد كبير في الضغط مما جعل ذرات الهيدروجين تقترب من بعضها، وبزيادة الجاذبية، ازداد الضغط فبدأت ذرات الهيدروجين بالاندماج بتكون الهيليوم، وبذلك بدأ تكون الشمس، وجذبت الشمس حوالي 99% من كل ما يدور حولها، وبدأ تكون الكواكب من ال 1% المتبقي.

سبب تكون الكواكب

في بداية تكون الشمس، كان النظام الشمسي في غاية الفوضى، تنتشر فيه الغازات والغبار والحطام وتسبح في كل مكان، لكن هذه الذرات بدأت بالتجمع مع بعضها، وفي نفس الوقت قامت الشمس في بداية ولادتها بدفع أغلب الغازات خارج أطراف المجموعة الشمسية، ولم يعد هناك جليد حولها نتيجة حرارتها العالية التي بخرته، ولذلك أصبحت الكواكب الأولية الصخرية قريبة من الشمس، بينما الكواكب الغازية بعيدة عنها. ومن الأحداث الهامة التي سببت تكون الكواكب بالشكل الذي هي عليه الآن، هو القصف الثقيل المتأخر الذي حدث قبل 4 مليار سنة، وخلال هذا الحدث اصطدم كثير من الأجسام الصغيرة بالكواكب الأولية الكبيرة، وكادت تلك الكواكب الأولية أن تدمر نتيجة اصطدامها بكوكب بحجم المريخ، وبعدها مرت الكواكب الأولية بمجموعة من التصادمات مع بعضها البعض أدت في النهاية إلى تكون الكواكب الحالية.

الدليل على فرضية الكويكبات الأولية

يرى الفلكيون الذين يدعمون هذه الفرضية أن نتائج هذه العملية ما زالت موجودة في النظام الشمسي، فمثلا حزام الكويكبات بين المريخ والمشترى دليل قوي، وكان من الممكن أن تشكل تلك الكويكبات كوكبا لولا جاذبية المشترى القوية، والدليل الآخر هو انتشار المذنبات والكويكبات في مجموعتنا الشمسية. قد توفر تلك الفرضية تفسيرا لتكون الكواكب في مجموعتنا الشمسية، إلا أن أحداثا شبيهة تحدث دائما خارج المجموعة الشمسية، مما يعني أنه من الممكن أن يكون هذا ما حدث وما يحدث دائما في الفضاء مؤديا إلى تكون كل ما يندرج تحت تعريف الكوكب.

التحديات التي تواجه العلماء

بالطبع، لم يكن هناك أحدا موجودا وقت تكون الكواكب ؛ ولذلك فلا يوجد من يشهد على تلك العملية، إذن ما الذي يضمن لنا أو على الأقل يجعلنا نرجح أن ما نفترضه صحيحًا؟ يعد هذا هو أكبر تحدي يواجهه الفلكيون، ولكنهم يقدرون على التغلب عليه. حيث يقوم علماء الفلك باستخدام الأرصاد الفلكية والتلسكوبات القوية التي تمكنهم من رصد أقراص الغبار الموجودة في منظومة نجمية أخرى يحدث فيها تكون الكواكب حول النجوم. وكذلك يقوم الفلكيون باستخدام النمذجة الحاسوبية لاختبار فرضياتهم، فيجرون محاكاة حاسوبية لاختبار صحة النظريات والفرضيات من ناحية رياضية، وتجريب شروط عديدة خلال عملية المحاكاة، وبعد العديد من التجارب يمكنهم اعتماد أقرب فرضية للواقع. ما زالت المجموعة الشمسية فوضوية قليلا، وتعجز النمذجة الحاسوبية على وضع تصور كامل لشكل ومواقع المجموعة الشمسية بما فيها من نجوم وكواكب ومذنبات وأجسام أخرى.

لماذا خرج بلوتو من تصنيف الكواكب؟

منذ أن اكتشف العلماء كوكب بلوتو وهو يثير حيرتهم، فقد كان الجدل حوله قائما لسنين عديدة، وقد اقترح عدة علماء أن يتم إلغاء تصنيفه ككوكب، قبل أن يستجيب المجتمع الفلكي لذلك الأمر. حتى أن بعد العلماء كانوا يعتقدون أنهم سيتفتت ويفنى. كان كوكب بلوتو مثيرا منذ اللحظة الأولى لاكتشافه، فقد اكتشفه العلماء بالصدفة عام 1930م نتيجة المسح الفضائي لمرصد لويل، ونتيجة لهذا اكتشف العالم كلايد تومبو هذا الجسم، ويدور حول بلوتو قمر اسمه شارون اُكتشف أيضا بمحض الصدفة عام 1978م.

