Sluneční soustava, jak ji vidí umělec. Stupnice vzdáleností od Slunce nejsou respektovány | ||
Obecná charakteristika | ||
---|---|---|
Stáří | 4,5682±0,0006 Ga [ 1] [2] | |
Umístění | Místní mezihvězdný mrak , Místní bublina , Orionské rameno , Mléčná dráha , Místní skupina galaxií | |
Hmotnost | 1,0014 mil.☉ _ _ | |
nejbližší hvězda | Proxima Centauri (4,21-4,24 světelných let ) [3] Systém Alpha Centauri ( 4,37 světelných let) [4] | |
Třetí úniková rychlost (v blízkosti zemského povrchu ) | 16,65 km/s | |
planetární soustava | ||
Nejvzdálenější planeta od Slunce | Neptun ( 4,503 miliard km , 30,1 AU ) [5] | |
Vzdálenost ke Kuiperovu pásu | ~30–50 a.u. [6] | |
Počet hvězdiček | 1 ( ne ) | |
Počet známých planet | osm | |
Počet trpasličích planet | 5 [7] | |
Počet satelitů | 639 (204 pro planety a 435 pro malá tělesa sluneční soustavy) [8] [9] | |
Počet malých těl | více než 1 000 000 (k listopadu 2020) [8] | |
Počet komet | 3690 (od listopadu 2020) [8] | |
Obíhá kolem galaktického středu | ||
Sklon k rovině Mléčné dráhy | 60,19° | |
Vzdálenost do galaktického středu | 27 170±1140 sv. let (8330±350 ks ) [10] | |
Období oběhu | 225–250 mil . [ 11] | |
Orbitální rychlost | 220–240 km/s [12] | |
Vlastnosti spojené s hvězdou | ||
Spektrální třída | G2 V [13] [14] | |
sněžná čára | ~5 a.u. [15] [16] | |
hranice heliosféry | ~113-120 a.u. [17] | |
Poloměr kopcovité koule | ~ 1-2 sv. let |
Sluneční soustava je planetární systém , který zahrnuje centrální hvězdu Slunce a všechny přírodní vesmírné objekty na heliocentrických drahách . Vznikl gravitačním stlačením oblaku plynu a prachu přibližně před 4,57 miliardami let [2] .
Celková hmotnost sluneční soustavy je asi 1,0014 M☉ . Většina z toho dopadá na Slunce; zbytek je téměř úplně obsažen v osmi planetách vzdálených od sebe , majících oběžné dráhy blízko kruhové , ležící téměř ve stejné rovině -- rovině ekliptiky . Z tohoto důvodu existuje protichůdné rozložení momentu hybnosti mezi Sluncem a planetami (tzv. „problém momentu“): pouze 2 % celkové hybnosti systému připadá na podíl Slunce, jehož hmotnost je ~ 740 krát větší než celková hmotnost planet a zbývajících 98 % - o ~ 0,001 celkové hmotnosti sluneční soustavy [18] .
Čtyři planety nejbližší Slunci, nazývané terestrické planety – Merkur , Venuše , Země [19] a Mars – jsou složeny převážně z křemičitanů a kovů . Čtyři planety vzdálenější od Slunce – Jupiter , Saturn , Uran a Neptun (nazývané také plynní obři ) – jsou mnohem hmotnější než pozemské planety .
Největší planety, které tvoří sluneční soustavu, Jupiter a Saturn, jsou složeny především z vodíku a hélia ; menší plynní obři, Uran a Neptun, kromě vodíku a hélia obsahují hlavně vodu , metan a čpavek , takové planety vynikají v samostatné třídě „ ledových obrů “ [20] . Šest planet z osmi a čtyři trpasličí planety mají přirozené satelity . Jupiter, Saturn, Uran a Neptun jsou obklopeny prstenci prachu a dalších částic.
