كوكب

الإخلاء المداري

الخصائص الفيزيائية

من جانب آخر، من الخصائص الحركية المميزة للكوكب أنه يقوم بإخلاء مداره. ويقصد بالإخلاء المداري أن كتلة الكوكب قد زادت بما يكفي لجذب الكواكب الجنينية الكائنة في مداره إليه أو طردها خارجه. فدوران الكوكب حول نجمه في مداره بمفرده يختلف بالطبع عن مشاركته هذا المدار مع الكثير من الأجرام الأخرى الشبيهة له في الحجم. هذا وقد أضيفت هذه الخاصية كجزء من تعريف 2006 للكوكب وهو التعريف الرسمي الصادر عن الاتحاد الفلكي الدولي في أغسطس من عام 2006. وفي حين أن هذه الخاصية لا تنطبق حتى يومنا هذا إلا على المجموعة الشمسية، فإن هناك عددًا من الكواكب خارج المجموعة الشمسية ثبت فيها أن ظاهرة الإخلاء المداري تحدث في مداراتها قرصية الشكل.

الدوران

ومن جهة أخرى، لا زالت مدة دوران الكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية حول محورها غير معلومة. ولكن قربها من نجومها يعني أن كواكب المشترى الحارة تتزامن دورتها حول محورها مع دورتها حول نجمها. وهذا بدوره يعني أن وجه واحد منها فقط يقابل نجمها، فيكون على جانب منها نهار سرمدي، في حين يكون الجانب الآخر في ليل سرمدي.

ومن جهة أخرى، تدور الكواكب كذلك حول محاور وهمية عبر مراكزها. وتمثل فترة دوران الكوكب حول محوره "اليوم" على هذا الكوكب. وتدور جميع الكواكب في المجموعة الشمسية في عكس اتجاه عقارب الساعة، فيما عدا أورانوس؛ حيث يدور في اتجاه عقارب الساعة (يدور كوكب أورانوس في عكس اتجاه عقارب الساعة كذلك. فنظرًا لميل محوره بصورة كبيرة للغاية، فيمكن القول إنه يدور في اتجاه عقارب الساعة أو عكسها، فمن الممكن أن نقول إنه يميل بزاوية 82 درجة من المدار الشمسي في اتجاه ما أو نقول إنه يميل بزاوية 98 درجة في الاتجاه المقابل). هذا وتتفاوت الكواكب بصورة كبيرة في طول يوم كل منها، فها هو كوكب الزهرة يستغرق في دورته حول محوره 243 يومًا من أيام الأرض، في حين لا تتعدى مدة هذه الدورة بضع ساعات في الكواكب الغازية العملاقة.

الحضارة العربية

علاوةً على ذلك، عند العرب الكواكب السيارة هو الاسم القديم للكواكب التي تُرَى من الأرض متجولة بين النجوم. وقد سُميت «سيارة» لأن العرب القدماء كانوا يُسمون كل النقاط اللامعة في السماء بـ«الكواكب». ولكن لاحظوا أن بعضها يتحرك باستمرار عبر السماء غير حركة دوران القبة السماوية الناتجة عن دوران الأرض حول نفسها. ولذلك فقد سموا المتحركة منها بـ«الكواكب السيارة» (والتي تُسمى اليوم «الكواكب») والثابتة بـ«الكواكب الثابتة» (والتي تسمى اليوم «النجوم»). العرب لم يَعتبروها آلهة كالإغريق بالرغم من أنهم عظّموها، فالمشتري أخذ اسمه لأنه اشترى العظمة لنفسه. وقد كان للمشتري والزهرة أهمية خاصة عندهم للمعانهما الشديد.

الكواكب القزمة

وفي هذا الصدد، حسب ما جاء في التعريف، فإن كل كوكب من الكواكب القزمة ينتمي لمجموعة كبيرة من الأجرام. فكوكب سيريز هو أكبر جرم سماوي في حزام الكويكبات وبلوتو وماكيماكي ينتميان إلى حزام كوبير، في حين أن إيريس يتبع مجموعة الكويكبات المتفرقة قرصية الشكل. يذكر بعض العلماء وعلى رأسهم العالم مايكل مايك براون أنه عما قريب سيتم اكتشاف أكثر من أربعين جرما سماويا يدور حول كوكب نبتون ويمكن اعتبارها من الكواكب القزمة بموجب التعريف الحديث الذي وضعه الاتحاد الفلكي الدولي.

من جانب آخر، قبل صدور قرار شهر أغسطس لعام 2006، قدم علماء الفلك الكثير من الأجرام السماوية على أنها كواكب، بما في ذلك الاتحاد الفلكي الدولي. مع ذلك، تمت إعادة تصنيف هذه الأجرام في سنة 2006 على أنها كواكب قزمة للتفرقة بينها وبين الكواكب العادية. وقد أقر الاتحاد الفلكي الدولي دخول خمسة كواكب قزمة ضمن المجموعة الشمسية وهي سيريز وبلوتو وهوميا وماكيماكي وإيريس. من ناحية أخرى، هناك أجرام أخرى عديدة في حزام الكويكبات وحزام كوبير لا زالت قيد الدراسة يمكن القول إن خمسين منها يحتمل ضمها لفئة الكواكب القزمة فيما بعد. ويذكر كذلك أنه من المتوقع اكتشاف ما يصل إلى 200 كوكب قزم بمجرد استكشاف حزام كوبير بالكامل. تشترك الكواكب القزمة مع الكواكب العادية في كثير من الخصائص ـ على الرغم من ما بينها من اختلافات واضحة منها أن جميعها كواكب تابعة في مدارها.

الغلاف المغناطيسي

وعلى صعيد آخر، في عام 2004، رصد فريق من علماء الفلك في هاواي كوكبًا خارج المجموعة الشمسية يدور حول النجم HD 179949 تاركا بقعة شمسية على سطح نجمه. وقد افترض فريق العلماء أن الغلاف المغناطيسي للكوكب ينقل الطاقة إلى سطح هذا النجم، فتزيد درجة حرارته العالية والتي تصل إلى 7,760 درجة مئوية بمقدار 400 درجة مئوية.

ومن ناحية أخرى، من الخصائص المهمة للكواكب عزمها المغناطيسية الذي يعد السبب في ظهور الأغلفة المغناطيسية. فتكوّن مجال مغناطيسي يشير إلى أن الكوكب لا يزال نشطًا من الناحية الجيولوجية. وبعبارة أخرى، فالكواكب ذات الطبيعة المغناطيسية تتدفق داخلها مواد موصلة كهربيا، فتنشأ مجالات مغناطيسية. وهذه المجالات من شأنها أن تغير من نمط التفاعل بين الكوكب والرياح الشمسية. وعندها، يقوم الكوكب الممغنط بعمل تجويف حول نفسه في الرياح الشمسية لا يمكن للرياح اختراقه يسمى بـ «الغلاف المغناطيسي». من الممكن أن يكون هذا الغلاف المغناطيسي أكبر من الكوكب في حد ذاته. وعلى النقيض، للكواكب غير الممغنطة أغلفة مغناطيسية صغيرة تنتج عن التفاعل بين طبقة الأيونوسفير (الغلاف الجوي المتأين) والرياح الشمسية ولا يمكنها حماية الكوكب بأي شكل من الأشكال. فضلاً عن ذلك، إن قمر كوكب المشترى جانيميد له مجاله المغناطيسي الخاص به. ويعتبر المجال المغناطيسي الخاص بكوكب عطارد هو أضعف المجالات المغناطيسية على مستوى الكواكب ذات المجال المغناطيسي، ولذا، فهو بالكاد يستطيع مقاومة الرياح الشمسية. أما عن المجال المغناطيسي الخاص بالقمر جانيميد، فهو قوي بدرجة كبيرة غير أن المجال المغناطيسي لكوكب المشترى هو الأقوى من بين المجالات المغناطيسية في المجموعة الشمسية كلها (المجال المغناطيسي قوي للغاية لدرجة أنه يشكل خطرًا حقيقيًا على رحلات الفضاء المستقبلية للبشر إلى قمره). في حين أن المجالات المغناطيسية للكواكب الغازية العملاقة الأخرى تشبه كثيرًا قوة المجال المغناطيسي للأرض، ولكن طبيعتهم المغناطيسية أكبر بكثير. كذا، انحرفت المجالات المغناطيسية للكوكبين أورانوس ونبتون بالنسبة لمحور الدوران وخرج مكانها عن مركز الكوكب.

الكواكب القمرية وكواكب الحزام

علاوةً على ذلك، بعض الأقمار الكبيرة (قمر) لها نفس الحجم أو أكبر من كوكب عطارد، مثلًا كوكب المشتري لديه قمران كبيران وهما الجليل وتيتان. جادل آلان ستيرن بأن الموقع لا يهم وأن السمات الجيوفيزيائية هي فقط التي يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار في تعريف الكوكب، ويقترح مصطلح كوكب القمر إذا كان بحجم الكوكب. وبالمثل، ينبغي اعتبار الكواكب القزمة في حزام الكويكبات وحزام كويبر كواكب بحسب نظرية لستيرن.

الكوكب

جسم سماوي في مدار حول الشمس.

