Układ Słoneczny - Polski Serwis Naukowy

Słońce, planety i planety karłowate Układu Słonecznego; wielkości w skali, odległości nie zachowują skali. Grafika przedstawiające Słońce i planety z zachowaniem skali zarówno odległości jak i wielkości jest dostępna tutaj

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

Orbita – tor ciała (ciała niebieskiego lub sztucznego satelity) krążącego wokół innego ciała niebieskiego. W Układzie Słonecznym Ziemia, inne planety, asteroidy, komety i mniejsze ciała poruszają się po swoich orbitach wokół Słońca. Także księżyce krążą po orbitach wokół planet macierzystych.
Światło zodiakalne - słaba poświata, ukazująca się na nocnym niebie w pasie przebiegającym wzdłuż ekliptyki (zodiaku, stąd nazwa) w pobliżu Słońca.

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) oraz 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 co najmniej pięć planet karłowatych: Ceres (największy obiekt w pasie planetoid), Pluton (do 24 sierpnia 2006 roku uznawany za 9. planetę Układu), Haumea, Makemake (drugi co do wielkości obiekt w pasie Kuipera) i Eris (największy znany obiekt w dysku rozproszonym).

Mechanika płynów (ang. fluid mechanics) - dział mechaniki ośrodków ciągłych zajmujący się analizą ruchu płynów. Przez płyny rozumie się tutaj zarówno ciecze jak i gazy. Rozwiązaniem zagadnień mechaniki płynów zwykle jest określenie własności płynu (takich jak gęstość, temperatura) i własności danego przepływu (podanie pola prędkości, ciśnienia), w zależności od współrzędnych przestrzennych i czasu.
Lunar Roving Vehicle (LRV) - pojazd kołowy używany przez astronautów programu Apollo do przemieszczania się po powierzchni Księżyca. Służył do transportu narzędzi, sprzętu naukowego i łącznościowego oraz próbek gruntu księżycowego. Używany był podczas 3 ostatnich księżycowych lotów programu Apollo (Apollo 15, 16 i 17).

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.

Miranda (Uran V) – najmniejszy i najbardziej tajemniczy spośród pięciu głównych księżyców Urana. Miranda posiada najbardziej złożone struktury geologiczne spośród wszystkich satelitów tej planety. Została odkryta przez Gerarda Kuipera w 1948 roku.
Łuna 2 - bezzałogowa sonda kosmiczna wystrzelona przez ZSRR. Celem jej było zderzenie się z powierzchnią Księżyca. Misja zakończyła się sukcesem. Łuna 2 była pierwszym statkiem, który zderzył się z Księżycem.

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.

Percival Lowell (ur. 13 marca 1855 w Bostonie w USA, zm. 12 listopada 1916) – amerykański astronom-amator, który był przekonany o istnieniu kanałów na Marsie. Ufundował obserwatorium astronomiczne Lowell Observatory w Flagstaff w stanie Arizona.
Luyten 726-8 to jedna z najbliższych gwiazd, jest ona równocześnie najbliższą gwiazdą podwójną, znajduje się w gwiazdozbiorze Wieloryba. Jest odległa od Słońca o ok. 8,7 lat świetlnych. Te obie, związane ze sobą gwiazdy – choć bliskie – nie są widoczne gołym okiem.

Terminologia

Obszary Układu Słonecznego. Rozmiary i orbity planet nie w skali.

Obiekty orbitujące wokół Słońca są podzielone na trzy grupy: planety, planety karłowate i małe ciała Układu Słonecznego.

Astronomowie zwykle mierzą odległości w Układzie Słonecznym w jednostkach astronomicznych (skrót: j.a. lub AU). Jedna jednostka astronomiczna to średnia odległość pomiędzy Ziemią a Słońcem czyli około 149 598 000 km. Przykładowo Pluton jest odległy średnio o około 39,4 j.a. od Słońca, podczas gdy Jowisz krąży po orbicie w średniej odległości około 5,2 j.a. od Słońca. Jeden rok świetlny, jednostka używana do wyrażania odległości międzygwiazdowych, to około 63 240 j.a.

