כוכבי לכת

                                                     כוכב לכת                 

כּוֹכַב לֶכֶת או פלנטה (מיוונית Πλανήτης, "נע ונד") הוא גרם שמים, שאינו כוכב:

על פי האיגוד האסטרונומי הבין לאומי כוכב לכת במערכת השמש מוגדר כגוף המקיים שלושה תנאים: הוא במסלול סביב השמש, מסתו גדולה מספיק כך שניתן לתארו בקירוב ככדור, אך הוא לא מסיבי מספיק כך שיוצת בו המימן בהיתוך גרעיני פנימי ואין לו שכנים במסלול, כלומר הוא "ניקה" את מסלולו מגופים שמהווים שאריות של הערפילית הקדם פלנטרית. יש לציין כי להגדרה זו אין חשיבות מדעית וכל חשיבותה הינה סמנטית.

 

במערכת השמש:

(א) נמצא במסלול סביב השמש;

(ב) בעל מסה גדולה דיו כדי שכוח המשיכה שלו יצור צורה הקרובה לצורה כדורית;

(ג) הוא מפנה את מסלולו מעצמים אחרים;

או מחוץ למערכת השמש:

(1) נמצא במסלול סביב כוכב או שאריות של כוכב;

(2) המסה שלו מתחת למסה הדרושה להיתוך תרמו-גרעיני של דאוטריום;

(3) בעל דרישות מסה/גודל למעמד פלנטרי במערכת השמש שלנו;

הגדרת כוכב לכת במערכת השמש הוכרזה על ידי האיגוד האסטרונומי ב-2006, בעוד ההגדרה של כוכב לכת מחוץ למערכת השמש הוצגה ב-2003. הכרזות אלו נועדו להסדיר הגדרות פורמליות בתחום, לאחר עשורים של תגליות. בהתאם, מכילה מערכת השמש שלושה סוגי גופים:

1.   כוכבי לכת;

2.   כוכבי לכת ננסים;

3.   גופים קטנים במערכת השמש (אסטרואידים, קנטאורים, שביטים, גופים טרנס-נפטוניים, כוכבי לכת מינורים ואחרים.

על פי אותן הגדרות במערכת השמש ישנם שמונה כוכבי לכת - ארבעת כוכבי הלכת הארציים כוכב חמה, נוגה, כדור הארץ, מאדים, וארבעת ענקי הגז צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון.

סוגים של כוכבי לכת במערכת השמש
כיום אנו מכירים היטב רק את כוכבי הלכת במערכת השמש שלנו ועל-כן התיאור הפיסיקלי המתואר לעיל הוא שלהם בלבד. במערכת השמש שלנו שלושה סוגים עיקריים של כוכבי לכת: סלעיים, גזיים וקרחיים.

כוכבי לכת סלעיים

כוכבי הלכת הסלעיים (או כוכבי הלכת הארציים) עשויים בעיקר מיסודות כבדים (כמו צורן, ברזל וניקל) במצב צבירה מוצק עד נוזלי. לכוכבי לכת אלו גרעין מוצק או נוזלי המוקף במעטפת מגמתית וקרום דק המהווה את פני כוכב הלכת. חלק מכוכבי לכת אלו מוקפים במעטפת דקה של גזים המכונה אטמוספרה. כוכבי הלכת הסלעיים קטנים משמעותית מכוכבי הלכת הגזיים: קוטרם נע בין אלפי קילומטרים בודדים עד כדי כ-13,000 ק"מ. במערכת השמש שלנו, כוכבי הלכת הסלעיים נעים במסלולים פנימיים ומרחקם מהשמש לא עולה על 300 מיליון ק"מ (2 יחידות אסטרונומיות).כוכבי הלכת הסלעיים נוצרו מהצטברות של סלעים ואבק מהערפילית הסולרית הבראשיתית.
כוכב חמה, נגה, כדור הארץ ומאדים הם כוכבי לכת סלעיים.

