Slnečná sústava
Z Wikipédie
Slnečná sústava je naša planetárna sústava. Skladá sa zo Slnka a všetkých telies, ktoré obiehajú okolo neho (planét, trpasličích planét, planétok, komét, mesiacov, meteoroidov), rovnako ako aj prostredia, v ktorom sa tento pohyb uskutočňuje. Zem je treťou planétou Slnečnej sústavy. Všetky telesá slnečnej sústavy sa pri svojom obehu okolo Slnka riadia Keplerovými zákonmi.
Obsah |
[úprava] Zloženie
Centrálnym telesom Slnečnej sústavy je Slnko, vo vnútri ktorého sa nachádza aj ťažisko sústavy. Po eliptických dráhach, blízkych kružniciam, obiehajú okolo Slnka planéty. K slnečnej sústave patria mesiace planét (napr. Mesiac), planétky, kométy, meteoroidy. Pohyb týchto telies sa riadi gravitačným zákonom a všetky tieto telesá priamo alebo nepriamo obiehajú okolo Slnka. Pri nepriamom obehu teleso obieha okolo telesa, ktoré obieha okolo Slnka. Len výnimočne, pri rôznych kolíziách alebo blízkych priblíženiach môže teleso nadobudnúť tretiu únikovú rýchlosť a opustiť slnečnú sústavu. Slnko obsahuje 99,866% hmoty Slnečnej sústavy. Na planéty pripadá 0,133% hmoty, na ich mesiace len 5,7.10-5 %, na planétky 1,5.10-7 % a na medziplanetárny prach a plyn iba 2.10-13.
Súčasťou Slnečnej sústavy je medziplanetárny prach a plyn, na ich pohyb má vplyv aj slnečné žiarenie a magnetické pole. Najväčšou planétou Slnečnej sústavy je Jupiter, ktorý má 0,1% hmotnosti Slnka. Vzdialenosť poslednej planéty Slnečnej sústavy, Neptúna, sa považuje za hranicu planetárnej časti Slnečnej sústavy. Hranica Slnečnej sústavy je daná dráhami dlhoperiodických komét, resp. oblasťou, v ktorej ešte prevláda gravitačné pôsobenie Slnka nad gravitačným pôsobením okolitých hviezd (priestor až do 200 000 AU), podľa niektorých zdrojov až 2 svetelné roky od Slnka. Za hranicu Slnečnej sústavy sa niekedy považuje hranica slnečnej atmosféry - heliopauza. Slnečná sústava sa nachádza v jednom zo špirálových ramien našej galaxie a zúčastňuje sa na jej pohybe. Okolo jadra Galaxie obieha rýchlosťou asi 250 km/s, doba jedného obehu trvá približne 250 miliónov rokov.
[úprava] Telesá
[úprava] Slnko
Ústredným a najdôležitejším telesom Slnečnej sústavy je Slnko. Slnko je obrovská guľa s priemerom 109-krát väčším ako Zem tvorené plazmou s povrchovou teplotou asi 5 700 Kelvinov. Jeho energia a jeho gravitácia riadi všetky procesy v Slnečnej sústave. Zdrojom jeho energie sú termojadrové reakcie, ktoré prebiehajú v jeho jadre. Slnko patrí medzi hviezdy hlavnej postupnosti. Hmotnosť Slnka (2×1030 kg) predstavuje 99,87% hmotnosti celej slnečnej sústavy. Na všetky telesá Slnečnej sústavy dopadá elektromagnetické žiarenie zo Slnka. Takmer všetky telesá Slnečnej sústavy sú priamymi alebo nepriamymi obežnicami Slnka.
[úprava] Planéty
Okolo Slnka obieha po eliptických dráhach osem takmer guľatých telies nazývaných planéty. Všetky obiehajú tým istým, prográdnym smerom. Všetky planéty rotujú okolo jednej osi, šesť z nich prográdnym smerom a dve retrográdnym. Za planétu sa považuje každé teleso, ktoré obieha okolo Slnka a neobieha pritom okolo iného telesa, ktoré je dostatočne hmotné na to, aby ho vlastná gravitácia sformovala do tvaru gule a ktoré vyčistilo okolie svojej obežnej dráhy. Telesá, ktoré nespĺňajú posledné kritérium sa radia medzi trpasličie planéty. Planéty môžu mať vlastné obežnice - mesiace. Fyzikálne vlastnosti ako teplota, hustota a hmotnosť sú rôzne. Závisia od typu planéty, jej veľkosti a vzdialenosti od Slnka. Osobitnou skupinou sú trpasličie planéty: telesá obiehajúce okolo Slnka dosť veľké na to, aby zaujali guľovitý tvar, ktoré ale zároveň nevyčistili okolie svojej dráhy od ostatných obiehajúcich malých telies.
