מערכת השמש

מתוך Astropedia

קפיצה אל: ניווט, חיפוש
מרכיביה השונים של מערכת השמש (קטריהם של הגופים בקנה מידה): השמש משמאל; כוכבי הלכת בשורה העליונה, משמאל: כוכב חמה, נגה, כדור הארץ, מאדים, צדק, שבתאי, אוראנוס, נפטון; כוכבי הלכת הננסיים, משמאל: קרס, פלוטו, האומאה, מקמק, אריס. מקור: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.
מרכיביה השונים של מערכת השמש (קטריהם של הגופים בקנה מידה): השמש משמאל; כוכבי הלכת בשורה העליונה, משמאל: כוכב חמה, נגה, כדור הארץ, מאדים, צדק, שבתאי, אוראנוס, נפטון; כוכבי הלכת הננסיים, משמאל: קרס, פלוטו, האומאה, מקמק, אריס. מקור: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.

מערכת השמש (באנגלית: The Solar System) היא מערכת הגופים הקשורים כבידתית לשמש. היא כוללת את השמש, המהווה את רובה המכריע של מסת המערכת כולה, ואוסף גופים המקיפים אותה, אשר כוללים את כוכבי הלכת וירחיהם, שביטים, אסטרואידים, אבק (ראו: אור הזודיאק ומטאורידים), חגורת קייפר, הדסקה המפוזרת ועננת אורט.

ראו גם: קטגוריה מערכת השמש.

תוכן עניינים

מבנה

במרכזה של מערכת השמש נמצאת השמש (Sun) שהיא הגוף הגדול והמסיבי ביותר במערכת השמש. השמש גדולה פי כמיליון בקוטרה ופי כ-300,000 במסתה מכדור הארץ. השמש היא הגוף היחיד במערכת שהוא מסיבי מספיק כדי לקיים תהליכי היתוך גרעיני בליבתה מה שמאפשר פליטה של אור וחום מפני השטח שלה והלאה.

שמונת הגופים הגדולים ביותר במערכת השמש, מלבד השמש עצמה, הם כוכבי הלכת. אלה הם, על פי סדר מרחקם ממנה: כוכב חמה (Mercury), נגה (Venus), כדור הארץ (Earth), מאדים (Mars), צדק (Jupiter), שבתאי (Saturn), אוראנוס (Uranus) ונפטון (Neptune). ארבעת הראשונים (כוכבי הלכת הפנימיים) מכונים כוכבי הלכת הסלעיים או כוכבי הלכת הארציים והם מורכבים בעיקר מסילקטים, ואילו ארבעת האחרונים (כוכבי הלכת החיצוניים) מחולקים לשתי קבוצות: כוכבי הלכת הגזיים הכוללים את צדק ושבתאי וכוכבי הלכת הקרחיים הכוללים את אוראנוס ונפטון. עצמים אלו הם כדורי גז ענקיים (העשויים בעיקר מימן והליום) ולכן מכונים גם "ענקי הגז". אוראנוס ונפטון מכונים גם "ענקי הקרח", משום ששכבת הגז העבה שלהם מקיפה גרעין גדול מאד של קרח וסיליקטים.

מלבד כוכבי הלכת, מקיפים את השמש גם גופים קטנים יותר. קבוצה אחת של גופים אלה הם האסטרואידים, שרובם (אך לא כולם) נמצאים בחגורת האסטרואידים, השוכנת בין מסלוליהם של מאדים וצדק. קבוצה נוספת מהווים השביטים, אשר מרביתם נמצאים בעננת אורט ובחגורת קייפר). גופים נוספים במערכת הם לוויינים, הסובבים סביב כוכבי הלכת (כמו הירח של הארץ) וטבעות - אוסף של חלקיקי אבק, סלעים קטנים וקרח המקיפים כירחים קטנים את כוכבי הלכת החיצוניים. הטבעות המפורסמות ביותר הינן טבעותיו של כוכב הלכת שבתאי שאותן ניתן לראות גם בטלסקופים קטנים.

כוכבי הלכת מקיפים את השמש כמעט באותו המישור, הנקרא מישור מערכת השמש או מישור המילקה (בלעז: ecliptic). שם זה מקורו בליקויי חמה ולבנה, שמתרחשים כאשר הירח חוצה את מישור המילקה. השם כוכבי לכת (planets) ניתן להם משום שהם נעים על פני כיפת השמיים ביחס לשאר הכוכבים (כוכבי השבת, או stars). אומנם גם הכוכבים נעים, אך מפאת מרחקם העצום תנועתם על פני כיפת השמיים היא איטית (ראו: תנועה עצמית) בעוד כוכבי הלכת הינם קרובים ועל כן הם נראים נעים ב"מהירות" על פני כיפת השמיים.