علاوةً على ذلك، بحسب هذا التعريف تتكون المجموعة الشمسية من ثمانية كواكب. أما الأجرام التي ينطبق عليها الشرطان الأول والثاني فقط (مثل، بلوتو وماكيماكي وإيريس) فصنفت على أنها "كواكب قزمة"، بشرط ألا تكون أقمارا تابعة لكواكب أخرى. وقد قامت لجنة تابعة للاتحاد الفلكي الدولي بتقديم تعريف آخر تضمن عدداً أكبر من الكواكب. وبعد مناقشات عديدة، تم الاتفاق على استبعاد تلك الأجرام السماوية وتصنيفها على أنها «كواكب قزمة».

إضافةً إلى ذلك، الكواكب الثمانية هي: عطارد، الزهرة، الأرض، المريخ، المشتري، زحل، أورانوس ونبتون.

وضوح مداره.

وفي هذا السياق، لديه كتلة كافية لجاذبيته الذاتية للتغلب على قوى الجسم الصلبة بحيث يفترض شكل توازن هيدروستاتيكي (دائري على وجه التقريب).

ومن ناحية أخرى، «المنتج النهائي لتراكم القرص الثانوي هو عدد صغير من الأجسام الكبيرة نسبيا (الكواكب) في المدارات غير المتقاطعة أو الرنانة، والتي تمنع الاصطدامات بينها. الكواكب الصغيرة والمذنبات، بما في ذلك كائنات حزام كايبر، تختلف عن الكواكب من حيث أنها يمكن أن تصطدم مع بعضها البعض ومع الكواكب».

في هذا الإطار، ويعتمد هذا التعريف أساساً على نظريات تكوين الكواكب، والتي تمكنت فيها الكواكب في أثناء مراحل تكوينها الأولى من إخلاء مدارها من الأجرام السماوية الأخرى الأصغر حجمًا. ويصف عالم الفلك «ستيفين سوتير» ذلك قائلاً:

كذلك، وبعد التصويت الذي جرى خلال انعقاد الجمعية العمومية للاتحاد الفلكي الدولي في سنة 2006، ثار جدل شديد ومناقشات حادة حول ذلك التعريف، بل إن بعض علماء الفلك قد صرحوا بأنهم لن يستعملوه مطلقا. ويتركز هذا الخلاف حول الشرط (3) من تعريف الكوكب الخاص بوضوح مداره، حيث يرجح كثير من العلماء حذف ذلك الشرط، وأن ما يُطلق عليها الآن «الكواكب القزمة» يجب أن يشملها التعريف الخاص بمصطلح كوكب. أما على الصعيد غير العلمي، فقد نال بلوتو ما يستحقه من اهتمام واعتباره كوكباً منذ اكتشافه عام 1930. وقد ذُكر إيريس في وسائل الإعلام بعد اكتشافه بأنه الكوكب العاشر في المجموعة الشمسية، مما أثار انتباه وسائل الإعلام والرأي العام بشدة عندما تم تصنيفه ضمن ثلاثة كواكب أخرى بأنه «كوكب قزم».

الأقزام شبه البني

وفي هذا الصدد، تتشكل النجوم عبر الانهيار التثاقلي غيوم الغاز، لكن الأجسام الأصغر قد تتشكل كذلك من خلال انهيار السحب. في بعض الأحيان تسمى الأجسام ذات الكتل الكوكبية المشكلة بهذه الطريقة أقزام شبه بنية. قد تكون الأقزام ذات البنية عائمة تماما مثل Cha 110913-773444 وOTS 44 أو تدور حول كائن أكبر مثل 2MASS J04414489+2301513.

في هذا الإطار، نظريا الأقزام الشبه بنية ممكنة نظريا. كان يُعتقد في البداية أن Oph 162225-240515 كان نظاما ثنائيا لقزم بني مكون من 14 كتلة جوبيتر وقزم دون بني يتكون من 7 كتل جوبيتر، لكن ملاحظات إضافية قامت بمراجعة الكتل المقدرة لأعلى من 13 كتلة جوبيتر، مما يجعلها أقزام بنية بحسب تعريفات الاتحاد الفلكي الدولي.

الكواكب المارقة

وفي هذا الصدد، تم إجراء الكثير من عمليات المحاكاة الحاسوبية للنجوم والكواكب وتم استنتاج النتائج من عملية المحاكاة بأن بعض كتل الكواكب سيتم طردها بين النجوم مع الزمن. جادل بعض العلماء بأن مثل هذه الأشياء التي وجدت بواسطة المحاكاة الحاسوبية يجب أن تصنف على أنها «كواكب»، على الرغم من أن بعض العلماء اقترحوا أن يطلق عليها كواكب أقزام بنية ذات كتلة منخفضة.

الكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية

كذلك، يحتوي نظام كيبلر-11 على خمس كواكب وجميع مداراتها أقصر بكثير من مدار كوكب عطارد حول الشمس، بالرغم من ان جميعها أكبر بكثير من عطارد. نبتون عند 30 وحدة فلكية من الشمس ويستغرق مداره حول الشمس نحو 165 عام، لكن يوجد كواكب خارج المجموعة الشمسية تبعد بمئات الوحدات الفلكية من نجمها وتستغرق أكثر من ألف عام لإنهاء مدارها، مثلًا 1RXS1609b.

كذلك، ملاحظة: من المتوقع أن يتم إطلاق التلسكوب الفضائي جيمس ويب لدراسة الكواكب الخارجية في سنة 2021.

من جانب آخر، وقد تم إطلاق التلسكوبات الفضائية التالية لدراسة الكواكب الخارجية التي تم التقاطها بواسطة مسبار غايا في ديسمبر 2013، وهي:

القمر الصناعي TESS في 2018.

علاوةً على ذلك، تم اكتشاف أول كوكب خارج المجموعة الشمسية يدور حول نجم ذي متتابعة رئيسية في 6 أكتوبر 1995م، عندما أعلن العالمين «ميشيل مايور» و«ديديه كويلوز» الأستاذين بجامعة جنيف اكتشاف كوكب خارجي يدور حول نجم ذي متتابعة رئيسية فرس أعظم 51 بي. ولقد كان حجم أغلب الكواكب التي تم اكتشافها خارج المجموعة الشمسية في فبراير 2009 والتي يبلغ عددها 342 كوكبا يقترب من حجم كوكب المشتري أو يزيد عنه، ذلك على الرغم من رصد كواكب تتراوح أحجامها بين ما هو أقل من كوكب عطارد وما هو أكبر من المشترى عدة مرات. إضافةً إلى ذلك، إن أصغر كواكب تم اكتشافها خارج المجموعة الشمسية حتى يومنا هذا هي مجموعة الكواكب التي تم رصدها تدور حول آثار نجم محترق ويطلق عليها مجموعة نجوم الطارق، مثل PSR B1257+12. / لقد تم اكتشاف نحو 12 كوكبا خارج المجموعة الشمسية تبلغ كتلتها ضعف كتلة الأرض بمقدار يتراوح بين 10 و20 مرة، وذلك مثل تلك الكواكب التي تدور حول النجوم ميو آرا والسرطان 55 وغليزا 436b. وقد أطلق على هذه الكواكب اسم «النبتونيات» نظرا لاقتراب كتلتها من كتلة كوكب نبتون (حيث تبلغ ضعف كتلة الأرض 17 مرة). هذا وهناك فئة أخرى جديدة من الكواكب تسمى "الأراضي العظيمة" وهي عبارة عن كواكب صخرية أكبر من الأرض بكثير ولكنها أصغر من نبتون أو أورانوس. تجدر الإشارة أنه تم اكتشاف ما يقارب ستة أراضٍ عظيمة حتى يومنا هذا وهي كوكب غلييز 876 ب والذي يبلغ ضعف كتلة الأرض ستة مرات، وكوكب OGLE-2005-BLG-390Lb وMOA-2007-BLG-192Lb هما كوكبان جليديان تم اكتشافهما عن طريق العدسية الدقيقة للجاذبية. ومن ضمن هذه الكواكب الست كذلك كوكب كوروت-إكسو-7ب وهو كوكب يقدر قطره بضعف قطر كوكب الأرض بمقدار 1.7 مرة (وهو بذلك يكون أصغر الأراضي العظيمة المُكتشفة حتى الآن) ولكن تقدر مسافة مداره بـ 0.02 وحدة فلكية فقط مما يعني أن سطحه قابل للذوبان عند درجات حرارة تتراوح بين 1000-1500 درجة مئوية. وأخيرا، هناك كوكبان من هذه الكواكب يدوران حول القزم الأحمر غلييزا 581. تبلغ كتلة غليزا 581 دي ضعف كتلة الأرض بمقدار 7.7 مرة، بينما تبلغ كتلة غليزا 581 سي خمس أضعاف كتلة الأرض الذي كان يعتقد في البداية أنه أول كوكب صخري تم اكتشافه يمكن وجود حياة عليه. مع ذلك، كشفت دراسات تفصيلية أنه قريب للنجم التابع له للغاية بدرجة تجعله غير صالح لإقامة حياة عليه، في حين أن كوكب غليزا 581 دي أبعد كوكب في المجموعة على الرغم من أن طقسه أكثر برودة من طقس الأرض، فإنه من الممكن أن توجد حياة عليه إذا كان غلافه الجوي يحتوي على غازات صوب زراعية كافية.

