באמצעות השמש כקו מנחה, תוכלו לזהות את כוכבי הלכת השונים במערכת השמש. עם זאת, מערכת השמש מכילה גם אסטרואידים וגופים קטנים. יתר על כן, אנו גם יודעים שיש כוכב לכת סודי מעבר לנפטון.
כוכבי לכת
ניתוח מפורט של נתונים עזר לאסטרונומים לקבוע את הגודל המדויק של כוכבי הלכת במערכת השמש. כמו כן, ניתן היה לזהות את הטמפרטורות של כוכבי לכת במערכת.
מערכת השמש כוללת שמונה כוכבי לכת. הם כוללים את השמש, כדור הארץ, מאדים, צדק, שבתאי, אורנוס, נפטון ופלוטו. הוא מכיל גם מיליארדי שביטים ואסטרואידים. רוב האסטרואידים מסתובבים בחגורת אסטרואידים. חגורות אסטרואידים הן אזורים של מיליוני עצמים סלעיים. הם נשארו מהיווצרות כוכבי לכת לפני כ-4.5 מיליארד שנים.
השמש היא מרכז מערכת השמש. כוכבי הלכת מקיפים את השמש במרחקים שונים. לכוכבי הלכת בחלק הפנימי של מערכת השמש יש כוח משיכה נמוך יותר. ארבעת כוכבי הלכת החיצוניים הם ענקי גזים. הם הרבה יותר גדולים מכדור הארץ. הם מורכבים ממימן, הליום ופחמן דו חמצני.
מדענים מאמינים שכוכבי לכת נוצרו כאשר פסולת מכוכב הסתחררה סביב הכוכב. החומרים הקלים יותר הובלו למעלה כדי ליצור את השכבות הסלעיות החיצוניות. האלמנטים הכבדים יותר שקעו למרכז ויצרו ליבות עשירות בברזל. כוכבי הלכת נוצרו בזמנים שונים. הם גם נעו במהירויות שונות.
המסה של מערכת השמש מוערכת ב-37 מסות כדור הארץ. הוא אינו כולל את ענן אורט, שהוא מעטפת כדורית סביב מערכת השמש. זה גם מחושב כדי לא לכלול את חגורת קויפר, אזור צפוף בצורת דיסק של עצמים.
אסטרונומים גילו עשרות כוכבי לכת חוץ–שמשיים. כוכבי לכת אלה או שמסתובבים ישירות בין כדור הארץ לכוכב או שהם חוסמים כמות קטנה של אור מכוכב.
אחד מכוכבי הלכת הללו ממוקם בתוך טבעת ענקית של גז סביב כוכב פומלהוט, שנמצא במרחק של 25 שנות אור מכדור הארץ. כוכבי לכת אחרים נפלטים מהמערכת.
אסטרואידים
לאורך ההיסטוריה של המדע, אסטרואידים נקראו וזוהו. הגופים הקטנים הללו, שהיו במסלול סביב השמש שלנו במשך מיליוני שנים, נמדדו וצולמו. גופות אלו נקראו על שם מדענים, סלבריטאים ואפילו חיות מחמד.
חגורת האסטרואידים היא להקה של מיליוני אסטרואידים קטנים הנמתחת בין מאדים לצדק. החגורה יכולה להוות איום על הפלנטה שלנו. בנוסף, אסטרואידים הם מקורות לחומרים נדירים. הם יכולים להיות משאב להפקת מינרלים או אתר קולוניזציה אפשרי.
לרוב, אסטרואידים מסווגים על סמך מאפייני המסלול שלהם. ידוע שחלק מהאסטרואידים מקובצים למשפחות. קבוצות אלו הן אסוציאציות דינמיות רופפות, כלומר יש להן קווי דמיון במקורן. חלק מגופי חגורת האסטרואידים נחשבים גם הם תוצרים של התנגשויות גדולות של אסטרואידים הורים. נכון לעכשיו, ישנם כ-30 עד 35 אחוזים מכל גופי חגורת האסטרואידים שהם בני משפחה דינמית.
