سیاره یک جرم آسمانی است که در حرکتی مداری به دور یک ستاره و یا بقایای ستارهای میگردد و دارای شرایط زیر است:
جرم آن به اندازهای هست که تحت تأثیر نیروی گرانش خود گِرد شود.
جرم آن آنقدر زیاد نیست که سبب همجوشی حرارتی هستهای شود.
همسایگی خود را از سیارکها پاکسازی کردهباشد.a۱۲
سیاره واژهای کهن است که با تاریخ، علم، افسانهشناسی و دین گره خوردهاست. در آغاز، سیارات در بسیاری از فرهنگها، به عنوان موجویتهایی خدایی و یا فرستادگان خدایان پنداشته میشدند. با پیشرفت دانش علمی، درک انسان از سیارات دگرگون گشت. در سال ۲۰۰۶ اتحادیه بینالمللی اخترشناسی تعریف توافقشدهای برای سیاره اعلام نمود. این تعریف کمی بحثانگیز است زیرا بسیاری از اجسام با جرمی در حد سیاره را بر پایه داشتن یا نداشتن حرکت مداری، شامل نمیشود. اگر چه هشت تا از سیارات که پیش از سال ۱۹۵۰ کشف شدهاند، همچنان در این تعریف جدید نیز سیاره محسوب میشوند، برخی از اجرام آسمانی همچون سرس، پالاس، جونو و پلوتون (نخستین جسم فرا نپتونی کشفشده) که زمانی توسط جامعه علمی به عنوان سیاره شناختهمیشدند، دیگر سیاره محسوب نمیشوند.
بطلمیوس گمان میکرد که سیارات در حرکتهایی در فلکهای حامل و تدویر به دور زمین میگردند. اگرچه ایده گردش سیارات به دور خورشید بارها پیشنهاد شدهبود، اما تا قرن هفدهم طول کشید تا این نظریه توسط مشاهدات نجومی تلسکوپی انجامشده توسط گالیلئو گالیله تایید شود. یوهانس کپلر با بررسی دقیق دادههای مشاهدات، دریافت که مدار سیارات دایرهای نیستند، بلکه بیضوی هستند. با پیشرفت ابزارهای رصد، ستارهشناسان مشاهده نمودند که دیگر سیارات نیز مانند زمین دور محورهای مایلی میچرخند و دارای ویژگیهایی همچون کلاهکهای یخی و فصول مختلف میباشند. از زمان برآمدن عصر فضا، مشاهدات نزدیک توسط کاوشگرهای فضایی نشان دادهاست که زمین و سیارات دیگر در ویژگیهایی همچون آتشفشانها، توفندها، زمینساختها و حتی هیدرولوژی، مشترکاند.
سیارات عموماً به دو دسته کلی تقسیم میشوند: غولهای گازی پرچگالی و کم چگالی و سیارههای کوچکتر زمینسان سنگی. بنا بر تعاریف اتحادیه بینالمللی اخترشناسی، هشت سیاره در سامانه خورشیدی(منظومه شمسی) وجود دارند. به ترتیب افزایش فاصله از خورشید، جهار سیاره سنگی تیر، ناهید (آناهیتا)، زمین و بهرام قرارگرفتهاند و پس از آنها چهار غول گازی مشتری، کیوان، اورانوس و نپتون قرار گرفتهاند. شش سیاره از این هشت سیاره، یک یا چند قمر طبیعی دارند که به دور آنها میگردند.
بیش از هزار سیاره در اطراف ستارگان (سیارات برونخورشیدی و یا برونسیارهها) دیگر در کهکشان راه شیری کشف شدهاند: تا تاریخ اول مه ۲۰۱۴، ۱۷۸۶ سیاره برونخورشیدی در ۱۱۰۶ سامانه سیارهای (که ۴۶۰ تا از آنها سامانههای چندسیارهای هستند) کشف شده که اندازههای آنها از سیاراتی در اندازه زمین تا غولهای گازی بزرگتر از مشتری متغیر است.۳ در ۲۰ دسامبر ۲۰۱۱ تیم تلسکوپ فضایی کپلر، کشف نخستین سیارههای زمینسان (سنگی) برونخورشیدی را گزارش داد، کپلر-۲۰ای۴ و کپلر-۲۰اف۵ که به دور ستاره خورشیدسان کپلر-۲۰ میگردند.۶۷۸ مطالعهای در سال ۲۰۱۲، با بررسی ریزهمگرایی گرانشی تخمین زد که به ازای هر ستاره در کهکشان راه شیری تقریباً ۱٫۶ سیاره وجود دارند.۹ گمان میرود که یکی از هر پنج ستاره خورشیدسانb ، سیاره زمینسانیc در ناحیه قابل سکونتd خود دارد
واژهشناسی
سیاره در زبان انگلیسی Planet خوانده میشود که برگرفته از واژه ἀστὴρ πλανήτης (اَستِر پِلانِتِس) در یونان باستان میباشد. ریشه واژه ἀστὴρ(اَستِر) معادل وازه «ستاره» در فارسی است و هر دو واژه ایرانی و یونانی برگرفته از واژه h₂stḗr* در زبان نیا-هندواروپایی هستند. واژه πλανήτης(پِلانِتِس) نیز به معنی «گردان» است ودر نتیجه ἀστὴρ πλανήτης به معنی ستاره گردان میباشد. واژه سیاره نیز واژهای با ریشه عربی و به معنی «راهپیما» میباشد که توسط ستارهشناسان اسلامی سده نخستین بهکارگرفته شد و به نظر میرسد که ترجمهای برای واژه πλανήτης(پِلانِتِس) یونانی باشد. در واژهنامههای آنندراج، برهان قاطع و جهانگیری، از واژه کهن «هرپاسب» نیز به معنی سیاره یاد شده است.۱۰ همچنین در متون زرتشتی کهن از واژه «اَباختَر» نیز برای اشاره به سیارات استفاده شدهاست.۱۱
تاریخچه
اطلاعات بیشتر: تاریخ اخترشناسی و تعریف سیاره
نوشتار(های) وابسته: گاهشمار اخترشناسی منظومه خورشیدی
نسخه چاپی یک مدل کیهانشناسی زمین مرکزی از «کیهاننگاری»، انتورپ، ۱۵۳۹
ایده سیارات در طول تاریخ تکامل یافتهاست، از ستارگان گردان الهی در عهد باستان تا اجسام زمینوار عصر دانش. مفهوم آن گسترش یافته تا دنیاهایی نه تنها در منظومه خورشیدی بلکه در صدها منظومه فراخورشیدی دیگر را نیز دربرگیرد. ابهامات نهفته در تعریف سیاره، بحثهای علمی بسیاری را برانگیخته است.