المسبار الأوربي CHEOPS في 2018.

كذلك، من هنا يتضح تماما ما إذا كانت الكواكب الكبيرة حديثة الاكتشاف تشبه الكواكب الغازية العملاقة في المجموعة الشمسية أو تشبه نوع آخر مختلف تمامًا لم يعرف بعد، مثل الكواكب الكربونية أو كواكب الأمونيا العملاقة. وعلى العموم، تدور بعض الكواكب التي تم اكتشافها حديثًا، والمعروفة باسم كواكب المشترى الحارة، بالقرب من النجوم الأم في مدارات دائرية إلى حد ما. وبالتالي، تصلها إشعاعات نجمية بنسبة أكبر من تلك التي تصل الكواكب الغازية العملاقة في المجموعة الشمسية، الأمر الذي يترك المجال مفتوحًا للجدال حول ما إذا كانت تلك الكواكب جميعها من نوع واحد أم لا. ومن المحتمل كذلك وجود فئة من كواكب المشترى الحارة تسمى الكواكب الكاثونية والتي تدور على مقربة من نجمها لدرجة أن غلافها الجوي أحترق بفعل الإشعاع النجمي. في حين أن الكثير من كواكب المشترى الحارة تتعرض الآن لفقدان غلافها الجوي، كما حدث في عام 2008، ولم يتم اكتشاف كوكب كاثوني حقيقي.

ومن ناحية أخرى، في الحقيقة، إن اكتشاف المزيد من الحقائق العلمية المفصلة حول الكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية يتطلب إدخال جيل جديد من الأجهزة، ويشمل ذلك تليسكوب الفضاء. هذا وتجري السفينة الفضائية كوروت (مرصد فضائي) في الآونة الحالية أبحاثًا حول اختلاف مستوى السطوع على النجوم بسبب دوران الكواكب حولها. كذلك هناك مشروعات كثيرة تم طرحها لإنتاج تليسكوبات فضائية للبحث عن الكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية التي تتشابه في كتلتها مع الأرض. ومن هذه المشروعات مشروع كيبلر (مسبار فضائي) التابع لوكالة ناسا ومشروع الكواكب الأرضية وبرامج مهمة التداخل الفضائي المتمثلة في نظرية داروين التابع لـ وكالة الفضاء الأوروبية والحصان المجنح التابع لـ المركز الوطني للدراسات الفضائية. كذلك يعد جهاز بعثة العالم الجديد من الأجهزة التي يمكن استخدامها جنبا إلى جنب مع تلسكوب جيمس ويب الفضائي. مع ذلك، فإنه ليست هناك مصادر أكيدة لتمويل هذه المشروعات. غير أن أول طيف للكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية لاح في الأفق كان في شهر فبراير من عام 2007 (كوكبا HD 209458 b وHD 189733 b). إن تواتر ظهور الكواكب الصخرية يُعتبر أحد المتغيرات في معادلة دريك التي تحسب عدد الحضارات التي تتمتع بالذكاء ولها القدرة على التواصل في مجرتنا.

ومن ناحية أخرى، هناك كواكب خارج المجموعة الشمسية أقرب بكثير إلى نجمها التي تدور حوله من أي كوكب في المجموعة الشمسية حول للشمس، وهناك كذلك كواكب خارج المجموعة الشمسية بعيدة عن نجمها. عطارد، الكوكب الأقرب إلى الشمس عند 0.4 وحدة فلكية، حيث يستغرق 88 يومًا لإكمال مداره، لكن أقصر المدارات المعروفة للكواكب الخارجية لا تستغرق سوى بضع ساعات، مثلًا كيبلر 70 بي.

الفرق في البنية الداخلية

إضافةً إلى ذلك، إن كل كوكب كان عبارة عن سائل في البداية. وفي مراحل التكوين الأولى تراكمت المواد الثقيلة والأكثر كثافة في مركزه تاركةً المواد الخفيفة بالقرب من السطح. وبالتالي، يمكن القول إن لكل كوكب تكوين داخلي مختلف عن الآخر يحوي في قلبه مواد ثقيلة تحيط بها طبقة من السائل أو كانت عبارة عن سائل في بدايتها. تغطي الكواكب الصخرية قشرة صلبة، ولكن بالنسبة للكواكب الغازية العملاقة يذوب غلافها في طبقات السماء العليا. كذلك، يتكون قلب الكواكب الصخرية من عناصر مغناطيسية، مثل الحديد والنيكل والسليكات. بالنسبة لكوكبي المشترى وزحل، فيتكون قلبهما من صخور ومعادن تحيط بها طبقات من الهيدروجين المعدني. من ناحية أخرى، يتكون قلب كوكبي أورانوس ونبتون ـ وهما أصغر في الحجم ـ من قلب صخري تحيط به طبقات من المياه والأمونيا والميثان وغيرها من الجليد. وتجدر الإشارة إلى أن التفاعل بين السوائل الموجودة في قلب الكواكب يتسبب في تولد طاقة جيوديناميكية ينتج عنها مجال مغناطيسي.

القرن التاسع عشر

في هذا الإطار، في القرن التاسع عشر، أدرك العلماء أن الأجسام المكتشفة مؤخرًا والتي صنفت على أنها كواكب لمدة نصف قرن (مثل، سيريز وبالاس وفيستا) تختلف تمامًا عن الكواكب التقليدية. إن هذه الأجسام تسبح في المنطقة الفضائية نفسها بين كوكب المريخ والمشترى (حزام الكويكبات)، ولكن كتلتها أصغر بكثير من الكواكب، ولذلك فقد صنفت على أنها كويكبات. وفي ظل غياب أي تعريف رسمي لكلمة «كوكب»، جرى العرف على أن الكوكب هو أي جسم بالغ الضخامة وله مدار حول الشمس. نظرًا للفرق الهائل في الحجم بين الكويكبات والكواكب وبعد خمود جذوة الحماس بعد اكتشاف الكوكب «نبتون» في سنة 1846، فإنه لم تكن هناك حاجة ماسة لوضع تعريف رسمي.

كتلة الكوكب

كذلك، علاوةً على ذلك، تعد الكتلة من الخصائص الأساسية للتمييز بين الكواكب والنجوم. فالحد الأقصى لكتلة الكوكب تتمثل في أن يكون ضعف كتلة المشترى بمقدار 13 مرة، وإذا كانت كتلته فوق هذه القيمة، فإنه بذلك يكون معرضًا لحدوث اندماج نووي. وعموما ليس في المجموعة الشمسية بأكملها جرم سماوي بهذه الكتلة، فيما عدا الشمس، غير أن هناك مجموعة من الكواكب خارج المجموعة الشمسية تقترب كتلتها من هذا الحد. جدير بالذكر أن قائمة موسوعة الكواكب خارج المجموعة الشمسية تحتوي على الكثير من الكواكب التي تصل إلى هذه الكتلة، مثل HD 38529c و AB Pictorisb. وذكرت الموسوعة كذلك عددا من الأجسام السماوية مرتفعة الكتلة، ولكن طالما أن كتلتها فوق حد حدوث الاندماج النووي، فربما صح وصفها أكثر بالأقزام البنية.

علاوةً على ذلك، من الخصائص الفيزيائية المميزة للكواكب أن كتلتها كبيرة بما يكفي لأن تتغلب قوى الجاذبية فيها على القوى الكهرومغناطيسية ويساعد ذلك في تماسك تكوينها، بما يؤدي في النهاية لحالة من التوازن الهيدروستاتيكي. وهذا يعني أن جميع الكواكب يصبح شكلها كرويًا. هذا وقد يتخذ الكوكب شكلاً غير منتظم عندما يصل لقدر معين من الكتلة. ولكن فوق هذا القدر، تبدأ الجاذبية في سحب الكوكب جهة مركز كتلته إلى أن يتكور شكله، علمًا بأن ذلك يتوقف على تركيبه الكيميائي.

ومن جهة أخرى، إن أصغر كوكب معلوم لنا مع استبعاد الكواكب القزمة والأقمار هو كوكب PSR B1257+12. وهذا الكوكب يُعتبر من أوائل الكواكب التي تم اكتشافها خارج المجموعة الشمسية وقد تم اكتشافه يدور حول نجم طارق في سنة 1992. تبلغ كتلة هذا الكوكب نصف كتلة كوكب عطارد على وجه التقريب.

النجوم السابقة

في هذا الإطار، في أنظمة النجوم الثنائية القريبة، يمكن أن تفقد إحدى النجوم كتلة لصالح مرافقه الأثقل. نجوم نابضة والتي تعمل بالطاقة المتراكمة قد تؤدي إلى فقد الكتلة. يمكن للنجم المتقلص أن يصبح كائنا كوكبيا. مثال على ذلك كوكب المشتري الذي يدور حول النجم النابض PSR J1719-1438. قد تصبح هذه الأقزام البيضاء المنكمشة كوكب هيليوم أو كوكب كربون.

