تويت
كوكب Planet - Planète
الكوكب
الكوكـب planet جرم سـماوي، صغير نسـبياً، يدور حول الشمس[ر]، أو حـول أي نجـم [ر] آخر، عدا المذنبات [ر: المذنب] comets والنيازك meteoroids والتوابع satellites والكويكبات [ر: الكواكب الصغيرة السيارة] asteroids.
لاحظ الإنسان- منذ العصور القديمة- أن بعض الأجرام السماوية تتغير مواضعها في السماء بالنسبة للنجوم التي تبدو ثابتة في أماكنها. واعتقدوا أنها أجرام تائهة، فأطلق عليها اليونانيون القدماء اسم التائهات (الجوَّالات) wanderers، ثم جاء العرب، فأطلقوا عليها اسم الكواكب.
الشكل (1)
القائمة القديمة للكواكب
في العصور القديمة، قبل اختراع المقراب telescope، وقبل أن يتعرف الإنسان على مفهوم المجموعة الشمسية؛ كان عدد الكواكب (التائهات) سبعة فقط، وهي: القمر وعطارد والزهرة والشمس والمريخ والمشتري وزحل (الشكل 1).
ويوجد بين هذه المجموعة ومجموعة الكواكب التسعة المعروفة حالياً عدد من الاختلافات:
1ـ الأرض هي أحد الكواكب، ولكنها غير مذكورة هنا؛ لأن القدماء كانوا يعتقدون أن الأرض هي مركز الكون، والكلّ يدور حولها.
2ـ أورانوس ونبتون وبلوتو، غير مذكورة فيها، لأن من الصعب- بل من المحال- رؤيتها بالعين المجرّدة، والمرقاب لم يكن قد اخترع بعد إذ إن أورانوس اكتشف عام 1781. أما نبتون وبلوتو فلم يكتشفا إلا بعد اختراع المرقاب: اكتشف الأول عام 1846 والثاني عام 1930.
3ـ الشمس والقمر ليسا من الكواكب، ولكن القدماء ذكروهما بينها؛ لأنهم شاهدوها نقاطًا مضيئة تائهة في السماء تتغير مواضعها النسبية، مثل المريخ والمشتري.
القائمة الحالية للكواكب
الكواكب حالياً هي التسعة المعروفة التي تدور حول الشمس، مرتّبة حسب بعدها عن الشمس، وهي:
عطارد Mercury، الزهرة Venus، الأرض Earth، المريخ Mars، المشتري Jupiter، زحل Saturn، أورانوس Uranus، نبتون Neptune، بلوتو Pluto (الشكل 2).
ويمكن رؤية كل من هذه الكواكب التسعة بوساطة مرقاب بسيط. كما يمكن رؤية كل منها- عدا بلوتو- بأي منظار عادي. وبعضها يمكن رؤيته بالعين المجردة.
الشكل (2)
الفروق الظاهرية بين النجوم والكواكب
إن للكواكب (والشمس والقمر) بعض المشاهدات الخاصة التي تميزها من النجوم، كما هو مبيّن في الجدول (1):
الفروق المشاهدة بين الكواكب والنجوم
الكواكب
النجوم
تتحرك الكواكب بالنسبة للنجوم في الكرة السماوية celestial sphere
المواضع النسبية للنجوم، ثابتة على الكرة السماوية
تبدو الكواكب أقراصاً في المرقاب
تبدو النجوم نقاطًا مضيئة، حتى في المرقاب
لا تتلألأ الكواكب في السماء
تتلألأ النجوم في السماء
تظهر الكواكب دائمًا على مقربة من المسار السنوي الوهمي للشمس ecliptic
تتوزع النجوم على كافة أرجاء الكرة السماوية
الجدول (1)
مقارنة الكواكب من حيث الحجم
المشتري أكبر الكواكب حجماً، يليه زحل ثم أورانوس ثم نبتون ثم الأرض ثم الزهرة ثم المريخ ثم عطارد ثم بلوتو. حتى إن المشتري يمكنه أن يحوي جميع الكواكب داخله.
