Układ Słoneczny

[Piotr Asen]

Układ Słoneczny
Składa się ze Słońca i powiązanych z nim grawitacyjnie ciał niebieskich. Ciała te to osiem planet, ponad 160 znanych księżyców, pięć planet karłowatych i miliardy (a być może nawet biliony) małych ciał Układu Słonecznego, do których zalicza się planetoidy, komety, meteoroidy i pył międzyplanetarny.

Zbadane regiony Układu Słonecznego zawierają, licząc od Słońca: Cztery planety skaliste (Merkury, Wenus, Ziemia, Mars). Pas planetoid składający się z małych skalistych ciał, cztery zewnętrzne gazowe olbrzymy (Jowisz, Saturn, Uran, Neptun). Drugi pas – pas Kuipera, składający się z obiektów skalno-lodowych. Za pasem Kuipera znajduje się dysk rozproszony, dużo dalej heliopauza i w końcu hipotetyczny obłok Oorta.
Odkryto także pięć planet karłowatych: Ceres (największy obiekt w pasie planetoid), Pluton, Haumea, Makemake (drugi co do wielkości obiekt w pasie Kuipera) i Eris (największy znany obiekt w dysku rozproszonym).

Sześć z ośmiu planet i trzy z planet karłowatych mają naturalne satelity, zwane księżycami. Każda z planet zewnętrznych jest otoczona pierścieniami złożonymi z pyłu kosmicznego. Wszystkie planety, z wyjątkiem Ziemi i Urana (który zawdzięcza nazwę greckiemu bóstwu Uranosowi), noszą imiona bóstw z mitologii rzymskiej.
Szacuje się, że formowanie się i ewolucja Układu Słonecznego rozpoczęły się 4,6 miliarda lat temu, gdy na skutek grawitacyjnego zapadnięcia się części niestabilnego obłoku molekularnego rozpoczął się proces formowania Słońca i innych gwiazd. Układ wciąż podlega ewolucyjnym i chaotycznym zmianom i nie będzie istniał wiecznie w obecnej postaci. Za około 2 - 5 miliardów lat możliwe jest zderzenie Galaktyki Andromedy z Drogą Mleczną, a w ciągu około 5 miliardów lat Słońce powiększy wielokrotnie swoją średnicę, stając się czerwonym olbrzymem, co doprowadzi do zniszczenia planet skalistych, wliczając w to Ziemię. Następnie Słońce odrzuci swoje zewnętrzne warstwy jako mgławicę planetarną i przekształci się w białego karła, którego temperatura i jasność będą stopniowo spadać aż do całkowitej "śmierci" gwiazdy. Przypuszcza się, że Słońce następnie zmieni się w czarnego karła, jednak nie można tej teorii potwierdzić ani obalić, gdyż wszechświat jest zbyt młody, aby powstały tego typu obiekty.

[Piotr Asen]

Słońce (łac. Sol)
Gwiazda centralna Układu Słonecznego, wokół której krąży Ziemia, inne planety oraz mniejsze ciała niebieskie. Słońce to najjaśniejszy obiekt na niebie i główne źródło energii docierającej do Ziemi. Astronomiczny symbol Słońca to okrąg z punktem w środku: (Unicode: 2609)

Słońce jest oddalone od Ziemi o około 150 mln km, leży w Ramieniu Oriona galaktyki Drogi Mlecznej, 26 tysięcy lat świetlnych od jej środka i około 26 lat świetlnych od płaszczyzny równika Galaktyki. Okrąża centrum Drogi Mlecznej z prędkością ok. 220-260 km/s w czasie ok. 226 milionów lat, co daje ponad 20 obiegów w ciągu dotychczasowej historii gwiazdy.



