محاسبه تعداد گردش‌های سیارات منظومه سمشی به دور خورشید در ۴.۶ میلیارد سال گذشته

به گزارش مجله خبری نگار، منظومه شمسی ما متشکل از خورشید و هشت سیاره است که به دور آن در حرکتند. این هشت سیاره عبارتند از: عطارد، زهره، زمین، مشتری، مریخ، زحل، اورانوس و نپتون. البته پنج سیاره‌ی کوتوله‌ی نیز تاکنون شناخته‌شده است: سرس، پلوتون، هائومیا، ماکی‌ماکی و اریس. در طول ۴.۶ میلیارد سال گذشته، این سیارات بار‌ها و بار‌ها به دور خورشید گردیده اند. در این مقاله به بررسی تعداد دور‌هایی که هر یک از این هشت سیاره طی ۴.۶ میلیارد سال به دور خورشید زده‌اند، خواهیم پرداخت.

خبرآنلاین: زمانی که روی سطح کره زمین ایستاده‌اید، به راحتی فراموش می‌کنید که سیاره ما با سرعتی بیش از ۱۰۷ هزار کیلومتر بر ساعت، به دور خورشید می‌چرخد و طبیعتا به این موضوع فکر هم نمی‌کنید که هفت سیاره دیگر موجود در منظومه شمسی نیز با سرعت‌های سرسام‌آوری به دور ستاره بزرگ منظومه‌مان در حال گردشند. جالب اینجاست که هر هشت سیاره، میلیارد‌ها سال است که بی‌وقفه به این چرخش ادامه می‌دهند.

اما حالا ممکن است این سوال به ذهنتان خطور کند که هر یک از این سیارات در کمربند مداری‌شان، چند بار به دور خورشید گشته‌اند. شاید محاسبه این موضوع مشکل به نظر برسد؛ اما از آنجا که در طول عمر هر یک از این سیارات، مدار هر یک از آن‌ها تقریبا بدون تغییر باقی مانده، با اتکا به دانش ابتدایی ریاضی به راحتی می‌توان این موضوع را محاسبه کرد.

تولد سیارات منظومه شمسی

منظومه شمسی ما ۴.۶ میلیارد سال پیش متولد شد؛ در آن زمان خورشید، از ابری از غبار به جای مانده از انفجار‌های ستاره قبلی شروع به شکل‌گیری کرد. حدود ۴.۵۹ میلیارد سال پیش، سیارات غول‌پیکر منظومه ما، یعنی مشتری، زحل، اورانوس و نپتون متولد شدند و به گفته انجمن سیاره‌ای، سیارات سنگی کوچکتر یعنی عطارد، زهره، زمین و مریخ در حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش شکل گرفتند.

اما در زمان تولد این سیارات، مدار‌های آن‌ها به دور خورشید، به شکل امروزی نبود (مخصوصا مدار‌های سیارات غول‌پیکر). طبق توضیح شان ریموند، ستاره‌شناس آزمایشگاه اخترفیزیک بوردو در فرانسه و کارشناس سیستم‌های سیاره‌ای: «حدود ۱۰۰ میلیون سال بعد از شکل‌گیری نخستین سیاره‌ها، یک ناپایداری دینامیکی در بین آن‌ها وجود داشت که منجر به یک کشمکش گرانشی بین این سیارات بزرگ شده و در نتیجه آن، بقیه مواد سیاره‌ای بیرونی منظومه شمسی و حتی برخی از پیش‌سیاره‌های نوظهور، از منظومه شمسی بیرون رانده شدند.»

البته زمانی که تمام سیارات متولد شده و درگیری‌هایشان برسر موقعیت‌ها به پایان رسید، آن‌ها در مدار‌های ثابت و پایداری قرار گرفتند که از آن زمان تاکنون تغییر چندانی نکرده اند.

محاسبه تعداد دفعات سفر سیارات به دور خورشید

ریموند ادامه داد: «در طول ۹۸% تا ۹۹% از عمر منظومه شمسی، مدار سیارات خوب و پایدار بوده.» در نتیجه، می‌توان از دینامیک فعلی سیارات برای محاسبه دقیق اینکه هر یک از آن‌ها چند دور به دور خورشید چرخیده‌اند، بهره برد. به عنوان مثال، زمین را در نظر بگیرید. کره زمین یک سال طول می‌کشد تا به دور خورشید بچرخد و ۴.۵ میلیارد سال است که متولد شده، بنابراین ۴.۵ میلیارد بار دور خورشید چرخیده است.

با این حال، تعداد کل مدار‌ها در سیارات دیگر متفاوت است؛ چرا که سال‌ها در سیارات دیگر، کوتاه‌تر یا طولانی‌تر از سال زمینی است.

به عنوان مثال، عطارد که نزدیکترین سیاره به خورشید است، هر ۸۸ روز یکبار (یا ۰.۲۴ سال بر مبنای یک سال ۳۶۵.۲۵ روزه زمینی) به دور خورشید می‌چرخد. پس در ۴.۵ میلیارد سالی که از تولدش می‌گذرد، ۱۸.۷ میلیارد بار به دور خورشید چرخیده است. از سوی دیگر نپتون، دورترین سیاره به خورشید، هر ۶۰۱۹۰ روز (یا هر ۱۶۴.۷ سال زمینی)، یک دور مدارش به دور خورشید را تکمیل می‌کند. این بدان معناست که تا به امروز و از زمان تولدش تنها ۲۷.۹ میلیون سفر به دور خورشید داشته است.

این لیست کامل سیارات منظومه‌شمسی، طول عمر و تعداد کل سفر‌های آن‌ها به دور خورشید است:

این اعداد حیرت‌انگیز هستند؛ اما باید این را در نظر داشت که بیشتر سیارات می‌توانند تعداد مدارهایشان را در طول عمر باقی مانده خود دو برابر کنند.

در طول حدود ۴.۵ میلیارد سال آینده، خورشید به سمت بیرون بزرگتر می‌شود و در نهایت به مدار زمین می‌رسد و به یک ستاره کوتوله قرمز تبدیل خواهد شد و در نتیجه عطارد، زهره و زمین را نابود خواهد کرد. اگر سیاراتی که پشت سر کره زمین قرار دارند (مریخ، مشتری، زحل، اورانوس و نپتون)، در این فرآیند نسوزند ممکن است برای مدتی زنده بمانند، اما احتمالا مدار آن‌ها به شکلی عمده تغییر خواهد کرد.

منبع:روزیاتو