پنج سیاره سنتی قابل دیدن با چشم غیر مسلح از دوران باستان شناختهشده بودند و تاثیرات برجستهای بر افسانهشناسی، کیهانشناسی دینی و اخترشناسی باستانی گذاردهاند. در دوران باستان اخترشناسان متوجه شدند که برخی از نورها نسبت به دیگر نورها در پهنه آسمان حرکت میکنند. یونانیان باستان این نورها را «ستاره گردان» (به یونانی باستان: πλάνητες ἀστέρες(پِلانِتِس اَستِرِس)) و یا به اختصار «گردانها» (به یونانی باستان: πλανῆται(پِلانِتای)) نام نهادند۱۲ که واژه معادل انگلیسی سیاره، یعنی Planet، از آن مشتق شدهاست.۱۳۱۴ در یونان باستان، چین باستان، بابل و در واقع همه تمدنهای پیش-مدرن،۱۵۱۶ این باور مورد پذیرش عمومی قرارگرفته بود که زمین مرکز جهان است و همه سیارات به دور زمین میگردند. دلیل این برداشت آن بود که مشاهده میشد ستارگان هر روز یکبار به دور زمین میچرخیدند۱۷ و ظاهراً درک عمومی بر آن بوده است که زمین ثابت و پایدار است و همواره در سکون میماند.
تمدن بابل
نوشتار اصلی: اخترشناسی بابلی
نخستین تمدن شناختهشدهای که نظریهای کاربردی در مورد سیارات داشتند، بابلیها بودند که در هزارههای نخست و دوم قبل از میلاد در منطقه میانرودان(بینالنهرین) زندگی میکردند؛ کهنترین متن اخترشناسی سیارهای به جای مانده، لوحی بابلی به نام لوح ناهید آمیسادوکا است که امروزه یک کپی گرفته شده در قرن هفتم پیش از میلاد آن در موزه بریتانیا نگهداری میشود. این لوح شامل لیستی از مشاهدات مربوط به حرکت سیاره ناهید است که احتمالاً تاریخ آن به هزاره دوم پیش از میلاد میرسد.۱۸ مول آپین (به انگلیسی: MUL.APIN) یک جفت لوح به خط میخی مربوط به قرن هفتم پیش از میلاد هستند که حرکات خورشید، ماه و سیارات را در یک دوره یک ساله ترسیم میکند.۱۹ اختربینهای بابلی نیز آنچه را که بعدها اختربینی غربی شد، پایهریزی کردند.۲۰ انیما آنو انلیل که در دوره نوآشوری در قرن هفتم پیش از میلاد۲۱ نوشته شدهاست دربرگیرنده لیستی از طالعها و روابط آنها با پدیدههای آسمانی مانند حرکت سیارات است.۲۲۲۳ زهره، تیر و سه سیاره بیرونی بهرام، مشتری و کیوان توسط بابلیها شناختهشده بودند. این سیارات تا پیش از اختراع تلسکوپ در اوایل دوران مدرن تنها سیارههای شناختهشده باقی ماندند.۲۴
اخترشناسی یونانی-رومی
نوشتار(های) وابسته: اخترشناسی یونان باستان
هفت کره سیارهای بطلمیوس
۱
ماه
☾ ۲
تیر
☿ ۳
زهره
♀ ۴
خورشید
☉ ۵
بهرام
♂ ۶
مشتری
♃ ۷
کیوان
♄
یونانیان باستان در ابتدا به اندازه بابلیان به سیارات ارج ننهادند. فیثاغوریها در قرن ششم و پنجم پیش از میلاد نظریه سیارهای مجزایی برای خود داشتند، که متشکل از زمین، خورشید، ماه و سیاراتی بود که به دور یک آتش مرکزی واقع در مرکز جهان در گردش هستند. گفته میشود که فیثاغورث یا پارمنیدس نخستین فردی بود که دریافت ستاره عصر(هسپروس) و ستاره صبح(فسفروس) یکی هستند(آفرودیته که متناظری یونانی برای ونوس رومی است).۲۵ در قرن سوم پیش از میلاد، آریستارخوس ساموسی یک سامانه خورشید مرکزی پیشنهاد نمود که مطابق آن، زمین و سایر سیارات به دور خورشید میگشتند، هرچند که نظریه زمین مرکزی همچنان تا قبل از انقلاب علمی، نظریه پیشتاز بود.
