سیاره چیست؟ — به زبان ساده

سوال به ظاهر ساده «سیاره چیست؟» جواب ساده‌ای ندارد. همه می‌دانند که زمین، مریخ و مشتری سیاره هستند. اما برای مثال دو سیاره پلوتو و «سِرِس» (Ceres) تا مدت‌ها به عنوان سیاره در نظر گرفته می‌شدند تا این که اکتشافات جدید علمی به سوال در مورد نحوه تشکیل سیاره پرداخت، سوالی که همچنان نیز محل بحث و گفتگو است. در این مطلب در مورد سیارات، فرق آن‌ها با ستارگان و ویژگی‌های سیارات مختلف صحبت خواهیم کرد.

تعریف سیاره چیست؟

آخرین تعریف از یک سیاره توسط اتحادیه بین‌المللی نجوم در سال 2006 به تصویب رسید. این تعریف بیان می‌کند که یک سیاره باید سه ویژگی داشته باشد:

فیلم آموزش مقدماتی کیهان شناسی و نجوم

کلیک کنید

• به دور یک ستاره گردش کند (مانند چرخش زمین به دور ستاره خورشید).
• آنقدر بزرگ باشد تا جاذبه کافی برای اینکه به شکل کروی دربیاید را داشته باشد.
• به اندازه کافی بزرگ باشد تا گرانش ناشی از آن، سایر اشیای با اندازه مشابه در نزدیکی مدار خود در اطراف خورشید را از بین ببرد.

این سه ویژگی سبب می‌شود تا یک جسم کیهانی را سیاره بنامیم. تعریف اصطلاح سیاره مهم است زیرا چنین تعاریفی بیانگر درک ما از منشاء، معماری و تکامل منظومه شمسی است. در گذر زمان اشیایی که در دسته‌بندی سیاره قرار گرفته بودند تغییر کردند.

یونانیان باستان ماه و خورشید را به همراه عطارد، زهره، مریخ، مشتری و زحل به عنوان سیاره به حساب می‌آوردند. در این دسته‌بندی زمین به عنوان یک سیاره در نظر گرفته نشده بود و تصور می‌شد زمین یک شی مرکزی است که در اطراف آن همه اشیای آسمانی دیگر در حال گردش هستند. اولین مدل شناخته شده‌ای که بر اساس خورشید مرکزی بود یعنی خورشید در مرکز جهان قرار می‌گرفت و زمین و سیارات دیگر در اطراف آن می‌چرخیدند توسط «آریستارخوس ساموسی» (Aristarchus of Samos) در قرن سوم قبل از میلاد ارائه شد، اما این نظریه تا قرن شانزدهم که توسط نیکولوس کوپرنیک احیا شد مورد قبول قرار نگرفت.

در قرن هفدهم میلادی ستاره‌شناسان به کمک اختراع تلسکوپ متوجه شدند که خورشید یک جسم آسمانی است که در اطراف آن همه سیارات از جمله زمین وجود دارند و ماه سیاره نیست بلکه یک ماهواره طبیعی (توضیح ماهواره‌های طبیعی را در مطلب مربوط به منظومه شمسی می‌توانید مطالعه کنید) برای زمین است. اورانوس به عنوان یک سیاره در سال 1781 معرفی شد و نپتون در سال 1846 کشف شد.

جرم آسمانی سِرِس در سال 1801 بین مریخ و مشتری کشف شد و به عنوان سیاره طبقه‌بندی شد. اما از آنجا که بعدها در همین منطقه تعداد زیادی اشیاء دیگر نیز یافت شدند دانشمندان دریافتند که سرس جزو اولین دسته از اشیایی است که در نهایت به عنوان سیارک‌ها (شبه ستاره) شناخته شدند.

پلوتو که در سال 1930 کشف شد به عنوان نهمین سیاره شناخته می‌شد. اما مشاهدات و محاسبات نشان دادند که پلوتو بسیار کوچکتر از عطارد است و حتی از برخی از قمرهای سیاره‌ای نیز کوچکتر است. این برخلاف سیاراتی مانند عطارد، زهره، زمین و مریخ یا غول‌های گازی مانند مشتری و زحل یا غول‌های یخ مانند اورانوس و نپتون بود. با این ‌حال پلوتو تا سال‌های 1980 وضعیت سیاره‌ای خود را حفظ کرد اما در دهه 1990 با برخی اکتشافات جدید اوضاع تغییر کرد.