Słońce jest gwiazdą ciągu głównego (V klasa jasności). Jego typ widmowy (G2) charakteryzuje biaława barwa i obecność w widmie linii zjonizowanych i neutralnych metali oraz bardzo słabych linii wodoru.
Chociaż najbliższa gwiazda jest od dawna intensywnie badana, wiele dotyczących jej kwestii pozostaje nierozstrzygniętych. Nie poznano też dokładnie mechanizmu podgrzewania zewnętrznych warstw słonecznej atmosfery do temperatur rzędu miliona kelwinów. Mechanizmy te próbuje się tłumaczyć na gruncie magnetohydrodynamiki, choć powstają również niestandardowe teorie, takie jak Elektryczne Słońce, co do której istnieją jednak liczne kontrowersje i zastrzeżenia.
Przypuszcza się, że Słońce powstało około 4,6 miliarda lat temu. Po trwającym kilkadziesiąt milionów lat okresie kurczenia się obłoku międzygwiazdowego, Słońce znalazło się na ciągu głównym (zob. Diagram H-R). Przez 4,6 miliarda lat Słońce zwiększyło swój promień od 8 do 12%, oraz jasność o ok. 27%. Zawartość wodoru w jądrze młodego Słońca wynosiła ok. 73%, obecnie już tylko 40%. Gdy zapasy wodoru wyczerpią się, co nastąpi za mniej więcej kolejne 5 mld lat, Słońce zmieni się w czerwonego olbrzyma i najprawdopodobniej pochłonie trzy najbliższe sobie planety, po kolejnym miliardzie lat odrzuci zewnętrzne warstwy i będzie zapadało pod własnym ciężarem przeistaczając się w białego karła. Według hipotez, przez wiele miliardów lat będzie stygło, aż stanie się czarnym karłem.

[Piotr Asen]

Planety Skaliste
Cztery wewnętrzne planety Układu Słonecznego są planetami skalistymi, mają dużą gęstość, są zbudowane ze skał, posiadają najwyżej kilka księżyców lub nie mają ich w ogóle i nie posiadają pierścieni. Składają się w znacznej części z minerałów o wysokiej temperaturze topnienia, takich jak krzemiany, które tworzą ich skorupę oraz płaszcz, a także metali takich jak żelazo i nikiel, które tworzą ich jądra. Trzy z czterech planet wewnętrznych (Wenus, Ziemia i Mars) mają atmosferę. Na ich powierzchni występują kratery uderzeniowe oraz tektoniczne cechy ukształtowania powierzchni takie jak rowy tektoniczne i wulkany.

Merkury
Merkury jest najbliższą Słońca i najmniejszą planetą (0,055 masy Ziemi). Merkury nie ma naturalnych satelitów, a jedyne znane jego cechy geologiczne oprócz kraterów uderzeniowych to obłe grzbiety i urwiska, prawdopodobnie powstałe w okresie kurczenia się jego stygnącego wnętrza we wczesnej historii planety. Merkury prawie w ogóle nie posiada atmosfery gdyż jest ona "zdmuchiwana" przez wiatr słoneczny. Nie wiadomo dokładnie jak ukształtowały się jego stosunkowo duże żelazne jądro i cienki płaszcz. Według części hipotez jego zewnętrzne warstwy zostały zdarte przez ogromne uderzenie i to spowodowało, że nie rozrósł się w pełni będąc pod wpływem promieniowania młodego Słońca.

Wenus
Wenus jest zbliżona rozmiarami do Ziemi (0,815 masy Ziemi) i podobnie jak ona, ma gruby płynny płaszcz wokół żelaznego jądra i masywną atmosferę, 90 razy gęstszą niż ziemska. Wenus nie posiada satelitów. Jest najgorętszą planetą, temperatura powierzchni osiąga powyżej 400 °C, z powodu dużej zawartości gazów cieplarnianych w atmosferze. Nie posiada ona pola magnetycznego, które mogłoby zapobiec uszczupleniu jej gęstej atmosfery, co sugeruje że atmosfera jest stale uzupełniana przez aktywność wulkaniczną. Nie ma jednak jak dotąd innych dowodów współczesnej aktywności geologicznej na Wenus.

Ziemia
Ziemia jest największą i najgęstszą z planet wewnętrznych, jedyną z pewnością aktywną geologicznie i jedyną znaną planetą na której istnieje życie. Jej hydrosfera jest unikalna wśród planet skalistych. Jest także jedyną planetą gdzie została zaobserwowana tektonika płyt. Atmosfera ziemska jest odmienna od atmosfer pozostałych planet i jest wciąż kształtowana przez procesy biologiczne, dzięki którym zawiera 21% wolnego tlenu. Posiada jednego naturalnego satelitę – Księżyc – jedynego dużego satelitę pośród planet skalistych w Układzie Słonecznym. Czasem wręcz określa się układ Ziemia-Księżyc jako planetę podwójną.