الحضارة الإسلامية

من جهة ثانية، في القرن الحادي عشر، تم رصد عبور كوكب الزهرة من قِبل ابن سيناء، الذي أثبت أن كوكب الزهرة كان على الأقل في بعض الأحيان تحت الشمس. في القرن الثاني عشر لاحظ ابن باجة «كواكب كالبقع السوداء على وجه الشمس» والتي تم تحديدها لاحقا على أنها عبور لعطارد والزهرة من قبل الطبيب وعالم الفلك قطب الدين الشيرازي في القرن الثالث عشر.

الكوكب القزم

وفي هذا الصدد، الكوكب القزم هو كتلة كوكبية حيث أنه ليس كوكب حقيقي؛ في مدار مباشر للنجم، وهو ضخم بما يكفي لضغطه على شكل متوازن هيدروليكيا (عادةً ما يكون كرويا)، لكنه لا يخلو جواره بمادة أخرى حول مداره. اعتبارا من يوليو 2008، تعرف الاتحاد الفلكي الدولي على خمسة كواكب قزم في المجموعة الشمسية الخارجية وهي:

• سيريس في حزام الكويكبات.
• بلوتو
• هوميا
• ماكيماكي
• إريس

الكواكب الملتقطة

من جانب آخر، الكواكب المارقة في التكتلات النجمية لها سرعات مماثلة للنجوم، وبالتالي يمكن استعادتها. يتم التقاطها عادة في مدارات واسعة بين 100 و 105 وحدة فلكية. تتناقص كفاءة الالتقاط مع زيادة حجم الكتلة، وبالنسبة لحجم الكتلة المحدد تزداد مع الكتلة. وهي مستقلة على وجه التقريب عن كتلة الكواكب. يمكن التقاط الكواكب الفردية والمتعددة في مدارات تعسفية غير محاذاة أو غير مستوية مع بعضها البعض أو نظام كوكبي موجود مسبقا.

عصر النهضة الأوروبية

علاوةً على ذلك، ربما كانت الستة كواكب التي تُرى بالعين المجردة معروفة منذ قديم الأزل، وقد كان لتلك الكواكب آثارٌ بالغة على الأساطير والعلوم الكونية الدينية وعلم الفلك القديم. ومع تطور المعرفة العلمية، تغير مفهوم كلمة «كوكب» من مجرد جسم يهيم في السماء (حول نجم معين) إلى جسم يدور حول الأرض (أو هكذا كان يُعتقد قديمًا)، إلى أن اكتشفنا في القرن السادس عشر أن الكواكب تدور حول الشمس، وذلك بفضل تصديق النموذج الشمسي المركزي لـ "كوبرنيكوس" و"غاليليو" و"كيبلر". عندما تم اكتشاف الأقمار التابعة لكوكبي المشترى وزحل في القرن السابع عشر، كانت تستعمل كلمة «كوكب» و«قمر» بالتبادل، على الرغم من أن كلمة «قمر» أصبحت هي المنتشرة في القرن الثامن عشر. وبحلول منتصف القرن التاسع عشر، ارتفع عدد الكواكب المكتشفة للغاية حيث كان يطلق المجتمع العلمي على أي جسم يدور بشكل مباشر حول الشمس اسم «كوكب».

NASA Planet Quest – Exoplanet Exploration

ومن ناحية أخرى، Illustration comparing the sizes of the planets with each other, the Sun, and other stars

من جانب آخر، "Regarding the criteria for planethood and proposed planetary classification schemes." article by Stern and Levinson

تكوين الكواكب

ومن ناحية أخرى، عندما يكبر النجم الأولي حتى يبلغ درجة الاشتعال ليكون نجما حقيقيا، فإنه يطرد القرص الباقي بداخله إلى الخارج بفعل التبخر الضوئي والرياح الشمسية وتأثير ظاهرة بوينتنج - روبرتسون وعوامل أخرى عديدة. وفيما بعد، يمكن أن تكون هناك بعض الكواكب الأولية التي ما زالت تدور حول النجم أو حول بعضها البعض، ولكن مع مرور الوقت سوف تصطدم ببعضها البعض مكونة كوكبا واحدا كبيرا أو مطلقة مواد تمتصها كواكب أوَّلية كبيرة أخرى أو كواكب مكتملة. وسوف تنمو تلك الأجرام إلى أن تتمكن من جذب الكثير من الأجسام التي تدور في فلكها حتى تصل إلى صورتها النهائية ككواكب مكتملة. وفي هذه الأثناء، يمكن أن تتحول الكواكب الأولية التي لم تنفجر إلى أقمار تابعة لكواكب أخرى عبر الجاذبية المركزية أو تستمر في الدوران في أحزمة أجرام أخرى إلى أن تصل إلى شكلها النهائي ككواكب قزمة أو مجرد أجرام صغيرة في المجموعة الشمسية.

وفي هذا الصدد، أما التأثيرات الفعالة للكواكب الجنينية (والانحلال الإشعاعي)، فسوف تتسبب في تسخين ذلك الكوكب النامي مسببة انصهاره جزئيا على أقل تقدير. ويبدأ الجزء الداخلي من الكوكب في التغير إلى أن يصبح أكثر كثافة. وتفقد المجموعات الكوكبية الأخرى أغلب غازاتها بفعل هذا التراكم، ولكن هذه الغازات المفقودة يمكن تعويضها عبر الغازات الصادرة من الغلاف الجوي ومن المذنبات الأخرى. (أما الكواكب الأصغر فسوف تفقد أية غازات تحصل عليها بفعل هروب تلك الغازات).

إضافةً إلى ذلك، لا يُعرف على وجه الدقة كيفية تَكوُّن الكواكب. والنظرية الشائعة هي أن تلك الكواكب قد نتجت عن انهيار السديم الغازي إلى قرص رفيع يتكون من الغاز والغبار. وتفترض تلك النظرية أن ذلك السديم كان مُكوَّنًا من نجم أوَّلي في المركز محاطًا بأقراص من الكواكب الأولية الدوارة. من خلال ديناميات السوائل الفيزياء الفلكية (عملية التصادم اللزجة) حيث تتراكم جزيئات الغبار في القرص بإطراد لتشكيل كتلة أكبر من أي وقت مضى. وتراكمت الكثير من جزيئات الغبار في هذا القرص مكوَّنة أجراما سماوية هائلة الحجم. وعلى أثر التركيزات الموضعية تكونت كتلٌ تُعرف باسم "الكواكب الجنينية"، وقد ساعدت تلك الكواكب متناهية الصغر في تسارع عملية التراكم عبر جذب الكثير من المواد الأخرى بالجاذبية المركزية الناتجة عن الدوران. وقد تزايدت كثافة تلك التركيزات إلى أن انفجرت من داخلها بفعل الجاذبية مكوِّنة تلك الكواكب الأولية. وبعد أن يصل الكوكب لقطر أكبر من قطر القمر التابع للأرض، يبدأ في تجميع غلاف جوي ممتد؛ مما يؤدي إلى تعاظم قدرته على جذب الكواكب الصغيرة بواسطة قوة الإعاقة للغلاف الجوي.

كذلك، وبعد اكتشاف ومتابعة عدة نظم كوكبية حول نجوم خارج مجموعتنا الشمسية، صار هذا التحليل عرضة للمراجعة أو التغيير نهائيا. في الوقت الراهن، فإن مستوى المعدنية (مصطلح فلكي يصف مدى تركيز العناصر الكيميائية) التي يزيد رقمها الذري عن 2 وهو الرقم الذري للهيليوم وهو الذي يحدد إمكانية تواجد كواكب لنجم معين من عدمه. لذلك، فإن احتمال وجود نظام كوكبي حول النجم الغني بالمعادن يزيد من احتمال وجود نظام كوكبي حول النجم الفقير معدنيا.

الأساطير والتسمية

إضافةً إلى ذلك، اشتقت أسماء الكواكب في الحضارة الغربية من الأسماء التقليدية الرومانية، التي اشتُقت أساسًا من الإغريق والبابليين. في الحضارة الإغريقية القديمة، أطلق على أكبر مصدرين للضوء، وهما الشمس والقمر اسم «هيليوس» و«سيلين» وأطلقوا على أبعد كوكب «فينون» أي «المشع» ثم «فيثون» أي «اللامع»، أما الكوكب الأحمر فقد أطلقوا عليه اسم «بايرويس» أي «الكوكب الناري» أما أكثر الكواكب لمعانًا فقد أطلقوا عليه «فوسفوروس» أي «جالب الضوء»، أما آخر تلك الكواكب السابحة في الفضاء الرحب فقد أسموه «ستيلبون» أي «الكوكب ذو الوميض». وقد نسب الإغريق كذلك هذه الكواكب لآلهة جبال أوليمبوس المقدسة، فقد تم إطلاق اسمي «هيليوس» و«سيرين» على كوكبين وإلهين، أما «فينون» فقد كان اسما مقدسا ومكرسا للإله «كرونوس» وهو أحد الجبابرة الذين حكموا العالم قبل آلهة جبال أوليمبوس المقدسة كما تعتقد الأساطير القديمة، وكان «فيثون» اسما مقدسا للإله «زيوس» ؛ وهو ابن الملك «كرونوس» الذي خلفه في حكم العالم، أما «بايروس» فقد كان اسمًا مقدسًا للإله «آريس» وهو ابن «زيوس» وإله الحرب في الوقت نفسه، أما «فوسفوروس» فقد كان اسمًا مقدسًا للإلهه «أفروديت» إلهة الحب، أما «هيرميس» رسول الآلهة وإله العلم والفطنة فقد كان حاكمًا للكوكب «ستيلبون».

