الأقمار الصناعية الطبيعية: الخصائص والتكوين والوظيفة والأمثلة - آرتي - 2026

الأقمار الصناعية الطبيعية هي أجسام صخرية مرتبطة بالكواكب بقوة الجاذبية. عادة ما تكون أصغر من الكوكب الذي يدور حوله. الأقمار الصناعية الطبيعية تسمى أيضًا "الأقمار" لأن القمر هو القمر الصناعي الطبيعي للأرض. إن وجود هذه النجوم شائع جدًا ، لأنه باستثناء عطارد والزهرة وسيريس ، فإن الكواكب الأخرى في النظام الشمسي لها أقمار تدور حولها.

العدد الإجمالي للأقمار في النظام الشمسي غير معروف ، حيث يُعتقد أنه لا يزال هناك الكثير لاكتشافه. حتى الآن ، تم توثيق وجود 181 ، منها أكبر عدد لكوكب زحل: 82.

بعض الأقمار الطبيعية للنظام الشمسي. جانيميد ، تليها تيتان ، كاليستو ، آيو ، والقمر هي الأكبر. كوكب الزهرة لديه 0 أقمار نبتون لديه 14. المستخدم: primefac

لا تحتوي الأقمار الصناعية الطبيعية على أقمار ، ولكن هناك كويكبات لها ، على سبيل المثال (243) إيدا هو كويكب بقمر صناعي طبيعي: Dactyl.

القمر الصناعي الطبيعي الوحيد المرئي للعين المجردة هو قمرنا. لرؤية الأقمار الصناعية لكوكب المشتري تحتاج إلى تلسكوب. كان جاليليو جاليلي أول من اكتشف الأربعة الأكبر في عام 1610 وعمدهم بأسماء أسطورية: آيو وكاليستو ويوروبا وجانيميد.

منذ ذلك الحين ، تم تخصيص اسم أسطوري لكل قمر صناعي جديد ، باستثناء اسم أورانوس ، والذي تم تسميته على اسم شخصيات من ويليام شكسبير.

تُظهر هذه الرسوم المتحركة قمرًا صناعيًا طبيعيًا يدور حول الكوكب الأم. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز. Wiki-MG ****@- fr Accueil fr: Accueil

تدريب

يعود أصل الأقمار الصناعية الطبيعية إلى تكوين النظام الشمسي. الفرضية الأكثر قبولًا حاليًا هي الفرضية السدمية: من بقايا مستعر أعظم ، تشكل سديم من الغاز والغبار الكوني ، والذي بفضل قوة الجاذبية تكتل مادة كافية لتكوين الشمس في المقام الأول.

بمجرد إنشاء الشمس ، بقي حولها قرص دوار من الغاز والغبار ، كما لوحظ في النجوم الفتية ، حيث تتكرر هذه الأقراص.

تتكاثف المادة الموجودة في القرص المحيط بالنجم عندما يبرد وتتصادم الجسيمات التي يتكون منها. بمرور الوقت ، تشكلت الكواكب الصغيرة ، وأجنة الكواكب المستقبلية ، وبنفس الطريقة يمكن أن تتشكل الأقمار الصناعية.

بهذه الطريقة يعتقد علماء الكونيات أن جميع الأجسام التي يحتوي عليها النظام الشمسي قد تكونت ، بما في ذلك الشمس نفسها والكواكب والأقمار الصناعية والكويكبات والمذنبات. تسمى عملية التكتل وضغط المادة بالتراكم.

الآن يبقى السؤال حول كيفية حصول كل كوكب على أقمار صناعية طبيعية خاصة به. في نظامنا الشمسي ، تحتوي الكواكب الصخرية أو الكواكب الداخلية على عدد قليل من الأقمار الصناعية. عطارد والزهرة لا. للأرض واحد فقط ، وهو القمر ، بينما يمتلك المريخ اثنان: فوبوس وديموس.

لكن الكواكب الخارجية الغازية تحسب أقمارها بالعشرات. إذن هناك عدة نظريات تحاول تفسير ذلك:

- انفصلت الأقمار عن الكوكب وبقيت في مداره

- استولى الكوكب على القمر الصناعي

- شكل كل من الكوكب والقمر الصناعي نظامًا منذ البداية.

حركات الأقمار الصناعية الطبيعية

مقارنة الحجم بين الأرض والقمر. أبولو 17 صورة الأرض بالكامل: NASA الصورة التلسكوبية للقمر: غريغوري ريفيرا

تؤدي تفاعلات الجاذبية بين الأجسام في النظام الشمسي إلى سيناريوهات معقدة لحركة الأقمار الصناعية. تعدل هذه التفاعلات المدارات وإلى الحركات المعروفة للترجمة والدوران ، ويضاف البعض الآخر ، مثل عمليات التأرجح.

الاهتزازات أو ترددات القمر هي حركات تذبذبية للقمر الصناعي يتم ملاحظتها من الأرض. بفضل عمليات librations ، على الرغم من أن القمر يظهر دائمًا نفس الوجه للأرض ، يمكن رؤية نسبة إضافية صغيرة من الجانب غير المرئي.

تعمل التفاعلات أيضًا على تعديل مظهر الأقمار الصناعية وهذه بدورها تلك الخاصة بالكوكب الذي تدور حوله. سيقال المزيد عن هذا لاحقًا.

أنواع الأقمار الصناعية الطبيعية

أما بالنسبة للأنواع فيمكن أن تكون الأقمار الصناعية الطبيعية على سبيل المثال:

الأقمار الصناعية العادية

تدور الأقمار الصناعية المنتظمة في نفس اتجاه كوكبها الأصلي حول الشمس ، لذلك على الأرجح نشأت في نفس الوقت أو كانت نتيجة بعض الأحداث الكارثية التي عانى منها الكوكب في أوقات بعيدة.

أقمار صناعية غير منتظمة

إنهم يدورون دائمًا في الاتجاه المعاكس لاتجاه الكوكب الأم (هم رجعيون) ، ويميل مدارهم إلى الانحراف الأكبر ويكونون أكثر بعدًا ، مما يجعلهم يندرجون في فئة الأقمار الصناعية التي يحتمل التقاطها.

أقمار صناعية مؤقتة

عادة ما تكون كويكبات صغيرة يلتقطها الكوكب لبعض الوقت ، ثم تستمر في اختراق الفضاء. يُعتقد أن الصاروخ RH120 الصغير 2006 ، الذي يبلغ طوله حوالي 3 أمتار ، يصل إلى مدار الأرض كل 20 عامًا ويتم التقاطه هناك ، على الرغم من أنه قد لا يكون القمر الصناعي المؤقت الوحيد للأرض.

هناك أيضًا أسماء أخرى للأقمار الصناعية الطبيعية وفقًا لتأثيراتها على الكوكب أو وفقًا لتكوين مداره.

وظيفة

لم يتم إنشاء الأقمار الصناعية الطبيعية للكواكب للقيام بأي وظيفة محددة ، على عكس الأقمار الصناعية. توجد بسبب التفاعلات المتعددة من نوع الجاذبية والعمليات الفيزيائية الأخرى التي لا تزال غير معروفة جزئيًا.

يدور في مدار

ومع ذلك ، فإن للأقمار الصناعية تأثيرات ملحوظة على الكواكب التي تدور حولها. يكفي التفكير في تأثير المد والجزر لفهم التأثير الهائل للقمر على الأرض.

وليس هذا فقط ، فالقمر يساهم أيضًا في تشكيل مدار الأرض ، بحيث إذا كان مفقودًا ، سيتأثر المناخ والظروف المعيشية هنا بشكل كبير.

وبالمثل ، تساعد أقمار الكواكب الأخرى في تحديد مدارات كواكبها الأصلية وتكوين خصائصها.

تكوين الحلقة

ومن الجدير بالذكر حالة الأقمار الصناعية الراعية على الكواكب الخارجية ، والتي سميت بذلك لأنها مع جاذبيتها تساعد في الحفاظ على تكوين الحلقات على كواكب مثل زحل ، الكوكب الذي يحتوي على أبرز الحلقات.

يوجد حول زحل قرص رفيع من المواد يتكون من جزيئات دقيقة جدًا. يمر مدار بعض أقماره ، مثل ميماس ، عبر القرص ، ويفصله إلى حلقات. يقال بعد ذلك أن الأقمار الصناعية "ترعى" هذه الحلقات بقوة الجاذبية ، مما يحافظ على المنطقة المحيطة بمدارها خالية.