Mars
Mars jest mniejszy niż Ziemia i Wenus (0,107 masy Ziemi). Ma rzadką atmosferę złożoną głównie z dwutlenku węgla. Jego powierzchnia jest usiana wieloma wulkanami takimi jak Olympus Mons i dolinami ryftowymi takimi jak Valles Marineris. Nie wiadomo, czy Mars wykazuje współcześnie aktywność geologiczną. Jego czerwona barwa pochodzi od gleby bogatej w tlenki żelaza. Mars ma dwa niewielkie księżyce: Fobosa i Deimosa, które są prawdopodobnie przechwyconymi planetoidami.

[Piotr Asen]

Planety Gazowe
Jowisz i Saturn składają się w większości z wodoru i helu, zaś Uran i Neptun – z zamarzniętej wody, zamarzniętego amoniaku i metanu. Według niektórych klasyfikacji Uran i Neptun należą do oddzielnej kategorii - "lodowych olbrzymów". Wszystkie cztery planety gazowe posiadają pierścienie, jednak jedynie pierścienie Saturna są łatwo widzialne z Ziemi. Termin planety zewnętrzne nie powinien być mylony z pojęciem planety górne, który oznacza planety znajdujące się w większej odległości od Słońca niż Ziemia (gazowe olbrzymy i Mars).

Jowisz
Jowisz ma masę równą 318 mas Ziemi, czyli 2,5 razy więcej niż wszystkie pozostałe planety Układu. Składa się w większości z wodoru i helu. Duża ilość ciepła pochodząca z wnętrza planety tworzy wiele interesujących zjawisk w jego atmosferze, takich jak równoleżnikowe pasma chmur czy Wielka Czerwona Plama. Jowisz posiada 63 znane księżyce. Cztery największe z nich, tzw. księżyce galileuszowe, wykazują podobieństwa do planet skalistych, takie jak wulkanizm i zjawiska tektoniczne. Ganimedes, największy naturalny satelita w Układzie Słonecznym, jest większy niż Merkury.

Saturn
Saturn słynie ze swoich szerokich i jasnych pierścieni. Pod względem budowy i składu atmosfery bardzo przypomina on Jowisza. Ma jednak bardzo małą gęstość, przy średnicy równej ok. 84% średnicy Jowisza jest ponad trzykrotnie mniej masywny. Posiada 60 znanych satelitów (oraz trzy, których istnienie nie zostało potwierdzone). Tytan i Enceladus są zbudowane w większości z lodu; wykazują też oznaki aktywności geologicznej (lodowe wulkany). Tytan jest większy niż Merkury i jest jedynym satelitą w Układzie Słonecznym, który posiada gęstą atmosferę, w której zachodzą złożone zjawiska pogodowe i najprawdopodobniej powierzchniowe zbiorniki (jeziora i morza) ciekłych węglowodorów. Ciśnienie na jego powierzchni jest o ok. 47% większe niż na powierzchni Ziemi.

Uran
Uran przy masie 14 mas Ziemi, jest najlżejszą z planet-olbrzymów. Jego unikalną cechą jest to, że obiega Słońce "leżąc na boku"; jego oś obrotu jest nachylona do ekliptyki pod kątem bliskim 90°. Ma także znacznie mniej aktywne jądro i wypromieniowuje mniej ciepła niż pozostałe olbrzymy[42] Uran ma 27 znanych księżyców (dane do stycznia 2009, spośród których największe to Tytania, Oberon, Umbriel, Ariel i Miranda).

Neptun
Neptun chociaż nieco mniejszy od Urana, ma większą masę (równą 17 mas Ziemi) i większą gęstość. Wypromieniowuje też więcej ciepła, ale nie tak dużo jak Jowisz czy Saturn[44]. Neptun ma 13 znanych księżyców. Największy z nich, Tryton, jest geologicznie aktywny, posiada aktywne gejzery płynnego azotu. Tryton jest jedynym znanym dużym satelitą poruszającym się wokół swojej planety w kierunku wstecznym – przeciwnym niż jej ruch wirowy.

[Piotr Asen]

Planety Karłowate
Planeta karłowata to rodzaj obiektu astronomicznego, pośredni między planetami a małymi ciałami niebieskimi.
Termin ten został przyjęty podczas sympozjum Międzynarodowej Unii Astronomicznej.
Planetą karłowatą jest obiekt, który:
* Znajduje się na orbicie wokół Słońca,
* Posiada wystarczającą masę, by własną grawitacją pokonać siły ciała sztywnego tak, aby wytworzyć kształt
* Odpowiadający równowadze hydrostatycznej (prawie kulisty),
* Nie oczyścił sąsiedztwa swojej orbity z innych względnie dużych obiektów,
* Nie jest satelitą planety lub innego obiektu niegwiazdowego.