Galaktyka (z gr. γαλα – mleko) – duży, grawitacyjnie związany układ gwiazd, pyłu i gazu międzygwiazdowego oraz niewidocznej ciemnej materii. Typowa galaktyka zawiera od 107do 1012 gwiazd, orbitujących wokół środka swojej masy.
Rok galaktyczny – okres, w ciągu którego Słońce obiega środek naszej galaktyki (Drogi Mlecznej). Rok galaktyczny trwa 240 milionów lat, a prędkość liniowa Słońca w tym ruchu wynosi 220 km/s.

Nieformalnie Układ Słoneczny jest czasami dzielony na oddzielne strefy. Wewnętrzny Układ Słoneczny zawiera cztery planety skaliste i główny pas planetoid. Czasami definiuje się zewnętrzny Układ Słoneczny jako obejmujący wszystko poza pasem planetoid. Od czasu odkrycia pasa Kuipera, niektórzy używają tego określenia dla obszaru poza orbitą Neptuna, a wtedy gazowe olbrzymy stanowią "strefę środkową".

Układ planetarny - planety i inne ciała niebieskie, krążące wokół wspólnego centrum masy, zazwyczaj położonego wewnątrz gwiazdy. System planetarny, w którym znajduje się Ziemia nazywamy Układem Słonecznym.
Kometa – małe ciało niebieskie poruszające się w układzie planetarnym, które na krótko pojawia się w pobliżu gwiazdy centralnej. Ciepło tej gwiazdy powoduje, że wokół komety powstaje koma, czyli gazowa otoczka. W przestrzeń kosmiczną jądro komety wyrzuca materię, tworzącą dwa warkocze kometarne – gazowy i pyłowy, skierowane pod różnymi kątami do kierunku ruchu komety. Gazowy warkocz komety jest zawsze zwrócony w kierunku przeciwnym do gwiazdy, co spowodowane jest oddziaływaniem wiatru słonecznego, który "wieje" zawsze od gwiazdy. Pyłowy warkocz składa się z drobin zbyt masywnych, by wiatr słoneczny mógł znacząco zmienić kierunek ich ruchu.

Planeta

Osobny artykuł: Planeta.

Jest to ciało niebieskie, które znajduje się na orbicie wokół Słońca, ma wystarczającą masę, aby własną grawitacją pokonać siły spoistości ciała stałego tak, aby wytworzyć kształt odpowiadający równowadze hydrostatycznej (prawie okrągły) i wyczyścić przestrzeń w pobliżu swojej orbity.

Metale – w astronomii: pierwiastki o liczbie atomowej większej niż 2 (czyli wszystkie oprócz wodoru i helu). Pierwiastki cięższe od helu zostały wytworzone w procesach nukleosyntezy zachodzących we wnętrzu gwiazd, w odróżnieniu od powstałych we wczesnym Wszechświecie wodoru i helu. Łącznie stanowią one około 2% masy materii barionowej Wszechświata.
Jednostka astronomiczna (skrót j.a., po angielsku AU, astronomical unit) jest to jednostka odległości używana w astronomii, równa 149 597 870 691 ± 30 m. Dystans ten odpowiada średniej odległości Ziemi od Słońca.

Planeta karłowata

Osobny artykuł: Planeta karłowata.

Jest to ciało niebieskie, które znajduje się na orbicie wokół Słońca, ma wystarczającą masę, aby własną grawitacją pokonać siły ciała stałego tak, aby wytworzyć kształt odpowiadający równowadze hydrostatycznej (prawie okrągły), nie wyczyściło jednak przestrzeni w pobliżu swojej orbity, oraz nie jest satelitą.

Wszechświat – wszystko, co fizycznie istnieje: cała przestrzeń, czas, wszystkie formy materii i energii oraz prawa fizyki i stałe fizyczne określające ich zachowanie. Słowo "wszechświat" może być też używane w innych kontekstach, jako synonim słów kosmos (w rozumieniu filozofii), świat czy Natura. Natomiast w naukach ścisłych słowa wszechświat i kosmos są równoważne.
Ramię Oriona (lub Ramię w Orionie) – małe ramię spiralne Drogi Mlecznej. Układ Słoneczny i Ziemia znajdują się wewnątrz niego. Jest też nazywane Ramieniem Lokalnym.

Wszystkie pozostałe obiekty okrążające Słońce, oprócz satelitów, powinny być określane wspólnie jako "małe ciała Układu Słonecznego".

Powstanie i ewolucja

Artystyczna wizja dysku protoplanetarnego

Osobny artykuł: Powstanie i ewolucja Układu Słonecznego.