در قرن نخست پیش از میلاد، در دوران هلنیستی، یونانیها شروع به ایجاد طرحهای ریاضی خود برای پیشبینی موقعیت سیارات نمودند. این طرحها بر خلاف طرحهای محاسباتی بابلیها بیشتر بر پایه هندسه بنا شده بودند در نهایت نظریات بابلیها در سایه جامعیت و پیچیدگی این نظریات قرار گرفتند. این نظریات در قرن دوم عصر حاضر کتب المجسطی نوشته بطلمیوس به اوج میرسد. نفوذ مدل بطلمیوس به اندازهای بود که جایگزین تمام نظریات پیشین شد و به مدت ۱۳ قرن به عنوان کتاب مرجع جامع اخترشناسی در دنیای غرب باقی ماند.۱۸۲۶ برای یونانیها و رومیها هفت سیاره شناختهشده وجود داشت که همگی بر اساس فواعد پیچیدهای که بطلمیوس طراحی کرده بود، به دور زمین میچرخیدند. این سیارات به ترتیب فاصله از زمین (ترتیب بطلمیوسی) عبارت بودند از: ماه، تیر، زهره، خورشید، بهرام، مشتری و کیوان.۱۴۲۶۲۷
هند
در سال ۴۹۹ پس از میلاد، آریابهاتا یک مدل سیارهای پیشنهاد نمود که صریحاً به چرخش زمین به دور محورش اشاره داشت و توضیح داد که دلیل حرکت ظاهری از شرق به غرب ستارگان، همین چرخش زمین به دور خود است. او همچنین باور داشت که مدار سیارات بیضوی هستند.۲۸ پیروان آریابهاتا به طور ویژه در جنوب هند قدرت داشتند و در آنجا اصل حرکت چرخشی زمین وی به همراه سایر اصولش پیروی میشد و کارهای ثانویهای نیز بر پایه آن به انجام رسید.۲۹
در سال ۱۵۰۰، نیکانتا سومایاجی از مدرسه ستارهشناسی و ریاضیات کرالا در رساله تنتراسامگراها مدل آریابهاتا را مورد بازبینی قرار داد.۳۰ او در «آریابهاتیابهاسیا» که گزارشی در مورد «آریابهاتیا» ی آریابهاتا بود، مدلی پیشنهاد داد که در آن تیر، ناهید، بهرام، مشتری و کیوان به دور خورشید میگردند و خورشید به دور زمین میگردد، شبیه به مدل تیکونی که بعدها توسط تیکو براهه در اواخر قرن شانزدهم ارائه شد. بیشتر اخترشناسان مدرسه کرالا که از او پیروی میکردند نظریه او را پذیرفته بودند.۳۰۳۱
اخترشناسی دوران اسلامی
نوشتارهای اصلی: ستارهشناسی در دوران اسلامی و کیهانشناسی اسلامی
در قرن یازدهم، ابن سینا متوجه پدیده گذر ناهید شدهبود و چنین نوشت که ناهید حداقل گاهی زیر خورشید قرار میگیرد.۳۲۳۳ در قرن دوازدهم ابن باجه دو سیاره را به شکل دو لکه تیره روی خورشید مشاهده نمود که بعدها در قرن سیزدهم، اخترشناس رصدخانه مراغه، قطبالدین شیرازی، متوجه شد که آنها گذر تیر و گذر ناهید هستند. هرچند که ابن باجه نمیتوانسته گذر ناهید را دیده باشد زیرا در دوران زندگی وی اتفاق نیفتاده است.۳۴
رنسانس اروپایی
نوشتار(های) وابسته: نظریه خورشید مرکزی
سیارات رنسانس،
حدود ۱۵۴۳ تا ۱۶۱۰ و حدود ۱۶۸۰ تا ۱۷۸۱
۱
تیر
☿ ۲
ناهید
♀ ۳
زمین
⊕ ۴
بهرام
♂ ۵
مشتری
♃ ۶
کیوان
♄
پس از پیدایش انقلاب علمی، درک انسان از سیاره از چیزی که در پهنه آسمان حرکت میکند (نسبت به ستارگان ثابت) به جسمی که به دور زمین میگردد تغییر یافت، و در قرن هجدهم با قدرت گرفتن نظریه خورشید مرکزی کوپرنیک، گالیله و کپلر، این درک، به اجسامی که مستقیماً به دور خورشید میگردند تغییر یافت.