قوى المد والجزر

توجد قوى المد والجزر بين الكوكب وأقماره ، على سبيل المثال بين الأرض والقمر. يرجع ذلك إلى حقيقة أن كلاهما عبارة عن أجسام ممتدة ، أي ذات حجم قابل للقياس.

لذا ، فإن تفاعل الجاذبية بين الاثنين ليس متجانسًا تمامًا ، لأن هناك نقاطًا أقرب إلى بعضها البعض ، حيث يكون حجم قوة الجاذبية أكبر.

تذكر أن الجاذبية تعتمد على المسافة بين الجسمين. إذا أردنا حساب قيمتها بين الأرض والقمر باستخدام معادلة نيوتن ، فعادة ما نقوم بذلك عن طريق استبدال كتلتيهما والمسافة بين مراكزهما.

من خلال القيام بذلك بهذه الطريقة ، نفترض أن كتلتيهما مركزة في المركز تمامًا.

لكن الأشياء تتغير إذا أخذت في الحسبان نقطة على الأرض تقع على مسافة معينة من المركز. على سبيل المثال في الشكل التالي ، يختلف سحب الجاذبية للقمر (على اليسار) قليلاً عند النقاط A و B و C و D. على الأقل نتوقع أن يكون أقوى عند النقطة A ، الأقرب ، و أصغر عند النقطة B ، والتي تكون أبعد.

الشكل 3. قوى المد والجزر التي يمارسها القمر بشكل رئيسي ، تتسبب في ارتفاع المحيطات باتجاهه أثناء المد العالي. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز. ايمان.

في الواقع ، الفرق ليس كبيرًا جدًا ، لكنه كافٍ للتسبب في المد الأرضي ، لأن كتل المحيطات ، كونها سائلة ، تكون أكثر قابلية للتشوه بسهولة بسبب الجاذبية الطفيفة التي يمارسها القمر.

يحدث تفاعل مشابه بين الأرض والشمس ، على الرغم من حقيقة أن الشمس بعيدة جدًا ، ولكن يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنها أكثر كتلة.

المد العالي والمنخفض

تتراكم تأثيرات الشمس والقمر بشكل دوري ثم ترتفع المد والجزر. يحدث هذا في القمر الجديد أو البدر ، عندما يتم محاذاة النجوم الثلاثة. من ناحية أخرى ، عندما تكون في زوايا قائمة ، فإن تأثيرات المد والجزر تتعارض مع بعضها البعض.

إن قوى المد والجزر ليست فريدة في نظام الأرض والقمر ، ولكنها موجودة أيضًا في جميع أنحاء النظام الشمسي

الأقمار الصناعية الطبيعية للأرض

منظر للقمر ، القمر الصناعي الطبيعي الوحيد للأرض. المصدر: Max Pixels.

القمر الصناعي الطبيعي الوحيد للأرض هو قمرنا. إنه أكبر قمر صناعي مقارنة بالكوكب الأم.

على الرغم من أن سطحه غير مضياف ، إلا أن تأثيره غير عادي للحياة على الأرض: فقد غيرت قوة جاذبيته مدار الأرض ، مما أدى إلى إطالة فترة الضوء لإتاحة الوقت للنباتات لإجراء عملية التمثيل الضوئي.

على سطح القمر لا يوجد غلاف جوي قابل للتنفس ، ويفتقر إلى الماء السائل ولديه تغيرات مفاجئة في درجة الحرارة. ولكن بفضلها تحدث المواسم والمد والجزر ، كما أنها غيرت الغلاف الجوي للأرض لجعله يتنفس.

وكأن ذلك لم يكن كافيًا ، فهو بمثابة دليل للزراعة ومصدر أبدي لإلهام العلماء والفلاسفة والشعراء والعشاق.

الأقمار الصناعية الطبيعية للمريخ

الشكل 5. فوبوس وديموس. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز. لم يتم توفير مؤلف يمكن قراءته آليًا. يفترض RHorning (بناءً على مطالبات حقوق النشر).

إنهما قمران صغيران (يبلغ قطرهما الأقصى حوالي 10 كيلومترات) وأقمار غير منتظمة تم اكتشافهما في نهاية القرن التاسع عشر بواسطة عالم الفلك الأمريكي آساف هول: فوبوس وديموس.