إن حجم بلوتو يعد صغيرا جدا مقارنة بباقي كواكب الشمسية، وهو أصغر من حجم قمر كوكب الأرض، وكان هذا أحد أسباب الشك في أمره. من المعروف أن الكواكب تدور في مدارات بيضاوية ولا تتقاطع مع بعضها البعض، وتتحرك من اليمين إلى اليسار، لكن كوكب بلوتو لا يتبع أي من تلك الخصائص، حيث يتقاطع مداره مع مدار كوكب نبتون، ويتحرك من اليمين إلى اليسار، وقد اعتقد بعض العلماء أنه في فترة ما كان تابعا لكوكب نبتون لكنه انفصل عنه. لا يتوافق بلوتو مع قانون بود الذي يوضح فرق المسافة التي من المفترض أن تكون بين الكواكب والأرض، وتبعا لهذا القانون فإن الكواكب جميعها تسبح عند درجة 9، بينما يسبح بلوتو عند درجة 18 وهي نفس الدرجة التي تسبح عندها الكويكبات وليس الكواكب. هذا بالإضافة إلى أن الكوكب عبارة عن كتل من الجليد، بينما كواكب مجموعتنا الشمسية إما صخرية أو غازية، وقد خرج بلوتو من مجموعتنا الشمسية عام 2000م.

علاقة الكواكب بالأبراج

نسمع كثيرا عن الأبراج الفلكية وعلاقتها بالإنسان وتأثيرها عليه، ويرى الأشخاص الذين يرون أنهم يفهمون في الأبراج الفلكية. وترتبط الأبراج الفلكية بالكواكب باعتبار أن كل برج يتحكم فيه ويؤثر عليه كوكب واحد أو عدة كواكب، ويستمر تأثير تلك الكواكب على الأبراج طول الوقت، مهما اختلف وضع الكواكب في السماء، ويزداد تأثير تلك الكواكب حين تسبح داخل الأبراج التي تتحكم فيها. يتحكم كوكب المريخ على برج الحمل، ويتحكم الزهرة في برج الثور، بينما يتحكم كوكب عطارد ببرج الجوزاء، والقمر يتحكم ببرج السرطان، وتسيطر الشمس على برج الأسد، ويؤثر عطارد أيضا على برج العذراء، والزهرة تؤثر على برج الميزان، كما يؤثر المريخ على برج العقرب، ويؤثر المشترى على برج القوس، ويؤثر زحل على كوكب الجدي، كما يؤثر كلا من زحل وأورانوس على برج الدلو، ويؤثر المشتري ونبتون على برج الحوت. تدور الكواكب كلها حول الشمس بسرعات مختلفة وعلى مسافات متباينة، وهي مسؤولة مع الشمس على توزيع نسبة الذكاء الفردي، وقد تقوم الكواكب بتعديل تأثير الشمس تبعا لطبيعة الكواكب وقوتها وأوضاعها المختلفة.

الأقمار الطبيعية

الأقمار الطبيعية هي أجسام فلكية تدور حول الكواكب أو الكويكبات وقد تدور حول جرم شمسي صغير، يوجد في مجموعتنا الشمسية حوالي 182 قمرا طبيعيا، يدور 173 منها حول الكواكب الثمانية، بينما يدور 7 منها حول الكويكبات ويدور الباقي حول أجسام صغيرة في المجموعة الشمسية. ومن الوارد جدا أن يتم العثور على أقمار في الأنظمة النجمية الأخرى ولكن ذلك لم يحدث بعد. تصنف الأقمار الطبيعية إلى أقمار منتظمة وأقمار غير منتظمة. للأقمار المنتظمة مدارات تتحرك فيها من الغرب إلى الشرق وهو نفس تجاه دوران الكواكب، أما الأقمار غير المنتظمة فإنها تدور عكس اتجاه دوران كواكبها. يرجح أن الكواكب غير المنتظمة كانت من الكواكب الصغيرة. يعد جاليليو جاليلي هو أول من اكتشف الأقمار وسميت تلك الأقمار باسم أقمار جاليليو وهي الأربعة أقمار التي تدور حول كوكب المشترى، وكان هذا الاكتشاف عام 1610م، وبعدها لم نكتشف سوى عدد قليل من الأقمار على مدار الثلاث القرون التالية لاكتشاف جاليليو، وبدأ اكتشاف الأقمار يتوسع عام 1970م مع حركة البعثات الفضائية إلى الكواكب، كما اكتشفنا العديد من الأقمار نتيجة استخدام التليسكوبات في عمليات الرصد عام 2000م.

أقمار الكواكب في المجموعة الشمسية

يمتلك كوكب الأرض قمرا واحدا فقط، وهو خامس الأقمار في كوكبنا الشمسي تبعا للحجم، وهو أكثر الأجسام لمعانا في سمائنا، يمكن رؤيته بالعين المجردة، يساهم القمر في جعل الحياة على الأرض أكثر ملائمة وذلك عن طريق معادلة دوران الأرض حول محورها، ويؤدي ذلك إلى استقرار المناخ على الأرض نسبيا، ويظهر تأثير القمر على الأرض جليا في ظاهرة المد والجزر، ويرى علماء الفلك أن تكون قمر الأرض يرجع لاصطدام أحد الكواكب في مثل حجم المريخ بالأرض. تبلغ المسافة بين الأرض والقمر 384.400 كم، ويبعد القمر عن الأرض بوصة واحدة كل عام.