מבנה מערכת השמש ומרכיביה נובע בעיקר מהעובדה שהטמפרטורה יורדת ככל שמתרחקים מהשמש. כוכבי הלכת הסלעיים נמצאים באזורים הפנימיים בהם שררו טמפרטורות גבוהות יותר בעת היווצרות מערכת השמש. בטמפרטורה זו מולקולות רבות נמצאות במצב גזי (כמו חנקן מולוקולרי, פחמן דו-חמצני, מים, מתאן ועוד) ולכן הן אינן יכולות להתגבש לכדי גוף מוצק. במרחק של 4-5 י"א מהשמש, הטמפרטורה נמוכה מספיק כדי לאפשר קפיאה (התמצקות) של חומרים אלו. מכיוון שכמות המוצקים גבוהה יותר (במקום אדי פחמן דו-חמצני יש קרח יבש למשל) יכלו להתגבש גופים רבים וגדולים יותר, שבשלב מאוחר ספחו גזים כמו מימן והליום (למימן והליום השכיחות הגבוהה ביותר ביקום) בתור מעטפת אטמוספרית רחבה. עדות למבנה זה הינה גופי הקרח שנמצאים בקצה המערכת (חגורת קייפר, השביטים המגיעים ממנה ועוד) לעומת הגופים הסלעיים (סיליקטים) בחגורת האסטרואידים הקרובה לשמש.

השמש

השמש היא הכוכב הקרוב ביותר לכדור הארץ והגוף המאסיבי ביותר במערכת השמש. השמש הינה כדור גז שמסתו גדולה פי כ-300,000 ממסת כדור הארץ, בליבת השמש שוררת טמפרטורה של כ- 15.8 מיליון קלווין ומתרחשות בה תגובות מיזוג תרמו-גרעיניות המייצרות אנרגיה. על-פי עיקרון השקילות בין מסה ואנרגיה של אלברט אינשטיין (E = MC2, ראו גם תורת היחסות הפרטית), האנרגיה שמיוצרת בליבת השמש באה על חשבון חלק מהמסה שלה ולמעשה ע"י המרת אטומי מימן לאטומי הליום השמש הופכת כל שנייה 4 מיליון טון של חומר לאנרגיה. האנרגיה הנוצרת בליבת השמש, מגיעה לשפת השמש, שם שוררת טמפרטורה של כ-5800 קלווין, ומשם נפלטת רוב האנרגיה הנ"ל בצורה של קרינה אלקטרומגנטית. המאירה ומחממת את מערכת השמש (ראו גם עונות השנה על כדור הארץ).

השמש נמצאת בשווי משקל בין הכבידה העצמית שלה ש"שואפת" לכווץ אותה ובין לחץ הגז שנוצר כתוצאה מהאנרגיה המופקת במיזוג הגרעיני המתרחש בליבת השמש, שמונע מהשמש לקרוס (לחץ הקרינה בשמש איננו משמעותי).

כוכבי הלכת

עד 2006 לא היתה לאסטרונומים הגדרה חד-משמעית עבור כוכב לכת. פלוטו התגלה בשנת 1930 והוגדר ככוכב הלכת התשיעי. למעשה עם גילויו של הלווין הגדול של פלוטו - כארון (Charon) בשנת 1978, התאפשר לחשב את מסתו של פלוטו, ונמצא שהיא נמוכה בהרבה מהערכות הקודמות. בשנות התשעים ותחילת שנות האלפיים התגלו עצמים רבים המרכיבים את חגורת קייפר בעלי מאפיינים מסלוליים דומים לפלוטו. התברר, כי פלוטו הוא איננו המסיבי או הגדול ביותר מבין העצמים בחגורת קייפר: האסטרואיד אריס (Eris), לדוגמה, שהתגלה בשנת 2003, הוא גדול ומסיבי יותר (בכ–27%). גילויים של עצמים אלו היווה בעייה: האם לכנות אותם כוכבי לכת או להוסיף אותם לרשימת האסטרואידים. על-כן, נולד צורך במציאת הגדרה חד-משמעית לכוכב לכת.