الشكل (3)
الحجوم النسبية للكواكب بالنسبة إلى الشمس
تصنيف الكواكب
تصنف الكواكب تبعاً للمسافة الفاصلة بينها وبين الشمس، أو تبعاً لحجمها أو تبعاً لبنيتها:
1) الكواكب الدنيا inferior planets، وهي الكواكب التي تتحرك داخل مدار الأرض. وهي: عطارد والزهرة.
2) الكواكب العظمى superior planets، وهي الكواكب التي تتحرك خارج مدار الأرض، وهي: المريخ والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون وبلوتو.
3) الكواكب الداخلية inner planets، وهي الكواكب التي تتحرك بين الشمس وحزام الكويكبات K وهي: عطارد والزهرة والأرض والمريخ.
4) الكواكب الخارجية outer planets، وهي الكواكب التي تتحرك خارج حزام الكويكبات، وهي: المشتري وزحل وأورانوس ونبتون وبلوتو.
ويمكن تصنيف الكواكب التسعة إلى مجموعتين رئيستين:
1) الكواكب الأرضية terrestrial planets وهي مجموعة الكواكب الصغيرة الكثيفة الصخرية؛ وهي: عطارد والزهرة والأرض والمريخ وبلوتو.
2) الكواكب العملاقة ذات البنية الغازية gas-giant planets وهي: المشتري وزحل وأورانوس ونبتون، وهي مجموعة الكواكب الخارجية عدا بلوتو. وتدعى أيضاً كواكب جوفيان Jovian Planets.
التوابع (الأقمار)
إن لكل من الكواكب: الأرض والمريخ والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون، تابعاً satellite أو قمراً moon أو أكثر يدور حوله، ويدور معه حول الشمس (الجدول 2).
الكوكب
الحجم
نسبة لحجم الأرض
الكتلة
نسبة لكتلة الأرض
الكثافة الحجمية
غرام/سم3
متوسط السرعة
كيلومتر/الثانية
درجة الحرارة على السطح مقاسة بالدرجة المؤية (سْ)
عطارد
0.055
0.053
5.6
47.89
-173 إلى 427
الزهرة
0.87
0.815
5.2
35.03
453
الأرض
1.00
1.000
5.52
29.79
-50 إلى 50
المريخ
0.150
0.107
3.95
24.13
-123 إلى 47
المشتري
1317
317.89
1.33
13.06
-153
زحل
762
95.15
0.69
9.64
-185
أورانوس
67
14.54
1.30
6.81
-214
نبتون
58
17.23
1.64
5.43
-225
بلوتو
0.12
0.002
0.8
4.74
-236
الجدول (2)
درجات الحرارة
تختلف درجات الحرارة على سطح الكوكب من كوكب إلى آخر، فالأقرب إلى الشمس أسخن من الأبعد، عدا الزهرة (انظر الجدول 1). ودرجة الحرارة على سطح عطارد تراوح بين -173 ْ و 427 ْ س. درجة الحرارة على سطح الزهرة تقريباً 453 ْ س. ودرجة الحرارة على سطح الأرض تراوح بين -50 ْ و 50 ْ س. ودرجة الحرارة على سطح المريخ تراوح بين - 123 ْ و 47 ْس. ودرجة الحرارة على سطح المشتري تقريباً -153 ْس. ودرجـة الحرارة على سطح زحـل تقريباً -185 ْس. ودرجة الحرارة على سطح أورانوس تقريباً -214 ْس. ودرجة الحرارة على سطح نبتون تقريباً -225 ْس. ودرجة الحرارة على سطح بلوتو تقريباً -236 ْس.
الشكل (4)
الشكل (5)
المسافات المتساوية في أزمنة متساوية
حركة الكواكب
تخضع حركـة الكوكـب ـ حـول الشـمس ـ لقوانين كبلر Johannes Kepler (1571-1630) الثلاثة [ر: كبلر (يوهانس ـ)].
القانون الأول: إن مسارات الكواكب قطوع ناقصة، تقع الشمس في أحد المحرقين (الشكل 4).
القانون الثاني: المساحات التـي يمسحها نصف القطر الشعاعي ـ الذي مبدؤه الشـمس ونهايته الكوكب ـ في أزمنة متساوية؛ تكون متساوية (الشكل 5).