ענקים גזים

כוכבי לכת גזיים עשויים בעיקר מהיסודות הבסיסיים מימן והליום במצב צבירה גזי. יתכן כי בליבתם של כוכבי לכת אלו קיים גרעין סלעי מוצק. בתוך גוף כוכב הלכת המימן הגזי שנמצא תחת לחץ רב, משנה את תכונותיו ומתנהל כ-"מימן מתכתי" - האלקטרון משתחרר מהאטום ונע בין גרעיני המימן. כוכבי הלכת הגזיים הינם ענקים ביחס לשאר כוכבי הלכת: קוטרם נע בין עשרות למאות אלפי ק"מ. במערכת השמש שלנו, כוכבי הלכת הגזיים נעים במסלולים חיצוניים ומרחקם מהשמש נע בין 750 מיליון לכ-1.5 מיליארד ק"מ (5 עד 10 יחידות אסטרונומיות). ההערכה היא כי מיקומם המרוחק מהשמש, מעבר ל-"קו הקרח" (snow line), שהוא הקו הדמיוני שממנו והלאה אדי מים יקפאו לקרח, איפשר להם לגדול במהירות, יחסית לכוכבי הלכת הארציים, ע"י איסוף של קרח וגזים שלא היו בנמצא במסלולים הפנימיים. בשלב מסוים, כבידתם היתה גדולה מספיק כך שהם אספו כמות משמעותית של גז בזמן קצר יחסית והתרחבו לגודלם הנוכחי. הענקים הגזיים מתאפיינים במערכות מרובות ירחים שלרוב הם אסטרואידים או גופי קרח קטנים שנכלאו בשדה הכבידה של כוכב הלכת. סביב הענקים הגזיים נעות גם טבעות שהן גופי קרח קטנים בגודל אופייני של מיקרונים עד כמטר וייתכן שהן חומר שנזרק מאחד הירחים או שאריות מירחים שהתנגשו או התפרקו.
במערכת השמש שלנו כוכבי הלכת הגזיים הם צדק ושבתאי.
בשנים האחרונות התגלו כוכבי לכת גזיים במערכות שמש רחוקות. באופן מפתיע, ובשונה מהמערכת שלנו, כוכבי לכת אלו נמצאים במסלולים קרובים מאד לכוכב המרכזי שלהם. מצב זה דורש ריענון של המודלים המתארים את יצירת כוכבי הלכת. כיום סבורים מדענים, כי ענקים אלו אמנם נוצרו מעבר ל-"קו הקרח", אך על-ידי תהליכים דינמיים (המכונים בשם "הגירה", Migration) הם התקרבו אל הכוכב המרכזי שלהם.

ענקי הקרח

קבוצת משנה של הענקים הגזיים הם ענקי הקרח. מדובר בכוכבי לכת שברובם (עד כ-70%) מכילים מוצקים של סלע וקרח, ומעליהם שכבה עבה של גזים. כוכבי לכת כאלו נוצרים בקצה המערכת שלהם, היכן שחלק ניכר מהחומרים הנדיפים קופא (למשל, מים או מתאן) והגז (למשל מימן או הליום) דליל יותר.
במערכת השמש שלנו ענקי הקרח הם אוראנוס ונפטון.
במערכות שמש רחוקות, התגלו מספר כוכבי לכת הזהים בגודלם לאוראנוס ונפטון, אך הם קרובים מאד לכוכב המרכזי שלהם, ותכונותיהם הפיסיקליות אינן מוכרות דיין בכדי לקבוע את הרכבם.

כוכבי הלכת במערכת השמש

ראו גם ערך מורחב מערכת השמש.
במערכת השמש שמונה כוכבי לכת ועוד מספר רב של גופים נוספים המקיפים את השמש. בשנת 2006 הגדירו מדענים באופן מדוייק מהם הקריטריונים שמגדירים כוכב לכת (ראו ערך מורחב הגדרה לכוכבי הלכת). על כן משנת 2006 פלוטו איננו מוגדר עוד בתור כוכב לכת (ראו חגורת קייפר). ארבעת כוכבי הלכת הקרובים לשמש הקרויים גם כוכבי הלכת הארציים, כוכבי הלכת הסלעיים, או כוכבי הלכת הפנימיים, הם כוכב חמה (Mercury), נוגה (Venus), כדור הארץ (Earth) ומאדים (Mars). אלו גופים קטנים ביחס לכוכבי הלכת הרחוקים יותר, וסלעיים, בעלי קרקע מוצקה עשויה סילקטים. אחריהם מגיעים כוכבי הלכת הגזיים צדק (Jupiter) ושבתאי (Saturn) ולבסוף ענקי הקרחאורנוס (Uranus) ונפטון (Neptune). כל כוכבי הלכת החיצוניים הינם בעלי טבעות – אוסף של חלקיקי אבק, סלעים קטנים וקרח המקיפים אותם כירחים קטנים. המפורסמות ביותר הינן טבעותיו של כוכב הלכת שבתאי שאותן ניתן לראות גם בטלסקופים קטנים.