وعلى صعيد آخر، في الوقت الحاضر، فإن أغلب الناس في العالم الغربي يعرفون الكواكب بأسمائها المشتقة من أسماء آلهة جبال أوليمبوس الإغريقية. وبينما لا يزال اليونانيون يستعملون في الوقت الحالي الأسماء الإغريقية القديمة للكواكب، فإن أغلب الشعوب الأوروبية الأخرى تستعمل الأسماء الرومانية (أو اللاتينية)، ويرجع ذلك إلى تأثر هذه الشعوب بالإمبراطورية الرومانية والكنيسة الكاثوليكية فيما بعد. ينحدر الرومان والإغريق من أصول هندية أوروبية، وكانوا يقدسون آلهة واحدة بأسماء مختلفة، ولكن الرومان لم يكن لديهم ذلك الإبداع الأدبي والقصصي الذي أضفاه الأدباء الإغريق على آلهتهم. وفي الفترة الأخيرة من الحضارة الرومانية القديمة، استعار الكثير من الكتاب الرومان من المبدعين الإغريق قصصهم التاريخية وطبقوها على آلهتهم، إلى أن اختلطت الأمور بين هذه الأسماء وتلك. وعندما درس الرومان علم الفلك الإغريقي، فإنهم أطلقوا على الكواكب أسماء آلهتهم: فقد أطلقوا اسم ميركوري (ميثولوجيا) على «هيرميس» وفينوس على «آفروديت» ومارس (ميثولوجيا) على «آريس» وجوبيتر على «زيوس» وساتورن (ميثولوجيا) على «كرونوس».

من جهة ثانية، سبق البابليون الإغريق في إطلاق أسماء الآلهة على الكواكب. فقد أطلق البابليون على كوكب «فوسفوروس» هذا الاسم تيمنًا باسم إلهة الحب في بابل عشتار وأطلقوا على كوكب «بايرويس» اسم إله الحرب نيرجال وأطلقوا على كوكب «ستيلبون» اسم إله الحكمة «نابو» وأطلقوا على كوكب «فيثون» اسم إلههم الأكبر «مردوخ». وهناك الكثير من أوجه التشابه بين أساليب إطلاق الأسماء على الكواكب بين البابليين والإغريق. وعلى الرغم من ذلك لم تكن الترجمة دقيقة كما يجب. فمثلًا، كان إله الحرب عند البابلين يُدعى «نيرجال»، ولذلك أطلق الإغريق عليه اسم «آريس». ومع ذلك، فعلى عكس «آريس»، فإن «نيرجال» كان كذلك إله الشر والجحيم.

من جهة ثانية، وبعد اكتشاف كواكب أخرى في القرن الثامن عشر والتاسع عشر، تم تسميتها بالطريقة نفسها؛ حيث أطلقوا اسم «يورانوس» بدلاً من «أورانوس» و«نيبتونوس» بدلاً من بوسيدون.

وفي السياق ذاته، يعد كوكب الأرض هو الكوكب الوحيد الذي لم يُشتق اسمه من الروم والإغريقية القديمة. وما زالت هناك الكثير من اللغات الرومانية تستعمل الكلمة الرومانية القديمة تيرا بمعنى الأرض (أو كلمة مشتقة منها) والتي كانت تستعمل قديما بمعنى اليابسة (كلمة مضادة لكلمة بحر).

علاوةً على ذلك، تستعمل الثقافات غير الأوروبية نظما أخرى في تسمية الكواكب. فالهند مثلاً تستعمل نظام تسمية يعتمد على تقويم «نافاجراها» الهندي الأصل، وفيه يُطلق على الشمس «سوريا» والقمر «شاندرا» وعطارد «بودها» والزهرة «شوكرا» والمريخ «مانجالا» والمشترى «براسباتي» أما زحل فيُطلق عليه «شاني». فيما سُميت العقدتان القمريتان الصاعدة والهابطة المرتبطتان بظاهرتي الخسوف والكسوف بـ «راهو» و«كيتو». أما الصين ودول شرق آسيا المتأثرة بالحضارة الصينية (مثل اليابان وكوريا وفيتنام)، فقد استعملت نظاما يعتمد على العناصر الصينية الخمسة: الماء (عطارد) والمعدن (الزهرة) والنار (المريخ) والخشب (المشترى) والأرض (زحل).

وعلى صعيد آخر، اعتقد بعض الرومان أن الآلهة السبعة التي أُطلقت أسماؤها على الكواكب كانوا يتناوبون على رعاية شؤون الدنيا وهو اعتقاد قديم ربما نشأ في الحضارة البابلية القديمة ولكنه تطور في مصر الإغريقية. وكان هذا التناوب حسب اعتقادهم يبدأ بزحل ثم يتبعه المشترى ثم المريخ ثم الشمس ثم الزهرة ثم عطارد وأخيرًا القمر (وهذا الترتيب من الأبعد إلى الأقرب). لذلك، كان اليوم الأول يبدأ بزحل (الساعة الأولى) واليوم الثاني يبدأ بالشمس (الساعة الخامسة والعشرون) واليوم الثالث بالقمر (الساعة التاسعة والأربعون) ثم المريخ فعطارد فالمشترى وأخيرًا الزهرة. نظرًا لتسمية كل يوم باسم الإله الذي يبدأ به، فإن هذا هو كذلك ترتيب أيام الأسبوع حسب التقويم الروماني وبعد رفض التقويم الروماني مازالت هذه التسمية لم تتغير في الكثير من اللغات الحديثة. مثلًا: Sunday (الأحد) وMonday (الاثنين) وSaturday (السبت) عبارة عن ترجمة مباشرة للأسماء الرومانية.

الجسم الكوكبي

كذلك، كائن الكتلة الكوكبية أو الجسم الكوكبي هو كائن سماوي له كتلة تقع ضمن نطاق تعريف الكوكب: ضخم بما يكفي لتحقيق التوازن الهيدروستاتيكي (يتم تقريبه تحت ثقله الخاص)، ولكن ليس بما يكفي للحفاظ على الانصهار مثل النجم. بحكم التعريف جميع الكواكب عبارة عن كائنات كوكبية، لكن الغرض من هذا المصطلح هو الإشارة إلى كائنات لا تتوافق مع التوقعات النموذجية لكوكب ما. وتشمل هذه الكواكب القزمة، التي يتم تقريبها بواسطة جاذبيتها ولكنها ليست ضخمة بما يكفي لوضوح مدارها، والأقمار الأكبر، والكواكب العائمة الحرة، والتي قد تم إخراجها من نظام (الكواكب المارقة) أو التي تشكلت من خلال انهيار سحابة بدلا من التراكم (تسمى أحيانا الأقزام دون البني).

تعريف الكوكب الذي يقع خارج المجموعة الشمسية

وعلى صعيد آخر، أما الأجرام السماوية السابحة في الفضاء في التجمعات النجمية الصغيرة والتي تقل كتلتها الحقيقية عن الكتلة اللازمة لحدوث الاندماج النووي الحراري للهيدروجين الثقيل فلا تُعد «كواكب»، ولكن يمكن أن نطلق عليها «الأقزام البنية الثانوية» (أو أي اسم آخر أنسب).

علاوةً على ذلك، وقد ذاع استخدام هذا التعريف بين علماء الفلك عند نشر اكتشافاتهم حول الكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية في المجلات العلمية. وعلى الرغم من أن هذا التعريف مؤقت، فإنه ما زال محتفظًا بمكانته كأفضل تعريف لحين إشعار آخر. ومع ذلك، فإنه لم يتطرق إلى الجدل الثائر حول الحد الأدنى للكتلة، وبذلك تمكن هذا التعريف من تجنب الخلاف الثائر حول كواكب المجموعة الشمسية، وكذلك لم يُعلِّق على الأشياء التي تدور حول الكواكب القزمة مثل: 2 م1207ب (الأحمر).

في هذا الإطار، الكواكب هي الأجرام السماوية التي تقل كتلتها الحقيقية عن الكتلة اللازمة لحدوث الاندماج النووي الحراري للهيدروجين الثقيل (والتي تُقدر في الوقت الحالي بضعف كتلة المشترى 13 مرة وذلك بالنسبة للأجرام التي لها الوفرة النظائرية نفسها التي للشمس) والتي تدور حول أحد النجوم أو بقايا نجم في السماء (بغض النظر عن طريقة تكوينها). ويجب أن يكون الحد الأدنى لكتلة وحجم الجرم السماوي الذي يقع خارج المجموعة الشمسية مساوية لتلك الخاصة بكواكب المجموعة الشمسية لكي يصل هذا الجرم لمرتبة الكوكب، وكذلك هنالك أنواع من الكواكب التي لا تتبع مجموعات أو نجوم تسمى كواكب مارقة.