القانون الثالث: إذا كانت P1 وP2 الفترتين الزمنيتين الضروريتين لدورتي الكوكبين A1 و A2 حول الشمس، وكان a1 و a2 نصفي المحورين الكبيرين لمساريهما، فإن: P12/P22 = a13/a23
ويمكن صياغة القانون الثالث بشكل آخر:
إن مربع الفترة الزمنية P- التـي يستغرقها كوكب في دورانه حول الشمس - يساوي مكعب نصف المحور الكبير a لمساره، إذا قدرت a بالوحدات الفلكية AU (الوحدة الفلكية AU هي متوسط بعد الأرض عن الشمس، أي تساوي 149.6×610 كم أي نحو 150 مليون كيلومتر). و P بالسـنوات الأرضية. أي: a3 = P2.
مثال: إن مدة دوران المريخ حول الشمس (السنة المريخية) هي 1.88 سنة، أي 1.88= P؛ ومن ثمّ فإن طول نصف المحور الكبير لمساره هو:
a = (ا1.88)2/3 = 1.52 وحدة فلكية
وإن طول نصف المحور الكبير لمسار بلوتو هو: a = ا39.44 وحدة فلكية astronomical unit؛ ومن ثمّ فإن دوره:
p = (ا39.44)3/2 = 248 سنة
إن القانون الثالث لكبلر يقضي بأن دور الكوكب (مدة دورانه حول الشمس) يزداد مع ازدياد بعده عن الشمس، فدور عطارد هو 58.7 يوماً، في حين دور المريخ هو 686.98 يوماً.
كما أن القانون الثاني يقضي بأن سرعة دوران الكوكب على مساره تتزايد مع اقترابه من الشمس، وتتناقص مع ابتعاده عنها.
كثافة الكواكب
الكواكب الخارجية أقل كثافة من الكواكب الأرضية. والأرض أعلى الكواكب كثافة، وزحل أقلها، حتى إنه يمكن أن يطفو على وجه الماء.
كتلة الكواكب
المشتري أكبر الكواكب كتلة، يليه زحل ثم أورانوس ثم نبتون ثم الأرض ثم الزهرة ثم المريخ ثم بلوتو ثم عطارد (الجدول 2).
قوى الثقالة على الكواكب
إن قوّة الثقالة على سطح المشتري هي أكبر قوى الثقالة على سطح أي من الكواكب. ومع أن زحل وأورانوس ونبتون أكبر كتلة من الأرض، إلا أن لها قوة ثقالة الأرض نفسها تقريباً، وذلك لأن قوة الثقالة المؤثرة في جسم على سطح الكوكب تتناسب طرداً مع كتلة الكوكب وعكساً مع مربع نصف قطر الكوكب، ويبين الجدول (2) بعض الصفات الفيزيائية للكواكب.
كما يدرج في الجدول (3) بعض الصفات الفيزيائية الأخرى AU
الكوكب
البعد عن الشمس
زمن دورة حول الشمس
زمن دورة حول نفسه
الكتلة (كيلوغرام)
القطر (كيلومتر)
عدد الأقمار
عطارد
57.9×610كم
0.39 AU
87.96
يوم أرضي
58.7
يوم أرضي
3.3×2310
4.878
0
الزهرة
108.2×610كم
0.723 AU
224.68
يوم أرضي
243
يوم أرضي
4.87×2410
12.104
0
الأرض
149.6×610كم
1 AU
365.26
يوم أرضي
24
ساعة
5.98×2410
12.756
1
المريخ
227.9×610كم
1.524 AU
686.98
يوم أرضي
24.6
ساعة أرضية
1.026= يوم أرضي
6.42×2310
6.787
2
المشتري
778.3×610كم
5.203 AU
11.862 س2نة أرضية18
9.84
ساعة أرضية
1.90×2710
142.796
18
زحل
1.427.0×610كم
9.539 AU
29.456
سنة أرضية
10.2
ساعة أرضية
5.69×2610
120.660
18
أورانوس
2.871.0×610كم
19.18 AU
84.07
سنة أرضية
17.9
ساعة أرضية
8.68×2510
51.118
15
نبتون
4.497.1×610كم
30.06 AU
164.81
سنة أرضية
19.1 ساعة أرضية
1.02×2610
48.600
2
بلوتو
5.913×610كم
39.53
247.7
سنة أرضية
6.39
يوم أرضي
1.29×2210
2.274
1
الجدول (3)
الكوكب العاشر
في التاسع والعشرين من شهر تموز/يوليو عام 2005 صرح العالم الأمريكي مايك براون Mike Brown من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا California Institute of Technology بأنه اكتشف كوكباً جديداً (عاشراً)، سمي زينا Zena مؤقتاً. وقد تمّ رصده في مرصد بالومار Palomar Observatory القريب من مدينة سان دييغو San Diego في الولايات المتحدة الأمريكية. وهو الكوكب نفسه الذي صوره مرصد جيميني Gemini Observatory في مدينة ماونا كي Mauna Kea على جزر هاواي Hawaii في الحادي والعشرين من شهر تشرين الأول/أكتوبر عام 2003.