بنابراین زمین نیز در لیست سیارات قرارگرفت۳۵ در حالیکه خورشید و ماه از این لیست خارج شدند. در آغاز، وقتی نخستین اقمار مشتری و کیوان در قرن هفدهم کشف شدند، واژههای قمر و سیاره به جای یکدیگر بهکار میرفتند، اما در قرن بعدی بیشتر از واژه قمر برای این اجسام استفاده میشد. تا اواسط قرن نوزدهم تعداد سیارات به سرعت زیاد شد زیرا در آن زمان جامعه علمی هر جسم تازه کشفشدهای را که مستقیماً به دور خورشید بگردد به عنوان سیاره قلمداد مینمود.
قرن نوزدهم
سیارات جدید، ۱۸۰۷-۱۸۴۵
۱
تیر
☿ 2
ناهید
♀ ۳
زمین
⊕ ۴
بهرام
♂ ۵
وستا
⚶ ۶
جونو
⚵ ۷
سرس
⚳ ۸
پالاس
⚴ ۹
مشتری
♃ ۱۰
کیوان
♄ ۱۱
اورانوس
♅
در قرن نوزدهم اخترشناسان به تدریج متوجه شدند که اجسامی که به تازگی کشف شده بودند و برای تقریباً نیم قرن به عنوان سیاره طبقهبندی شدهبودند (مانند سرس، پالاس و وستا)، با سیارات سنتی شناخته شده بسیار تفاوت داشتند. این اجسام همه در یک منطقه از فضا بین بهرام و مشتری(کمربند سیارکها) پراکنده بودند و جرم آنها نیز بسیار کمتر بود. در نتیجه آنها در طبقهبندی جدید «سیارکها» قرار گرفتند. در غیاب یک تعریف رسمی برای «سیاره»، هر جسم بزرگی که به دور خورشید میگشت سیاره قلمداد میشد. از آنجا که اختلاف اندازه سیاره و سیارک بسیار زیاد بود، و همچنین به این دلیل که نظر میرسید سیل اکتشافات جدید با اکتشاف نپتون در سال ۱۸۴۶ پایان یافتهاست، نیازی به یک تعریف رسمی احساس نمیشد.۳۶
قرن بیستم
سیارات ۱۸۵۴-۱۹۳۰، سیارات خورشیدی ۲۰۰۶ تا کنون
۱
تیر
☿ ۲
ناهید
♀ ۳
زمین
⊕ ۴
بهرام
♂ ۵
مشتری
♃ ۶
کیوان
♄ ۷
اورانوس
♅ ۸
نپتون
♆
در قرن بیستم پلوتون کشف شد. برپایه مشاهدات اولیه این گمان بهوجود آمد که از زمین بزرگتر است و به همین سبب به سرعت به عنوان نهمین سیاره به رسمیت شناخته شد.۳۷ مشاهدات بعدی نشان داد که این جسم در واقع بسیار کوچکتر از آن است که تصور میشد. در سال ۱۹۳۶، ریموند لیتلتون پیشنهاد نمود که ممکن است پلوتون یکی از قمرهای گریخته نپتون باشد،۳۸ و فرد لارنس ویپل در سال ۱۹۶۴ پیشنهاد داد که ممکن است پلوتون یک دنبالهدار باشد،۳۹ اما با این وجود، به دلیل اینکه هنوز از هر سیارک شناختهشدهای بزرگتر بود و به نظر نمیرسید که عضوی از یک جمعیت بزرگتر باشد،۴۰ وضعیت خود را به عنوان سیاره تا سال ۲۰۰۶ حفظ نمود.
سیارات (خورشیدی) ۱۹۳۰-۲۰۰۶
۱
تیر
☿ ۲
ناهید
♀ ۳
زمین
⊕ ۴
بهرام
♂ ۵
مشتری
♃ 6
کیوان
♄ ۷
اورانوس
♅ ۸
نپتون
♆ ۹
پلوتون
♇
در سال ۱۹۹۲، اخترشناسان، الکساندر والشتان و دیل فریل کشف چند سیاره در اطراف یک تپاختر به نام پیاسآر بی۱۲۵۷+۱۲ را اعلام نمودند.۴۱ این اکتشاف عموماً به عنوان نخستین سامانه سیارهای کشف شده در اطراف یک ستاره دیگر شناختهمیشود. پس از آن در ۶ اکتبر ۱۹۹۵، میشل مایر و دیدیه کیلوز از دانشگاه ژنو، نخستین برونسیاره در حال گردش به دور یک ستاره معمولی رشته اصلی(۵۱ پگاسوس) را کشف نمودند.۴۲
کشف سایرات فراخورشیدی به ابهام دیگری در تعریف سیاره انجامید: نقطهای که در آن سیاره تبدیل به ستاره میشود. بسیاری از سیارات فراخورشیدی شناختهشده جرمی چندین برابر مشتری دارند که نزدیک به جرم برخی از اجسام ستارهای به نام کوتولههای قهوهای است.۴۳ کوتولههای قهوهای عمومات به عنوان ستاره تلقی میشوند زیرا توانایی همجوشی دوتریم، که ایزوتوپ سنگینتر هیدروژن است، را دارا هستند. اگرچه اجرام آسمانی باید حداقل ۷۵ بار از مشتری سنگینتر باشند تا توانایی همجوشی هیدروژن را داشتهباشند، اجسامی که تنها ۱۳ برابر از مشتری سنگینتر قادر به همجوشی دوتریم خواهند بود. هرچند که دوتریم بسیار نادر است و بیشتر کوتولههای قهوهای فرایند همجوشیشان مدتها پیش از کشف آنها، متوقف شدهاست و این در عمل آنها را از سیارات بسیار بزرگ نامتمایز میسازد.۴۴
قرن بیست و یکم
با کشف اجسام بیشتر در منظومه شمسی و اجسام بزرگ در اطراف ستارگان دیگر که در خلال نیمه دوم قرن بیستم رخ داد، بحثهایی درباره اینکه چه چیزی را باید سیاره دانست، آغاز شد. اختلاف نظرهای در مورد اینکه آیا جسمی را که بخشی از یک جمعیت متمایز مانند یک کمربند سیارکی باشد، و یا جسمی که آنقدر بزرگ باشد که از روش همجوشی گرمایی هستهای دوتریم تولید انرژی کند، را میتوان سیاره دانست، وجود داشت.