وعلى صعيد آخر، في عام 2003، قامت ورشة العمل الخاصة بالكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية التابعة للاتحاد الفلكي الدولي بتقديم بيان حول تعريف مصطلح «كوكب» الذي تضمن التعريف العملي التالي الذي يركز في الأساس على الفرق بين الكواكب والأقزام البنية:

إضافةً إلى ذلك، إن الأجسام دون النجمية التي تفوق كتلتها الحقيقية الكتلة اللازمة لحدوث الاندماج النووي الحراري للهيدروجين الثقيل يُطلق عليها "الأقزام البنية"، بغض النظر عن طريقة تكوينها أو موقعها.

الخصائص الثانوية

في هذا الإطار، هذا ولم يتم رصد أي خصائص ثانوية أخرى بخصوص الكواكب خارج المجموعة الشمسية.

وفي هذا السياق، تشترك الأقمار الخاصة بالكواكب الغازية العملاقة مع أقمار الكواكب الصخرية والكواكب القزمة في الكثير من السمات، كما أن بعضها كانت محلاً لدراسة إمكانية وجود حياة عليها (ولا سيما "أوروبا (قمر)

من جهة ثانية، مصطلحات تتضمن المصطلح الفلكي الحديث «كوكب» أو ترتبط به والذي يمثل كذلك نوعًا من الأجرام السماوية. الكوكب المزدوج

علاوةً على ذلك، يُعتقد أن الكوكب القزم الشبه بني Cha 110913-773444، والذي تم وصفه بأنه كوكب شاذ، يدور بواسطة قرص كوكبي أولي، وأُظهر الكوكب القزم الشبه بني OTS 44 بأنه محاطًا بقرص كوكبي كبير يتكون على الأقل من 10 كتل أرضية.

").

من جهة ثانية، تدور الأربعة كواكب الغازية العملاقة في حلقات كوكبية مختلفة الحجم والتعقيد. وتتكون هذه الحلقات بشكل أساسي من الغبار أو أجسام دقيقة، ولكنها قد تستوعب أقمارًا صغيرة تساعد قوى جاذبيتها على تشكيل تلك الحلقات واحتفاظها بتركيبها. على الرغم من أن نشأة الحلقات الكوكبية غير معلومة بدقة، فإنه يذكر أن نشأتها ترتبط بالأقمار الطبيعية الكائنة تحت حد روش للكوكب الرئيسي وفتتها قوى المدر والجذر.

مصطلحات مشتقة من لفظ «كوكب»

علاوةً على ذلك، كل الكواكب فيما عدا عطارد والزهرة لها أقمار طبيعية تابعة لها. ولكوكب الأرض قمر واحد، وللمريخ قمران، أما الكواكب الغازية العملاقة فلها الكثير من الأقمار التي لها نظام خاص معقد.

ومن ناحية أخرى، إن الكثير من الكواكب العادية أو الكواكب القزمة في المجموعة الشمسية (مثل نبتون وبلوتو) لها فترات مدارية تتوافق مع بعضها أو مع أجرام سماوية أخرى أصغر حجما (وهذا أمر شائع في النظم القمرية).

المدار

وفي هذا الصدد، اللامركزية : تصف لامركزية المدار مدى استطالة مدار الكوكب. فالكواكب منخفضة اللامركزية، تكون مداراتها أقرب للشكل الدائري عنها في الكواكب المرتفعة اللامركزية، حيث تتخذ مداراتها شكلاً بيضاويا. إن الأجرام في حزام كوبير وحزام المذنبات (إلى جانب الكثير من الكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية) عالية اللامركزية، وبالتالي تكون مداراتها بيضاوية الشكل إلى حد كبير.

يرتبط وصف مدار الكوكب بمجموعة من العناصر وذكرها كالتالي:

وعلى صعيد آخر، تدور جميع الكواكب حول النجوم. وبالنسبة للمجموعة الشمسية، تدور جميع الكواكب في الاتجاه نفسه الذي تدور به الشمس. ولكن لم يتوصل العلم بعد لمعرفة ما إذا كانت الكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية تتبع النمط نفسه أم لا. يطلق على الفترة التي يتم فيها الكوكب دورة واحدة في مداره اسم المدة الفلكية أو السنة الفلكية. وتعتمد السنة الفلكية للكوكب على مدى بعده عن النجم الذي يتبعه. فكلما بعد الكوكب عن نجمه، زادت المسافة التي يقطعها في الدوران في مداره حول هذا النجم وبطؤت سرعة دورانه حوله، نظرًا لضعف تأثير جاذبية النجم عليه.

وعلى صعيد آخر، المحور شبه الرئيسي : يمثله المسافة بين الكوكب ونقطة المنتصف عند أطول قطر من مداره البيضاوي (انظر الصورة). وتختلف هذه المسافة عن المسافة التي يكون فيها الكوكب عند أبعد نقطة من النجم؛ حيث يستحيل أن يكون النجم في مركز مدار الكوكب.

إضافةً إلى ذلك، الميل : تخبرنا درجة ميل الكوكب إلى أي مدى يبعد المدار عن هذا الكوكب بالنسبة لمستوى مرجعي معين. ففي المجموعة الشمسية، المستوى المرجعي هو مستوى مدار كوكب الأرض ويسمى المدار الشمسي. أما بالنسبة للكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية، فهذا المستوى والمعروف باسم مستوى السماء فهو مستوى خط الرؤية بالنسبة للراصد من فوق سطح الأرض. توجد الكواكب الثمانية الخاصة بالمجموعة الشمسية بالقرب من المدار الشمسي، ولكن تبعد عنها الأجرام في حزام كوبير وحزام المذنبات مثل بلوتو إلى حدّ كبير. يطلق على النقطتين اللتين يمر فيهما الكوكب فوق المستوى المرجعي الخاص به وتحته اسم العقدة الصاعدة والعقدة الهابطة. وخط طول العقدة الصاعدة هو الزاوية الواقعة بين العقدة الهابطة للكوكب وخط الطول صفر للمستوى المرجعي. وزاوية الحضيض هي الزاوية المحصورة بين العقدة الصاعدة للكوكب وأقرب نقطة له من النجم.

من جانب آخر، ونظرا لأن مدارات الكواكب جميعها غير كاملة الاستدارة، تتفاوت المسافة التي يقطعها كل منها على مدار السنة الفلكية. إن أقرب نقطة للكوكب من النجم الذي يتبعه تسمى الحضيض (تسمى القبا في المجموعة الشمسية)، بينما تسمى أبعد نقطة للكوكب من النجم الذي يتبعه الأوج. وعندما يدنو الكوكب إلى أقرب نقطة من النجم، تزداد سرعته حيث يزداد تأثير قوى الجاذبية عليه وتضعف طاقته الحركية، تمامًا كما تزداد سرعة جسم وهو يسقط على الأرض. وعلى صعيد آخر، عندما يصل الكوكب إلى أبعد نقطة له بالنسبة للكوكب، تنخفض سرعته، تماما كما تنخفض سرعة جسم عندما يصل إلى قمة مساره عند الرمي به في الهواء لأعلى.

الحضارة البابلية

وفي السياق ذاته، إن الحضارة البابلية هي أول حضارة معروفة تمكنت من التوصل لنظرية عملية عن الكواكب. وقد عاش البابليون في بلاد ما بين النهرين (العراق في الوقت الحالي) في الألفيتين الأولى والثانية قبل الميلاد. ويُعد «لوح أمِّسادوكا البابلي لكوكب الزهرة» أقدم نص فلكي باق عن الكواكب وهو نسخة اكتشفت في القرن السابع قبل الميلاد وهي عبارة عن قائمة ببعض الملاحظات الخاصة بحركة كوكب الزهرة ربما يعود تاريخها إلى بداية الألفية الثانية قبل الميلاد. ويعتبر البابليون هم المؤسسون الحقيقيون لعلم التنجيم الغربي. وهناك نص يسمى إنوما أنو إنليل كُتب خلال عصر الآشوريين الجدد في القرن السابع قبل الميلاد، وهذا النص يحتوي على بعض التعاويذ المتعلقة ببعض الظواهر السماوية ومن ضمنها حركة الكواكب. أما السومريون، وهم خلفاء البابليون ويعتبرون من ضمن الحضارات الرائدة ويعود إليهم الفضل في اختراع الكتابة، فقد عرفوا كوكب الزهرة على الأقل في سنة 1500 ق.م والكواكب الخارجية المريخ والمشتري وزحل من قبل علماء الفلك البابلي. ستبقى هذه الكواكب الوحيدة المعروفة حتى اختراع التلسكوب في العصور الحديثة المبكرة.