בשנת 2006 האיחוד האסטרונומי הבינלאומי (International Astronomical Union, או IAU) קבע ההגדרה לפיה כוכב לכת הוא אוביקט המקייים את שלושת התנאים הבאים (ראו מאמר מורחב בנושא: הגדרה לכוכבי הלכת):

  • נמצא במסלול סביב שמש.
  • בעל מסה מספיקה כך שניתן לתארו בקירוב כספירה (כדור) אך הוא לא מסיבי מספיק כך שיוצת בו המימן בהיתוך גרעיני פנימי (אז הוא הופך לכוכב).
  • אין לו שכנים במסלול, כלומר הוא "ניקה" את מסלולו מעצמים שמהווים שאריות של הערפילית הקדם פלנטרית.

לפי הגדרות אלה פלוטו איננו כוכב לכת מכיוון שלא ניקה את מסלולו.

נתוני כוכבי הלכת

בטבלה מסוכמים נתוניהם של כוכבי הלכת במערכת השמש:

נתוני כוכבי הלכת בסדר מרחקם מהשמש
שם רדיוס ממוצע (ק"מ) צפיפות (גרם לסמ"ק) מסה (במסות הארץ) חצי ציר ארוך של המסלול (י"א) אקסצנטריות המסלול נטיית המסלול (מעלות) זמן הקפה (שנים) זמן סיבוב עצמי (שעות) זווית ציר סיבוב (מעלות) ירחים טבעות אטמוספירה
כוכב חמה Mercury 2,439.7 5.427 0.055 0.387 0.205 7.005 87.969 ימים 58.646 ימים 2.11 אין אין אין
נגה Venus 6,052 5.204 0.815 0.723 0.0068 3.395 224.701 ימים 243.018 ימים 177.3 אין אין יש
כדור הארץ Earth 6,378.1 5.515 1 1 0.0167 0 365.256 ימים 23.934 23.4 1 אין יש
מאדים Mars 3,396.2 3.934 0.107 1.524 0.093 1.850 1.881 24.623 25.19 2 אין יש
צדק Jupiter 71,492 1.326 317.8 5.204 0.049 1.305 11.86 9.925 3.13 63 יש יש
שבתאי Saturn 60,268 0.687 95.152 9.582 0.056 2.485 29.66 10.57 26.73 60 יש יש
אוראנוס Uranus 25,559 1.318 14.536 19.229 0.044 6.48 84.017 17.24 97.86 27 יש יש
נפטון Neptune 24,764 1.638 17.147 30.104 0.011 1.77 164.79 16.11 28.32 13 יש יש


כוכב חמה

כוכב הלכת חמה כפי שצולם ע"י החללית מרינר 10 של מנאס"א, בשנת 1974.
כוכב הלכת חמה כפי שצולם ע"י החללית מרינר 10 של מנאס"א, בשנת 1974.

חמה (באנגלית Mercury) הינו כוכב הלכת הקרוב ביותר לשמש. מרחקו מהשמש 0.4 י"א ומסתו 0.055 בלבד ממסת כדור הארץ. זהו כוכב הלכת הקטן ביותר במערכת השמש, עם קוטר של כמעט 5,000 ק"מ, והוא מורכב בעיקר ממתכות וסיליקטים. אין לו לוויינים ומסלולו מסונכרן עם סיבובו העצמי כך ששלושה ימים מקומיים, שכל אחד אורכו כ-57 [יממה שמשית|ימים ארציים]], שווים לשנתיים מקומיות, כאשר כל שנה אורכה כ-88 ימים ארציים. עקב קרבתו של חמה לשמש, הטמפרטורה המקסימלית על פני כוכב הלכת יכולה להגיע לכדי 700 מעלות קלווין (כ-430 מעלות צלזסיוס). בגלל הטמפרטורה הגבוהה ומסתו הנמוכה, כוכב חמה אינו יכול להחזיק אטמוספרה משמעותית. מפאת קרבתו של כוכב הלכת חמה לשמש, מסלולו מושפע מאפקטים שנובעים מתורת היחסות הכללית של אינשטיין (ראה גם הפרסציה של הפריהליון של כוכב הלכת חמה).

נגה

כוכב הלכת נגה כפי שצולם ע"י החללית גלילאו של נאס"א.
כוכב הלכת נגה כפי שצולם ע"י החללית גלילאו של נאס"א.