Ve sluneční soustavě jsou dvě oblasti plné malých těles . Pás asteroidů , který se nachází mezi Marsem a Jupiterem, má podobné složení jako pozemské planety, protože se skládá z křemičitanů a kovů. Největšími objekty v pásu asteroidů jsou trpasličí planeta Ceres a asteroidy Pallas , Vesta a Hygiea . Za oběžnou dráhou Neptunu jsou transneptunské objekty sestávající ze zmrzlé vody , čpavku a metanu , z nichž největší jsou Pluto , Sedna , Haumea , Makemake , Quaoar , Orcus a Eris . Ve Sluneční soustavě existují další populace malých těles, jako jsou planetární kvazi-satelity a trojské koně , blízkozemní asteroidy , kentauři , damokloidy , stejně jako komety putující systémem , meteoroidy a kosmický prach .
Sluneční vítr (proud plazmy ze Slunce) vytváří v mezihvězdném prostředí bublinu nazývanou heliosféra , která sahá až k okraji rozptýleného disku . Hypotetický Oortův oblak , sloužící jako zdroj dlouhoperiodických komet, by se mohl rozšířit asi tisíckrát za heliosféru.
Sluneční soustava je součástí struktury galaxie Mléčná dráha .
Centrálním objektem sluneční soustavy je Slunce - hvězda hlavní posloupnosti spektrální třídy G2V, žlutý trpaslík . Naprostá většina celé hmoty soustavy (asi 99,866 %) je soustředěna ve Slunci, to svou gravitací drží planety a další tělesa patřící do sluneční soustavy [21] . Čtyři největší objekty – plynní obři – tvoří 99 % zbývající hmoty (přičemž většinu tvoří Jupiter a Saturn – asi 90 %).
Většina velkých objektů obíhajících kolem Slunce se pohybuje prakticky ve stejné rovině, která se nazývá rovina ekliptiky . Přitom komety a objekty Kuiperova pásu mají často velké úhly náklonu k této rovině [22] [23] .
Všechny planety a většina ostatních objektů se točí kolem Slunce ve stejném směru, jako je rotace Slunce (proti směru hodinových ručiček při pohledu ze severního pólu Slunce). Existují výjimky, jako je Halleyova kometa . Merkur má nejvyšší úhlovou rychlost – stihne provést úplnou revoluci kolem Slunce za pouhých 88 pozemských dnů. A pro nejvzdálenější planetu - Neptun - je doba revoluce 165 pozemských let.
Většina planet se točí kolem své osy ve stejném směru, jako se točí kolem Slunce. Výjimkou jsou Venuše a Uran a Uran se otáčí téměř „vleže na boku“ (sklon osy je asi 90°). Pro názornou ukázku rotace se používá speciální zařízení - telur .
Mnoho modelů sluneční soustavy podmíněně ukazuje oběžné dráhy planet v pravidelných intervalech, ale ve skutečnosti až na výjimky platí, že čím dále je planeta nebo pás od Slunce, tím větší je vzdálenost mezi její dráhou a dráhou předchozí objekt. Například Venuše má přibližně 0,33 AU. dále od Slunce než Merkur, zatímco Saturn je ve vzdálenosti 4,3 AU. za Jupiterem a Neptunem ve vzdálenosti 10,5 AU. za Uranem. Objevily se pokusy odvodit korelace mezi orbitálními vzdálenostmi (například Titius-Bodeovo pravidlo ) [24] , ale žádná z teorií se nestala obecně akceptovanou.
Dráhy objektů kolem Slunce popisují Keplerovy zákony . Podle nich každý objekt obíhá podél elipsy , v jejímž jednom z ohnisek je Slunce. Objekty blíže Slunci (s menší hlavní poloosou ) mají vyšší úhlovou rychlost rotace, takže doba otáčení ( rok ) je kratší. Na eliptické dráze se vzdálenost objektu od Slunce v průběhu roku mění. Bod oběžné dráhy objektu nejblíže Slunci se nazývá perihelium , nejvzdálenější je aphelion . Každý objekt se pohybuje nejrychleji ve svém perihéliu a nejpomaleji v aféliu. Planetární dráhy jsou blízké kruhovým, ale mnoho komet, asteroidů a objektů v Kuiperově pásu má vysoce eliptické dráhy.