الحضارة الإغريقية القديمة وحتى العصور الوسطى

وعلى صعيد آخر، "ولكن الأمر الأكثر إثارة للدهشة في حركات النجوم الخمسة، لأنه لا يوجد شيء يتجول في كل الأبدية التي تحافظ على مساراتها الأمامية والخلفية، وحركاتها الأخرى، ثابتة وغير متغيرة. مثلًا، النجم الذي هو أبعد ما يكون عن الأرض، والمعروف باسم نجم زحل، والذي يطلق عليه اليونانيون Φαέθων (فاينون)، ينجز مساره في قرابة ثلاثين عامًا، وعلى الرغم من أنه في هذا المسار، فإنه يفعل الكثير مما هو عليه، حيث يصبح غير مرئي في ساعة من المساء، ويكون موجود في الصباح، لن يحدث أي تغيير على الإطلاق خلال العصور الزمنية التي لا تنتهي، ولكنها تؤدي نفس الحركات في نفس الأوقات، وعلى مقربة من الأرض، يتحرك كوكب المشتري، حيث يكمل نفس الدورة من اثني عشر علامة في اثني عشر عاماً، ويؤدي في نفس مساره نفس الاختلافات في كوكب زحل. أقل النجوم الخمسة تجولاً، والأقرب إلى الأرض، هو كوكب الزهرة، والذي يسمى Φωσϕόρος (فوسفوروس) في اليونانية، ولوسيفر باللاتينية. كان الإغريق والرومان يعرفون سبعة كواكب وكانوا يعتقدون أن تلك الكواكب تدور حول الأرض بحسب قوانين بطليموس. وكان ترتيبهم، بحسب قوانين بطليموس، بدءًا من الأرض كالآتي: القمر ثم عطارد ثم الزهرة ثم الشمس ثم المريخ ثم المشترى ثم زحل.

إضافةً إلى ذلك، اشتُق النظام الكوني الإغريقي القديم من الحضارة البابلية، حيث الإغريق القدماء في اكتساب العلوم الفلكية من البابليين في نحو العام 600 ق.م. مثل علوم الكواكب والأبراج. وبحلول القرن السادس قبل الميلاد كان البابليون قد حققوا تقدمًا في العلوم الفلكية يفوق ما حققه الإغريق. والدليل على ذلك هو أن أقدم المصادر الإغريقية، مثل الإلياذة والأوديسة لم يرد بها أي ذكر للكواكب.

وعلى صعيد آخر، بحلول القرن الأول قبل الميلاد، بدأ الإغريق في تطوير نظرياتهم الرياضية لتحديد مواقع الكواكب. إن هذه النظريات التي اعتمدت على الهندسة البابلية وليس علم الحساب ستتفوق في النهاية على نظيراتها البابلية من ناحية التعقيد والشمول، كما يُعتَمَدُ عليها في أغلب الحركات الفضائية التي تتم ملاحظتها بالعين المجردة من على سطح الأرض. وقد بلغت تلك النظريات صورتها المثالية في كتاب بطليموس: المجسطي الذي ألَّفه في القرن الثاني الميلادي. وقد اعتبر هذا النموذج الذي ألفه بطليموس هو المرجع الأساسي في العالم الغربي والذي تفوق على ما عداه من مؤلفات في علم الفلك، وظل على هذه المكانة طيلة 13 قرنًا.

علاوةً على ذلك، قام شيشرون في كتابه دي ناتورا ديوروم، بتعداد الكواكب المعروفة خلال القرن الأول قبل الميلاد باستخدام أسماء لها المستعملة في ذلك الوقت.

الخصائص العامة للكواكب

كذلك، على الرغم من أن كل كوكب له خصائص فيزيائية فريدة تميزه عن غيره من الكواكب، فإن هناك عددا من الخصائص العامة التي تشترك فيها الكواكب أجمع. وقد رُصدت بعض هذه الخصائص، مثل الحلقات أو الأقمار الطبيعية، في كواكب المجموعة الشمسية فقط حتى الآن، أما البعض الآخر فتشترك فيه الكواكب التي تقع خارج المجموع الشمسية.

الخصائص الحركية

ميل المحور

وعلى صعيد آخر، ميل محور الأرض بزاوية قدرها 23 درجة ميل محورها، فهي تشكل زاوية مع مستوى خطوط استواء ألنجوم الخاصة بها. وهذا من شأنه أن يغير من كمية الضوء الواصل إلى كل نصف من الكوكب على مدار السنة. فعندما يكون نصف الكرة الشمالي بعيدًا عن النجم، يكون النصف الجنوبي في مواجهته والعكس بالعكس. وهكذا، نقول إن لكل كوكب فصول تتغير فيها ظروف الطقس على مدار السنة. ويعرف الوقت الذي يكون فيه نصف الكوكب في مواجهة النجم أو بعيدًا عنه باسم "الانقلاب". وكل كوكب يمر بفترتي انقلاب على مدار دورته في مداره: انقلاب صيفي ويكون فيه النهار طويلاً وانقلاب شتوي ويكون فيه النهار قصيرًا. كذا، تحدث تغييرات سنوية في الطقس على الكوكب حسب كمية الضوء والحرارة الواصلة لكل نصف منه. يتميز ميل محور كوكب المشترى بصغره، وبالتالي لا تحدث تغييرات موسمية جوهرية. أما أورانوس، فيميل محوره بدرجة كبيرة لدرجة أنه يدور على جانبه ـ الأمر الذي يعني أن نصفه يكون مظلمًا أو منيرًا على الدوام خلال فترة الانقلاب الصيفي أو الشتوي كلها. وفيما يتعلق بالكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية، فإن ميل محورها غير معلوم بشكل أكيد، على الرغم من أنه من المعروف أن كواكب المشترى الحارة لا يميل محورها مطلقًا أو يميل بدرجة لا تذكر نتيجة اقترابها من النجوم التي تتبعها.

التصنيفات السابقة

وفي هذا السياق، يوضح الجدول التالي الأجرام السماوية في المجموعة الشمسية التي كانت تُعد كواكب فيما سبق:

كذلك، خارج المجتمع العلمي لا يزال بلوتو يحمل أهمية ثقافية للعديد من عامة الناس بسبب تصنيفه التاريخي ككوكب من عام 1930 إلى عام 2006. وهناك عدد قليل من علماء الفلك مثل آلان ستيرن يعتبرون الكواكب القزمة والأقمار الكبيرة يجب أن تكون كواكب على حسب التعريف الجيوفيزيائي للكوكب.

الحضارة الهندية

من جهة ثانية، في سنة 499م قدم عالم الفلك الهندي أريابهاتا نموذجاً كوكبياً أدمج صراحة دوران الأرض حول محورها، كما يعتقد أن مدارات الكواكب اهليلجيه. كان أتباع أريابهاتا قويين بشكل خاص في جنوب الهند، حيث تم اتباع مبادئه الخاصة بالتناوب النهاري للأرض، من بين أمور أخرى، واستند عدد من الأعمال الثانوية عليها.

وفي هذا السياق، في سنة 1500، قام نيلاكانثا سوماياجي من كلية كيرلا للفلك والرياضيات، في كتابه تانترا سانجراها، بمراجعة نموذج أريابهاتا. قام بتطوير نموذج كوكبي حيث يدور عطارد والزهرة والمريخ والمشتري وزحل في مدار حول الشمس، والذي بدوره يدور حول الأرض، على غرار نظام تيخونيك الذي اقترحه العالم الفلكي تيخو براهي.

وفي هذا الصدد، لاحقًا في أواخر القرن السادس عشر. أغلب علماء الفلك من مدرسة ولاية كيرلا الذين تبعوه قبلوا نموذجه الكوكبي.

القرن العشرون

كذلك، ومع اكتشاف «حزام كوبير» الكبير والكثير من الأجرام السماوية قرصية الشكل المتفرقة في أواخر التسعينيات وأوائل القرن الحادي والعشرين، تم إطلاق لقب الكوكب العاشر على الكثير من الكواكب، مثل كواور وسدنا 90377 وإيريس في الكثير من وسائل الإعلام، ولكن أيًا منها لم يُعترف به علمياً إلى الآن، وذلك على الرغم من أن إيريس يُصنف الآن على أنه كوكب قزم.

من جهة ثانية، أدى اكتشاف كواكب أخرى خارج المجموعة الشمسية إلى إضفاء مزيد من الغموض على تعريف مصطلح كوكب أو بمعنى أدق متى يصبح الكوكب نجمًا. فالكثير من الكواكب المعروفة التي تقع خارج المجموعة الشمسية تُعتبر أكبر من حجم كوكب المشترى بعدة مرات، حيث أنها تقارب حجم الأجرام السماوية المعروفة بـ "الأقزام البنية". فتلك الأقزام البنية تعد نجومًا بصفة عامة نظرًا لقدرتها على دمج الهيدروجين الثقيل (الديوتريوم). وفي حين أن النجوم التي يبلغ حجمها 75 مرة قدر حجم المشترى لها القدرة على دمج الهيدروجين، فإن النجوم التي يعادل حجمها حجم المشترى بـ 13 مرة فقط لها القدرة على دمج الهيدروجين الثقيل (الديوتريوم). ولكن الجدير بالذكر هنا هو ندرة الهيدروجين الثقيل وقد توقفت أغلب الأقزام البنية عن دمج الهيدروجين الثقيل (الديوتريوم) قبل اكتشافها بوقت طويل، مما يجعلها متشابهة إلى حد بعيد مع الكواكب العملاقة.