شمار رو به افزایشی از اخترشناسان بر این باورند که میبایست پلوتون را از لیست سیارهها خارج نمود، زیرا بسیاری از اجسام مشابه با اندازههای نزدیک به آن در همان منطقه از منظومه شمسی(کمربند کویپر) در خلال دهههای ۱۹۹۰ و ۲۰۰۰ یافت شدهاست. مشخص گشت که پلوتون تنها جسم کوچکی در میان جمعیتی از هزاران جسم دیگر است.
رسانهها در مورد برخی از این اجسام همچون کواوار، سدنا و اریس بشارت کشف سیاره دهم را میدادند، هرچند که هرگز مورد پذیرش گسترده جامعه علمی قرار نگرفتند. اعلام کشف اریس در سال ۲۰۰۵ به عنوان جسمی با جرم ۲۷٪ بیش از پلوتون، ضرورت و تمایل عمومی را برای ایجاد یک تعریف رسمی برای سیاره، ایجاد نمود.
با پذیرش مشکل، اتحادیه بینالمللی اخترشناسی عزم ایجاد تعریفی برای سیاره نمود و یکی در سال ۲۰۰۶ ارائه داد. شمار سیارات به هشت سیارهای کاهش یافت که اجسامی با بزرگی قابل توجه هستند و مدارشان را پاکسازی کردهاند، و رده جدیدی نیز به نام «سیارههای کوتوله» بوجود آمد که در ابتدا شامل سه جسم بود(سرس، پلوتون و اریس).۴۵
تعریف سیاره فراخورشیدی
در سال ۲۰۰۳، گروه کاری سیارات فراخورشیدی اتحادیه بینالمللی اخترشناسی (IAU) یک بیانیه جایگاه در مورد تعریف سیاره ارائه دادند که تعریف ناتمام زیر را در بر میگرفت و عمدتاً بر روی مرز میان سیارات و کوتولههای قهوهای تمرکز داشت:۲
اجسامی با جرم واقعی کمتر از حد جرمی برای همجوشی گرمایی هستهای دوتریم (که در حال حاضر برای اجسامی با فراوانی ایزوتوپی همانند خورشید، این حد ۱۳ برابر جرم مشتری محاسبه شدهاست۴۶) که حرکت مداری به دور ستارگان و یا بقایای ستارهای دارند، سیاره هستند (مستقل از اینکه چگونه ایجاد شده باشند). حداقل جرم مورد نیاز برای سیاره بودن یک جسم فراخورشیدی همان مقداری است که در مورد منظومه شمسی در نظر گرفته میشود.
اجسام نیمهستارهای با جرم واقعی فراتر از حد جرمی برای همجوشی گرمایی هستهای دوتریم، «کوتوله قهوهای» محوب میشوند واینکه چگونه ایجاد شدهاند یا کجا قرار گرفتهاند تفاوتی ایجاد نمیکند.
اجسام شناور آزاد در خوشههای ستارهای جوان با جرمی پایینتر از حد جرمی برای همجوشی گرمایی هستهای دوتریم سیاره نیستند، بلکه کوتولههای نیمهقهوهای هستند (و یا هر نام دیگری که مناسبتر باشد)
این تعریف از آن زمان به بعد، در هنگام انتشار کشفیات برونسیارهها در ژورنالهای علمی به گستردگی مورد استفاده اخترشناسان قرارگرفتهاست.۴۷ اگرچه موقتی است، اما تا پذیرفتن یک تعریف پایدارتر به عنوان تعریفی ناتمام اما موثر باقی میماند. اگرچه بحثی در مورد حد پایین جرم نمیکند۴۸ و بدینترتیب از اختلاف نظرها درباره اجسام داخل منظومه شمسی دوری میگزیند. این تعریف همچنین توضیحی در مورد اجسامی مانند ۲ام۱۲۰۷بی که دور کوتولههای قهوهای میگردند، نمیدهد.