من المحتمل أنها أتت من حزام الكويكبات الذي يفصل بين الكواكب الداخلية والخارجية وتم سحبها بواسطة جاذبية المريخ.

إنها تدور بالقرب من الكوكب الأحمر ، مع كون فوبوس أقربها ، في مدار 3000 كم أو أقل. يعتقد علماء الفلك أنها ستصطدم في النهاية بسطح المريخ. أما بالنسبة إلى ديموس ، فمن المحتمل أن ينجو من جاذبية المريخ ليصبح كويكبًا مستقلاً.

الأقمار الصناعية الطبيعية لكوكب المشتري

مقارنة الأحجام بين الأقمار الصناعية الجليل والأرض والقمر. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز. هيدرا 92.

تم اكتشاف أكبر 4 أقمار لكوكب المشتري بفضل تلسكوب جاليليو الذي تم إطلاقه حديثًا ، وهذا هو سبب تسميتها بأقمار جاليليو. لكن عملاق الغاز لديه ما لا يقل عن 79 قمرًا حتى الآن ، على الرغم من أن أقمار غاليليو هي الأكبر ، ويمكن مقارنتها في الحجم بكوكب عطارد.

واحد منهم ، Io ، له غلاف جوي ، يقوم بثورة كاملة حول المشتري في أقل من يومين بقليل وله كثافة متوسطة مماثلة لتلك الخاصة بالقمر.

من جانبها ، أوروبا صخرية وذات جو رقيق. يستغرق التجول حول الكوكب أقل من 4 أيام ويعتقد العلماء أن له نشاطًا تكتونيًا ، تمامًا مثل الأرض.

جانيميد وكاليستو هما أكبر أقمار ، ويستغرق دورانهما أسبوعًا. جانيميد ، أكبر الأقمار في النظام الشمسي بأكمله ، له مجال مغناطيسي خاص به ، وجو رقيق به أكسجين ، وقد يحتوي على ماء سائل ، كما يفعل كاليستو.

يحتوي كوكب المشتري أيضًا على عدد كبير من الأقمار الأخرى ، المنتظمة وغير المنتظمة ، وقد يكون بعضها قد تشكل بواسطة جزء من نفس السديم الذي نشأ المشتري عن طريق التراكم. البعض الآخر ، وخاصة غير النظامية ، تم القبض عليه بالتأكيد بواسطة جاذبية جوفيان عندما صادف مرورهم بالقرب من الكوكب.

أقمار زحل الطبيعية

ميماس ، قمر زحل في صورة مأخوذة من كاسيني. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

زحل هو الكوكب الذي يحتوي على أكبر عدد من الأقمار الصناعية ، حوالي 82 وفقًا للتعدادات الأخيرة. إنها تشكل نظامًا معقدًا إلى حد ما ، حيث تبرز أقمار الراعي ، وأحصنة طروادة ، وتلك التي تشترك في المدارات والعديد من الأقمار الصناعية.

أهمها تيتان بسبب حجمها وجوها الجوي. هذا القمر هو ثاني أكبر قمر في المجموعة الشمسية بأكملها ، بعد جانيميد ، ويمكن رؤيته من الأرض بمساعدة التلسكوب.

بحلول منتصف القرن العشرين ، اكتشف جيرارد كايبر بالفعل وجود غاز الميثان في الغلاف الجوي لتيتان ، ولكن بفضل مهمة كاسيني-هيغنز ، نعلم الآن أن تيتان هي موطن لرياح تصل سرعتها إلى 210 م / ث.

لأغراض المقارنة ، فإن الأعاصير الأرضية من الفئة 5 هي الأكثر شدة ولها رياح تزيد سرعتها قليلاً عن 70 م / ث. وبالمثل ، فإن الأمطار على تيتان هي غاز الميثان ، وبالتالي فإن التوقعات غير مرحب بها.

ميماس هو قمر صناعي آخر مثير للاهتمام من زحل ، على الرغم من أنه أصغر من تيتان. ذكرناه من قبل كراعى خاتم. ولكن اللافت للنظر في سطحه الجليدي هو الحفرة ذات التأثير الهائل المسماة Herschel نسبة إلى مكتشفها. يوجد في وسط الحفرة جبل يبلغ ارتفاعه حوالي 6000 متر.