נגה (באנגלית Venus) נמצא במרחק של 0.7 י"א מהשמש ואין לו לווינים. הוא סובב סביב צירו בכיוון הפוך משאר כוכבי הלכת ופרק הזמן שבו הוא משלים סיבוב סביב צירו, 243 ימים ארציים, גדול ממשך הקפתו את השמש (225 ימים ארציים). כוכב לכת זה הוא תאומו של כדור הארץ מבחינת גודל (קוטרו 0.95 מזה של הארץ) ומסה (0.8 ממסת כדור הארץ) אך שונה בתכלית מבחינת התנאים על פני השטח. האטמוספרה העבה של נגה יוצרת לחץ אטמוספרי הגדול פי תשעים מהלחץ על פני כדור הארץ. כמו כן, משמשת האטמוספרה כ"שמיכה" וגורמת לאפקט חממה יוצא דופן, האחראי לכך שהטמפרטורה על פני השטח יכולה להגיע לכדי 735 מעלות קלווין (כ-460 מעלות צלזסיוס), מה שהופך את נגה לכוכב הלכת עם טמפרטורת פני השטח הגבוהה ביותר במערכת השמש.

ארץ

כוכב הלכת נגה כפי שצולם ע"י החללית אפולו 17 של נאס"א.
כוכב הלכת נגה כפי שצולם ע"י החללית אפולו 17 של נאס"א.

כדור הארץ (באנגלית Earth), כוכב הלכת עליו כולנו חיים, נמצא במרחק ממוצע של מעט יותר מיחידה אסטרונומית אחת מהשמש (כ 150 מיליון ק"מ). הארץ הוא כוכב הלכת בעל צפיפות המסה הגבוהה ביותר והקוטר הגדול ביותר מבין כוכבי הלכת הסלעיים הפנימיים. הוא עשוי בעיקר מברזל וסיליקטים, ובעל אטמוספרה המכילה ברובה חנקן, חמצן ופחמן דו-חמצני. לכדור הארץ לווין יחיד הירח, שמסתו קטנה פי 81 ממסת הארץ. עקב יחס הגדלים ביניהם, יש הרואים בארץ ובירח מעין מערכת של כוכב לכת כפול.

מאדים

כוכב הלכת מאדים כפי שצולם ע"י טלסקופ החלל של האבל, נאס"א.
כוכב הלכת מאדים כפי שצולם ע"י טלסקופ החלל של האבל, נאס"א.

מאדים (באנגלית Mars) נמצא במרחק 1.5 י"א מהשמש ומסתו כעשירית ממסת כדור הארץ. צבעו האדום נובע מתחמוצות של ברזל (מעין "חלודה") המכסות את פניו. למאדים שני לוויינים קטנים (יחסית לירח) - פובוס ודיימוס. האטמוספרה שלו דלילה (לחץ של כ-7 מיליבאר בלבד על פני השטח) ומורכבת בעיקר מפחמן דו חמצני. על פני מאדים ישנן עדויות לפעילות גאולוגית שהתרחשה בעבר, בצורת הרי געש. ההר הגדול ביותר מבין כל ההרים על פני כוכבי הלכת במערכת השמש, הוא הר האולימפוס (באנגלית Mount Olympus) המתרומם לגובה של כ-27 קילומטר מעל פני השטח של מאדים. לשם השוואה, הר אוורסט, ההר הגבוה ביותר על כדור הארץ, הוא בגובה של קצת פחות מתשעה קילומטרים.

צדק

כוכב הלכת צדק כפי שצולם ע"י טלסקופ החלל של האבל, נאס"א.
כוכב הלכת צדק כפי שצולם ע"י טלסקופ החלל של האבל, נאס"א.

צדק (באנגלית Jupiter) הוא כוכב הלכת הגדול ביותר במערכת השמש, הנמצא במרחק ממוצע של 5.2 י"א מהשמש. מסתו היא כאלפית ממסת השמש וכ-318 פעמים מסת כדור הארץ. מסתו של צדק גדולה פי שניים וחצי ממסתם המשותפת של כל שאר הגופים במערכת השמש, מלבד השמש עצמה. במידה ומסתו היתה גדולה בערך פי ששה אזי הלחץ הפנימי שבתוכו היה גבוה מספיק בכדי לאפשר היתוך גרעיני של מימן כבד (ראו: ננס חום). צדק מורכב בעיקר ממימן והליום. יש לו 63 לווינים ידועים, כאשר הגדולים שבהם (גנימד, קליסטו, איו ואירופה) דומים לכוכבי הלכת הפנימיים: יש להם אטמוספירה ונצפתה עליהם פעילות וולקנית.

שבתאי

כוכב הלכת שבתאי, כפי שצולם ע"י החללית קאסיני (2004).
כוכב הלכת שבתאי, כפי שצולם ע"י החללית קאסיני (2004).