Planety karłowate, wbrew nazwie, nie zaliczają się do planet. Jak dotąd za planety karłowate oficjalnie uznano 5 następujących ciał niebieskich: Ceres (planetoida z pasa głównego), Pluton (obiekt pasa Kuipera, jeden z plutonków), Haumea (obiekt z pasa Kuipera, cubewano), Makemake (obiekt z pasa Kuipera, cubewano), Eris (obiekt dysku rozproszonego).

Ceres
Ceres to największy i najwcześniej odkryty obiekt w pasie planetoid. Ma średnicę 952,4 km i stanowi około 1/3 łącznej masy pasa. Po odkryciu w 1801 uważany był za planetę, jednak odkrycia podobnych obiektów sprawiły, że zaczęto określać go jako planetka lub planetoida. W 2006 został przeklasyfikowany ponownie - został uznany za planetę karłowatą.

Pluton i Charon
Pluton, planeta karłowata, jest największym znanym obiektem w pasie Kuipera. Kiedy został odkryty w 1930, uznano go za dziewiątą planetę; sytuacja zmieniła się w 2006 roku z wprowadzeniem nowej definicji planety. Pluton ma stosunkowo ekscentryczną orbitę nachyloną pod kątem 17 stopni do płaszczyzny ekliptyki i rozciągającą się od 29,7 j.a. w peryhelium (wewnątrz orbity Neptuna) do 49,5 j.a. w aphelium.
Jego największy księżyc Charon ma masę tylko 7 razy mniejszą niż Pluton, dlatego tworzy wraz z Plutonem podwójną planetę karłowatą, co sprawia że punkt wokół którego krążą (barycentrum) znajduje się w przestrzeni pomiędzy nimi. Dwa znacznie mniejsze księżyce, Nix i Hydra, okrążają Plutona i Charona po dalszych orbitach.



Haumea
Haumea obiega Słońce po orbicie o mimośrodzie 0,198 i nachyleniu do ekliptyki 28,2° w czasie ok. 282 lat. Średnia odległość tego ciała od naszej Dziennej Gwiazdy wynosi 43 j.a. Jest to obiekt o kształcie grubego cygara o rozmiarach ~1960×1518×996 (średnio 1500) km.
Ciało to nie ma kształtu sferycznego, choć jego rozmiary i masa (ponad 30% masy 134340 Plutona) pozwalały, by w przeszłości uformowało się w obiekt prawie kulisty. Jednak bardzo szybki ruch obrotowy wokół najkrótszej osi (niespełna 4 godziny - najkrótszy spośród wszystkich ciał Układu Słonecznego o średnicach przekraczających 100 km.) spowodował rozciągnięcie planetoidy. Przypuszcza się, że w okresie kształtowania się planet ta planetoida transneptunowa mogła wziąć udział w jakiejś ogromnej kosmicznej kolizji z innym ciałem niebieskim. Wtedy właśnie doszło do przyśpieszenia ruchu obrotowego i utworzenia satelitów tego obiektu

Makemake
Makemake, planeta karłowata o średnicy wynoszącej około ¾ średnicy Plutona jest jednym z niewielu ciał pasa Kuipera nie posiadających odkrytego satelity. Jego ekstremalnie niska średnia temperatura (około 30 K) sprawia, że najprawdopodobniej ma powierzchnię pokrytą metanowym i etanowym lodem. Jego orbita jest silnie nachylona do płaszczyzny ekliptyki pod kątem 29° a okres obiegu wokół Słońca wynosi blisko 310 lat.

Eris
Eris jest największym znanym obiektem dysku rozproszonego. Jej odkrycie spowodowało debatę nad nową definicją planety, ponieważ jest ona co najmniej o 5% większa niż Pluton. Ma ona średnicę w przybliżeniu 2400 km. Jest największą ze znanych planet karłowatych. Posiada jeden znany księżyc, Dysnomię. Podobnie jak w przypadku Plutona, jej orbita jest silnie ekscentryczna; Eris ma peryhelium w odległości 38,2 j.a. od Słońca (średni dystans Plutona), a aphelium w 97,6 j.a. i jest stromo nachylona do ekliptyki.
[/quote]