هذا الكوكب بعيد نسبيّاً، إذ يبلغ بعده عن الشمس 97 وحدة فلكية. وللمقارنة يذكر أن بعد بلوتو عن الشمس هو 40 وحدة فلكية تقريباً. وقد أعطي الرمز i2003UB313 بانتظار قرار الاعتراف به كوكباً وتسميته من قبل الاتحاد الفلكي الدوليInternational Astronomical Union. حركة هذا الكوكب بطيئة، وحجمه أكبر من بلوتو. لم يتم بعد حساب حجمه بدقة، ولا معرفة مقدار سطوعه.
تابع الفلكيون رصد هذا الكوكب الجديد، فتوصل مرصد جيميني في العاشر من أيلول/سبتمبر عام 2005 إلى اكتشاف تابع له يدور حوله، أطلقوا عليه اسم غابرييل Gabriel، مؤقتاً. ويدور الكوكب زينا وتابعه غابرييل حول الشمس في مدار بعد مدار بلوتو في نطاق يعرف باسم حزام كويبر؛ نسبة للفلكي الألماني جيرار بيتر كويبر (1905 ـ 1973) Gerard Peter Kuiper، وهو نطاق به مذنبات ونيازك وأجرام فضائية أخرى.
يتحرك الكوكب العاشر في مدار غير مألوف يميل 45 درجة على مستوى مدارات الكواكب الأخرى. ومداره إهليلجي حيث يقترب من الشمس إلى مسافة 5.6 مليار كيلومتر، ويتحرك مبتعداً عنها حتى مسافة 14.5 مليار كيلومتر.
ويستغرق زينا 560 سنة أرضية؛ لكي يستكمل دورة واحدة حول الشمس مقارنة ببلوتو الذي يستغرق 250 سنة.
وزينا واحد من ثلاثة أجرام سماوية كبيرة تشبه الكواكب عثر عليها مؤخراً في هذه المنطقة. والحجم مهم للغاية لعدّ الجرم السماوي كوكباً. ويعرف علماء الفلك أن زينا أكبر من بلوتو إلا أنهم لا يستطيعون الجزم بأنه أكبر كتلة منه نظراً لجهلهم بنوع المادة التي يتكون منها. ويعني اكتشاف القمر غابرييل أن لزينا كتلة كافية للاحتفاظ بتابع.
ويقدر أن غابرييل يدور بالقرب من زينا وربما يكمل دورة كل 14 يوماً. وغابرييل هو أكثر خفوتاً من زينا بنحو 60 مرة. واتحاد الفلكيين الدولي الذي يتخذ القرار بشأن عدّ أي جرم سماوي كوكباً يعتبر زينا جرماً عابراً لمدار نبتون بمعنى أن مداره يتقاطع مع مدار نبتون مثل بلوتو. ويشكك كثير من علماء الفلك بما في ذلك براون في عدّ بلوتو كوكباً.
ولكن اكتشاف زينا وحجمه دفعا الاتحاد إلى إعادة النظر في تعريف الكوكب.
إذ يعدّ الاتحاد أن كل الأجرام المكتشفة في نطاق يبعد عن الشمس مسافة تزيد أربعين مرّة على المسافة بين الأرض والشمس «ينظر إليها على أنها جزء من الأجرام المختلفة العابرة لمدار نبتون».