من جانبه ، يتميز Iapetus بوجود جانب أغمق بشكل ملحوظ من الآخر ، على الرغم من أن السبب غير معروف. كما أن لها فوهة صدمية عملاقة يبلغ قطرها 500 كم ، وتقع على مسافة كبيرة من زحل ، أبعد بكثير من الأقمار الصناعية الأخرى البارزة ، والمدار مائل للغاية.

الأقمار الصناعية الطبيعية لأورانوس

القمر الصناعي ميراندا المصور من فوييجر. NASA / JPL-Caltech

حتى الآن ، تم حساب 27 قمرا صناعيا لكوكب أورانوس ، وكلها خالية من الغلاف الجوي. من بينها أقمار الراعي ، تمامًا مثل زحل.

تتميز مجموعتان كبيرتان من الأقمار الصناعية على أورانوس: الداخلية والخارجية. الأول مصنوع من الجليد والصخور ، في حين أن تكوين الأخير لا يزال غير معروف.

تيتانيا وأوبيرون هما أكبر أقمار أورانوس ، لكن قمر ميراندا الجليدي ، وهو أصغر الأقمار الصناعية الرئيسية ، يضرب بسبب سطحه الفوضوي ، والذي يبدو أنه عانى من تأثيرات لا حصر لها ، أو ربما يكون عنيفًا للغاية.

من الممكن أيضًا أن يكون قد تأثر بشكل كبير بقوى المد والجزر التي يسببها الكوكب الأم أورانوس وبالتالي يكون له مظهر متصدع مزعج.

أقمار نبتون الطبيعية

يوجد حتى الآن 15 قمرا صناعيا لنبتون وأكثرها إثارة هو الأكبر: تريتون. إنه عالم جليدي يفوق الخيال ، لأنه وفقًا للبيانات ، يكون السطح عند 37 كلفن أو -236.15 درجة مئوية.

في القطبين ، يوجد النيتروجين والغازات المجمدة الأخرى مثل أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون. عند رؤيته من الفضاء ، يتمتع Triton بشكل كروي جميل تقريبًا ، مما يميزه عن الأقمار الصناعية الأخرى غير المنتظمة لنبتون.

أما بالنسبة للأقمار الصناعية الأخرى لنبتون ، فهذه تندرج ضمن فئة الأقمار الصناعية غير المنتظمة ، لذلك من المحتمل جدًا أن يكون الكوكب قد استولى عليها في وقت ما.

أقمار بلوتو الطبيعية

مقارن الحجم الأرض والقمر وبلوتو شارون. المصدر: ناسا عبر ويكيميديا ​​كومنز.

أشهر أقمار بلوتو هو شارون ، الذي يشبه حجمه حجم الكوكب الأم ، وهذا هو السبب في أنه يعتبر بالأحرى نظامًا ثنائيًا ، وليس كوكبًا وأقمارًا صناعية.

تم اكتشاف شارون في عام 1975 ، واستبعد احتمال أن يكون بلوتو قمرًا صناعيًا لنبتون. بالإضافة إلى ثنائي بلوتو-شارون ، هناك أربعة أقمار صناعية أصغر ، تسمى: نيكس وهيدرا وسيربيروس وستيكس.

يدور بلوتو وشارون في مدارات متزامنة ، مما يعني أن الوقت الذي يستغرقانه للدوران حول محورهما هو نفس الوقت الذي يسافران فيه في المدار.

المراجع

1. كارول ، ب.مقدمة في الفيزياء الفلكية الحديثة. الثاني. الإصدار. بيرسون.
2. Geoenccyclopedia. الأقمار الصناعية الطبيعية. تم الاسترجاع من: geoenciclopedia.com.
3. Howell، E. ما هو القمر الصناعي؟ تم الاسترجاع من: space.com.
4. اوستر ، ل. 1984. علم الفلك الحديث. افتتاحية Reverté.
5. ويكيبيديا. الأقمار الصناعية الطبيعية. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.org.
6. بيل ، س. 1999. أصل وتطور الأقمار الصناعية الطبيعية. تم الاسترجاع من: researchgate.net.