Většina planet ve sluneční soustavě má své vlastní podřízené systémy. Mnoho z nich je obklopeno měsíci , některé jsou větší než Merkur. Většina velkých měsíců je v synchronní rotaci, přičemž jedna strana je neustále obrácena k planetě. Čtyři největší planety – plynní obři – mají také prstence , tenké pásy drobných částic, které obíhají po velmi blízkých drahách téměř unisono.
Někdy je sluneční soustava rozdělena do oblastí. Vnitřní část sluneční soustavy zahrnuje čtyři terestrické planety a pás asteroidů. Vnější část začíná vně pásu asteroidů a zahrnuje čtyři plynné obry [25] . Planety uvnitř oblasti asteroidů se někdy nazývají vnitřní a mimo pás - vnější [26] . Někdy se však tyto termíny používají pro nižší (uvnitř zemské oběžné dráhy) a horní (mimo oběžnou dráhu Země) planety [27] . Po objevu Kuiperova pásu je za nejvzdálenější část sluneční soustavy považována oblast skládající se z objektů nacházejících se dále než Neptun [28] .
Všechny objekty ve sluneční soustavě obíhající kolem Slunce jsou oficiálně rozděleny do tří kategorií: planety , trpasličí planety a malá tělesa sluneční soustavy . Planeta je jakékoli těleso na oběžné dráze kolem Slunce, které je dostatečně hmotné na to, aby se stalo sférickým , ale není dostatečně hmotné, aby zahájilo termonukleární fúzi, a podařilo se mu vyčistit okolí své dráhy od planetesimál . Podle této definice je ve sluneční soustavě známo osm planet: Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran a Neptun. Pluto (do roku 2006 považované za planetu) tuto definici nesplňuje, protože nevyčistilo svou dráhu od okolních objektů Kuiperova pásu [29] . Trpasličí planeta – nebeské těleso , které obíhá kolem Slunce; který je dostatečně masivní na to, aby si udržel téměř zaoblený tvar pod vlivem vlastních gravitačních sil; který ale nevyčistil prostor své oběžné dráhy od planetesimál a není satelitem planety [29] . Podle této definice má Sluneční soustava pět rozpoznaných trpasličích planet: Ceres , Pluto , Haumea , Makemake a Eris [30] . V budoucnu mohou být další objekty klasifikovány jako trpasličí planety, jako je Sedna , Orc a Quaoar [31] . Trpasličí planety, jejichž oběžné dráhy jsou v oblasti transneptunských objektů, se nazývají plutoidy [32] . Zbývající objekty obíhající kolem Slunce jsou malá tělesa Sluneční soustavy [29] .
Termíny plyn , led a skála se používají k popisu různých tříd látek nacházejících se v celé sluneční soustavě. Kámen se používá k popisu sloučenin s vysokou kondenzací nebo teplotami tání, které zůstaly v protoplanetární mlhovině v pevném stavu téměř za všech podmínek [33] . Sloučeniny kamene typicky zahrnují silikáty a kovy, jako je železo a nikl [34] . Dominují vnitřní sluneční soustavě a tvoří většinu pozemských planet a asteroidů . Plyny jsou látky s extrémně nízkými body tání a vysokými tlaky nasycených par , jako je molekulární vodík , helium a neon , které byly v mlhovině vždy v plynném stavu [33] . Dominují střední sluneční soustavě, tvoří většinu Jupiteru a Saturnu. Led látek jako voda , metan , čpavek , sirovodík a oxid uhličitý [34] mají body tání až několik set kelvinů, přičemž jejich termodynamická fáze závisí na okolním tlaku a teplotě [33] . Mohou se vyskytovat jako led, kapaliny nebo plyny v různých oblastech sluneční soustavy, zatímco v mlhovině byly v pevné nebo plynné fázi [33] . Většina satelitů obřích planet obsahuje ledové látky, tvoří také většinu Uranu a Neptunu (tzv. „ledoví obři“) a četné malé objekty nacházející se za oběžnou dráhou Neptunu [34] [35] . Plyny a ledy jsou souhrnně klasifikovány jako těkavé látky [36] .