أنور توفيق اللحام
الكوكب
الكوكـب planet جرم سـماوي، صغير نسـبياً، يدور حول الشمس[ر]، أو حـول أي نجـم [ر] آخر، عدا المذنبات [ر: المذنب] comets والنيازك meteoroids والتوابع satellites والكويكبات [ر: الكواكب الصغيرة السيارة] asteroids.
لاحظ الإنسان- منذ العصور القديمة- أن بعض الأجرام السماوية تتغير مواضعها في السماء بالنسبة للنجوم التي تبدو ثابتة في أماكنها. واعتقدوا أنها أجرام تائهة، فأطلق عليها اليونانيون القدماء اسم التائهات (الجوَّالات) wanderers، ثم جاء العرب، فأطلقوا عليها اسم الكواكب.
الشكل (1)
القائمة القديمة للكواكب
في العصور القديمة، قبل اختراع المقراب telescope، وقبل أن يتعرف الإنسان على مفهوم المجموعة الشمسية؛ كان عدد الكواكب (التائهات) سبعة فقط، وهي: القمر وعطارد والزهرة والشمس والمريخ والمشتري وزحل (الشكل 1).
ويوجد بين هذه المجموعة ومجموعة الكواكب التسعة المعروفة حالياً عدد من الاختلافات:
1ـ الأرض هي أحد الكواكب، ولكنها غير مذكورة هنا؛ لأن القدماء كانوا يعتقدون أن الأرض هي مركز الكون، والكلّ يدور حولها.
2ـ أورانوس ونبتون وبلوتو، غير مذكورة فيها، لأن من الصعب- بل من المحال- رؤيتها بالعين المجرّدة، والمرقاب لم يكن قد اخترع بعد إذ إن أورانوس اكتشف عام 1781. أما نبتون وبلوتو فلم يكتشفا إلا بعد اختراع المرقاب: اكتشف الأول عام 1846 والثاني عام 1930.
3ـ الشمس والقمر ليسا من الكواكب، ولكن القدماء ذكروهما بينها؛ لأنهم شاهدوها نقاطًا مضيئة تائهة في السماء تتغير مواضعها النسبية، مثل المريخ والمشتري.
القائمة الحالية للكواكب
الكواكب حالياً هي التسعة المعروفة التي تدور حول الشمس، مرتّبة حسب بعدها عن الشمس، وهي:
عطارد Mercury، الزهرة Venus، الأرض Earth، المريخ Mars، المشتري Jupiter، زحل Saturn، أورانوس Uranus، نبتون Neptune، بلوتو Pluto (الشكل 2).
ويمكن رؤية كل من هذه الكواكب التسعة بوساطة مرقاب بسيط. كما يمكن رؤية كل منها- عدا بلوتو- بأي منظار عادي. وبعضها يمكن رؤيته بالعين المجردة.
الشكل (2)
الفروق الظاهرية بين النجوم والكواكب
إن للكواكب (والشمس والقمر) بعض المشاهدات الخاصة التي تميزها من النجوم، كما هو مبيّن في الجدول (1):
الفروق المشاهدة بين الكواكب والنجوم
الكواكب
النجوم
تتحرك الكواكب بالنسبة للنجوم في الكرة السماوية celestial sphere
المواضع النسبية للنجوم، ثابتة على الكرة السماوية
تبدو الكواكب أقراصاً في المرقاب
تبدو النجوم نقاطًا مضيئة، حتى في المرقاب
لا تتلألأ الكواكب في السماء
تتلألأ النجوم في السماء
تظهر الكواكب دائمًا على مقربة من المسار السنوي الوهمي للشمس ecliptic
تتوزع النجوم على كافة أرجاء الكرة السماوية
الجدول (1)
مقارنة الكواكب من حيث الحجم
المشتري أكبر الكواكب حجماً، يليه زحل ثم أورانوس ثم نبتون ثم الأرض ثم الزهرة ثم المريخ ثم عطارد ثم بلوتو. حتى إن المشتري يمكنه أن يحوي جميع الكواكب داخله.