أما كوكب المشترى فإنه يمتلك أكثر من 60 قمرا، وهناك أربعة أقمار تعرف بأقمار جاليليو وهي:

• قمر آيو: أكثر الأقمار نشاطا من حيث البراكين، ويغطي سطحه الكبريت الملون.
• قمر يوروبا: يغطي سطحه الجليد، ويظن علماء الفلك أن قمر يوروبا كان يمتلك ضعف كمية الماء الموجودة على سطح الأرض، ولهذا يرى البعض أن قمر يوروبا قد يكون صالحا للحياة.
• قمر غانيميد: أكبر الأقمار في المجموعة الشمسية، حتى أنه أكبر من كوكب عطارد، وهو القمر الوحيد الذي يتولد به مجال مغناطيسي.
• قمر كاليستو: يتميز بالحفر شديد العمق على سطحه.

أقمار المريخ ونبتون

يملك كوكب المريخ قمرين اثنين، وهما فوبوس وديموس، وتم اكتشافهم على يد العالم الأمريكي أساف هول عام 1877م، يوجد على قمر فوبوس ثلاث حفر كبيرة، وأطلق على أكبر فوهة على قمر فوبوس اسم ستكني وهو اسم زوجة أساف هول. يدور حول كوكب نبتون 14 قمرا، أكبرهم قمر تريتون، وهو القمر الوحيد الذي يدور حول كوكبه في عكس اتجاه دوران الكوكب في المجموعة الشمسية، مما جعل العلماء يشكون في احتمالية أنه كان جسما مستقلا عن الكوكب.

أقمار كوكب زحل وأورانوس

يدور حوالي 60 قمرا حول كوكب زحل، أشهرهم أربع أقمار وهم:

1. قمر تيتان: أكبر أقمار كوكب زحل، ويشبه كوكب الأرض بالنسبة إلى معالمه وتضاريسه، وهو ثاني أكبر أقمار المجموعة الشمسية، وتوجد أنهار وبحيرات على سطحه، ولكنها تتكون من الإيثان والميثان.
2. قمر ديون: يشبه أيضا كوكب الأرض لكن من حيث الحفر الكثيرة على سطحه، وبه أخاديد من الجليد وهو في حالة دائمة من هطول مسحوق جليد ناعم على سطحه ومصدرها حلقات كوكب زحل.
3. قمر ريا: يبلغ قطره 950 ميل، ومناخه بارد.
4. قمر تيثيس: يبلغ قطره أقل 700 ميل، وهو أقرب الأقمار إلى كوكب زحل، ويتكون سطحه من الجليد والصخور، وبه حفرة عملاقة يطلق عليها اسم أوديسيوس، وبه وادي يعرف باسم إيثاكا تشاسما.

يدور حول كوكب أورانوس 27 قمرا، أكبرهما قمر أوبيرون وقمر تيتانيا، وتم اكتشافهما على يد العالم هيرشيل عام 1787م، وعند إرسال إحدى المركبات الفضائية إلى أورانوس، تم اكتشاف أقمار يبلغ طولها بين 526 و154 كيلومتر، وكان ذلك عام 1986م.

نهاية نظامنا الشمسي

مثلما وضع العلماء فرضية لبداية تكون النظام الشمسي، فقد وضعوا فرضية أخرى لنهايتها، حيث يعتقدون أن الشمس ستستهلك الهيدروجين في مركزها مما ينتج عنه تقلص نواة الشمس، الأمر ال1ي سيؤدي إلى إنتاج طاقة هائلة وأكبر بكثير مما تنتجه الشمس حاليا، وبذلك ستتمدد الشمس حتى تبتلع عطارد والزهرة بما أنهما أقرب الكواكب إليها، ويحتار العلماء بين إن كانت ستبتلع الأرض أيضًا، أم ستجعل البحار تغلي ويذوب الجليد وتفقد الأرض الأكسجين الموجود عليها، وفي الحالتين ستنتهي الحياة على الأرض.

في النهاية فإن تكون الكواكب مازال قيد البحث، في الحقيقة إن كل الاكتشافات التي توصل إليها العلماء تخضع دوما إلى إعادة النظر. لكن النظرية السديمية تعد تفسيرا مقبولا حتى الآن، ولطالما كانت السماء محل تفكير وبحث منذ القدم، حتى أن كثير من أساطير الإغريق تناولت النجوم والكواكب والأقمار، لذلك فإن دراسة الكواكب أمر كبير ويتطلب الكثير من البحث في كل مجالات العلم.