Slunce je hvězdou sluneční soustavy a její hlavní složkou. Jeho hmotnost (332 900 hmotností Země) [39] je dostatečně velká na to, aby ve svých hloubkách podpořila termonukleární reakci [40] , která uvolňuje velké množství energie vyzařované do vesmíru převážně ve formě elektromagnetického záření , jehož maximum dopadá na rozsah vlnových délek 400– 700 nm, což odpovídá viditelnému světlu [41] .
Podle hvězdné klasifikace je Slunce typickým žlutým trpaslíkem třídy G2 . Tento název může být zavádějící, protože ve srovnání s většinou hvězd v naší Galaxii je Slunce poměrně velká a jasná hvězda [42] . Třída hvězdy je určena její polohou na Hertzsprung-Russellově diagramu , který ukazuje vztah mezi jasností hvězd a jejich povrchovou teplotou. Žhavější hvězdy jsou obvykle jasnější. Většina hvězd se nachází na tzv. hlavní posloupnosti tohoto diagramu, Slunce se nachází přibližně uprostřed této posloupnosti. Hvězdy jasnější a žhavější než Slunce jsou relativně vzácné, zatímco slabší a chladnější hvězdy ( červení trpaslíci ) jsou běžné a tvoří 85 % hvězd v Galaxii [42] [43] .
Poloha Slunce na hlavní posloupnosti ukazuje, že ještě nevyčerpalo zásoby vodíku pro jadernou fúzi a je přibližně v polovině svého vývoje. Nyní se Slunce postupně stává jasnějším, v dřívějších fázích svého vývoje dosahovala jeho jasnost pouze 70 % dnešní [44] .
Slunce je hvězda hvězdné populace typu I , vznikla v relativně pozdní fázi vývoje vesmíru, a proto se vyznačuje vyšším obsahem prvků těžších než vodík a helium (v astronomii se těmto prvkům obvykle říká „ kovy ”) než starší hvězdy typu II [45] . V jádrech prvních hvězd se tvoří prvky těžší než vodík a helium, takže než se vesmír obohatil o tyto prvky, musela projít první generace hvězd. Nejstarší hvězdy obsahují málo kovů, zatímco mladší hvězdy obsahují více. Předpokládá se, že vysoká metalicita byla extrémně důležitá pro vznik planetárního systému v blízkosti Slunce , protože planety vznikají akrecí „kovů“ [46] .
Meziplanetární prostředíSpolu se světlem Slunce vyzařuje nepřetržitý proud nabitých částic (plazma), známých jako sluneční vítr . Tento proud částic se šíří rychlostí asi 1,5 milionu km za hodinu [47] , vyplňuje blízko sluneční oblast a vytváří obdobu planetární atmosféry (heliosféry) v blízkosti Slunce, která existuje ve vzdálenosti minimálně 100 AU . . ze Slunce [48] . To je známé jako meziplanetární médium . Projevy aktivity na povrchu Slunce, jako jsou sluneční erupce a výrony koronální hmoty , narušují heliosféru a způsobují vesmírné počasí [49] . Největší struktura uvnitř heliosféry je heliosférický proudový list ; spirální povrch vzniklý dopadem rotujícího magnetického pole Slunce na meziplanetární prostředí [50] [51] .
Magnetické pole Země zabraňuje slunečnímu větru strhávat zemskou atmosféru . Venuše a Mars nemají magnetické pole a v důsledku toho sluneční vítr postupně rozfoukává jejich atmosféry do vesmíru [52] . Výrony koronální hmoty a podobné jevy mění magnetické pole a odnášejí obrovské množství hmoty z povrchu Slunce – asi 10 9 -10 10 tun za hodinu [53] . Tato látka při interakci s magnetickým polem Země spadá převážně do horních subpolárních vrstev zemské atmosféry, kde z takové interakce vznikají polární záře , nejčastěji pozorované v blízkosti magnetických pólů .