[úprava] Mesiace
Ďalším typom telies tvoriacich Slnečnú sústavu sú mesiace. Mesiacom sa nazýva každá prirodzená obežnica planéty, trpasličej planéty alebo planétky. Najväčšie mesiace majú guľatý tvar a môžu dosiahnuť až veľkosti malých planét (napríklad najväčší mesiac Slnečnej sústavy Ganymedes je väčší ako najmenšia planéta Slnečnej sústavy Merkúr). Mnohé mesiace sú však veľmi malé a dosahujú priemer iba niekoľko kilometrov. Mesiace bývajú spravidla veľmi chladné (výnimku tvorí Io) a posiate krátermi. Len málo z nich má atmosféru. Mesiace mávajú len planéty ležiace od Zeme ďalej (čiže Zem, Mars, Jupiter, atď…). Veľké vonkajšie planéty mávajú desiatky mesiacov. Väčšina mesiacov obieha svoje planéty prográdnym smerom, ale existujú aj výnimky.
[úprava] Malé telesá
Všetky obežnice Slnka menšie ako planéty sa radia medzi malé telesá. Sú to planétky, kométy, meteoroidy, prach a plyn. Planétky (alebo tiež asteroidy) sú telesá obiehajúce Slnko, ktoré nemajú guľatý tvar. Ich povrch je kamenný, s väčšími, či menšími prímesami kovu a nemajú atmosféru. Vyskytujú sa všade v Slnečnej sústave, ale niekde je ich koncentrácia vyššia - vtedy hovoríme o skupinách asteroidov alebo rodinách asteroidov. Obežné dráhy mávajú často len malý sklon k ekliptike. Kométy sú ľadovo-prachové telesá obiehajúce po výstredných dráhach niekedy s veľkými sklonmi k ekliptike. Keď sa priblížia k Slnku, zahrievaním a odparovaním ich povrchu sa utvorí prechodná atmosféra - koma, ktorú pri väčšej blízkosti Slnka slnečný vietor vyformuje do dlhého chvosta. Keď sa kométa na svojej obežnej dráhe opäť vzdiali od Slnka, chvost zase zmizne a neskôr sa stráca aj koma. Meteoroidy sú malé telieska podobného zloženia ako planéty, ale miniatúrnych rozmerov. Vznikajú pri vzájomných zrážkach planétok, a niektoré obiehajú Slnko už od vzniku Slnečnej sústavy. Pozostatkom po protoplanetárnom disku je aj medziplanetárny prach a plyn.
[úprava] Usporiadanie Slnečnej sústavy
Centrom Slnečnej sústavy je Slnko. Ostatné telesá priamo alebo nepriamo obiehajú Slnko. Takmer všetky obežné dráhy sú eliptické. Excentricita elíps sa ale značne líši. Závisí od typu telesa (napríklad planéty obiehajú po dráhach takmer kruhových, ale kométy po veľmi výstredných), nie je však pravidlom. Väčšina telies obieha Slnko v blízkosti roviny nazývanej ekliptika. Ich sklony k ekliptike bývajú spravidla veľmi mierne, ale vzdialenejšie telesá mávajú často väčšie sklony ako telesá, ktoré obiehajú bližšie. V pomerne tesnej blízkosti Slnka (cca do 0,3 AU) obieha Slnko skupina planétok s názvom Vulkanoidy. Nazvané boli podľa hypotetickej planéty Vulkán, ktorá mala byť najbližšou planétou Slnka.
[úprava] Terestriálne (terestrické) planéty
Za Vulkanoidmi sa nachádzajú obežné dráhy štyroch planét, nazývaných terestriálne, čiže „Zemi podobné“. Sú to planéty Merkúr, Venuša, Zem a Mars. Majú spoločných niekoľko znakov: Sú relatívne malé, vzdialenosti medzi nimi sú malé a podobné, majú pevný povrch, podobné vnútorné zloženie, nemajú prstence, majú malý počet alebo žiadne mesiace a slabé alebo žiadne magnetické pole. Všetky obiehajú v blízkosti ekliptiky, najväčší sklon k ekliptike má Merkúr. Najväčšia terestriálna planéta je Zem. Všetky terestriálne planéty možno vidieť za vhodných podmienok voľným okom. V oblasti terestriálnych planét obiehajú aj planétky a to buď osamotene, alebo v skupinách. Medzi takéto skupiny patria napríklad skupiny Apollo, Amor a Aten. Osobitnou skupinou sú NEA - blízkozemské asteroidy. Ich dráhy sa približujú k obežnej dráhe Zeme, alebo ju dokonca križujú. Môžu predstavovať nebezpečenstvo pre Zem.