 כוכב חמה
 כוכב חמה (באנגלית Mercury) הינו כוכב הלכת הקרוב ביותר לשמש (במרחק של כ-0.4 י"א), ומסתו 0.055 בלבד ממסת כדור הארץ. זהו כוכב הלכת הקטן ביותר במערכת השמש, עם קוטר של כמעט 5,000 ק"מ, והוא מורכב בעיקר ממתכות וסיליקטים. אין לו לוויינים ומסלולו מסונכרן עם סיבובו העצמי כך ששלושה ימים מקומיים, שכל אחד אורכו כ-58 ימים ארציים, שווים לשנתיים מקומיות, כאשר כל שנה אורכת כ-88 ימים ארציים. עקב קרבתו של כוכב חמה לשמש, הטמפרטורה המקסימלית על פני כוכב הלכת יכולה להגיע לכדי 700 מעלות קלווין (כ-430 מעלות צלזסיוס). בגלל הטמפרטורה הגבוהה ומסתו הנמוכה, כוכב חמה אינו יכול להחזיק אטמוספרה משמעותית.


נגה
נגה (באנגלית Venus) נמצא במרחק של כ-0.7 י"א מהשמש ואין לו לוויינים משל עצמו. הוא סובב סביב צירו בכיוון הפוך משאר כוכבי הלכת ומשך הסיבוב (243 ימים ארציים) גדול ממשך הקפתו את השמש (225 ימים ארציים). כוכב לכת זה הוא תאומו של כדור הארץ מבחינת גודל (קוטרו 0.95 מזה של הארץ) ומסה (0.8 ממסת כדור הארץ) אך שונה בתכלית מבחינת התנאים על פני השטח. האטמוספרה העבה של נגה יוצרת לחץ אטמוספרי הגדול פי תשעים מהלחץ על פני כדור הארץ.


ארץ
כדור הארץ (באנגלית Earth), כוכב הלכת עליו אנו חיים, נמצא במרחק ממוצע של קרוב ל 1 יחידה אסטרונומית מהשמש (כ-150 מיליון ק"מ). הארץ הוא כוכב הלכת בעל הצפיפות הגבוהה ביותר ובעל הקוטר הגדול ביותר מבין כוכבי הלכת הסלעיים הפנימיים. הוא עשוי בעיקר מברזל וסיליקטים, ובעל אטמוספרה המכילה ברובה חנקן, חמצן ופחמן דו-חמצני. בנוסף, כדור-הארץ הוא כוכב הלכת היחיד שידוע כי מתקיימת בו פעילות גאולוגית משמעותית וקיימים על-פניו חיים.


מאדים
מאדים (באנגלית Mars) נמצא במרחק של כ-1.5 י"א מהשמש ומסתו כעשירית ממסת כדור הארץ. צבעו האדום נובע מתחמוצות של ברזל (מעין "חלודה") המכסות את פניו. למאדים שני לוויינים קטנים (יחסית לירח) - פובוס ודיימוס. האטמוספרה שלו דלילה (לחץ של כ-7 מיליבאר בלבד על פני השטח) ומורכבת בעיקר מפחמן דו חמצני. על פני מאדים ישנן עדויות לפעילות גאולוגית שהתרחשה בעבר, בצורת הרי געש. ההר הגדול ביותר, הן על מאדים והן במערכת השמש כולה, הוא הר האולימפוס (באנגלית Mount Olympus) המתרומם לגובה של כ-27 קילומטר מעל פני השטח של מאדים.