Układ Słoneczny powstał około 4,6 miliarda lat temu z zagęszczenia obłoku molekularnego. Owa stosunkowo rzadka chmura gazu (przede wszystkim wodoru i helu) i pyłu kosmicznego o średnicy kilku lat świetlnych zapadła się grawitacyjnie – prawdopodobnie pod wpływem jakiegoś zaburzenia zewnętrznego, związanego na przykład z niedalekim wybuchem supernowej. Kurczeniu się obłoku odpowiadało zwiększanie się gęstości, szczególnie w centrum, oraz formowanie się wirującego coraz szybciej dysku protoplanetarnego o średnicy około 200 j.a. Centralny obiekt dysku – protogwiazda – w końcu przekształcił się w Słońce, a w otaczającym je dysku powstały poszczególne ciała niebieskie: przede wszystkim w planety, ale także i pozostałe składniki Układu Słonecznego. Pierwotny Układ Słoneczny różnił się od obecnego, planety krążyły po innych orbitach i było w nim znacznie więcej małych ciał, pyłu międzyplanetarnego oraz resztki gazu. Promieniowanie świetlne i wiatr słoneczny wyczyściły Układ z gazu i pyłu. Wiele małych ciał Układu zderzyło się z dużymi ciałami lub zostało z niego wyrzuconych. Zderzenia jak i wzajemne oddziaływania ciał zmieniało parametry orbit. Proces ten lecz znacznie ograniczony trwa w dalszym ciągu. Oddziaływania wprowadzają perturbacje do orbit planet jak i mniejszych ciał Układu. Zmiany te są dość trudne do dokładnego przewidzenia, szczególnie dla mniejszych ciał Układu Słonecznego, dlatego określa się, że mają charakter chaosu deterministycznego. Zmiany te dzieli się na zmiany potencjalne, zachowujące sumę energii ciał jak i niepotencjalne, w których ruch jest hamowany głównie przez siły pływowe.

Eris (także Eryda, gr. Ἔρις Eris, łac. Discordia) – w mitologii greckiej uskrzydlona bogini niezgody, chaosu i nieporządku; córka Nyks (Nocy). Według innej wersji córka Zeusa i Hery, bliźniacza siostra Aresa. Utożsamiana z rzymską boginią Dyskordią. Matka Ate i Dysnomii.
Burza magnetyczna – nagłe i intensywne zaburzenia pola magnetycznego Ziemi (magnetosfery). Zaburzenia te są związane ze słonecznymi koronalnymi wyrzutami masy i burzami słonecznymi, które wywołują gwałtowne zmiany natężenia wiatru słonecznego, a te docierają do magnetosfery Ziemi w ciągu 20-70 godzin od rozbłysku na Słońcu. Tylko wyrzuty w kierunku Ziemi wywołują burze magnetyczne. Wiatr słoneczny wywołuje zmiany w polu magnetycznym, zmiany te indukują prądy w jonosferze zmieniając jej własności oraz wywołując zmiany pola magnetycznego. Burza magnetyczna możne trwać około dwóch dni. Rozróżnia się początkową fazę dodatnią i następującą potem bardziej długotrwałą ujemną.

Astronomowie przewidują, że pomimo tych zmian Układ Słoneczny w obecnej postaci nie ulegnie drastycznym zmianom, dopóki Słońce nie przemieni całego wodoru w swoim jądrze w hel i przechodząc w kolejną fazę, zmieniając się z gwiazdy ciągu głównego w czerwonego olbrzyma. Wówczas Słońce znacznie zwiększy swą średnicę pochłaniając najbliższe mu planety i prawdopodobnie także Ziemię.

Planeta wewnętrzna to planeta, której orbita leży w wewnętrznym obszarze rozpatrywanego systemu planetarnego. W Układzie Słonecznym granicą części "wewnętrznej" i "zewnętrznej" jest pas planetoid, planetami wewnętrznymi są więc wszystkie planety skaliste: Merkury, Wenus, Ziemia i Mars.
Materia międzyplanetarna to wszelka materia znajdująca się w przestrzeni międzyplanetarnej. Przestrzeń tę wypełniają gazy, pył międzyplanetarny, wiatr słoneczny, promieniowanie oraz pola magnetyczne Słońca i planet.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)