האסטרואידים הללו נחשבים עשויים מסלעי סיליקט אבנים. עם זאת, ההרכב המדויק של כמה אסטרואידים עדיין לא ידוע. כמה אסטרואידים זוהו עם משטחים עשירים במתכות, שאולי אירחו הרי געש.
ניתן לזהות אסטרואידים גם לפי צבעם. צבעם יכול לנוע בין ירוק לאדמדם. חלק מהאסטרואידים יכולים גם להיות מסווגים על סמך ספקטרום ההחזר שלהם. חלק מהאסטרואידים קל יותר לזהות מאחרים. חלק מהאסטרואידים יכולים גם להיות מקובצים לפי צורתם. חלק מהאסטרואידים מסווגים גם על סמך מיקומם. חלק מהאסטרואידים מסווגים לפי גודלם.
האסטרואיד הראשון התגלה על ידי ג'וזפה פיאצ'י בשנת 1801. האסטרואיד נקרא Ceres, כלומר "ראש". האסטרואיד התגלה בזמן שפיאצי עשה מפת כוכבים. Piazzi עקבה אחר תנועת האובייקט במשך כמה לילות.
גופים קטנים
כיום, ישנם מאות שביטים, אסטרואידים וחפצים בחגורת קויפר ידועים במערכת השמש שלנו. עצמים אלה מייצגים שפע של מידע על היווצרות והתפתחות מערכת השמש, כמו גם על הכימיה של הפלנטה שלנו. תצפיות וטלסקופים קרקעיים מספקים שיפור מתמיד בהבנת העצמים הללו.
למרות גודלם הקטן, לשביטים יש את היכולת לנוע במסלולים ארוכים מאוד. הם בדרך כלל אליפטיים בצורתם ויש להם מסלולים אליפטיים מאוד. למרות שחלק מהעצמים הללו יפגעו בסופו של דבר בשמש ובסופו של דבר יפלטו את עצמם ממערכת השמש, חלקם ישרדו לפרקי זמן ארוכים. הסיבה לכך היא שחלק מהעצמים הללו נמצאים בתהודה יציבה עם כוכבי הלכת, מה שיכול להאריך את הישרדותם.
השביטים הנפוצים ביותר נמצאים במסלול ליד השמש, מבלים את רוב זמנם במערכת השמש החיצונית. הם מורכבים מקרחים וחומרים כונדריטיים פשוטים, שעברו בירושה מהענן הבין–כוכבי המתהווה. עם זאת, הם אינם העצמים הגדולים ביותר במערכת השמש שלנו. העצמים הגדולים ביותר הם החפצים של חגורת קויפר.
חגורת קויפר מכילה עצמים קפואים שנוצרים בדיסק פרוטופלנטרי. חפצים אלו מחולקים לשתי קבוצות – גופים קלאסיים וגופים מהדהדים. הגופים הקלאסיים תופסים את הדיסק מנפטון למרחקים הליוצנטריים של 50 AU. הגופים המהדהדים מסתובבים בעיקר מעבר לנפטון. אובייקטים אלו מחולקים לשתי קבוצות על סמך ההרכב והמבנה הדינמי שלהם.
סוסים טרויאניים של צדק נחשבים לגופים קטנים פרימיטיביים במערכת השמש החיצונית. עצמים אלה מקיפים יחד את השמש לפני צדק. אומרים שעצמים אלה כלואים גם בתהודת התנועה הממוצעת של צדק 1:1.
כוכב לכת נסתר מעבר לנפטון
במהלך המחצית השנייה של המאה ה-19, החלו אסטרונומים לחפש כוכב לכת נסתר מעבר לנפטון במערכת השמש. פרסיבל לואל, אריסטוקרט מבוסטון, היה הראשון שחיפש עדות לכוכב לכת תשיעי. הוא חיפש דרך להסביר את התנועה המוזרה של נפטון, אורנוס וכוכבי לכת ענקיים אחרים.
בתחילת שנות ה-80, אסטרונומים שחיפשו עדות לכוכב לכת תשיעי הבחינו בשני שביטים. נראה היה שמסלולי השביטים הראו השפעה כבידה בלתי נראית מכוכב לכת טרנס–נפטואני. האמינו שזו הסיבה לאנומליות במסלוליהם של נפטון ואוראנוס.