[úprava] Pásmo planétok
Za obežnou dráhou Marsu je pásmo planétok nazývané aj pásmo asteroidov. Koncentrácia planétok je tu neporovnateľne väčšia, ako v okolitom priestore Slnečnej sústavy. Toto pásmo nie je homogénne, ale obsahuje niekoľko medzier - Kirkwoodove medzery. Planétky obiehajú približne po kruhových dráhach s obežnou dobou 2 až 4 roky. V tomto pásme obieha Slnko aj prvá objavená trpasličia planéta 1 Ceres.
[úprava] Joviálne planéty
Za pásmom planétok sa nachádzajú ďalšie štyri planéty - Joviálne planéty (podobné Jupiteru). Ide o Jupiter, Saturn, Urán a Neptún. Všetky joviálne planéty sú obrovské a vzdialenosti medzi nimi sú veľké. Niekedy sa nazývajú aj plynné obry, pretože sú to plynné planéty bez pevného povrchu, obklopené sústavami prstencov a mesiacov. Ich atmosféry sú neobyčajne búrlivé a magnetické polia sú silné. Joviálne planéty majú hneď po Slnku druhý najväčší gravitačný vplyv na ostatné telesá Slnečnej sústavy. Sklony k ekliptike majú takisto nízke. Prvé dve, za veľmi priaznivých podmienok až tri joviálne planéty, možno vidieť voľným okom. Aj medzi joviálnymi planétami obiehajú planétky. Osobitnú skupinu tvoria Trójania, ktorí obiehajú v libračných bodoch Jupitera. Ďalšou nápaditou skupinou sú Kentaurovia - telesá s vlastnosťami planét i komét.
[úprava] Kuiperov pás
Za joviálnymi planétami sa nachádza ďalšie pásmo planétok. Dostalo pomenovanie Kuiperov pás. Toto pásmo je neobyčajne široké. Začína za obežnou dráhou Neptúna a končí vo vzdialenostiach až 50 000 astronomických jednotiek. Jeho koniec však nie je určený so stopercentnou presnosťou a je možné, že siaha oveľa ďalej. Telesá v ňom sú planétky, a kométy tvorené prevažne ľadom. Ich sklony k ekliptike bývajú väčšie ako u planét. V tomto pásme obiehajú Slnko ďalšie trpasličie planéty: dvojplanéta Pluto/Cháron a Eris. Medzi ďalšie telesá dostatočne veľké na to, aby zaujali guľový tvar, patrí napríklad Sedna. Objekty Kuiperovho pásu sa označujú aj ako transneptúnske objekty.
[úprava] Heliopauza
Prvou „hranicou“ slnečnej sústavy je heliopauza. Je to oblasť, v ktorej už tlak častíc slnečného vetra prestáva odolávať tlaku galaktického vetra. Tvar heliopauzy je kvapkovitý. Jej najbližší okraj leží vo vzdialenosti 90 až 100 AU smerom do súhvezdia Strelec. Na opačnej strane oblohy, smerom do súhvezdí Perzeus a Kasiopeja je heliosféra pretiahnutá do dlhého chvosta.
[úprava] Oortov oblak
Za heliopauzou sa nachádza ešte sféra guľatých ľadových telies - Oortov oblak alebo Oortovo mračno komét. Jeho vzdialenosť je odhadovaná veľmi nepresne od 100 000 AU až po dva svetelné roky. Množstvo telies tu obiehajúce sa odhaduje rádovo na bilióny. Ak sa telesá Oortovho oblaku dostanú do kolízie s inými telesami, môžu opustiť Slnečnú sústavu alebo sa naopak dostať do jej hlbších častí a obiehať okolo Slnka po eliptickej dráhe s blízkym perihéliom. Z Oortovho oblaku pochádza pravdepodobne väčšina komét.
Za poslednú a definitívnu hranicu Slnečnej sústavy sa považuje vzdialenosť, v ktorej sa už gravitačné pole Slnka vyrovnáva s gravitačným poľom okolitých hviezd. Podľa odhadov by to mala byť vzdialenosť zhruba 2 svetelné roky od Slnka.