שבתאי (באנגלית Saturn), נמצא כ-9.5 י"א מהשמש ומסתו גדולה פי כ-95 ממסת כדור הארץ. כוכב לכת זה ידוע בעיקר בשל טבעותיו, המורכבות מחלקיקים שגודלם נע בין מטרים ספורים לחלקיקים מיקרוסקופים. לשבתאי יש 60 לווינים, כאשר המיוחד מביניהם הוא טיטן, המראה סימנים לפעילות גאולוגית ויש לו אטמוספירה משמעותית.

אוראנוס

כוכב הלכת אוראנוס, כפי שצולם ע"י החללית וויאג'ר 2 (1986).
כוכב הלכת אוראנוס, כפי שצולם ע"י החללית וויאג'ר 2 (1986).

אוראנוס (באנגלית Uranus) נמצא במרחק 19.6 י"א מהשמש ומסתו היא פי 14 ממסת כדור הארץ. אחד הדברים שמיוחדים באורנוס הוא שהוא מקיף את השמש נטוי על צידו, כלומר ציר הסיבוב שלו סביב עצמו כמעט מאונך למישור הסיבוב שלו סביב השמש. לאורנוס יש 27 לווינים. הגדולים מבניהם הם טיטניה, אוברון, אריאל, מירנדה ואובריאל.

נפטון

כוכב הלכת פטון, כפי שצולם ע"י החללית וויאג'ר 2 (1989).
כוכב הלכת פטון, כפי שצולם ע"י החללית וויאג'ר 2 (1989).

נפטון (באנגלית Neptune) סובב את השמש במרחק של 30 י"א ומסתו היא פי 17 מזו של כדור הארץ. לנפטון יש 13 לווינים, שהגדול בהם הוא טריטון.

פלנטות קטנות

בנוסף לשמונת כוכבי הלכת, מערכת השמש כוללת כמות גדולה של גופים קטנים יותר. הגופים הגדולים מבין "הפלנטות הקטנות" הם כוכבי הלכת הננסיים וחלק מירחיהם של כוכבי הלכת. כלל האצבע הוא שעבור רדיוס קטן יותר מספר הגופים גדול יותר לפי חוק החזקה: N ~ D-q (מספר הגופים הדיפרנציאלי כתלות בגודל) או חוקי חזקה שבורים. הערך של q עבור אוכלוסיות שונות במערכת השמש מופיעה בטבלה הבאה.

ערכי q עבור אוכלוסיות של גופים קטנים במערכת השמש
ערך q אוכלוסיה
2.3 אסטרואידים קטנים מרדיוס של 2.5 ק"מ
4.0 אסטרואידים גדולים מרדיוס של 2.5 ק"מ
~4.5 עצמי חגורת קייפר עם רדיוס גדול מכ 45 ק"מ
3-4 (לא מדוד) עצמי חגורת קייפר עם רדיוס קטן מכ 45 ק"מ

כוכבי לכת ננסיים

גופים המקיפים את השמש שמסתם גדולה מספיק בכדי לשוות להם בקרוב צורה כדורית, אך אינה גדולה דיה בכדי שכבידתם תהיה הגורם המשמעותי ביותר באיזור המסלול שלהם (כלומר גופים שלא "פינו" את מסלולם) מוגדרים ככוכבי לכת ננסיים. כיום (דצמבר 2009), מוכרים חמישה כוכבי לכת ננסיים: קרס, פלוטו, האומאה, מקמק ואריס. מבין גופים אלו קרס הוא היחידי הנמצא בחגורת האסטרואידים. הוא מורכב בעיקר מסיליקטים וברזל. פלוטו, האומאה ומקמק, נמצאים בחגורת קייפר (ראו להלן) ואילו אריס מצוי מעבר לחגורת קייפר באזור המכונה הדסקה המפוזרת. ארבעת גופים אלו, הנמצאים מעבר למסלולו של נפטון (TNOs), מורכבים מאחוז ניכר של קרח וחומרים נדיפים אחרים כמו מתאן וחנקן. כאשר גופים אלו נמצאים בנקודת הפריהליון הם מתחממים ומשחררים גז שמהווה מעיין אטמוספירה זמנית ולא יציבה. במספר מקרים, את כוכבי הלכת הננסיים מקיפים ירחים משלהם.

הטבלה להלן מציגה את נתוניהם של כוכבי הלכת הננסיים.

נתוני כוכבי הלכת הננסיים בסדר מרחקם מהשמש
שם רדיוס ממוצע (ק"מ) צפיפות (גרם לסמ"ק) מסה (במסות הארץ) חצי ציר ארוך של המסלול (י"א) אקסצנטריות המסלול נטיית המסלול (מעלות) זמן הקפה (שנים) זמן סיבוב עצמי (שעות) זווית ציר סיבוב (מעלות) ירחים טבעות אטמוספירה
קרס 1 Ceres 487.3 2.077 0.00016 2.766 0.079 10.585 4.60 9.074 3~ אין אין לא יציבה ?
פלוטו 134340 Pluto 1,153 2.03 0.0021 39.481 0.249 17.142 248.09 6.387 119.591 3 אין יש
האומאה 136108 Haumea 1,436 2.6–3.3 0.00067 43.132 0.195 28.22 283.28 3.915  ? 2 אין  ?
מקמק 136472 Makemake 750 2~ 0.0007~ 45.791 0.159 28.96 309.88 7.771  ? אין אין לא יציבה ?
אריס 136199 Eris 1,300 1.8 0.0028 67.67 0.442 44.187 557 >8 ?  ? 1 אין לא יציבה ?

ירחים

סביב חלק מכוכבי הלכת וכוכבי הלכת הננסיים סובבים גופים קטנים יותר; אלו מכונים ירחים או לוויינים. גופים אלו עשויים מסיליקטים, ברזל ו/או קרח, וזאת בהתאם למיקומם במערכת השמש. קוטרם של 16 ירחים עולה על 1,000 ק"מ, קוטרם של שבעה מהם עולה על קוטרם של אריס ופלוטו, כוכבי הלכת הננסיים הגדולים ביותר, ושני ירחים אף יותר גדולים מכוכב הלכת כוכב חמה. ירחים רבים מקיפים את כוכב הלכת שלהם בתנועה מסונכרנת עם זמני הסיבוב שלהם (כמו הירח של כדור הארץ) או בסינכרון עם ירחים אחרים (כמו איו, אירופה וגנימד סביב צדק). לחלק מהירחים גיאולוגיה פעילה (איו, אירופה, גנימד, טיטן, טריטון) ולאחד (טיטן) אטמוספירה הדומה בצפיפותה לזו של כדור-הארץ.

ירחים יכולים להיווצר במספר דרכים:

1. היווצרות מקבילה: כאשר נוצר כוכב הלכת ע"י סיפוח חומר מהערפילית הסולרית הקדומה, חלק מהחומר מצטבר במסלול סביבו ונוצר ירח.

2. חטיפה: גוף קטן יחסית (אסטרואיד למשל) נלכד בשדה הכבידה של כוכב הלכת. רוב ירחיהם של צדק ושבתאי, הסתפחו כך לכוכבי הלכת שלהם.

3. התנגשות: במקרה של התנגשות בכוכב הלכת, יעלו ענני אבק וסלעים מפני השטח של כוכב הלכת, אך לא תהיה להם אנרגיה מספקת בכדי להסתלק משדה הכבידה שלו. במצבים מסויימים ייתכן, שבמקום לשקוע בחזרה אל פני השטח, שברים אלו יצטברו לכדי לוויין. כיום סבורים מדענים רבים כי כך נוצר הירח סביב כדור הארץ.

4. תנועה בענן - בראשית ימיה של מערכת השמש, כאשר היו בה ענני אבק וגז לרוב, גופים שנעו בה יכלו לאבד את האנרגיה המסלולית העודפת לטובת החיכוך בענן וכך להיתקע במצב של לווין סביב כוכב לכת.

הטבלה להלן מציגה את נתוניהם של הירחים הגדולים במערכת השמש.

נתוני הירחים הגדולים במערכת השמש
שם רדיוס ממוצע (ק"מ) צפיפות (גרם לסמ"ק) מסה (במסות הירח) מרחק ממוצע מכוכב הלכת(ק"מ) אקסצנטריות המסלול נטיית המסלול (מעלות) זמן הקפה (ימים) זמן סיבוב עצמי (ימים) זווית ציר סיבוב (מעלות) כוכב לכת הערות
גנימד Ganymede 2634.1 1.936 2.017 1,070,400 0.0013 0.020 7.155 מסונכרן 0–0.33 צדק אוקיינוס נוזלי תת-קרקעי?
טיטן Titan 2,576 1.879 1.831 122,870 0.028 0.349 15.945 מסונכרן שבתאי אטמוספירה צפופה, גיאולוגיה פעילה
קליסטו Callisto 2410 1.834 1.464 1,882,700 0.0074 0.0192 16.689 מסונכרן צדק
איו Io 1821.6 3.528 1.216 421,700 0.0041 0.0036 1.769 מסונכרן צדק הגוף הוולקני ביותר במערכת השמש
הירח Moon 1737.4 3.344 7.35×1022 ק"ג 384,403 0.05490 5.145 27.3217 מסונכרן 1.542 כדור הארץ
אירופה Europa 1560.8 3.01 0.653 670,900 0.0094 0.469 3.551 מסונכרן צדק אוקיינוס נוזלי תת-קרקעי?
טריטון Triton 1353.4 2.061 0.291 354,759 0.00002 156.885 5.877 מסונכרן נפטון גייזרים של חנקן נוזלי
טיטאניה Titania 788.4 1.711 0.048 435,910 0.0011 0.340 8.706 מסונכרן אוראנוס
ראה Rhea 764.30 1.233 0.031 527,108 0.001 0.345 4.518 מסונכרן שבתאי
אוברון Oberon 761.4 1.63 0.041 583,520 0.0014 0.058 13.463  ? אוראנוס
יאפטוס Iapetus 735.60 1.083 0.025 3,560,820 0.028 15.47 79.321 מסונכרן שבתאי
כארון Charon 603.5 1.65 0.021 17,536 0.002 119.591 6.387 מסונכרן פלוטו
אומבריאל Umbriel 584.7 1.39 0.016 266,000  ? 0.205 4.144  ? אוראנוס
אריאל Ariel 578.9 1.66 0.018 191,020 0.0012 0.260 2.520 מסונכרן אוראנוס
דיון Dione 561.70 1.476 0.015 377,396 0.002 0.019 2.737 מסונכרן שבתאי
טטיס Tethys 533.0 0.973 0.008 294,619 0.0001 1.12 1.888 מסונכרן שבתאי

חגורת האסטרואידים

תמונה של אידה (באנגלית Ida) אוביקט בחגורת האסטרואידים והלווין שלו (ראו גם אסטרואידים כפולים) כפי שצולם ע"י החללית גלילאו של נאס"א.
תמונה של אידה (באנגלית Ida) אוביקט בחגורת האסטרואידים והלווין שלו (ראו גם אסטרואידים כפולים) כפי שצולם ע"י החללית גלילאו של נאס"א.

חגורת האסטרואידים (באנגלית Asteroid Main belt) היא אזור הנמצא בין 2.0 ל- 3.3 י"א מהשמש, ומאוכלס בעיקר באסטרואידים - גופים סלעיים קטנים (יחסית) המקיפים את השמש. גודלם נע בין כמה מאות קילומטרים ועד חלקיקי אבק מיקרוסקופי. מעריכים כי ישנם כ 670,000 אסטרואידים בחגורה שקוטרם ק"מ אחד ומעלה, וכן מספר גדול אף יותר של אסטרואידים קטנים יותר. המסה הכוללת של האסטרואידים בחגורה קטנה ממסת הירח של כדור הארץ. מספר נמוך של אסטרואידים מהחגורה נזרקים אל תוך מערכת השמש הפנימית והופכים לאסטרואידים קרובי-ארץ.

שביטים

שביטים (באנגלית Comets ) הם גופים עשויים סלעים, אבק וקרח המקיפים את השמש במסלולים אליפטיים בעלי אקסצנטריות מסלול משמעותית. כאשר שביט מתקרב לשמש קרינת השמש גורמת לקרח על השביט להמריא (להפוך ממוצק לגז) היוצר מעין הילה (בלטינית coma, שמשמעותו 'שיער') של גז מסביב לגרעין השביט. הגז והאבק בהילה נדחפים ע"י רוח השמש ולחץ הקרינה של השמש ועשויים ליצור מעין "זנב" של גז ואבק שבד"כ כייונו נגדי לכיוון השמש.

מטאורואידים

מטאורואידים (באנגלית Meteoroid) הינם חלקיקי אבק וגופים קטנים אשר מקיפים את השמש. כאשר מטאורואיד נכנס לאטמוספרה של גוף פלנטרי במהירות גבוהה, הוא נשרף ומיננן את האטמוספרה שכתוצאה מכך מאירה. שובל האור שיוצר המטאוריד נקרא מטאור (Meteor) - ראו גם: אור הזודיאק.

האיזור החיצוני

חגורת קייפר

ראו ערך מורחב בנושא חגורת קייפר.

חגורת קייפר (Kuiper belt), הנמצאת בין 30 ל- 50 י"א מהשמש, היא "טבעת" המרוכבת מגופים המהווים שאריות מהערפילית הקדם-פלנטרית. בחגורת קייפר כמאה אלף גופים השקוטרם גדול מכ 50 ק"מ. הגוף הגדול ביותר בחגורת קייפר הינו כוכב הלכת הגמדי פלוטו.

הדסקה המפוזרת

ראו ערך מורחב בנושא חגורת קייפר.

הדסקה המפוזרת (Scattered disc), היא אזור רחב במערכת השמש החיצונית. לגופי הדסקה המפוזרת מסלולים אליפטיים מאד. על-כן, בעוד הפריהליון שלהם חופף לחגורת קייפר (אך לא חורג אל תוך מערכת השמש מכדי 30 י"א מהשמש), האפהליון נמצא הרחק מעבר לתחומה של חגורת קייפר. הדסקה המפוזרת איננה יציבה דינמית והגופים בה מושפעים מכבידתו של נפטון, ומדענים רואים בה כמאגר נוכחי לשביטים ממשפחת השביטים של צדק. הגוף הגדול ביותר בדסקה המפוזרת הוא אריס, הגוף התשיעי בגודלו המקיף את השמש.

עננת אורט

ראו ערך מורחב בנושא עננת אורט.

עננת אורט (Oort cloud) הינה אזור המתואר בקרוב כמעטפת כדורית שמשתרעת ממרחק של כ 3000 יחידות אסטרונומיות ועד כ 50,000 יחידות אסטרונומיות מהשמש. אזור זה מאוכלס בכ 1013 שביטים שרדיוסם גדול מק"מ. עננת אורט היא המקור של שביטים ארוכי מחזור במערכת השמש הפנימית.

היווצרות מערכת השמש

מערכת השמש נוצרה לפני כ-5 מיליארד שנה מערפילית גז ואבק. הגז והאבק קרסו תחת הכובד העצמי שלהם ומכיוון שהערפילית איננה הומוגנית וסימטרית בצפיפותה ובצורתה, נוצר מומנט על הערפילית הקורסת והיא החלה להסתובב. עם הסיבוב נוצר גם כוח צנטריפוגלי המאונך לציר הסיבוב ומנוגד לכוח הכבידה הגורם לקריסה. על-כן, הערפילית קיבלה צורה של דיסקה ולא של כדור וכך נותרה עד היום. דיסקות כאלה גם נצפות באזורי יצירת כוכבים וסביב כוכבים צעירים.

כוכבי הלכת נוצרו במישור הדיסקה, מכיוון ששם צפיפות החומר היתה הגבוהה ביותר בזמן יצירת מערכת השמש. על פי המודלים המקובלים כיום, בדיסקת מערכת השמש הבראשיתית נוצרו אלפי פלנטיסימלים (Planetessimals), או כוכבוני לכת. כוכובוני הלכת התנגשו והפריעו זה את זה, תוך כדי הקפתם את השמש. חלקם נצמדו זה לזה ליצירת גופים גדולים יותר. במקרים רבים, כוחות המשיכה בין הפלנטיסימלים גרמו לכך שחלק גדול מהם נזרקו על השמש או מחוץ למערכת השמש (כך למשל, על פי מודלים מובילים, נוצרה גם עננת אורט). התנגשות הפלנטיסמילים זה בזה, ובגופים הגדולים יותר שהחלו להיווצר היו שכיחות ביותר בזמן היווצרות מערכת השמש, תקופה הנקראת גם תקופת ההפצצה הגדולה. עדויות לכך ניתן למצוא במכתשי פגיעה הפזורים על פני כוכבי הלכת וירחיהם במערכת השמש.

מערכות שמש נוספות

על-אף שמערכת השמש שלנו היתה, עד לפני מספר שנים, מערכת כוכבי הלכת היחידה המוכרת לאנושות, צפו פילוסופים ומדענים רבים את קיומם של מערכות נוספות סביב כוכבים רחוקים עוד בימי יוון העתיקה. עם זאת, תצפית כזו לא התאפשרה, בגלל המרחק הרב לכוכבים, בהירותם הגדולה ביחס לכוכבי הלכת המקיפים אותם, ויכולת הפרדה נמוכה של תצפיות מהארץ. רק באמצע שנות ה-90 של המאה הקודמת, התגלה לראשונה כוכב לכת סביב כוכב מרוחק בשיטה עקיפה של "מהירות רדיאלית" (Radial Velocity). מאז התגלו למעלה מ-300 כוכבי לכת, מסביב לכוכבים אחרים ע"י מדידת מהירויות רדיאליות, ליקויים ומיקרו-עידוש כבידתי (Microlensing).

ראו גם

הרצאות וידאו


מחברים: סמדר נאוז, ערן אופק, דוד פולישוק

כלים אישיים