پیشرفت‌های فنی در تلسکوپ‌ها منجر به مشاهده بهتر و تشخیص بهتر اشیای بسیار کوچک و بسیار دوردست شد. در اوایل دهه 1990 اخترشناسان توانستند عالم‌های یخی زیادی را در حال گردش به دور خورشید در منطقه کمربند کویپر کشف کنند که فراتر از مدار نپتون و در نزدیکی مدار پلوتو قرار داشتند. با کشف کمربند کویپر و هزاران جسم یخی (معروف به اشیای کمربند کویپر یا KBO) پیشنهاد شد که پلوتو به عنوان بزرگترین جسم کمربند کویپر در نظر گرفته شود.

مشاهدات معاصر درک ما را از سیستم‌های سیاره‌ای تغییر داده است، کلمه سیاره در اصل به معنای جسم سرگردان است که فقط به عنوان چراغ‌های متحرک در آسمان شناخته می‌شود. اکتشافات اخیر ما را به سمت ایجاد تعریفی جدید سوق می‌دهد که می‌توانیم با استفاده از اطلاعات علمی موجود آن‌ را به صورت زیر تعریف کنیم.

بنابر مشاهدات و اکتشافات جدید IAU (The International Astronomical Union) تصمیم گرفت که سیارات و اجسام دیگر به جز ماهواره‌های طبیعی در منظومه شمسی را به سه گروه مجزا تقسیم کند:

1. یک سیاره جسمی آسمانی است که (۱) در مدار خورشید قرار دارد، (۲) جرم کافی برای جاذبه خود را دارد تا بر نیروهای جسم صلب غلبه کرده و یک شکل تعادل هیدرواستاتیک (تقریبا گرد) به خود بگیرد و (۳) محل اطراف مدار خود را از وجود اجسام دیگر پاک کند.
2. سیاره کوتوله یک جسم آسمانی است که (۱) در مدار خورشید قرار دارد، (ب) جرم کافی برای جاذبه خود را دارد تا بر نیروهای جسم صلب غلبه کرده و یک شکل تعادل هیدرواستاتیک (تقریبا گرد) به خود بگیرد، (۳) محل اطراف مدار خود را از وجود اجسام دیگر پاکسازی نکرده و (۴) ماهواره نیست.
3. به تمام اشیای دیگر به جز ماهواره‌های طبیعی که به دور خورشید می‌چرخند اجسام کوچک منظومه شمسی می‌گوییم.

با این حال ستاره‌شناسان و دانشمندان به اتفاق آرا با این تعاریف موافق نیستند. برخی از ستاره‌شناسان باور دارند که این طبقه‌بندی برای محدود کردن تعداد سیارات طراحی شده است. برخی دیگر از ستاره‌شناسان این تعاریف را ناقص و مبهم می‌دانند و عده‌ای بر این باورند که در نظر گرفتن مکان سیارات یا اجسام آسمانی در شکل‌گیری و تکامل منظومه شمسی مهم است.

یک نظریه این است که یک سیاره را به عنوان یک جسم طبیعی در فضا تعریف کنیم که به اندازه کافی عظیم است و این موضوع سبب می‌شود تا جاذبه‌اش شکل کروی به آن بدهد.

اما برخی از دانشمندان اعتراض دارند که این تعریف به ظاهر ساده میزان گرد بودن اجسام را در نظر نمی‌گیرد و تعیین دقیق اشکال برخی از اشیای دور اغلب دشوار است.

استدلال برخی دیگر این است که مکانی که یک شی واقع شده یا موادی که از آن ساخته شده مهم است و نوع حرکت جسم یا بازخورد آن با اجسام اطراف خود، محلی از بحث ندارد. این بدان معنی است که اینکه یک جسم همسایه‌های نزدیک خود را جاروب یا پراکنده می‌کند یا آنها را در مدارهای پایدار نگه می‌دارد تفاوتی در دسته بندی سیارات به وجود نمی‌آورد. با عمیق شدن و گسترش دانش، جهانی پیچیده‌تر و جذاب‌تر ظاهر شد. محققان صدها «سیاره خارج از منظومه شمسی» (Extrasolar Planets)  یا «سیارات فراخورشیدی» (Exoplanets) را پیدا کرده‌اند که در خارج از منظومه شمسی وجود دارند. تنها ممکن است میلیاردها سیاره فراخورشیدی در کهکشان راه شیری وجود داشته باشند و برخی از آنها قابل سکونت باشند و شرایط مساعدی برای زندگی داشته باشند. اینکه آیا می‌توان تعاریف ارائه شده توسط محققان برای سیارات منظومه شمسی را به اشیای تازه کشف شده و فراخورشیدی تعمیم داد موضوعی است که باید بررسی شود.