Kosmické záření pochází z oblastí mimo sluneční soustavu. Sluneční soustavu před vnějšími vlivy částečně chrání heliosféra a v menší míře i planetární magnetická pole. Jak hustota kosmického záření v mezihvězdném prostředí , tak síla magnetického pole Slunce se v čase mění, takže úroveň kosmického záření ve sluneční soustavě není konstantní, i když velikost odchylek není s jistotou známa [ 54] .
Meziplanetární prostředí je místem vzniku nejméně dvou diskovitých oblastí kosmického prachu . První, zvířetníkový prachový oblak, se nachází ve vnitřní sluneční soustavě a je důvodem, proč vzniká zvířetníkové světlo . Pravděpodobně vznikl z kolizí v pásu asteroidů způsobených interakcemi s planetami [55] . Druhá oblast sahá přibližně od 10 do 40 AU. a pravděpodobně vznikl po podobných srážkách mezi objekty uvnitř Kuiperova pásu [56] [57] .
Vnitřní část zahrnuje terestrické planety a asteroidy. Objekty vnitřní oblasti jsou složeny převážně z křemičitanů a kovů, jsou relativně blízko Slunci, je to nejmenší část systému - jeho poloměr je menší než vzdálenost mezi drahami Jupitera a Saturnu.
Terestrické planetyČtyři planety nejblíže Slunci, nazývané terestrické planety, se skládají převážně z těžkých prvků, mají malý počet (0-2) satelitů , postrádají prstence . Jsou z velké části složeny ze žáruvzdorných minerálů, jako jsou silikáty, které tvoří jejich plášť a kůru , a kovů, jako je železo a nikl , které tvoří jejich jádro . Tři z těchto planet - Venuše, Země a Mars - mají atmosféru ; všechny mají impaktní krátery a tektonické rysy, jako jsou trhliny a sopky [58] [59] [60] [61] [62] [63] .
MerkurMerkur ( 0,4 AU od Slunce) je nejbližší planeta ke Slunci a nejmenší planeta systému (0,055 hmotnosti Země). Planeta nemá žádné satelity. Charakteristickými detaily topografie jeho povrchu jsou kromě impaktních kráterů četné laločnaté římsy táhnoucí se stovky kilometrů. Předpokládá se, že vznikly v důsledku slapových deformací v rané fázi historie planety v době, kdy periody rotace Merkuru kolem osy a kolem Slunce nevstoupily do rezonance [64] . Merkur má extrémně řídkou atmosféru, skládá se z atomů „vyražených“ z povrchu planety slunečním větrem [65] . Poměrně velké železné jádro Merkuru a jeho tenká kůra nebyly dosud uspokojivě vysvětleny. Existuje hypotéza, že vnější vrstvy planety sestávající z lehkých prvků byly odtrženy v důsledku obří srážky, v důsledku čehož se velikost planety zmenšila [66] . Alternativně by záření z mladého Slunce mohlo narušit úplné narůstání hmoty [67] .
VenušeVenuše je velikostí blízká Zemi (0,815 hmotnosti Země) a stejně jako Země má kolem železného jádra a atmosféry tlustý silikátový obal (proto je Venuše často nazývána „sestrou“ Země). Existují také doklady o jeho vnitřní geologické aktivitě. Množství vody na Venuši je však mnohem menší než na Zemi a její atmosféra je 90krát hustší. Venuše nemá žádné satelity. Je to nejžhavější planeta v naší soustavě s povrchovou teplotou přes 400 °C. Nejpravděpodobnějším důvodem tak vysoké teploty je skleníkový efekt , ke kterému dochází v důsledku husté atmosféry bohaté na oxid uhličitý [68] . Neexistují žádné jasné známky moderní geologické aktivity na Venuši, ale protože nemá magnetické pole, které by bránilo vyčerpání její husté atmosféry, umožňuje to předpokládat, že její atmosféra je pravidelně doplňována vulkanickými erupcemi [69] .
