صفحة ٢٧٨
انظر إلى نص مذنب كروتز: تتحدث الفقرة عن عائلة من المذنبات تدور بالقرب الشديد من الشمس، وأولها المذنب الذي رصده عالم الفلك هاينريش كروتز في القرن التاسع عشر. كانت هذه المذنبات في أصلها مذبذاً واحداً تحطم منذ آلاف السنين، وإما أن تمر بهدوء متجاوزة الشمس أو تغوص في لهيبها. وفي الأسفل، انظر إلى تتابع الصور لرحلة نهاية المذنب أيسون لعامي 2012 و2013، حيث يظهر تتبع تيليسكوبات سوهو وستيريو وهابل لمسار المذنب واقترابه من الشمس حتى تفتت نواته ومروره وراء قرص الشمس.
صفحة ٢٧٩
هذه الصفحة خاصة بمختبر الفضاء لتجربة تصنيع نموذج مذنب في المعمل ودراسة خصائصه الحركية والبنية والعوامل المؤثرة عليه. المواد المطلوبة هي ثلج جاف يمكن الحصول عليه من مصنع الغازات، ومجفف شعر، ورمل، وقفازات سميكة، ونظارة لحاية العين، وحامل. خطوات العمل تبدأ بسكب كمية من الثلج في وعاء بلاستيكي ثم إضافة الرمل وخلط المكونات باليدين بعد لبس القفازات، ووضع المكون على قاعدة خشبية. بعد ذلك يتم تشغيل مجفف شعر على أقل حرارة وتوجيهه على المكون ومقارنة حالته بحالة المذنب. في النهاية يتم تفعيل مجفف الشعر إلى حالة السخونة وتعريضه لمخلوط الثلج الجاف، وسجل ملاحظاتك في كراسة البيانات لترى اتجاه غاز المخلوط وماذا حدث للرمل، مستعيناً بجدول البيانات الموضح في أسفل الصفحة لحساب الحالة الحرارية وموقع المذنب واتجاه الذيل الغازي والذيل الغباري وطولهما.
صفحة ٢٨٠
انظر إلى جدول دليل مراجعة الفصل. في قسم الكواكب الداخلية، تذكر الفكرة الرئيسة أن الكواكب الداخلية تتشابه في التركيب الصخري وحجمها الصغير وقلة توابعها. ويحقق الكوكب تعريفه إذا كان جرماً سماويّاً يدور حول الشمس، وله كتلة كافية لخلق جاذبيته الذاتية، وخلا محيطه ومداره من أجرام أخرى أكبر حجماً منه. ولمعرفة مدة وصول ضوء الشمس إلى الكوكب، استخدم القانون حيث هي المسافة و هي سرعة الضوء كم في الثانية، والكواكب الداخلية هي عطارد والزهرة والأرض والمريخ. أما في قسم الكواكب الخارجية والأجرام الأخرى، فالكواكب الخارجية تشابه الكواكب الخارجية للنظام الشمسي مع بعضها في التركيب الغازي وحجمها الكبير ووفرة توابعها، وهي المشتري وزحل وأورانوس ونبتون. ومن الأجرام الأخرى في النظام الشمسي الكويكبات، الشهب والنيازاك، المذنبات، حزام كويبر، وسحابة أورت، حيث المذنبات ذات المدارات القصيرة تستغرق أقل من 200 عام للدوران حول الشمس وتتشكل في حزام كويبر، بينما المذنبات ذات المدارات الطويلة تستغرق 200 مليون عام للدوران حول الشمس وتتشكل في سحابة أورت.
صفحة ٢٨١
انظر إلى تقويم الفصل وبداية مراجعة المفردات وأسئلة بناءة ومراجعة الجدول. بالنسبة للجدول، مقارنة بين المذنب والكوكب والقزم والكويكب، وحساب مدة دوران المذنب حول نفسه وحول الشمس بحسب البعد بوحدة فلكية. فمثلاً عطارد يبعد وحدة فلكية، ومدة دورانه حول نفسه 59 يوم، وحول الشمس 88 يوم. والزهرة تبعد وحدة، ومدة دورانها حول نفسها 243 يوم، وحول الشمس يوم. والأرض تبعد وحدة فلكية، ومدة دورانها حول نفسها ساعة وحول الشمس يوم. والمريخ يبعد وحدة، ومدة دورانه حول نفسه ساعة وحول الشمس 687 يوم. والمشتري يبعد وحدة، ودورانه حول نفسه 10 ساعات وحول الشمس سنة. وزحل يبعد وحدة، ودورانه حول نفسه ساعة وحول الشمس سنة. وأورانوس يبعد وحدة، ودورانه حول نفسه ساعة وحول الشمس 84 سنة. ونبتون يبعد وحدة، ودورانه حول نفسه ساعة وحول الشمس سنة.
صفحة ٢٨٢
انظر إلى التفكير الناقد وسؤال تحفيز وخريطة مفاهيمية. في السؤال 21، فكر في العوامل التي قد تساعد كوكب المشتري في جذب المذنبات إليه مثل جاذبيته العالية. وفي السؤال 22، أكمل خريطة مفاهيم أنواع النيازك؛ فلدينا نيازك صخرية، ونيازك حديدية، ونيازك صخرية حديدية تتألف من الحديد والنيكل والسليكات بنسب متساوية لكل منهم. وفي سؤال التحفيز 23، فكر في السبب الرئيس في قلة توابع الكواكب الداخلية مقارنة بالكواكب الخارجية.
صفحة ٢٨٣
هذه الصفحة مخصصة لاختبار مقنن يضم أسئلة اختيار من متعدد وأسئلة الإجابات القصيرة والقراءة والاستيعاب. في قسم اختيار من متعدد، أجب عن عمر الشمس والمقدر بـ مليار سنة، وأبطأ الكواكب في فترة الدوران حول محورها، وأي الكواكب الأشد حرارة، وجانيميد كأحد أهار كوكب المشتري وزحل وأورانوس والمريخ، والتصنيف الخاص ببلوتو ككوكب قزم، وأكبر أقمار المجموعة الشمسية. وفي قسم أسئلة الإجابات القصيرة، أجب عن من أين تأتي معظم المذنبات ومكان وتواجد حزام الكويكبات. وفي قسم القراءة والاستيعاب، اقرأ النص الذي يشرح أجزاء المذنب من اللب الصلب ومكوناته من الماء وثاني أكسيد الكربون والنشادر والميثان المجمدة، والهالة التي تظهر عند اقتراب المذنب من الشمس كغيمة كروية من الغازات المتألقة بالضوء نتيجة تبخر الغازات المتجمدة حول اللب بسبب طاقة الشمس، والذيل الذي يندفع فيه أجزاء من الرأس بعيداً عن اللب ليقون الذيل المتوهج والمتحرك بعكس اتجاه الشمس، والذيل الغازي الذي يتكون من أيونات تتأثر بالرياح الشمسية ويتخذ شكلاً مستقيماً، ثم أجب عن عدد أنواع الذيول للمذنبات مع ذكر صفات كل ذيل، وسبب ظهور هالة المذنب.
صفحة ٢٨٤
انظر إلى صورة الشمس المشتعلة في الفصل الثاني الخاص بالبيئة الفضائية Space Environment. الفكرة العامة هي دراسة العلماء للشمس كنجوم ذي أهمية كبرى للأرض كمفتاح لإدراك تركيب النجوم التي يتعذر رصدها عن كثب. القسم الأول هو الشمس وفكرته تصورنا لبنية الشمس ناشئ عن أرصاد مباشرة لطبقاتها الخارجية إضافة إلى حسابات نظرية غير مباشرة لسلوك الغازات في أعماقها. القسم الثاني هو النشاط الشمسي وتؤثر الظواهر الناشئة عنه بشكل مباشر أو غير مباشر على البيئة المحيطة بالأرض. وتوجد حقائق فلكية تذكر أنه في عمليات الاندماج النووي يتم تحويل 600 مليون طن من الهيدروجين إلى 596 مليون طن من الهيليوم ويتم إطلاق 4 ملايين طن المتبقية كإشعاع، وتقدر الطاقة التي تخرج من أحد التوهجات الشمسية بما يضاهي الطاقة التي تحتاجها البشرية لمدة مائة عام. والصورة في الأسفل تجمع بين المناطق النشطة على الشمس لتبدو وكأنها وجه بتاريخ 8 أكتوبر 2014.
صفحة ٢٨٥
هذه الصفحة تعرض نشاطاً تمهيدياً وتجربة استهلالية بعنوان كيف يتم حماية الأرض من الرياح الشمسية؟ الرياح الشمسية مكونة من جسيمات متأينة على أغلفة الكواكب مما يسبب إتلافاً لها لولا وجود مجالات مغناطيسية قوية تكون درعاً واقياً لبعض الكواكب. الأدوات المستخدمة هي برادة حديد، ومغناطيس، ورقتان بمقاس A4. خطوات التجربة تبدأ بغط المغناطيس بالورقة الأولى، ثم ثني الورقة الثانية ووضع البرادة عليها، وبعدها إمسك الورقة الثانية على بعد 15 سم من المغناطيس، وانثر برادة الحديد باتجاه المغناطيس المغطى بالورقة الأولى. وفي جانب المطويات ومنظمات الأفكار، اصنع المطوية الآتية لتقارن بين طبقات الشمس؛ الخطوة 1 اثن الطرف السفلي للورقة طولياً بمقدار 3 سم ثم اضغط على الجزء المطوي إلى أعلى، الخطوة 2 اثن الورقة إلى ستة أجزاء متساوية، والخطوة 3 الصق الجزء المثني من الورقة من الجوانب لعمل 6 جيوب وعنونها بطبقات الشمس وهي: اللب، الإشعاع، الحمل الحراري، الغلاف الضوئي، الاكلير، والكروموسفير. في التحليل، فسر ما لاحظته، وما هي العلاقة بين ملاحظتك لأثر المغناطيس ومجال الأرض المغناطيسي.
صفحة ٢٨٦
انظر إلى الدرس الأول 2-1 بعنوان الشمس The Sun. الأهداف هي يعدد طبقات الشمس الداخلية، يذكر سلسلة عمليات الاندماج النووي للشمس، يعدد طبقات الشمس الخارجية، ويقارن بين درجات حرارة طبقات الشمس الخارجية. مراجعة المفردات تشمل البروتون وهو جسيم موجب الشحنة ويعد أحد مكونات نواة الذرة، وسلسلة بروتون-بروتون، وديوتيريوم، ومنطقة الإشعاع، ومنطقة الحمل الحراري، والغلاف الضوئي، والطبقة الملونة، والإكلير، والدوران التفاضلي للشمس. علم البيئة الفضائية Environmental Space Science هو العلم الذي يتعامل مع الظروف المتغيرة مكانياً وزمانياً في النشاط الشمسي والغلاف المغناطيسي الأرضي والأيونوسفير والتي قد تلحق الضرر بالنظم التكنولوجية في الفضاء وعلى الأرض. وتعد الشمس نجماً متوسط الحجم والحرارة والسطوع يقدر عمرها بـ 4.6 مليار سنة وهي بمشتصف عمرها أي أن أمامها 5 مليارات سنة أخرى قبل أن تتحول إلى نجم عملاق أحمر. والصورة في الأسفل توضح الخلايا الشمسية المستخدمة في تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية.
صفحة ٢٨٧
انظر إلى عنوان طبقات الشمس الداخلية The Sun's Inner Layers. تتكون الشمس من لب ساخن جداً يصل إلى 15 مليون درجة مئوية ولديه سمك يقدر بـ 0.3 من مركز الشمس. يعد اللب موقع عمليات الاندماج النووي وتحويل الهيدروجين إلى هيليوم عبر سلسلة من التفاعلات تسمى سلسلة بروتون-بروتون The Proton-Proton Chain الشكل 2-2 وهي سلسلة تمر بثلاث مراحل: المرحلة الأولى تتصادم نواتي هيدروجين بروتونين وتتغلب على تنافرها بسبب سرعتها العالية نتيجة درجة الحرارة العالية في اللب، وتندمج ليتحول أحد البروتونين إلى نيوترون بانبعاث البوزيترون الذي له شحنة موجبة وينتج أيضاً نواة ديوتيريوم Deuterium وهي نواة تحتوي على بروتون واحد ونيترون واحد ويرمز لها . المرحلة الثانية تصطدم نواة الديوتيريوم بالبروتون فتندمج لتكوين هيليوم خفيف وتنطلق الطاقة على شكل أشعة جاما. والمرحلة الثالثة تندمج نواتا هيليوم خفيف لتكوين نواة هيليوم عادية مع إطلاق بروتونين اثنين. وفي جانب الصفحة، يقع المرصد في قبة بقطر 8 أمتار حيث يقوم الفنيون المتخصصون فيه برص الشمس يومياً لمتابعة النشاط الشمسي من بقع وشواظ، ويتم مشاركة بعض الجهات العلمية الدولية بهذه الأرصاد.