الشكل (3)
الحجوم النسبية للكواكب بالنسبة إلى الشمس
تصنيف الكواكب
تصنف الكواكب تبعاً للمسافة الفاصلة بينها وبين الشمس، أو تبعاً لحجمها أو تبعاً لبنيتها:
1) الكواكب الدنيا inferior planets، وهي الكواكب التي تتحرك داخل مدار الأرض. وهي: عطارد والزهرة.
2) الكواكب العظمى superior planets، وهي الكواكب التي تتحرك خارج مدار الأرض، وهي: المريخ والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون وبلوتو.
3) الكواكب الداخلية inner planets، وهي الكواكب التي تتحرك بين الشمس وحزام الكويكبات K وهي: عطارد والزهرة والأرض والمريخ.
4) الكواكب الخارجية outer planets، وهي الكواكب التي تتحرك خارج حزام الكويكبات، وهي: المشتري وزحل وأورانوس ونبتون وبلوتو.
ويمكن تصنيف الكواكب التسعة إلى مجموعتين رئيستين:
1) الكواكب الأرضية terrestrial planets وهي مجموعة الكواكب الصغيرة الكثيفة الصخرية؛ وهي: عطارد والزهرة والأرض والمريخ وبلوتو.
2) الكواكب العملاقة ذات البنية الغازية gas-giant planets وهي: المشتري وزحل وأورانوس ونبتون، وهي مجموعة الكواكب الخارجية عدا بلوتو. وتدعى أيضاً كواكب جوفيان Jovian Planets.
التوابع (الأقمار)
إن لكل من الكواكب: الأرض والمريخ والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون، تابعاً satellite أو قمراً moon أو أكثر يدور حوله، ويدور معه حول الشمس (الجدول 2).
الكوكب
الحجم
نسبة لحجم الأرض
الكتلة
نسبة لكتلة الأرض
الكثافة الحجمية
غرام/سم3
متوسط السرعة
كيلومتر/الثانية
درجة الحرارة على السطح مقاسة بالدرجة المؤية (سْ)
عطارد
0.055
0.053
5.6
47.89
-173 إلى 427
الزهرة
0.87
0.815
5.2
35.03
453
الأرض
1.00
1.000
5.52
29.79
-50 إلى 50
المريخ
0.150
0.107
3.95
24.13
-123 إلى 47
المشتري
1317
317.89
1.33
13.06
-153
زحل
762
95.15
0.69
9.64
-185
أورانوس
67
14.54
1.30
6.81
-214
نبتون
58
17.23
1.64
5.43
-225
بلوتو
0.12
0.002
0.8
4.74
-236
الجدول (2)
درجات الحرارة
تختلف درجات الحرارة على سطح الكوكب من كوكب إلى آخر، فالأقرب إلى الشمس أسخن من الأبعد، عدا الزهرة (انظر الجدول 1). ودرجة الحرارة على سطح عطارد تراوح بين -173 ْ و 427 ْ س. درجة الحرارة على سطح الزهرة تقريباً 453 ْ س. ودرجة الحرارة على سطح الأرض تراوح بين -50 ْ و 50 ْ س. ودرجة الحرارة على سطح المريخ تراوح بين - 123 ْ و 47 ْس. ودرجة الحرارة على سطح المشتري تقريباً -153 ْس. ودرجـة الحرارة على سطح زحـل تقريباً -185 ْس. ودرجة الحرارة على سطح أورانوس تقريباً -214 ْس. ودرجة الحرارة على سطح نبتون تقريباً -225 ْس. ودرجة الحرارة على سطح بلوتو تقريباً -236 ْس.
الشكل (4)
الشكل (5)
المسافات المتساوية في أزمنة متساوية
حركة الكواكب
تخضع حركـة الكوكـب ـ حـول الشـمس ـ لقوانين كبلر Johannes Kepler (1571-1630) الثلاثة [ر: كبلر (يوهانس ـ)].
القانون الأول: إن مسارات الكواكب قطوع ناقصة، تقع الشمس في أحد المحرقين (الشكل 4).
القانون الثاني: المساحات التـي يمسحها نصف القطر الشعاعي ـ الذي مبدؤه الشـمس ونهايته الكوكب ـ في أزمنة متساوية؛ تكون متساوية (الشكل 5).