وفي هذا السياق، تم اكتشاف كوكب بلوتو في القرن العشرين. وقد أظهر الرصد الأوَّلي لكوكب بلوتو أنه أكبر من الأرض، مما جعله يُصنَّف كتاسع الكواكب في المجموعة الشمسية. إلى أن اكتشف فيما بعد أنه أصغر حجمًا من الأرض بكثير، في عام 1936 رجح «رايموند ليتلتون» أن بلوتو يمكن أن يكون قمرًا شاردًا عن كوكب نبتون، بينما رجح "فريد ويبل" عام 1964 أن بلوتو ربما يكون مذنبا. ومع ذلك، فإنه نظرًا لكون بلوتو ما زال أكبر حجمًا من كل الكويكبات المعروفة كما أنه يسبح بمفرده في الفضاء، فقد ظل محتفظًا بصفته ككوكب حتى عام 2006. تميزت فترة التسعينيات وأوائل الألفية الثالثة باكتشاف فيض هائل من الأجرام السماوية التي تشبه المجموعة الشمسية سُميت بـ (حزام كوبير). ومثله مثل سيريز والكثير من الكويكبات التي اكتشفت قبله، فقد اكتشف أن بلوتو ما هو إلا جسم صغير يسبح في الفضاء بين آلاف الأجسام الأخرى. وقد أيد كثير من علماء الفلك استبعاد بلوتو من قائمة الكواكب، وخاصةً بعد اكتشاف الكثير من الأجرام المماثلة له في الحجم. وقد أدى اكتشاف ما يُعرف بأنه الكوكب العاشر المسمى "إيريس" والكبير جدًا في الحجم إلى إعادة موضوع تعريف الكواكب إلى الأذهان ثانية. وقد أصدر الاتحاد الفلكي الدولي تعريفًا لمصطلح "كوكب" في سنة 2006. وقد تقلص عدد الكواكب إلى أكبر ثمانية كواكب من حيث الحجم والتي استطاعت أن تخلي مدارها من الكويكبات (عطارد والزهرة والأرض والمريخ والمشترى وزحل وأورانوس ونبتون)، وتم إضافة قائمة أخرى تضم الكواكب القزمة (سيريز وبلوتو وإيريس).

القرن الحادي والعشرون

ومن ناحية أخرى، في عام 1992، أعلن العالمان «ألكساندر فولفسكان» و«ديل فرايل» اكتشاف نظم كوكبية حول النجم الطارق (نجم مشع) PSR B1257+12. ويُعد هذا أول اكتشاف فعلي لمجموعة كواكب تدور حول أحد النجوم. وفي السادس من أكتوبر عام 1995، أعلن «ميتشيل مايور» و«ديديه كويلوز» من جامعة جنيف عن أول اكتشاف فعلي لكوكب خارج المجموعة الشمسية يدور حول نجم عادي في التسلسل الرئيسي وهذا النجم يُسمى الفرس الأعظم 51 بي.

المجموعة الشمسية

• ] عطارد
• ] الزهرة
• ] الأرض
• ] المريخ
• ] المشتري
• ] زحل
• ] أورانوس

في هذا الإطار، تبعًا للتعريف الحالي الصادر عن الاتحاد الفلكي الدولي، فإن هناك ثمانية كواكب في المجموعة الشمسية. وترتيبها كالتالي حسب بعدها عن الشمس من الأقرب للأبعد:

الغلاف الجوي

وفي هذا السياق، تفقد كواكب المشترى الحارة الغلاف الجوي الخاص بها في الفضاء نتيجة الإشعاعات النجمية، مثل ذيول المذنبات. وهذه الكواكب بها اختلافات جوهرية في درجات الحرارة في جانب النهار وجانب الليل منها، فتنتج رياح فوق صوتية، هذا على الرغم من تقارب درجات الحرارة إلى حد كبير بين جانبي الليل والنهار على كوكب HD 189733b مما يشير إلى أن الغلاف الجوي به يعيد توزيع طاقة النجم حوله بفاعلية كبيرة.

ومن ناحية أخرى، جميع الكواكب في المجموعة الشمسية لها غلاف جوي طالما أن قوة الجاذبية بها ـ والتي تعزى إلى كبر كتلتها ـ كبيرة بما يكفي للاحتفاظ بالجسيمات الغازية بالقرب من سطحها. بالنسبة للكواكب الغازية العملاقة، فيسمح لها حجمها الكبير بالاحتفاظ بكميات كبيرة من الغازات الخفيفة، مثل الهيدروجين والهيليوم بالقرب من سطحها، في حين أن الكواكب صغيرة الحجم تفقد هذه الغازات في الفضاء. كذلك، يختلف تركيب الغلاف الجوي للأرض عن الكواكب الأخرى لأن مظاهر الحياة على هذا الكوكب قد أتاحت وجود جزيئات أكسجين حرة. والكوكب الوحيد الذي ليس له غلاف جوي ضمن المجموعة الشمسية هو كوكب عطارد لأن أغلبه تلاشى ـ إن لم يكن كله ـ بفعل الرياح الشمسية. هناك زعم بأن كوكبًا واحدًا خارج المجموعة الشمسية به ظواهر جوية، مثل البقعة الحمراء العظيمة ولكن بحجم مضاعف وهو كوكب HD 189733 b.

الخلفية التاريخية

وعلى صعيد آخر، في العصور القديمة، لاحظ علماء الفلك كيف أن أضواءً معينة تسري في السماء في اتجاه نجوم بعينها. وقد أطلق قدماء الإغريق على تلك الأضواء (planetes) (بمعنى النجوم السيّارة) ومنه اشتقت كلمة «كواكب» الحالية. وكان هذا الاعتقاد سائدًا لأن النجوم والكواكب كانت تبدو لسكان كوكب الأرض كما لو كانت تحوم يوميا حول الأرض، وكان المفهوم الفطري هو أن كوكب الأرض ثابت ومستقر وغير متحرك.

علاوةً على ذلك، تطورت فكرة الكواكب من قديم الأزل؛ حيث كانت تعد في الماضي نجوماً سيّارة مقدسة حتى أصبحنا نمتلك الآن صورة علمية مفصلة عنها. وقد اتسع مفهومها في الوقت الحالي لتشمل مئات الكواكب خارج المجموعة الشمسية. وقد أسهم غموض التعريف الخاص بالكواكب في زيادة الجدل والنقاش العلمي حول الموضوع.

ومن ناحية أخرى، عُرفت الكواكب الكلاسيكية الخمسة، التي كانت مرئية للعين المجردة، منذ العصور القديمة وكان لها تأثير كبير على الأساطير وعلم الكونيات الديني وعلم الفلك القديم. في العصور القديمة لاحظ علماء الفلك كيف تحركت بعض الأضواء عبر السماء، غير «النجوم الثابتة»، والتي حافظت على وضع نسبي ثابت في السماء.

الكوكب القزم

• الكوكب الخارجي ـ جرم سماوي خارج المجموعة الشمسية
• كوكب متوسط جرم سماوي حجمه أصغر من المشترى وأكبر من سيريس
• الكويكب ـ جرم سماوي أصغر من الكوكب
• الكوكب الأولي
• كوكب كاثوني
• الكواكب الجنينية
• كوكب صغير
• كوكب نجمي
• انظر كذلك
• كوكب LkCa 15b
• مسكونية كوكبية

تعريف عام 2006

وفي السياق ذاته، أثير الموضوع الخاص بالحد الأدنى للكتلة خلال انعقاد اجتماع الجمعية العمومية للاتحاد الفلكي الدولي في عام 2006، وبعد الكثير من المناقشات ورفض أحد المقترحات، وافقت الجمعية العمومية للاتحاد على التصويت لصالح قرار بتعريف كواكب المجموعة الشمسية:

] نبتون

وفي هذا السياق، الكواكب الصخرية (الكوكب الصخري): تضم الكواكب الشبيهة بالأرض؛ حيث تتكون في الأساس من الصخور. وهذه الكواكب هي عطارد والزهرة والأرض والمريخ.

وفي السياق ذاته، المشترى هو أكبر كوكب في المجموعة الشمسية؛ حيث تبلغ كتلته ضعف كتلة كوكب الأرض 318 مرة، بينما يعد كوكب عطارد أصغرها حيث تبلغ كتلته ضعف كتلة كوكب الأرض 0.055 مرة.

من جهة ثانية، الكواكب الغازية العملاقة (الكواكب الشبيهة بالمشترى) : تضم الكواكب الغازية العملاقة التي تتكون أساسًا من مواد غازية وهي تفوق الكواكب الصخرية من حيث الحجم. وهذه الكواكب هي المشترى وزحل وأورانوس ونبتون. ثمة فئة ثانوية تندرج تحت فئة الكواكب الغازية العملاقة وهي الكواكب الجليدية العملاقة والتي تضم كوكبي أورانوس ونبتون. وتتميز هذه الكواكب عن الكواكب الغازية بصغر حجمها عن الكواكب الغازية وبنفاد الهيدروجين والهيليوم في طبقات الجو بها، فضلًا عن زيادة نسبة الصخور والجليد فيها بشكل ملحوظ.

إضافةً إلى ذلك، بالنسبة لكوكب الأرض، انظر مقال كوكب الأرض للحصول على القيم الكاملة.

يمكن تصنيف كواكب المجموعة الشمسية حسب تكوينها كالتالي: