منظومه شمسی
منظومه شمسی سامانه‌ای متشکل از خورشید و آن دسته از اجرام آسمانی است که براثر جاذبه خورشید در مدارهایی پیرامون آن به دام افتاده‌ و می‌گردند.

این منظومه با فروپاشی یک ابر مولکولی غول‌پیکر در حدود ۴٫۶ میلیارد سال پیش به وجود آمد. بیشتر جرم این سامانه در خورشید متمرکز شده‌است. ۸ سیاره و ۴ سیاره کوتوله دور خورشید می‌چرخند که همه آن‌ها روی یک دیسک تقریباً مسطح به نام دایرةالبروج قرار دارند. در میان این ۸ سیاره، ۴ سیاره زمین‌سان (درونی) وجود دارد که شامل عطارد، ناهید، زمین، و مریخ می‌شود که از سنگ و فلز ساخته شده‌اند و از سیارات گازی کوچکترند. چهار سیاره دیگر که به غول‌های گازی معروف اند شامل مشتری، زحل، اورانوس، و نپتون می‌شوند. مشتری و زحل به طور عمده از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده‌اند در حالی که اورانوس و نپتون تا حد زیادی از یخ، آب، آمونیاک، و متان تشکیل شده‌اند و به “غول‌های یخی” معروف اند.

منظومه شمسی دارای اجرام بسیار کوچکتر از سیارات است. کمربند سیارکی که بین مریخ و مشتری نهفته‌است، به طور عمده از سنگ و فلز تشکیل شده‌است. فراتر از مدار نپتون، کمربند کویپر قرار داد که شامل اجسام فرا نپتونی است و عمدتاً از آب، آمونیاک و متان تشکیل شده‌است. در این میان، پنج سیاره کوتوله قرار دارد که به بزرگی سیارات نمی‌رسند اما بسیار بزرگ اند و شامل سرس، پلوتو، هائومیا، ماکی‌ماکی، و اریس می‌شوند. علاوه بر این، هزاران اجرام کوچک آسمانی در منظومه شمسی قرار دارند. در این میان می‌توان به دنباله‌دار، شهاب‌سنگ، و ماه اشاره کرد. هر یک از سیارات بیرونی توسط حلقه سیاره‌ای شامل گرد و غبار و ذرات دیگر محاصره شده‌اند.

باد خورشیدی، یک جریان پلاسما است که به ایجاد حباب باد ستاره‌ای میان ستارگان و کرات می‌پردازد. احتمال می‌رود که سرچشمهٔ دنباله‌دارها ابر اورت باشد که هزاران بار از منظومه شمسی دور است. منظومه شمسی یکی از بازوهای کهکشانی به نام کهکشان راه شیری است که حدود ۲۰۰ میلیارد ستاره دارد.

منظومه شمسی از فروپاشی گرانشی یک ابر مولکولی غول پیکر چرخان حدود ۴٫۵۶۸ میلیارد سال پیش تشکیل شد.[۱] این ابر به احتمال زیاد چند سال نوری طول دارد و در مرکز آن ستاره‌ای به نام خورشید وجود دارد.[۲] این ستاره شروع به داغ شدن کرد. با استفاده از تکانه زاویه‌ای سرعت چرخش آن بسیار افزایش یافت.[۳] بسیاری از توده‌های این ابر در مرکز هسته جمع آوری شدند و هسته داغ و داغ تر شد. با انقباض چرخش ابری، یک دیسک گازی چرخان صاف[۲] با ۲۰۰ واحد نجومی به وجود آمد.[۲] پیش‌ستاره در مرکز این دیسک قرار گرفت[۴][۵] و مواد سنگین تر، سیارات را تشکیل دادند و سرانجام منظومه شمسی تشکیل شد.[۶]

طی ۵۰ میلیون سال، بر اثر فشار و چگالی، هیدروژن در مرکز ستاره قرار گرفت و سبب همجوشی هسته‌ای گردید.[۷] دما، سرعت واکنش، فشار و چگالی تا هیدرواستاتیک ادامه یافت و تعادل مناسبی بین فشار حرارتی و نیروی گرانش به وجود آمد. در این مرحله، خورشید به یک ستارهٔ رشته اصلی تبدیل شد.[۸]

یک مدل خوب نشان می‌دهند که تاریخ و ساختار منظومه شمسی ویژگی‌های گیج‌کننده‌ای دارد. در این مدل، سیارات غول پیکر گازی (مشتری، زحل، اورانوس، نپتون) بین ۵٫۵ تا ۱۷ واحد نجومی از خورشید فاصله دارند. یک دیسک این سیارات، حدود ۳۵ برابر جرم زمین هستند. تعاملات گرانشی بین این سیارات ناشی از تغییرات مداری آن‌ها است. در طول یک دورهٔ چند صد میلیون ساله، زحل، اورانوس، و نپتون فاصله زیادی از خورشید گرفتند در حالی که مشتری اندکی به خورشید نزدیک شد.

منظومه شمسی تا زمانی که هیدروژن هستهٔ خورشید به طور کامل به هلیوم تبدیل شود، تا حدود ۵٫۴ میلیارد سال آینده پابرجا خواهد ماند. پایان زندگی خورشید به نوعی پایان زندگی منظومه شمسی است. هنگامی که خورشید نابود شود، حدود ۸ دقیقه بعد متوجه می‌شویم چون خورشید حدود ۸ دقیقهٔ نوری با زمین فاصله دارد و در آن زمان، نورش از زمین قطع خواهد شد. در آن هنگام، هستهٔ خورشید سقوط خواهد کرد و خروجی انرژی بسیار بیشتر از حال حاضر خواهد بود. لایه‌های

بیرونی خورشید حدود ۲۶۰۰ برابر قطر فعلی خود گسرش خواهد یافت و سرانجام به یک غول سرخ تبدیل خواهد شد.[۹] با افزایش یافتن سطح خورشید، سطح آن به صورت چشم‌گیری سرد خواهد شد. در نهایت، هسته برای همجوشی هسته‌ای هلیوم آماده خواهد شد و هیدروژن خواهد سوخت. این گسترش یافتن برای آغاز همجوشی عناصر سنگین تر و واکنش‌های هسته‌ای بسیار شدید تر کفایت خواهد کرد. لایه‌های بیرونی خورشید سقوط خواهد کرد و در فضا و حتی فراتر از سیارات کوتوله پراکنده خواهد شد و یک بخش بسیار بزرگ پراکنده شدهٔ آن، حدود نیمی از جرم اولیهٔ خورشید به اندازهٔ زمین خواهد شد.[۱۰] لایه‌های بیرونی خورشید، سیارات ابری را تشکیل خواهند داد و عناصر سنگین فلزیگی آن کربن در فضای میان ستاره‌ای خواهند شد.

کشف
حدود هزاران سال پیش، انسان‌ها با چند مورد چشم‌گیر، منظومه شمسی را به رسمیت نشناختند. مردم معتقد بودند که زمین در مرکز گیتی ثابت مانده‌است و اجرام آسمانی در آسمان حرکت می‌کنند. اگر چه یک فیلسوف یونان باستان به نام آریستارخوس ساموسی بر این باور بود که خورشید در مرکز کیهان قرار دارد.[۱۱] نیکلاس کوپرنیک برای نخستین بار به منظور توسعهٔ یک سیستم ریاضی پیش بینی کرد که خورشید در مرکز کیهان قرار دارد.[۱۲] جانشینان او در قرن هفدهم، از جمله گالیلئو گالیله، یوهان کپلر، و آیزاک نیوتن با درک فیزیک، پذیرفتند که زمین به دور خورشید می‌چرخد. علاوه بر این، اختراع تلسکوپ کمک بزرگی به کشف سیارات و ماه‌ها کرد. در زمان‌های اخیر، تلسکوپ با استفاده از فضاپیمای بدون سرنشین برای کشف پدیده‌های زمین‌شناسی مانند کوه، دهانه برخوردی، پدیده‌های هواشناسی از جمله ابر، طوفان شن و یخ در سیارات به فضا فرستاده می‌شد.

ساختار

طیف وسیعی از اجرام آسمانی که خورشید در وسط قرار دارد. گوشه‌های سمت چپ و راست با اوج و حضیض خورشید مطابقت دارند. میله‌های بلند، نشان‌دندهٔ خروج از مرکز مداری است.

اصلی‌ترین جزء منظومه شمسی، خورشید است. ۹۹٫۸۶% جرم و غالب گرانشی خورشید، ستاره نوع جی است.[۱۳] چهار غول گازی بسیار بزرگ به دور خورشید می‌چرخند که ۹۹% اجرام گردش‌گر به دور خورشید هستند که ۹۰% آن‌ها را مشتری و زحل تشکیل می‌دهند.

اجرام زیادی دور خورشید می‌چرخند که به عنوان دایرةالبروج شناخته می‌شوند. سیارات بسیاری در دایرةالبروج وجو دارند، در حالی که ستاره‌های دنباله‌دار و کمربند کویپر، میزان چشم‌گیری به دایرةالبروج تمایل دارند.[۱۴][۱۵] بسیاری از سیارات و دیگر اجرامی که به دور خورشید می‌چرخند، در جهت چرخش خورشید در حال چرخش‌اند. (بر خلاف جهت عقربه‌های ساعت.)[۱۶] استثناهایی مانند حرکت بازگشتی ستارهٔ دنباله‌دار هالی وجود دارد.

ساختار کلی مناطق ترسیم‌شدهٔ منظومه شمسی شامل خورشید، چهار سیارهٔ محاصره‌شده توسط یک کمربند سیارکی سنگی، و چهار غول گازی محاصره‌شده توسط کمربند کویپر شامل اجرام یخی است. ستاره‌شناسان گاهی اوقات این مناطق را به شکل غیررسمی به مناطق مجزا تقسیم می‌کنند. بخش درونی منظومه شمسی شامل چهار سیاره زمین‌سان و کمربند سیارکی می‌شود.[۱۷] بخش بیرونی منظومه شمسی نیز شامل چهار غول گازی فراتر از کمربند سیارکی است. کمربند کویپر خارجی‌ترین بخش منظومه شمسی است که یک منطقهٔ متمایز و متشکل از اجرام فرانپتونی است.[۱۸]

بسیاری از سیارات شامل کراتی به نام ماه هستند که به دور سیارات می‌چرخند. دو ماه بزرگ منظومه شمسی یعنی گانمید و تیتان، از عطارد بزرگ‌تر هستند. هر چهار غول گازی نیز دارای حلقه‌های سیاره‌ای هستند که حلقه‌های زحل از حلقه‌های دیگر غول‌های گازی بزرگ‌تر است. این حلقه‌ها از ذرات معلق فضا تشکیل می‌شوند. بسیاری از بزرگ‌ترین ماه‌ها در چرخش با سیارهٔ خود هم‌گام هستند.

وانین حرکت سیاره‌ای کپلر، مدار اجرام پیرامون خورشید را توصیف می‌کند. طبق قوانین کپلر، هر جسم در امتداد یک مدار بیضی‌شکل به دور خورشید می‌چرخد. اجرام نزدیک به خورشید (با نیم‌قطر بزرگ) بیشتر تحت تاثیر گرانش خورشید قرار می‌گیرند و در نتیجه، با سرعت بیشتری دور خورشید می‌چرخند. فاصلهٔ یک سیاره از خورشید در یک مدار بیضی‌شکل تغییر می‌کند. نزدیک‌ترین فاصلهٔ یک سیاره در یک مدار بیضی‌شکل به خورشید را حضیض و دورترین فاصله در این مدار را اوج می‌نامند. مدار سیارات تقریباً دایره است، اما بسیاری از دنباله‌دارها، سیارک‌ها، و اجرام کمربند کویپر مدار بیضی‌شکل دارند. موقعیت اجرام در منظومه شمسی را می توان با استفاده از مدل عددی پیش‌بینی کرد.

با توجه به فاصلهٔ زیاد برخی از اجرام آسمانی از خورشید، دو یا چند جسم با برخورد به یک‌دیگر از خورشید دورتر می‌شوند. در واقع، در چند مورد استثنا، مدار فعلی سیاره یا سیارک‌های کمربند سیارکی، بزرگ‌تر از مدار پیشین آن است. برای مثال، ناهید حدود ۰٫۳۳ واحد نجومی نسبت به عطارد از خورشید دورتر است؛ در حالی که زحل، ۴٫۳ واحد نجومی از مشتری، و نپتون ۱۰٫۵ واحد نجومی از اورانوس فاصله گرفته‌اند. تلاش‌های زیادی برای تعیین ارتباط بین این فاصلهٔ مداری (به عنوان مثال، قانون بده) انجام گرفته‌است[۱۹] اما هیچ نظریه‌ای پذیرفته نشده‌است.
تعدادی از مدل‌های منظومه شمسی بر روی زمین تلاش کرده‌اند تا مقیاس‌های نسبی خوبی را ارائه دهند که در آن‌ها، منظومه شمسی تحت شرایط انسانی است. برخی از مدل‌های مکانیک – که اورریز نامیده می‌شوند – سراسر شهرها و مناطق را دربر گرفته‌است.[۲۰] بزرگ‌ترین مدل، منظومه شمسی سوئد است که ۱۱۰ متر است که در آن استکهلم جایگزین خورشید است و مشتری ۴۰ کیلومتر از خورشید فاصله دارد و ۷٫۵ متر است. در حالی که دورترین جسم آن یعنی سدنا، یک کرهٔ ۱۰ سانتی‌متری است و ۹۱۲ کیلومتر از خورشید فاصله دارد و در لولئا قرار دارد.[۲۱][۲۲]
ترکیب
خورشید که تقریباً تمام مواد منظومه شمسی را تشکیل می‌دهد، ۹۸% از هیدروژن و هلیوم ساخته شده‌است.[۲۳][۲۴] مشتری که تقریباً تمام مواد باقی‌مانده را تشکیل می‌دهند، ۹۹% از همان عناصر ساخته شده‌اند.[۲۵][۲۶] توسط فشار، گرما، و نور خورشید، ترکیب شیب‌داری در منظومه شمسی ایجاد شده‌است.[۲۷] اجرام دورتر از خورشید، تا حد زیادی از مواد با نقطه ذوب پایین تشکیل شده‌اند. مرز سامانه خورشید فراتر از آن است که این اجرام پراکنده شوند.[۲۸]

اجرام بخش درونی منظومه شمسی عمدتاً از سنگ ساخته شده‌اند.[۲۹] برخی از ترکیبات با نقطه ذوب بالا از جمله سیلیکات، آهن و نیکل که جامد هستند، تحت شرایط خاصی به ابر گازی تبدیل شده‌اند.[۳۰] مشتری و زحل عمدتاً از گاز تشکیل شده‌اند، نقطه ذوب پایین و فشار بخار بالایی مانند هیدروژن مولکولی، هلیوم و نئون دارند.[۳۰] سیارات یخی، از یخ، آب، متان، آمونیاک، سولفید هیدروژن، و کربن دی‌اکسید تشکیل شده‌اند؛[۲۹] دارای نقطه ذوب تا چند درجهٔ کلوین هستند، در حالی که فشار و درجه حرارت آن‌ها به محیط‌شان بستگی دارد.[۳۰] این‌گونه سیارات را می توان در مکان‌های مختلف منظومه شمسی یافت.[۳۰] مواد یخی بیشتر ماه‌های سیاره‌های غول‌پیکر مانند اورانوس و نپتون (به اصطلاح “غول یخی”) و اجرام فراتر از نپتون را تشکیل می‌دهند.[۲۹][۳۱] با یک‌دیگر، گازها و یخ‌ها به عنوان مواد فرار نامیده می‌شوند.[۳۲]

خورشید

گذر ناهید از کنار خورشید
خورشید، ستاره منظومه شمسی است که عناصر اصلی دور آن می‌چرخند. جرم این ستاره ۳۳۲،۹۰۰ برابر جرم زمین است.[۳۳] دما و تراکم این ستاره برای همجوشی هسته‌ای کافی است.[۳۴] همجوشی هسته‌ای زمانی شکل می‌گیرد که تمام هیدروژن این خورشید در واکنش‌های هسته‌ای به هلیوم تبدیل شود. این اتفاق حدود ۵ میلیارد سال بعد رخ خواهد داد. با نابودی خورشید، منظومه شمسی نیز نابود می‌شود. هنگامی که همجوشی هسته‌ای این ستاره شکل گیرد، خورشید تا حدود ۸ دقیقه در آسمان مانند همیشه می‌تابد چون حدود ۸ دقیقه نوری تا زمین فاصله دارد. پس از ۸ دقیقه، که نور خورشید از زمین قطع شود، متوجه پایان زندگی و نابودی این ستاره می‌شویم.[۳۵]

خورشید در گروه کوتولهٔ زرد از نوع جی۲وی طبقه‌بندی شده‌است، یعنی این که در مقایسه با بیشتر ستاره‌ها در کهکشان راه شیری، بزرگ و درخشان نیست.[۳۶] نمودار هرتسپرونگ-راسل یک نمودار روشنایی ستاره‌ها به همراه دمای سطحی آن‌ها است. به طور کلی، ستاره داغ‌تر، روشن‌تر است. خورشید از لحاظ روشنایی در جایگاه متوسط قرار دارد. با این حال، ستاره‌های روشن‌تر و داغ‌تر از خورشید به ندرت و بسیار کم پیدا می‌شوند؛ در حالی که، ستاره‌های کم‌نور با دمای پایین با عنوان کوتوله سرخ، تا ۸۵% ستاره‌های کهکشان را تشکیل می‌دهند.[۳۶][۳۷]

شواهد نشان می‌دهد که خورشید در نیمهٔ نخست زندگی خود به سر می‌برد و پس از همجوشی هسته‌ای، زندگی‌اش پایان خواهد یافت. خورشید از لحاظ روشنایی در حال رشد است؛ به طوری که در اوایل زندگی خود ۷۰% از روشنایی حال حاضر خود را دارا بوده‌است.[۳۸]

خورشید در جمعیت ستارگان نخستین قرار دارد و با توجه به تقویم مهبانگ، در مرحلهٔ پس از تکامل جهان متولد شد و در نتیجه دارای مواد سنگین‌تری از جمله هیدروژن و هلیوم است و بزرگ‌تر از ستارگان متولدشده در جمعیت دومین ستارگان است.[۳۹] عناصر سنگین‌تر هیدروژن و هلیوم پس از انفجار ستارگان باستانی، هسته خورشیدی را تشکیل دادند و این مواد در جهان غنی هستند. قدیمی‌ترین ستارگان حاوی فلزات بوده‌اند؛ در حالی که، ستارگان متولدشدهٔ بعدی دارای فلزات بیشتری بوده‌اند. از آن جا که سیارات از یک صفحهٔ یک‌پارچهٔ فلزی تشکیل می‌شوند، خورشید به منظور دارابودن فلزات زیاد به گونه‌ای بسیار مهم و حیاتی است.[۴۰]

 

محیط میان‌سیاره‌ای
خورشید علاوه بر نور سفید، جریان مداومی از ذرات باردار پلاسما که با عنوان باد خورشیدی شناخته می‌شوند را می‌تابد. سرعت حرکت این ذرات در فضا، ۱٫۵ میلیون کیلومتر در ساعت است.[۴۱] بادهای خورشیدی سبب می‌شوند که اجرام منظومه شمسی به سختی بتوانند ۱۰۰ واحد نجومی از خورشید فاصله بگیرند.[۴۲] این فضا را محیط میان‌سیاره‌ای می‌نامند. فعالیت‌های سطح خورشید مانند شراره خورشیدی، خروج جرم از تاج خورشیدی، مزاحم خورشیدی، و ایجاد آب‌وهوای فضایی سبب جاذبه و طوفان‌های زمین می‌شوند.[۴۳] بزرگ‌ترین ساختار درونی کره، هلیو اسفریک است که به شکل مارپیچی است که توسط میدان مغناطیسی ایجاد شده‌است.[۴۴][۴۵]

 

میدان مغناطیسی زمین توسط جو زمین با دوری از بادهای خورشیدی متوقف می‌شود. ناهید و مریخ میدان مغناطیسی ندارند و در نتیجه، بادهای خورشیدی سبب می‌شوند که از منظومه شمسی دور شوند.[۴۶] گدازه‌های تاج خورشیدی و حوادث مشابه آن، ضربه‌ای به یک میدان مغناطیسی و سطح خورشید است. تعامل میدان مغناطیسی و ذرات آن مشخص می‌کند که زمین دارای جو فوقانی است، که در آن تعاملاتی سبب ایجاد شفق قطبی می‌شود که در نزدیکی قطب مغناطیسی دیده می‌شوند.

 

پرتوهای کیهانی خارج از منظومه شمسی سرچشمه می‌گیرند. کرات تا حد زیادی سپرهای منظومه شمسی محسوب می‌شوند و میدان مغناطیسی سیاره (برای آن دسته سیارات که دارای میدان مغناطیسی می‌باشند) سپری برای محافظت از سیارهٔ خود است. قدرت چگالی پرتوهای کیهانی در فضای میان‌ستاره‌ای و میدان مغناطیسی خورشید متفاوت است.[۴۷]
سیارات حداقل دارای دو دیسک مناطق گرد و غبار کیهانی هستند. نخست، ابر گرد و غبار است که در بخش درونی منظومه شمسی قرار دارد و سبب نور منطقةالبروجی می‌شود. این رویداد احتمالاً با برخورد سیارات و کمربند سیارکی به وقوع پیوسته‌است.[۴۸] دوم، فاصله گرفتن از خورشید تا ۴۰-۱۰ واحد نجومی است که احتمالاً توسط برخوردهای کمربند کویپر ایجاد گردیده‌است.[۴۹][۵۰]

 

درون منظومه شمسی
بخش درونی سامانهٔ خورشیدی شامل سیارات و سیارک‌ها می‌باشد[۵۱] که عمدتاً از سیلیکات و فلزات تشکیل شده‌اند و به خورشید نزدیک هستند. شعاع کل این منطقه کوتاه‌تر از فاصلهٔ بین مشتری و زحل است.
سیارات درونی

سیارات درونی منظومه شمسی. از راست به چپ:مریخ، زمین، ناهید، عطارد. (اندازه‌ها و مقیاس‌ها کاملاً دقیق و درست نیست)

 

در منظومه شمسی، چهار سیارهٔ زمین‌سان (سیارهٔ درونی) قرار دارد که عمدتاً از سنگ ساخته شده‌اند و دارای تعدادی ماه هستند و هیچ حلقه سیاره‌ای ندارند. این سیارات تا حد زیادی از مواد معدنی مقاوم مانند سیلیکات ساخته شده‌اند که در پوسته و گوشته آن‌ها قرار دارند و هستهٔ آن‌ها را آهن و نیکل تشکیل داده‌اند. از این بین، سه سیاره (ناهید، زمین، مریخ) دارای اتمسفر کافی برای تولید آب‌وهوا، دهانه برخوردی، تکنوتیک، و ویژگی‌های سطح مانند از جملهٔ شکاف دره‌ها، و آتشفشان‌ها هستند. عطارد و ناهید از زمین به خورشید نزدیک ترند.

عطارد
عطارد نزدیک ترین سیاره به خورشید و کوچک‌ترین سیاره در منظومه شمسی (۰٫۰۵۵ برابر جرم زمین) است و ۰٫۴ واحد نجومی از خورشید فاصله دارد. این سیاره هیچ ماهی ندارد و سطح آن مانند سطح ماه است و پر از چاله است که احتمال می‌رود به دلیل انقباض هنگام به وجود آمدن خود باشد.[۵۲] جو عطارد بسیار ناچیز است و توسط بادهای خورشیدی محاصره شده‌است.[۵۳] هستهٔ عطارد از آهن تشکیل شده و گوشتهٔ نازک آن هنوز رتبه‌دهی نشده‌است. فرضیه‌ای در این باره ادعا می‌کند که لایه‌های بیرونی این سیاره توسط یک ضربهٔ شدید نابود شده‌اند و توسط انرژی مانع از تشکیل لایه‌های بیرونی می‌شود.[۵۴][۵۵]
[زمین بزرگ‌ترین و متراکم‌ترین سیارهٔ درونی منظومه شمسی است که ۱ واحد نجومی از خورشید فاصله دارد. زمین تنها سیاره‌ای است که فعالیت‌های زمین‌شناسی دارد و در آن زندگی وجود دارد.[۵۸] آب‌کره مایع منحصر به فردی است که تنها در زمین دیده شده‌است و دارای ویژگی زمین‌ساخت بشقابی است. جو زمین با جو سیارات دیگر کاملاً متفاوت است به طوری که دارای ۲۱% اکسیژن است.[۵۹] ماه تنها ماه زمین است و از ماه‌های سیارات درونی دیگر بزرگ‌تر است.
مریخ
مریخ از زمین و زهره کوچک‌تر (۰٫۱۰۷ برابر جرم زمین) است و ۱٫۵ واحد نجومی از خورشید فاصله دارد. جو این سیاره را دی‌اکسید کربن با فشار ۰٫۶ درصد زمین پوشانده‌است.[۶۰] مریخ دارای آتشفشان‌های گسترده‌ای از جمله آتشفشان کوه المپوس مونس (بلندترین کوه منظومه شمسی) و شکاف درهٔ مارینر است. پژوهش‌ها نشان داده‌است که مریخ حدود ۲ میلیون سال پیش فعالیت‌های زمین‌شناسی داشته‌است و ردهایی از آب در سطح آن دیده شده‌است.[۶۱] رنگ قرمز این سیاره ناشی از اکسید آهن (زنگ‌زدن) در خاک خود است.[۶۲] مریخ دارای دو ماه با نام‌های دیموس و فوبوس است که شکل عجیبی دارند و به نظر می‌رسد که اسیر مریخ شده باشند.[۶۳]

کمربند سیارکی

سیارک‌ها، اجرام کوچک منظومه شمسی هستند که به طور عمده از مواد معدنی نسوز صخره‌ای، فلزی، کانیف و برخی از یخ تشکیل شده‌اند.[۶۴] کمربند سیارکی مدار بین مریخ و مشتری را اشغال کرده‌است و ۲٫۳ تا ۳٫۳ واحد نجومی از خورشید فاصله دارد.[۶۵] تصور می‌شود که این سیارک‌ها باقی ماندهٔ ذرات منظومه شمسی باشند که به دلیل گرانش مشتری نتوانستند به هم بپیوندند و سیاره تشکیل بدهند.[۶۶]

 

سیارک‌ها صدها کیلومتر از زمین فاصله دارند.[۶۷] سرس تنها سیارکی است که در گروه سیارات کوتوله طبقه بندی شده‌است؛ در حالی که، برخی از سیارک‌ها مانند وستا و سیارک ۱۰ ممکن است به گروه سیارات کوتوله بپیوندند. کمربند سیارکی حاوی میلیون‌ها سیارک است که حدود ده هزار سیارک قطر بیش از یک کیلومتر دارند. با وجود این، بعید نیست که جرم کل کمربند سیارکی به جرم یک هزارم زمین برسد.[۶۸] بیشتر کاوشگرهای فضایی که به سوی کمربند سیارکی فرستاده شده‌اند، حادثه‌ای ندیده‌اند. سیارکی که قطر آن بین ۱۰-۴ متر باشد را شهاب‌وار می‌نامند.[۶۹]

سرس
سرس بزرگ‌ترین سیارک منظومه شمسی و یک سیاره کوتوله‌است که ۲٫۷۷ واحد نجومی از خورشید فاصله دارد. قطر سرس اندکی کم‌تر از ۱۰۰۰ کیلومتر است و یک تودهٔ به اندازه کافی بزرگ برای گرانش و به شکل کروی است. سرس در قرن نوزدهم کشف شد و از ابتدا به عنوان سیاره انتخاب شد، اما طبق طبقه بندی‌ها در سال ۱۸۵۰، سرس به عنوان یک سیارک انتخاب شد.[۷۰] در سال ۲۰۰۶، سرس در گروه سیارات کوتوله طبقه بندی شد.

 

گروه سیارکی
سیارک‌ها در کمربند سیارکی بر اساس ویژگی‌های مداری به گروه‌های سیارکی و خانواده‌ها تقسیم می‌شوند. سیارک‌هایی که در مدار یک سیارک بزرگ می‌چرخد را گاهی اوقات ماه می‌نامند. کمربند سیارکی شامل کمربند ستاره‌های دنباله‌دار نیز می‌شوند که ممکن است سرچشمهٔ آب زمین بوده باشند.[۷۱]
سیارک تروجان، نقاط لاگرانژی هستند که گرانش پایدار دارند. اصطلاح “تروجان” برای اجسام کوچک در هر زبان دیگری به کار می‌رود. گردش به دور خورشید سیارک هیلدا نسبت به مشتری ۲:۳ است.[۷۲] بخش درونی منظومه شمسی نیز با سیارک‌های سرکش پوشانده شده‌اند.[۷۳]
بیرون منظومه شمسی
منطقهٔ بیرونی منظومه شمسی با غول‌های گازی و ماه‌های بزرگ آن‌ها پوشانده شده‌است. بسیاری از ستاره‌های دنباله‌دار از جمله سنتاور در این منطقه هستند. با توجه به فاصله از خورشید، اجسام جامد این منطقه که دارای آب، آمونیاک، و متان هستند، به دلیل درجهٔ حرارت پایین جامد باقی می‌مانند و راحت تر می‌توانند از خورشید فاصله بگیرند.
سیارات بیرونی

از بالا به پایین: نپتون، اورانوس، زحل، مشتری. (اندازه‌ها و مقیاس‌ها کاملاً دقیق و درست نیست)
در منظومه شمسی چهار سیارهٔ بیرونی یا غول گازی (گاهی اوقات سیارات مشتری‌سان) وجود دارند که ۹۹% مجموع اجرامی هستند که به دور خورشید می‌چرخند. مشتری و زحل هر کدام جرمشان از جرم زمین بیش از ۱۰ برابر بزرگ تر است و عمدتاً از هیدروژن و هلیوم ساخته شده‌اند. اورانوس و نپتون نیز به مراتب از زمین (کم‌تر از ۲۰ برابر جرم زمین) بزرگ‌ترند و در سطح خود بیشتر دارای یخ‌اند. به همین دلیل، برخی از ستاره‌شناسان آن‌ها را در گروه “غول یخی” طبقه‌بندی کرده‌اند.[۷۴] هر چهار سیارهٔ بیرونی دارای حلقه سیاره‌ای هستند، هر چند که تنها حلقهٔ زحل به راحتی از زمین دیده شده‌است.
[ویرایش] مشتری

نوشتار اصلی: مشتری (سیاره)
مشتری نخستین سیاره بیرونی و غول‌پیکرترین سیاره در منظومه شمسی است، به طوری که ۳۱۸ برابر جرم زمین و ۲٫۵ برابر جرم تمام سیارات منظومه شمسی جرم دارد. مشتری ۵٫۲ واحد نجومی از خورشید فاصله دارد و بسیار داغ است. این سیاره عمدتاً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده‌است. حرارت شدید داخلی مشتری سبب ایجاد تعدادی از ویژگی‌های نیمه دائم در جو آن از جمله گروه‌های ابر و نقطه بزرگ قرمز در جو این سیاره می‌شود. تعداد ماه‌های مشتری ۶۶ است و از بزگ‌ترین آن‌ها می‌توان به گانمید، کالیستو، آیو، و اروپا اشاره کرد که مانند سیارات دارای آتشفشان و حرارت داخلی هستند.[۷۵] گانمید بزرگ‌ترین ماه در منظومه شمسی است و از عطارد بزرگ‌تر است.

زحل
زحل دومین سیاره غول‌پیکر منظومه شمسی است و شباهت‌ها زیادی به مشتری از جمله اتمسفر و مگنتوسفر دارد و ۹٫۵ واحد نجومی از خورشید فاصله دارد. اگر چه زحل تنها دارای ۶۰% از حجم مشتری است، اما بسیار غول پیکر است و حلقه‌هایش بسیار معروف‌اند. حلقه‌های زحل از یخ و ذرات کوچک سنگ ساخته شده‌اند. زحل دارای ۶۲ ماه دارد که در آن بین، تیتان و انسلادوس بسیار بزرگ هستند و نشانه‌هایی از فعالیت‌های زمین شناسی در آن‌ها وجود دارد؛ اگر چه تا حد زیادی از یخ ساخته شده‌اند.[۷۶] تیتان دومین ماه بزرگ منظومه شمسی پس از گانمید است و از عطارد بزرگ‌تر است و تنها ماه در منظومه شمسی است که فضای چشم‌گیری برای گردش به دور زحل دارد.

اورانوس
نوشتار اصلی: اورانوس
اورانوس ۱۴ برابر زمین جرم دارد و سبک‌ترین سیارهٔ بیرونی است و ۱۹٫۶ واحد نجومی از خورشید فاصله دارد. اورانوس بسیار منحصر به فرد است و دارای یک انحراف محوری نود درجه نسبت به دایرةالبروج است که باعث شده‌است در این سیاره ۴۱ سال، روز و ۴۱ سال، شب باشد. این سیاره بسیار سرتر از غول‌های گازی دیگر است و گرمای بسیار کمی به او می‌تابد.[۷۷] اورانوس دارای ۲۷ ماه است که از بزرگ‌ترین آن می‌توان به تیتانیا، اوبرون، اومبریل، آریل، و میراندا اشاره کرد.

نپتون
نوشتار اصلی: نپتون
نپتون یا همان فرمانروای دریاها، هر چند از اورانوس کمی کوچک‌تر است؛ اما جرم آن معادل ۱۷ تا کرهٔ زمین است و چگالی بیشتری دارد. نپتون گرمای زیادی دارد اما دمای آن به اندازهٔ مشتری و زحل نیست.[۷۸] نپتون دارای ۱۳ ماه است که بزرگ‌ترین آن‌ها تریتون است. تریتون نشانه‌هایی از فعالیت‌های زمین‌شناسی از جمله آب‌فشان و نیتروژن مایع دارد.[۷۹] تریتون تنها ماه بزرگ با حرکت بازگشتی است. نپتون در مدار خود دارای تعدادی ریزسیاره که تروجان نامیده می‌شوند است.
دنباله‌دارها