فرق بین ستاره و سیاره چیست؟

تفاوت اصلی بین ستارگان با سیارات در این است که دمای ستاره‌ها در مقایسه با سیارات بسیار زیاد است. ستاره‌ها تحت واکنش‌های هسته‌ای قرار می‌گیرند و معمولاً هیدروژن را در هسته‌های خود می‌سوزانند و مقدار زیادی انرژی آزاد می‌کنند. به همین دلیل برای اینکه این اجسام به اندازه کافی داغ شوند تا این واکنش‌ها اتفاق بیفتد، ستاره‌ها باید بسیار بزرگ باشند.

فیلم آموزش مقدماتی نجوم – نجوم باستان تا کیهان شناسی در فرادرس

کلیک کنید

جرم ستارگان حداقل 75 برابر جرم مشتری، بزرگترین سیاره منظومه شمسی است. از آنجا که ستارگان انرژی تابش می‌کنند اجرام بسیار درخشانی هستند. سیارات انرژی خود را از طریق واکنش‌های هسته‌ای تولید نمی‌کنند بلکه برخی از تابش‌های حاصل از ستاره اصلی خود را منعکس می‌کنند. به صورت کلی از ۵ طریق می‌توان تفاوت یک ستاره و سیاره را توضیح داد.

• بررسی کنید که آیا جسمی که در آسمان می‌بینید چشمک می‌زند یا خیر. یكی از ساده‌ترین راه‌ها برای تمایز بین ستاره‌ها و سیارات در آسمان شب این است كه ببینیم آیا شی مشاهده شده چشمک می‌زند یا لرزش دارد. اگر منظره‌ای واضح از آسمان داشته باشیم و به مدت طولانی آسمان را تماشا کنیم این حالت معمولاً با چشم غیر مسلح قابل تشخیص است. به صورت کلی باید گفت که ستاره‌ها چشمک می‌زنند و می‌درخشند. سیارات چشمک نمی‌زنند، آن‌ها از لحاظ روشنایی و قدر ظاهری ثابت هستند. هر جسمی که چشمک بزند یا از نظر درخشندگی نوسان داشته باشد به احتمال زیاد یک ستاره است. با این حال اگر جسمی با سرعت زیادی در آسمان حرکت کند و درخشان باشد، می‌تواند یک هواپیمای در حال حرکت نیز باشد.

• توجه کنید که آیا جسم طلوع یا غروب می‌کند؟ اجرام آسمانی در آسمان شب ثابت نیستند همه آن‌ها حرکت می‌کنند اما نحوه حرکت آن‌ها می‌تواند نمایشگر نوع آن‌ها باشد. در حقیقت سیارات در شرق طلوع می‌کنند و در غرب غروب می‌کنند. آن‌ها تمایل دارند مسیری مانند خورشید و ماه را در آسمان دنبال کنند. ستاره‌ها نیز در آسمان شب حرکت می‌کنند اما طلوع و غروب ندارند. در عوض آن‌ها در مسیر دایروی به دور ستاره قطبی می‌چرخند. اگر جرم آسمانی که می‌بینید در امتداد آسمان شب به صورت کم و بیش مستقیم حرکت کند به احتمال زیاد یک سیاره است. ماهواره‌های طبیعی نیز در آسمان شب حرکت می‌کنند اما سرعت آن‌ها بسیار سریعتر از سیارات است. عبور از آسمان شب برای یک سیاره ممکن است ساعت‌ها یا حتی هفته‌ها طول بکشد در حالی که ماهواره می‌تواند در عرض چند دقیقه از بالای سر ما عبور کند.

•  در آسمان شب سیارات همیشه در امتداد کمربندی خیالی به نام دایرة البروج یافت می‌شوند. این کمربند در واقع یک جسم قابل مشاهده نیست اما مشخص کردن دقیق آن به شما کمک می‌کند تا مکانی را که اجرام آسمانی در آن جمع می‌‌شوند را پیدا کنید. با این حال ممکن است ستاره‌ها نیز در امتداد این کمربند نامرئی ظاهر شوند اما می‌توان آن‌ها را با ظاهر چشمک‌زن تشخیص داد. از میان اجرام آسمانی در طول دایرة البروج عطارد، زهره، مریخ، مشتری و زحل به طور قابل توجهی از ستاره‌های اطراف درخشان‌ترند که به دلیل مجاورت آن‌ها با خورشید است زیرا روشنایی آن‌ها انعکاس نور خورشید می‌باشد. آسانترین راه برای یافتن دایرة البروج توجه به موقعیت و مسیر خورشید و ماه در آسمان نسبت به موقعیت مکانی ما در زمین است. مسیر خورشید در آسمان بسیار نزدیک به مسیر سیارات در امتداد دایره البروج است.