القانون الثالث: إذا كانت P1 وP2 الفترتين الزمنيتين الضروريتين لدورتي الكوكبين A1 و A2 حول الشمس، وكان a1 و a2 نصفي المحورين الكبيرين لمساريهما، فإن: P12/P22 = a13/a23
ويمكن صياغة القانون الثالث بشكل آخر:
إن مربع الفترة الزمنية P- التـي يستغرقها كوكب في دورانه حول الشمس - يساوي مكعب نصف المحور الكبير a لمساره، إذا قدرت a بالوحدات الفلكية AU (الوحدة الفلكية AU هي متوسط بعد الأرض عن الشمس، أي تساوي 149.6×610 كم أي نحو 150 مليون كيلومتر). و P بالسـنوات الأرضية. أي: a3 = P2.
مثال: إن مدة دوران المريخ حول الشمس (السنة المريخية) هي 1.88 سنة، أي 1.88= P؛ ومن ثمّ فإن طول نصف المحور الكبير لمساره هو:
a = (ا1.88)2/3 = 1.52 وحدة فلكية
وإن طول نصف المحور الكبير لمسار بلوتو هو: a = ا39.44 وحدة فلكية astronomical unit؛ ومن ثمّ فإن دوره:
p = (ا39.44)3/2 = 248 سنة
إن القانون الثالث لكبلر يقضي بأن دور الكوكب (مدة دورانه حول الشمس) يزداد مع ازدياد بعده عن الشمس، فدور عطارد هو 58.7 يوماً، في حين دور المريخ هو 686.98 يوماً.
كما أن القانون الثاني يقضي بأن سرعة دوران الكوكب على مساره تتزايد مع اقترابه من الشمس، وتتناقص مع ابتعاده عنها.
كثافة الكواكب
الكواكب الخارجية أقل كثافة من الكواكب الأرضية. والأرض أعلى الكواكب كثافة، وزحل أقلها، حتى إنه يمكن أن يطفو على وجه الماء.
كتلة الكواكب
المشتري أكبر الكواكب كتلة، يليه زحل ثم أورانوس ثم نبتون ثم الأرض ثم الزهرة ثم المريخ ثم بلوتو ثم عطارد (الجدول 2).
قوى الثقالة على الكواكب
إن قوّة الثقالة على سطح المشتري هي أكبر قوى الثقالة على سطح أي من الكواكب. ومع أن زحل وأورانوس ونبتون أكبر كتلة من الأرض، إلا أن لها قوة ثقالة الأرض نفسها تقريباً، وذلك لأن قوة الثقالة المؤثرة في جسم على سطح الكوكب تتناسب طرداً مع كتلة الكوكب وعكساً مع مربع نصف قطر الكوكب، ويبين الجدول (2) بعض الصفات الفيزيائية للكواكب.
كما يدرج في الجدول (3) بعض الصفات الفيزيائية الأخرى AU
الكوكب
البعد عن الشمس
زمن دورة حول الشمس
زمن دورة حول نفسه
الكتلة (كيلوغرام)
القطر (كيلومتر)
عدد الأقمار
عطارد
57.9×610كم
0.39 AU
87.96
يوم أرضي
58.7
يوم أرضي
3.3×2310
4.878
0
الزهرة
108.2×610كم
0.723 AU
224.68
يوم أرضي
243
يوم أرضي
4.87×2410
12.104
0
الأرض
149.6×610كم
1 AU
365.26
يوم أرضي
24
ساعة
5.98×2410
12.756
1
المريخ
227.9×610كم
1.524 AU
686.98
يوم أرضي
24.6
ساعة أرضية
1.026= يوم أرضي
6.42×2310
6.787
2
المشتري
778.3×610كم
5.203 AU
11.862 س2نة أرضية18
9.84
ساعة أرضية
1.90×2710
142.796
18
زحل
1.427.0×610كم
9.539 AU
29.456
سنة أرضية
10.2
ساعة أرضية
5.69×2610
120.660
18
أورانوس
2.871.0×610كم
19.18 AU
84.07
سنة أرضية
17.9
ساعة أرضية
8.68×2510
51.118
15
نبتون
4.497.1×610كم
30.06 AU
164.81
سنة أرضية
19.1 ساعة أرضية
1.02×2610
48.600
2
بلوتو
5.913×610كم
39.53
247.7
سنة أرضية
6.39
يوم أرضي
1.29×2210
2.274
1
الجدول (3)
الكوكب العاشر
في التاسع والعشرين من شهر تموز/يوليو عام 2005 صرح العالم الأمريكي مايك براون Mike Brown من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا California Institute of Technology بأنه اكتشف كوكباً جديداً (عاشراً)، سمي زينا Zena مؤقتاً. وقد تمّ رصده في مرصد بالومار Palomar Observatory القريب من مدينة سان دييغو San Diego في الولايات المتحدة الأمريكية. وهو الكوكب نفسه الذي صوره مرصد جيميني Gemini Observatory في مدينة ماونا كي Mauna Kea على جزر هاواي Hawaii في الحادي والعشرين من شهر تشرين الأول/أكتوبر عام 2003.