دنباله‌دارها، ستارگان کوچک منظومه شمسی هستند که تا چند کیلومتر کشیده می‌شوند و عمدتاً از غبار و یخ تشکیل شده‌اند و تا حد زیادی به گلوله‌های برف گل‌آلود شباهت دارند. مدار این ستارگان بسیار عجیب است و در مدار سیارات می‌چرخند و گاهی اوقات گامی فراتر از پلوتو می‌گذارند. هنگامی که دنباله‌دارها به درون منظومه شمسی وارد می‌شوند و به خورشید نزدیک می‌شوند، سطح یخی آن‌ها دچار تصعید می‌شود و به یون می‌شود و دم طولانی از گاز و گرد و غبار آن‌ها با چشم غیر مسلح دیده می‌شود.
دورهٔ کوتاه مدت گردش دنباله‌دارها به دور یک مدار، کم‌تر از دویست سال است. آن‌ها در یک دورهٔ طولانی گردش به دور مدار، هزار سال منتظر می‌مانند. ستاره‌های دنباله‌دار کوتاه از کمربند کویپر سرچشمه می‌گیرند؛ در حالی که، دنباله‌دارهای بلند مانند دنباله‌دار هیل-باپ از ابر اورت سرچشمه می‌گیرند. بعضی از دنباله‌دارها مانند کروز سونگرازرز با فروپاشی یک پدر و مادر به وجود می‌آیند.[۸۰] برخی از دنباله‌دارها با مدار هایپربولیک ممکن است از خارج منظومه شمسی سرچشمه گرفته باشند، اما تعیین دقیق مدار آن‌ها دشوار است.[۸۱] بسیاری از دنباله‌دارهای قدیمی که توسط گرمایش خورشیدی هدایت می‌شوند، اغلب به عنوان سیارک طبقه‌بندی شده‌اند.[۸۲]
سنتاور
نوشتار اصلی: سیارک ۱۰۱۹۹
سنتاور یک ستارهٔ دنباله‌دار است که مدار آن ۱٫۵ برابر مدار مشتری است (۵٫۵ واحد نجومی دورتر از مدار مشتری) و ۳۰ واحد نجومی مانده به نپتون است. این سیارک ۱۰،۱۹۹مین سیارک کشف شده‌است و قطر آن حدود ۲۵۰ کیلومتر است.[۸۳][۸۴]
منطقه فرا نپتونی
منطقهٔ فرا نپتونی دورترین منطقه منظومه شمسی است که هنوز تا حد زیادی ناشناخته‌است. کوچک‌ترین اجرام منظومه شمسی در این منطقه قرار دارند و عمدتاً از سنگ و یخ تشکیل شده‌اند. این منطقه گاهی اوقات با نام “بیرون منظومه شمسی” شناخته می‌شود، هر چند این اصطلاح برای اجرام فراتر از سیارک‌ها به کار می‌رود.
کمربند کویپر

اجرام آسمانی کمربند کویپر، مجموعه‌ای در برابر چهار سیارهٔ بیرونی
کمربند کویپر یک حلقه بسیار بزرگ مانند کمربند سیارکی است با این تفاوت که عمدتاً از یخ تشکیل شده‌است.[۸۵] این کمربند ۳۰ تا ۵۰ واحد نجومی از خورشید فاصله دارد؛ هر چند شامل ده‌ها سیارات کوتوله‌است. بسیاری از بزرگ‌ترین اجرام کمربند کویپر مانند سیارک ۵۰۰۰۰، سیارک ۲۰۰۰۰، و سیارک ۹۰۴۸۲ ممکن است به عنوان سیارهٔ کوتوله طبقه‌بندی شوند. تخمین زده می‌شود که در کویپر بیش از ۱۰۰٬۰۰۰ جسم با قطر بیش از ۵۰ کیلومتر وجود دارد. اما تصور می‌شود که کل جرم کویپر یک‌دهم یا حتی یک‌صدم جرم زمین باشد.[۸۶] بسیاری از اجرام کویپر، ماه‌های چندگانه هستند[۸۷] و بسیاری از آن‌ها در خارج از دایرةالبروج قرار دارند.[۸۸]
کمربند کویپر به دو بخش کلاسیک و مرتعش تقسیم شده‌است. مرتعش مربوط به مدار نپتون می‌شود که به دلیل انحراف مداری اش، گاهی اوقات از خورشید نسبت به پلوتو بیشتر فاصله می‌گیرد.[۸۹] کمربندهای کلاسیک هیچ ارتعاشی ندارند و تا حدود ۴۷٫۷-۳۹٫۴ واحد نجومی گسترش می‌یابد.[۹۰] اجرام بخش کلاسیک، مکعب وانوس نامیده می‌شوند و هنوز هم قصد خروج از مرکز مدار را دارند.[۹۱]
پلوتو و چارون
نوشتارهای اصلی: پلوتو و چارون (ماه)

مقایسه هنری اریس، پلوتو،