[úprava] Vznik
Slnečná sústava vznikla gravitačnou kontrakciou materiálu protoplanetárneho disku. Jej základom bola malá a chladná plynoprachová hmlovina - globula. Táto pomaly rotujúca globula sa nazýva aj slnečná hmlovina. Jeje počiatočná teplota je odhadovaná na -230°C. Tá sa, pravdepodobne pod vplyvom zvýšeného toku hviezdneho vetra po výbuchu supernovy, začala zmršťovať, zahrievať a rotovať. Odstredivá sila postupne vydúvala hmotu do tvaru disku. V jeho strede sa utvorilo protoslnko a okolo neho protoplanetárny disk. Protoplanetárny disk rotoval prográdnym smerom, preto dnes väčšina telies obieha Slnko v tomto istom smere. V disku sa počas dlhého procesu postupným zliepaním utvorili malé zhluky hmoty. Tieto zhluky hmoty ďalším zliepaním vytvorili planetezimály - niekoľkometrové až niekoľkokilometrové telesá nepravidelného tvaru. Z nich sa potom protoplanéty - guľaté telesá približne o veľkosti Mesiaca. Zrážkami a zliepaním protoplanét sa v blízkosti Slnka utvorili štyri terestrické planéty. Keďže ich vznik sa odohrával v blízkosti Slnka, sú tvorené prevažne kamenným a kovovým materiálom, pretože plynný materiál sa pod vplyvom veľkej teploty vyparil. Iná situácia bola vo väčších vzdialenostiach od Slnka, kde sa okrem pevných častíc nachádzalo aj veľké množstvo plynu. Protoplanéty v týchto oblastiach nabaľovali svojou gravitáciou na seba plyn a tak vznikli ioviálne planéty. Zo zvyšných planétezimál sa mohli stať kométy a asteroidy, alebo dokonca niektoré mesiace plynných planét. Protoslnko zatiaľ priberalo hmotu a jeho teplota rástla. Zapálením termojadrových reakcií v strede Slnka možno považovať proces tvorby slnečnej sústavy za ukončený. Podľa najnovších výskumov sa však po vzniku planéty nenachádzali na súčasných dráhach a je možné, že ani ich počet nebol rovnaký ako dnes. Postupnými kolíziami slnečná sústava nadobúdala dnešný vzhľad.
[úprava] Vlastnosti planét
Všetky hodnoty sú relatívne voči Zemi:
| # | Planéta | Rovníkový priemer |
Hmotnosť | Vzdialenosť od Slnka |
Rok | Deň | Mesiace |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Merkúr | 0,382 | 0,06 | 0,38 | 0,241 | 58,6 | žiadne |
| 2 | Venuša | 0,949 | 0,82 | 0,72 | 0,615 | -243* | žiadne |
| 3 | Zem | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1 |
| 4 | Mars | 0,53 | 0,11 | 1,52 | 1,88 | 1,03 | 2 |
| 5 | Jupiter | 11,2 | 318 | 5,20 | 11,86 | 0,414 | 63 |
| 6 | Saturn | 9,41 | 95 | 9,54 | 29,46 | 0,426 | 49 |
| 7 | Urán | 3,98 | 14,6 | 19,22 | 84,01 | 0,718 | 27 |
| 8 | Neptún | 3,81 | 17,2 | 30,06 | 164,79 | 0,671 | 13 |
[úprava] Výskum a vývoj predstáv
Až do 16. storočia sa udržovala geocentrická predstava o usporiadaní slnečnej sústavy. Spočiatku bola Zem považovaná za dosku plávajúcu na vodách a planéty, Slnko, Mesiac a hviezdy boli v predstavách ľudí umiestnené na otáčajúce sa guľové sféry. Typickým predstaviteľom geocentrizmu bol Aristoteles. Zem už síce považoval za guľu, ale všetky ostatné telesá sú jej obežnice. Podľa vzrastajúcej vzdialenosti od Zeme mali Zem obiehať Mesiac, Slnko, Merkúr, Venuša, Mars, Jupiter, Saturn a najvzdialenejšia bola sféra hviezd. Tento jednoduchý systém však nebol schopný vysvetliť všetky pozorované pohyby planét na oblohe. Jeho systém bol postupne vylepšovaný. Najväčšiu reformu v rámci geocentrického systému priniesol Klaudios Ptolemaios, ktorý vytvoril pre planéty zložitý systém pohybu po deferentoch a epicykloch.
O víťazstvo heliocentrizmu sa zaslúžil Mikuláš Kopernik, zákony pohybu planét objavil Johannes Kepler začiatkom 17. storočia a Isaac Newton koncom 17. storočia formuloval gravitačný zákon. S teóriou vzniku slnečnej sústavy z hmloviny prišiel po prvýkrát Immanuel Kant. Neskôr túto teóriu rozvinul francúzsky matematik Pierre Laplace a jeho teória je dodnes najširšie prijímanou hypotézou vzniku slbečnej sústavy. Laplace sa zaoberal aj analýzou vzájomného gravitačného pôsobenia medzi planétami.
Pohyby telies slnečnej sústavy študuje nebeská mechanika, otázky vzniku slnečnej sústavy planetárna kozmogónia.