هذا الكوكب بعيد نسبيّاً، إذ يبلغ بعده عن الشمس 97 وحدة فلكية. وللمقارنة يذكر أن بعد بلوتو عن الشمس هو 40 وحدة فلكية تقريباً. وقد أعطي الرمز i2003UB313 بانتظار قرار الاعتراف به كوكباً وتسميته من قبل الاتحاد الفلكي الدوليInternational Astronomical Union. حركة هذا الكوكب بطيئة، وحجمه أكبر من بلوتو. لم يتم بعد حساب حجمه بدقة، ولا معرفة مقدار سطوعه.
تابع الفلكيون رصد هذا الكوكب الجديد، فتوصل مرصد جيميني في العاشر من أيلول/سبتمبر عام 2005 إلى اكتشاف تابع له يدور حوله، أطلقوا عليه اسم غابرييل Gabriel، مؤقتاً. ويدور الكوكب زينا وتابعه غابرييل حول الشمس في مدار بعد مدار بلوتو في نطاق يعرف باسم حزام كويبر؛ نسبة للفلكي الألماني جيرار بيتر كويبر (1905 ـ 1973) Gerard Peter Kuiper، وهو نطاق به مذنبات ونيازك وأجرام فضائية أخرى.
يتحرك الكوكب العاشر في مدار غير مألوف يميل 45 درجة على مستوى مدارات الكواكب الأخرى. ومداره إهليلجي حيث يقترب من الشمس إلى مسافة 5.6 مليار كيلومتر، ويتحرك مبتعداً عنها حتى مسافة 14.5 مليار كيلومتر.
ويستغرق زينا 560 سنة أرضية؛ لكي يستكمل دورة واحدة حول الشمس مقارنة ببلوتو الذي يستغرق 250 سنة.
وزينا واحد من ثلاثة أجرام سماوية كبيرة تشبه الكواكب عثر عليها مؤخراً في هذه المنطقة. والحجم مهم للغاية لعدّ الجرم السماوي كوكباً. ويعرف علماء الفلك أن زينا أكبر من بلوتو إلا أنهم لا يستطيعون الجزم بأنه أكبر كتلة منه نظراً لجهلهم بنوع المادة التي يتكون منها. ويعني اكتشاف القمر غابرييل أن لزينا كتلة كافية للاحتفاظ بتابع.
ويقدر أن غابرييل يدور بالقرب من زينا وربما يكمل دورة كل 14 يوماً. وغابرييل هو أكثر خفوتاً من زينا بنحو 60 مرة. واتحاد الفلكيين الدولي الذي يتخذ القرار بشأن عدّ أي جرم سماوي كوكباً يعتبر زينا جرماً عابراً لمدار نبتون بمعنى أن مداره يتقاطع مع مدار نبتون مثل بلوتو. ويشكك كثير من علماء الفلك بما في ذلك براون في عدّ بلوتو كوكباً.
ولكن اكتشاف زينا وحجمه دفعا الاتحاد إلى إعادة النظر في تعريف الكوكب.
إذ يعدّ الاتحاد أن كل الأجرام المكتشفة في نطاق يبعد عن الشمس مسافة تزيد أربعين مرّة على المسافة بين الأرض والشمس «ينظر إليها على أنها جزء من الأجرام المختلفة العابرة لمدار نبتون».
أنور توفيق اللحام