ZeměZemě je největší a nejhustší z pozemských planet. Země má deskovou tektoniku . Otázka přítomnosti života kdekoli jinde než na Zemi zůstává otevřená [70] . Mezi planetami pozemské skupiny je Země jedinečná (především díky hydrosféře ). Atmosféra Země se radikálně liší od atmosfér ostatních planet – obsahuje volný kyslík [71] . Země má jeden přirozený satelit - Měsíc , jediný velký satelit planet pozemské skupiny sluneční soustavy.
MarsMars je menší než Země a Venuše (0,107 hmotnosti Země). Má atmosféru složenou převážně z oxidu uhličitého s povrchovým tlakem 6,1 mbar (0,6 % zemského) [72] . Na jeho povrchu se nacházejí vulkány, z nichž největší Olympus přesahuje velikost jakékoli pozemské sopky a dosahuje výšky 21,2 km [73] . Propadliny ( Mariner valley ) spolu se sopkami svědčí o někdejší geologické aktivitě, která podle některých zdrojů pokračovala i během posledních 2 milionů let [74] . Červená barva povrchu Marsu je způsobena velkým množstvím oxidu železa v jeho půdě [75] . Planeta má dva satelity - Phobos a Deimos . Předpokládá se, že jde o zachycené asteroidy [76] . K dnešnímu dni (po Zemi) je Mars nejdůkladněji prozkoumanou planetou ve sluneční soustavě.
Pás asteroidůAsteroidy jsou nejběžnější malá tělesa ve sluneční soustavě .
Pás asteroidů zaujímá oběžnou dráhu mezi Marsem a Jupiterem, mezi 2,3 a 3,3 AU. ze slunce. Byly předloženy hypotézy, ale nakonec se nepotvrdily hypotézy o existenci planety mezi Marsem a Jupiterem (například hypotetická planeta Phaeton ), která se v raných fázích formování sluneční soustavy zhroutila tak, že jeho fragmenty se staly asteroidy, které vytvořily pás asteroidů. Asteroidy jsou podle moderních názorů pozůstatky po formování sluneční soustavy ( planetosimals ), které se vlivem gravitačních poruch Jupiteru nedokázaly spojit do velkého tělesa [77] .
Velikost asteroidů se liší od několika metrů až po stovky kilometrů. Všechny asteroidy jsou klasifikovány jako menší tělesa sluneční soustavy , ale některá tělesa v současnosti klasifikovaná jako asteroidy, jako je Vesta a Hygiea , mohou být překlasifikována jako trpasličí planety, pokud lze prokázat, že udržují hydrostatickou rovnováhu [78] .
Pás obsahuje desítky tisíc, možná miliony objektů větších než jeden kilometr v průměru [79] . Navzdory tomu je celková hmotnost asteroidů pásu sotva větší než jedna tisícina hmotnosti Země [80] . Nebeská tělesa o průměrech od 100 mikronů do 10 m se nazývají meteoroidy [81] . Ještě méně jsou částice považovány za kosmický prach .
Skupiny asteroidůAsteroidy jsou kombinovány do skupin a rodin na základě charakteristik jejich drah. Satelity asteroidů jsou asteroidy, které obíhají kolem jiných asteroidů. Nejsou tak jasně definované jako satelity planet, někdy jsou skoro tak velké jako jejich společník. Pás asteroidů obsahuje také komety hlavního pásu asteroidů, které mohly být zdrojem vody na Zemi [82] .
Trojské asteroidy se nacházejí v Lagrangeových bodech L 4 a L 5 Jupiteru (gravitačně stabilní oblasti vlivu planety, pohybující se spolu s ní po její oběžné dráze); termín „trojské koně“ se také používá pro asteroidy umístěné v Lagrangeových bodech jakýchkoli jiných planet nebo satelitů (kromě Jupiterových Trojanů jsou známi Trojané Země , Mars , Uran a Neptun ). Asteroidy z rodiny Hilda jsou v rezonanci s Jupiterem 2:3 , to znamená, že během dvou plných otáček Jupitera provedou tři otáčky kolem Slunce [83] .