یک راه تعریف کوتوله نیمهقهوهای عبارت است از جسمی با جرم سیارهای که بجای برافزایش از روش فروریزی ابر بوجود آمدهاند. این تمایز در چگونگی شکلگیری بین کوتوله نیمه-قهوهای و سیاره مورد توافق جهانی قرار نگرفتهاست. اخترشناسان بر پایه پذیرش یا عدم پذیرش اینکه فرایند شکلگیری یک سیاره در ردهبندی آن دخالت دادهشود، به دو دسته تقسیم میشوند.۴۹ یکی از دلایل مخالفت این است که اغلب تعیین فرایند شکلگیری امکانپذیر نمیباشد. مثلاً سیارهای که از روش برافزایش شکلگرفتهاست، ممکن است از منظومه به بیرون پرتاب شده و به شکل غوطهور آزاد درآید، و به همین ترتیب یک کوتول نیمه قهوهای که خودش از روش فروریزی ابر بوجود امده، ممکن است در مداری به دور یک ستاره به دام بیفتد.
مقدار حدی ۱۳ برابر جرم مشتری، بیشتر یک قانون مبتنی بر تجربه است تا یک قانون دقیق فیزیکی. پرسشی که برمیاید این است که منظور از سوزاندن دوتریوم چیست؟ این پرسش از آنجا برمیآید که اجسام بزرگ بیشتر دوتریم خود را میسوزانند و اجسام کوچکتر تنها اندکی از آن را میسوزانند و مقدار ۱۳ MJup (جرم مشتری) بین این دو دسته قرار میگیرد. مقدار دوتریوم سوزانده شده نه تنها به جرم، بلکه به ترکیب سیاره، یعنی مقدار هلیم و دوتریوم موجود نیز بستگی دارد.۵۰ دانشنامه سیارات فراخورشیدی که شامل اجسامی با جرمی تا ۲۵ برابر جرم مشتری است، اینگونه بیان میکند که «این حقیقت که هیچ ویژگی خاصی در مورد مقدار ۱۳ MJup طیف جرمی مشاهده شده وجود نداشته و ما را وادار میسازد که این حد جرم را فراموش کنیم»۵۱ مرورگر دادههای برونسیارات شامل اجسامی تا ۲۴ برابر جرم مشتری میباشد واینگونه توصیه میکند که «حد جرمی ۱۳ برابر جرم مشتری وضع شده توسط تحادیه بینالمللی اخترشناسی در مورد سیاراتی با هستههای سنگی از نظر فیزیکی بیمعنی میگردد.»۵۲ بایگانی برون سیارات ناسا شامل اجسامی با جرم (یا حداقل جرم) کوچکتر یا مساوی ۳۰ برابر جرم مشتری است.۵۳
معیار دیگری که به جز سوزاندن دوتریم، فرایند شکلگیری و مکان، برای جدا کردن سیارهها و کوتولههای قهوهای وجود دارد این است که فشار هسته ناشی از فشار کولنی است یا فشار تباهیدگی الکترون.۵۴۵۵
تعریف ۲۰۰۶
موضوع حد پایین در جلسه مجمع عمومی اتحادیه بینالمللی اخترشناسی مورد بحث قرارگرفت. پس از بحث بسیار و یک پیشنهاد مردود، مجمع رای به وضع تعریفی به شکل زیر برای سیارات منظومه شمسی داد:۵۶
هر جسم آسمانی که (الف) در مداری به دور خورشید بگردد، (ب) جرم کافی داشته باشد تا نیروی خودگرانشیاش بر نیروهای پیوستگی جسم صلب غلبهکند به گونهای که شکل آن در تعادل هیدرواستاتیکی (تقریباً گرد) باشد، (پ) همسایگی اطراف مدارش را پاکسازی نمودهباشد.
طبق این تعریف، منظومه شمسی هشت سیاره دارد، اجسامی که شرط اول و دوم را دارا هستند اما در شرط سوم صدق نمیکنند (مانند سرس، پلوتون و اریس) به عنوان سیارههای کوتوله طبقهبندی میشوند، البته با این شرط که خود قمر سیاره دیگری نباشند. در آغاز IAU تعریفی را پیشنهاد داده بود که اجسام بسیاری را در بر میگرفت، زیرا شرط سوم در آن غایب بود.۵۷ پس از بحث فراوان از طریق رایگیری تصمیم گرفته شد که این اجسام را به جای سیاره در رده سیارههای کوتوله طبقهبندی شوند.۵۸
این تعریف بر پایه نظریات شکلگیری سیارات بنا شده که طبق این نظریات رویانهای سیارهای در ابتدا همسایگی مداری خود را از اجسام کوچک دیگر پاکسازی کیکنند. استیون سوتر اخترشناس اینگونه توصی میکند که
محصول پایانی یک برافزایش قرصی ثانویه، شمار اندکی از اجسام بزرگ (سیارات) در مدارهای نامتقاطع یا مدارهای طنینداری ایست که از بروز برخورد بین آنها جلوگیری میکنند. سیارههای خرد و دنبالهدارها، از جمله اجسام کمربند کوئیپر، از این نظر متفاوتاند که امکان برخورد با یکدیگر و با سیارات را دارند.
پلوتون، با توجه به وضعیت سیارهبودنش و کشف آن در سال ۱۹۳۰، در ورای جامعه علمی، دارای اهمیت فرهنگی قابل توجهی برای عموم بود. کشف اریس در رسانهها به گستردگی به عنوان سیاره دهم اعلام میشد و از این رو طبقهبندی دوباره هر سه جسم به عنوان سیاره کوتوله، توجه رسانهها و عموم را نیز به خود جلب نمود.۵۹
اجسامی که پیشتر سیاره پنداشته میشدند
جدول زیر شامل اجسامی از سامانه خورشیدی است که زمانی سیاره قلمداد میشدند.