ואז, בשנת 1911, אסטרונום הודי בשם Venkatesh P. Ketakar הציע שהמסלולים של שני כוכבי לכת היפותטיים יתיישרו בתהודה. כוכבי הלכת ההיפותטיים הללו יקראו ברהמה ווישנו.
בשנת 2004, אסטרונומים גילו קבוצה של עצמים קטנים מעבר למסלולו של נפטון. לעצמים אלה היו מסלולים ארוכים בצורה יוצאת דופן ונטייה לכיוון מישור מערכת השמש. חפצים אלה היו ידועים בשם חגורת קויפר. חשבו שהם מכילים מאות אלפי עצמים הגדולים מ-100 ק"מ.
חגורת קויפר מורכבת מעצמים קפואים שנותרו ממערכת השמש המוקדמת. עצמים אלה מסתובבים בין מאדים לצדק. מסלולי העצמים הם אליפסות בצורה יוצאת דופן, המכוונות באותו כיוון. התנהגות יוצאת דופן זו מצביעה על כך שמשהו גדול יותר עשוי להיות אורב בחגורת קויפר.
אסטרונומים ניסו לאשר את קיומו של כוכב לכת נסתר מעבר לנפטון מאז 1846. בנוסף לחגורת קויפר, התגלו עשרות כוכבי לכת ננסיים גם מעבר לנפטון. עם זאת, עצמים אלה עמומים מכדי שהטלסקופים הנוכחיים יוכלו לראות אותם.
סימולציות חדשות מצביעות על כך שמשהו גדול יותר עשוי להיות אורב בחגורת קויפר. חישובים אלה מצביעים על כך שכוכב הלכת החבוי הוא כנראה כדור–על סלעי. זה יכול להסביר מדוע כל כך קשה לראות את זה עם טלסקופים נוכחיים.
מקורות מערכת השמש
הוצעו מספר תיאוריות כדי להסביר את מקורותיה של מערכת השמש. התיאוריה המקובלת ביותר היא שכוכבי הלכת נוצרו ככדורי גז ואבק מסתחררים סביב הדיסק הפרוטופלנטרי. עם זאת, לא התגלה הסבר מספק. זו הייתה נקודת ההשערה כבר שנים רבות.
מחקר שנערך לאחרונה על ידי Courtland (2010) מציע דרך חדשה להסביר את מקור הענן המולקולרי. הוא חקר מטאוריטים ומצא חתכים של סידן–אלומיניום שנוצרו על ידי כוכבים מסיביים גדולים פי 10 מהשמש.
הוא השתמש בתמונות פיזור לאחור של אלקטרונים וניתוחי מיקרו–גשושית יונים כדי לחקור את התכלילים. התוצאות פורסמו ב–Nature Astronomy. הרדיונוקלידים הנפוצים ביותר שנמצאו היו 26Al ו-60Fe. הממצאים גילו שתכלילי הסידן–אלומיניום נוצרו רק בסולם זמן של 1-2 מא.
מקורה של מערכת השמש היה נושא לוויכוח ולספקולציות במשך מאות שנים. זה השפיע על תיאולוגים, פילוסופים ומדענים.
מערכת השמש נוצרה לפני 4.5 מיליארד שנים. זה היה חלק מענן עצום של גז ואבק שנסחף דרך גלקסיית שביל החלב. לאחר פיזור הענן נוצרו רוב הגופים הפלנטריים.
כוכבי לכת נוצרו בחלק החיצוני של מערכת השמש. הם צברו את הגז הערפילי לפני שהתפזרו לחלל. ייתכן שלחומר במערכת השמש החיצונית היה תפקיד חשוב בהתפתחות כדור הארץ.
מקורותיה של מערכת השמש כוללים גם סדרה של תהליכים. ראשית, הדיסק הפרו–פלנטרי נוצר, ולאחר מכן הוא התפתח לשמש התינוקת. שלב זה היה גם הזמן בו החלו להיווצר המוצקים הראשונים.
שלב חשוב נוסף בהיסטוריה של מערכת השמש היה ערפילית השמש. זהו ענן גדול של גז ואבק שהתפרש על פני 65 שנות אור.