• همه سیارات رنگارنگ نیستند، با این حال به نظر می‌رسد بسیاری از برجسته‌ترین سیارات در آسمان شب نوعی رنگ آمیزی داشته باشند. این موضوع می‌تواند به تمایز سیارات از ستارگان کمک کند. در حالی که برخی از افراد با بینایی فوق‌العاده خوب ممکن است بتوانند رنگ‌آمیزی ظریف سیارات را تشخیص دهند اما این رنگ‌آمیزی معمولاً در محدوده آبی-سفید تا زرد-سفید است. برای بیشتر افراد با چشم غیرمسلح ستارگان سفید به نظر می‌رسند. در مورد سیارت برای مثال عطارد معمولاً خاکستری یا تا حدودی به رنگ قهوه‌ای است. سیاره زهره زرد کم‌رنگ به نظر می‌رسد.‌ مریخ بین صورتی کم‌رنگ و قرمز روشن قرار می‌گیرد، تغییر رنگ مریخ تحت تأثیر روشنایی یا تیرگی نسبی مریخ است که در یک چرخه دو ساله تغییر می‌کند. مشتری معمولاً به رنگ نارنجی با نوارهای سفید ظاهر می‌شود. زحل معمولاً به رنگ طلایی کم‌رنگ به نظر می‌رسد. اورانوس و نپتون آبی کم‌رنگ به نظر می‌رسند و معمولاً با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند.

• در حالی که هر دو جسم یعنی هم سیاره و هم ستاره آسمان شب را روشن می‌کنند اما معمولاً سیارات بسیار درخشان‌تر از بسیاری از ستارگان هستند. ستاره‌شناسان با استفاده از مقیاس اندازه نجومی، روشنایی نسبی اجرام آسمانی را اندازه‌گیری کرده‌اند و متوجه شدند که بیشتر سیارات در محدوده اجسامی قرار می‌گیرند که به راحتی با چشم غیرمسلح قابل مشاهده هستند. سیارات منعکس کننده نور خورشید هستند که نسبتاً نزدیک به زمین است در حالی که ستارگان از خود نور ساطع می‌کنند. گرچه ممکن است بعضی از ستارگان بسیار روشن‌تر و بزرگتر از خورشید باشند اما این ستارگان بسیار دورتر از سیارات منظومه شمسی هستند. به همین دلیل سیارات (که نور خورشید را منعکس می‌کنند) معمولاً از نظر ناظر روی زمین روشن‌تر به نظر می‌رسند.

انواع سیاره ها چه هستند؟

هنگام تعیین نوع یک جرم آسمانی چهار دسته اصلی طبقه‌بندی وجود دارد. این طبقه‌بندی‌ها عبارت از ۱) سیارات زمینی (عطارد ، زهره ، زمین و مریخ)، ۲) غول‌های گازی (مشتری و زحل)، ۳) غول‌های یخی (اورانوس و نپتون) و ۴) سیارات کوتوله (پلوتو ، «اریس» (Eris)، «هائومیا» (Haumea) و «ماکه‌ماکه» (Makemake)) هستند. سرس در زمان فعلی هنوز هم به عنوان یک سیارک برچسب‌گذاری می‌شود اگرچه بسیاری از ویژگی‌های یک سیاره کوتوله را دارد.

فیلم آموزش رصد آسمان و نجوم رصدی در فرادرس

کلیک کنید

این دسته بندی در مورد نوع سیارات صدق می‌کند، ولی طبقه بندی دیگر برای سیارات شامل سیارات منظومه شمسی و سیارات یا اجسام فراخورشیدی هستند که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.

نام سیاره ها و لقب آن‌ها

سیارات منظومه شمسی برای عموم جامعه شناخته شده‌تر هستند. برای شناخت بیشتر ویژگی این سیارات آن‌ها را به صورت جداگانه مورد بررسی قرار می‌دهیم.

سیارات زمینی چه هستند؟

سیارات زمینی، سیاراتی هستند که سطح آن‌ها از یک سطح سخت و سنگی تشکیل شده است. سیارات زمینی منظومه شمسی شامل عطارد، زهره، زمین و مریخ هستند.