جسم طبقهبندی کنونی توضیحات
خورشید, ماه ستاره، قمر در دوران باستان سیاره پنداشته میشدند، طبق نظریه اکنون رد شده زمین مرکزی.
آیو، اروپا، گانمید، و کالیستو قمر چهار قمر بزرگ نخستین مشتری، که به نام کاشف آن گالیله، قمرهای گالیلهای خوانده میشوند. او به احترام قیمهایش، خاندان مدیچی از این قمرها با نام «سیارات مدیچی» یاد میکند.
تیتان،e یاپتوس،۶۱ رئا،f تتیس،g و دیونهg قمر پنج قمر بزرگتر کیوان توسط کریستین هویگنس و جووانی دومنیکو کاسینی کشف شدند.
سرس سیاره کوتوله و سیارک از زمان کشفشان در بین سالهای ۱۸۰۱ تا ۱۸۰۷ سیاره پنداشته میشدند، تا دهه ۱۸۵۰ که به عنوان سیارک طبقهبندی شدند.۶۲
سرس متعقباً در سال ۲۰۰۶ به عنوان سیاره کوتوله طبقهبندی شد.
پالاس، جونو، و وستا سیارک
آسترئا، هبه۶، آیریس، گیاگان، متیس، هایجیا، پارتنوپ، ویکتوریا، ایجیریه، آیرین، یونومیا سیارک سیارکهای بیشتری بین سالهای ۱۸۴۵ تا ۱۸۵۱ کشف شدند. لیست به سرعت در حال گسترش اجسام میان بهرام و مشتری طبقهبندی مجدد آنها به عنوان سیارک را برانگیخت، که در سال ۱۸۵۴ مورد پذیرش گسترده قرار گرفت.۶۳
پلوتون سیاره کوتوله و جسم کمربند کویپر نخستین جسم فرانپتونی شناختهشده (یعنی ریزسیارهای با یک نیمقطر بزرگ فراتر از نپتون). از زمان کشف آن در سال ۱۹۳۰ تا زمان طبقهبندی دوباره آن به عنوان سیاره کوتوله در سال ۲۰۰۶، سیاره محسوب میشد.
اریس سیاره کوتوله و جسم دیسک پراکنده این جسم فرانپتونی که در سال ۲۰۰۳ کشف شد، در سال ۲۰۰۵ به عنوان سیاره شناخته شد. لیست به سرعت در حال گسترش پلوتوئیدها، طبقهبندی مجدد آن به سیاره کوتوله در سال ۲۰۰۶ را برانگیخت.
شمار اندکی از اخترشناسان سیارههای کوتوله و برخی از قمرها را سیاره محسوب میکنند.
افسانهشناسی و نامگذاری
خدایان المپ, که نام سیارههای منظومه شمسی برگرفته از آنهاست
نامهای سیارات در دنیای غرب برگرفته از آداب رومیهاست که خود برآمده از آداب یونانیها و بابلیان است. در یونان باستان دو روشنیبخش بزرگ، خورشید و ماه را هلیوس و سلنه میخواندند؛ دورترین سیاره (کیوان) فاینون به معنی «درخشنده» نام داشت که پس از آن فائتون (مشتری) به معنی «روشن» قرارداشت. سیاره سرخ (بهرام) با نام پیروئیس به معنی «آتشین» شناخته میشد. روشنترین سیاره (ناهید)، فسفروس («نور آور») و سیاره گذارای آخری (تیر) با نام استیلبون («سوسو زن») شناخته میشدند. یونانیها همچنین هر سیارهای را به یکی از خدایان خود، یعنی دوازده ایزد المپنشین نسبت میدادند: هلیوس و سلنه هم نام خدایان بودند و هم سیارات. فاینون به کرونوس، تیتانی که پدر المپنشینان بود، تعلق داشت. فائتون نشان زئوس، پسر کرونوس که او را از پادشاهی خلع کرد، پیروئیس به آرس، پسر زئوس داده شده بود که خدای جنگ بود، و فسفروس توسط آفرودیت حکمرانی میشد که خدابانوی عشق بود. هرمس که پیامرسان خدایان و خدای آموزش و شعور بود، بر استیلبون حکم میراند.۱۸
این رسم یونانیها در بخشیدن نام خدایان خود به سیارات با احتمال نزدیک به یقین از بابلیان گرفته شدهاست. بابلیها فسفروس را به نام خدابانوی عشق خود، ایشتار؛ پیروئیس را به نام خدای جنگ خود، نرگال؛ استیلبون را به نام خدای دانایی، نابو؛ و فائتون را به نام خدای اصلی، مردوخ نامیده بودند.۶۴ هماهنگی میان روشهای نامگذاری بابلی و یونانی بیش از آن است که تصور کنیم از ریشههای جداگانهای برخاستهاند.۱۸ این تطابقها کامل نیست. مثلاً نرگال خدای جنگ بابل بود و از این رو یونانیها او را به نام آرس شناختند، هرچند که بر خلاف آرس، خدای کشتن و زمین خاکی نیز بود.۶۵ مردم یونان امروزی همچنان نامهای باستانی را برای سیارات بهکار میبرند، اما سایر زبانهای اروپایی، تحت تاثیر امپراتوری روم و بعدها کلیسای کاتولیک از نامهای رومی به جای نامهای یونانی استفاده میکنند. رومیها که همچون یونانیها دین نیا-هند و اروپایی داشتند، خدایانی مانند یونانیها با نامهای متفاوت داشتند اما خبری از داستانسراییهای غنی یونانیها که فرهنگ شاعرانه یونان به خدایانشان بخشیده بود، نبود. در اواخر دوران جمهوری روم، نویسندگان رومی بسیاری از داستانهای یونانی را قرض گرفته و در مورد خدایان خود بهکاربردند، تا اندازهای که تقریباً تفاوت آنها قابل تشخیص نبود.۶۶ وقتی رومیها اخترشناسی یونانی را مطالعه کردند، نام خدایان خود را بر روی سیارات نهادند: مرکوریوس (به جای هرمس)، ونوس(آفرودیت)، مارس(آرس)، ژوپیتر(زئوس) و ساتورنوس (کرونوس). وقتی سیارات بعدی در قرون ۱۸ام و ۱۹ام کشف شدند نیز این روش نامگذاری در مورد نپتون (پوزئیدون) پابرجا ماند. اورانوس در این میان استثناست زیرا نام آن از یک خدابانوی یونانی گرفتهشدهاست و نه از معادل رومی آن.