צדק
צדק (באנגלית Jupiter) הוא כוכב הלכת הגדול ביותר במערכת השמש. מסתו היא כאלפית ממסת השמש וכ-318 פעמים מסת כדור הארץ. צדק נמצא במרחק ממוצע של כ-5.2 י"א מהשמש. הוא מורכב בעיקר ממימן והליום. לצדק יש שישים ושלושה לווינים ידועים, הגדולים מביניהם, גנימד, קליסטו, איו ואירופה, הינם דומים לכוכבי הלכת הפנימים. לחלקם יש אטמוספירה וחלקם פעילים גאולוגית. בנוסף, צדק גם ידוע בזכות התופעה האטמוספרית הנקראת הכתם האדום הגדול שגודלה כשלושה כדורי ארץ.


שבתאי
שבתאי (באנגלית Saturn) הנמצא כ-9.5 י"א מהשמש, ידוע בעיקר בשל טבעותיו. טבעות אלה מורכבות מחלקיקים שגודלם נע בין מטרים ספורים לחלקיקים מיקרוסקופים. מסתו היא כ 95 מסות כדור הארץ.


אורנוס
אוראנוס (באנגלית Uranus) נמצא במרחק של כ-19.6 י"א מהשמש ומסתו היא 14 פעמים מסת כדור הארץ. אוראנוס הוא מענקי הקרח, כלומר חלק משמעותי מהגוף עשוי מוצקים (סלע וקרח) וסביבו שכבה עבה של אטמוספרה. אחת מהתכונות המייחדות את אוראנוס היא נטיית ציר סיבוב גדולה של כ-98 מעלות, כלומר הוא מקיף את השמש כאשר הוא נמצא על "צידו". לאוראנוס יש עשרים ושבעה לווינים מוכרים.

נפטון
נפטון (באנגלית Neptune) במרחק של כ-30 י"א מהשמש ומסתו היא 17 פעמים מסת כדור הארץ. הוא קטן מאוראנוס בנפחו אך גדול ממנו במסתו. נפטון הוא מענקי הקרח, כלומר חלק משמעותי מהגוף שלו עשוי מוצקים (סלע וקרח) וסביבו שכבה עבה של אטמוספרה. לנפטון יש שלושה עשר לוויינים שהגדול מביניהם הוא טריטון. את מסלולו חולק נפטון עם עוד שישה (שמוכרים כיום) גופי קרח הנעולים בנקודות יציבות מבחינת שדה הכובד המופעל עליהם ע"י נפטון והשמש.

מאפיינים

כל כוכבי הלכת הסובבים את השמש נמצאים במסלול הפוך לכיוון השעון אם מסתכלים על המערכת כולה מעל הקוטב הצפוני של השמש. משך סיבוב שלם סביב השמש נקרא שנה. שנה של כל כוכב לכת תלויה במרחק שלה מהשמש - ולא רק שככל שהמרחק מהשמש גדול יותר יש מסלול ארוך יותר אלא גם המהירות של העצם איטית יותר היות שהוא מושפע פחות מכוח הכבידה של השמש.

יתרה מכך, כוכבי הלכת סובבים סביב עצמם על ציר מרכזי. משך סיבוב שלם של כוכב לכת סביב עצמו נקרא יום. וכל כוכבי הלכת סובבים על ציר בכיוון הפוך לכיוון השעון מלבד נוגה ואורנוס אשר סובבים סביב עצמם עם כיוון השעון. "יום" של כוכבי הלכת השונים מושפע מגורמים רבים, בעוד שיום בכדור הארץ אורך 24 שעות, בנוגה אורכו של היום אורך 243 ימי ארץ, ואורכו של יום על ענקי הגז אורך שעות בודדות.

מאפיין חשוב נוסף של כוכבי הלכת הוא שיפוע ציר (Axial Tilt) אשר קובע את הזווית של כוכב הלכת ביחס לקו המשווה של השמש. מאפיין זה משפיע ישירות על כמות האור שמקבל כל קוטב של כוכב הלכת, וכך נוצרות העונות של כוכבי הלכת ושינויי אקליםלאורך השנה. בצדק שיפוע הציר מאוד נמוך ולכן התנודות העונתיות שלו מינימליות. אורנוס לעומת זאת, בעל שיפוע ציר כה קיצוני עד שהוא נמצא כמעט על צידו.