مركز الكتلة ودوره في علم الفضاء

نقول بأن الكواكب تدور حول النجوم، ولكن ليست هذه هي الحقيقة الوحيدة فحسب. إنما تدور الكواكب والنجوم في الحقيقة حول مركز كتلة مشترك. يسمى مركز الكتلة المشترك أو المرجح في بعض المصادر. ويساعد مركز الكتلة العلماء في البحث عن كواكب أبعد من نظامنا الشمسي. فما هو مركز الكتلة وما دوره في علم الفضاء؟

مركز الكتلة

لكل جسم مركز للكتلة. وهو المركز الحقيقي للمادة كلها التي يتكون منها جسم ما. ومركز كتلة جسم ما هو النقطة التي يتوازن عندها تماماً.
أحيانا يكون مركز الكتلة في مركز الجسم تماماً. إذ يمكنك على سبيل المثال أن تجد مركز كتلة المسطرة بسهولة. وذلك بمحاولة وضع إصبعك تحت وسط المسطرة في عدة مواقع، وستجد موقعاً يمكنك أن توازن فيه المسطرة كلها على إصبع واحد. ذلك هو مركز كتلة المسطرة. ويسمى مركز الكتلة أيضاً مركز الثقل.

ولكن لا يكون مركز الكتلة في وسط الجسم أحياناً. فبعض أجزاء الجسم قد تكون كتلتها أعلى من أجزاء أخرى فيه. فكتلة المطرقة الثقيلة على سبيل المثال معظمها في طرف واحد، وبناء على ذلك يكون مركز كتلتها أقرب إلى نهايتها الأثقل.

هل تنطبق الفكرة على الفضاء؟

نعم، إذ يكون لكل جسمين أو أكثر، يدوران حول بعضهما مركز كتلة مشترك. وهو النقطة التي يدور حولها كلا الجسمين. وهذه النقطة هي مركز كتلة للجسمين. وتكون عادة أقرب إلى الجسم ذو الكتلة الأكبر.

مركز الكتلة في نظامنا الشمسي

أين يقع مركز الكتلة بين الشمس والأرض؟ في الحقيقة كتلة الشمس كبيرة جداً. بينما كتلة الأرض بالمقارنة صغيرة جداً. وهذا يعني أن الشمس تقابل رأس المطرقة في المثال السابق. لذلك فإن مركز الكتلة بين الشمس والأرض قريبة جداً من مركز الشمس.

أما المشتري فكتلته أعلى من كتلة الأرض بـ ٣١٨ مرة. لذلك مركز كتلة الشمس والمشتري لا تقع في مركز الشمس نتيجة لذلك. بل هي في الحيقية خارج سطح الشمس.

كما أن نظامنا الشمسي بكامله يملك مركز كتلة. وتدور الأرض والشمس وكل الكواكب حول مركز الكتلة هذا. وهو مركز كتلة كل أجسام النظام الشمسي مجتمعة.
أما مركز كتلة نظامنا الشمسي يتغير موقعه باستمرار. فموقعه يعتمد على موقع الكواكب في مداراتها. ويترواح مكان مركز الكتلة بين مكان قريب من مركز الشمس إلى مكان خارج سطحها. وأثناء دوران الشمس حول هذا المركز المتغير تتأرجح أو تتذبذب.

كيف يساعدنا مركز الكتلة على إيجاد الكواكب الأخرى؟

إذا كان نجم ما يملك كواكباً، فإن النجم يدور حول مركز كتلة مشترك لا يقع في مركزه تماماً. وهذه يجعله يبدو متأرجحاً أو متذبذباً.

تسمى الكواكب التي تدور حول نجوم أخرى كواكب خارجية، ويصعب جداً رؤيتها مباشرة. إذ يخفيها الوهج المضيء للنجوم التي تدور حولها. ويعد رصد تذبذب النجم إحدى الطرق لاكتشاف فيما إذا كان هناك كواكب تدور حوله. وقد اكتشف العلماء العديد من الكواكب الخارجية عن طريق دراسة مراكز الكتلة، ومع استخدام غيرها من التقنيات بالإضافة إلى ذلك.

ملخص المقال

تدور الكواكب والنجوم في الحقيقة حول مركز كتلة مشترك. يسمى في علم الفضاء مركز الكتلة المشترك أو المرجح في بعض المصادر.

وهذا يعني أيضاً أن النجم يدور حول مركز لا يقع في وسطه تماماً، فيبدو متذبذباً. وذلك يساعد في البحث عن كواكب خارج نظامنا الشمسي.

المصدر

هنا