برخی از رومیان در پی اعتقادی که احتمالاً از بینالنهرین سرچشمه گرفته و در مصر هلنیستی شکل گرفته، بر این باور بودند که خدایان هفتگانهای که سیارات از روی انها نامگذاری شدهاند در شیفتهای ساعتی امور روی زمین را مراقبت مینمایند. ترتیب شیفتها به صورت ساترن، ژوپیتر، مارس، خورشید(Sun)، ونوس، مرکوری و ماه بود.۶۷ بنابراین نخستین روز با ساترن آغاز میشود (ساعت ۱ام)، دومین روز با خورشید (ساعت ۲۵ام)، روزهای بعدی با ماه (ساعت ۴۹ام)، مارس، مرکوری، ژوپیتر و ونوس. از انجا که هر روز به نام خدایی که آن را آغاز میکند نامگذاری میشد، روزهای هفته در گاهشماری رومی نیز به همین ترتیباند و همچنان در بسیاری از زبانهای امروزی به همین ترتیب حفظ شده است.۶۸ در زبان انگلیسی واژههای Saturday (شنبه)، Sunday (یکشنبه) و Monday (دوشنبه) ترجمه مستقیم این نامهای رومی هستند. نام روزهای دیگر از خدایان انگلو-ساکسون گرفته شدهاست: Tuesday (سهشنبه) از Tiw (تیر (اساطیر))، Wednesday (چهارشنبه) از Wóden (ودن)، Thursay (پنجشنبه) از Thunor (ثور) و Friday (جمعه) از Fríge (فریج). این خدایان انگلوساکسون به ترتیب شبیه یا معادل مارس، مرکوری، ژوپیتر و ونوس هستند.
زمین تنها سیارهای است که نام آن در زبان انگلیسی از اساطیر یونانی-رومی گرفته نشدهاست. از آنجا که تنها در قرن هفدهم بود که زمین به طور عمومی به عنوان سیاره پذیرفته شد،۳۵ نام آن برگرفته از نام هیچ خدایی نیست. واژه earth به معنی زمین برگرفته از واژه انگلو-ساکسون قرن هشتم، erda است که به معنی زمین یا خاک است و نخستین بار به صورت مکتوب به عنوان نام کره زمین در حدود سالهای ۱۳۰۰ بهکار گرفته شد،۶۹۷۰ و همانند زبانهای ژرمنی دیگر در نهایت ا واژه نیا-ژرمنی ertho «زمین» گرفته شدهاست.۷۰ مثلاً در انگلیسی earth، آلمانی Erde، هلندی aarde و اسکاندیناوی jord. بسیاری از زبانهای رومیتبار از واژه کهن ترا و یا شکلی تغییریافته از آن استفاده میکنند که به معنی «زمین خشکی» در مقابل دریا استفاده میشد.۷۱ اما زبانهای غیر رومیتبار از واژگان بومی خود استفاده میکنند. مثلاً یونانیها همچنان از واژه قدیمی Γή (ژئو) استفاده میکنند.
فرهنگهای غیر اروپایی از روشهای نامگذاری دیگر استفاده کردهاند. هند از روشی بر پایه ناواگراها استفاده میکند که شامل هفت سیاره (سوریا برای خورشید، چاندرا برای ماه، و بودها، شوکرا، مانگالا، برهاسپاتی و شانی برای تیر، ناهید، بهرام، مشتری و کیوان) و دو گره مداری صعودی و نزولی ماه (راهو و کتو) میشود. چین و کشورهای آسیای شرقی که از لحاظ تاریخی در معرض تاثیر فرهنگی چین بودهاند (مانند ژاپن، کره و ویتنام)، برپایه عناصر پنجگانه چینی آب (تیر)، فلز (ونوس)، آتش (بهرام)، چوب (مشتری) و خاک (کیوان) نامگذاری کردهاند.۶۸