Také ve vnitřní sluneční soustavě existují skupiny asteroidů s drahami od Merkuru po Mars. Dráhy mnoha z nich protínají dráhy vnitřních planet [84] .
CeresCeres (2,77 AU) je trpasličí planeta a největší těleso v pásu asteroidů. Ceres má průměr o něco méně než 1000 km a dostatečnou hmotnost na udržení kulového tvaru vlivem vlastní gravitace. Po objevu byla Ceres klasifikována jako planeta, ale protože další pozorování vedla k objevu řady asteroidů poblíž Ceres, byla v 50. letech 19. století klasifikována jako planetka [85] . V roce 2006 byla překlasifikována na trpasličí planetu.
Vnější oblast sluneční soustavy je umístěním plynných obrů a jejich satelitů, stejně jako transneptunských objektů, Kuiperova pásu asteroid-kometa-plyn, rozptýleného disku a Oortova oblaku. V této oblasti také obíhá mnoho krátkoperiodických komet a také kentaurské asteroidy . Pevné objekty této oblasti obsahují díky své větší vzdálenosti od Slunce, a tedy mnohem nižší teplotě, led vody , čpavek a metan . Existují hypotézy o existenci ve vnější oblasti planety Tyche a možná i jakékoli jiné " planety X ", stejně jako satelitní hvězdy Slunce Nemesis .
Obří planetyČtyři obří planety, nazývané také plynní obři , společně obsahují 99 % hmoty hmoty obíhající na drahách kolem Slunce. Jupiter a Saturn jsou tvořeny převážně vodíkem a heliem; Uran a Neptun mají ve svém složení více ledu. Kvůli tomu je někteří astronomové zařazují do své vlastní kategorie – „ledoví obři“ [86] . Všechny čtyři obří planety mají prstence , i když ze Země je snadno viditelný pouze Saturnův prstencový systém.
JupiterJupiter má hmotnost 318krát větší než Země a 2,5krát hmotnější než všechny ostatní planety dohromady. Skládá se převážně z vodíku a helia . Vysoká vnitřní teplota Jupiteru způsobuje v jeho atmosféře mnoho semipermanentních vírových struktur, jako jsou oblačné pásy a Velká rudá skvrna .
Jupiter má 80 měsíců . Čtyři největší - Ganymede , Callisto , Io a Europa - jsou podobné pozemským planetám v takových jevech, jako je sopečná činnost a vnitřní zahřívání [87] . Ganymed, největší měsíc ve sluneční soustavě, je větší než Merkur.
SaturnSaturn, známý svým rozsáhlým prstencovým systémem , má poněkud podobnou strukturu jako Jupiterova atmosféra a magnetosféra. Ačkoli objem Saturnu je 60 % Jupiterova, hmotnost (95 hmotností Země) je méně než třetina Jupiterova; tak je Saturn planetou s nejnižší hustotou ve sluneční soustavě (jeho průměrná hustota je menší než hustota vody a dokonce i benzínu ).
Saturn má 83 potvrzených měsíců [88] ; dva z nich - Titan a Enceladus - vykazují známky geologické aktivity. Tato aktivita však není podobná té na Zemi, protože je z velké části způsobena činností ledu [89] . Titan, větší než Merkur , je jediným měsícem ve sluneční soustavě s hustou atmosférou.
UranUran má hmotnost 14krát větší než Země a je nejlehčí z obřích planet. Mezi ostatními planetami je unikátní tím, že rotuje „vleže na boku“: rovina rovníku Uranu je nakloněna k rovině jeho oběžné dráhy asi o 98° [90] . Pokud lze jiné planety přirovnat k káči, pak je Uran spíše jako valící se koule. Má mnohem chladnější jádro než ostatní plynní obři a do vesmíru vyzařuje velmi málo tepla [91] .
Uran má 27 objevených měsíců ; největší jsou Titania , Oberon , Umbriel , Ariel a Miranda .
NeptunNeptun , i když je o něco menší než Uran, je hmotnější (17 hmotností Země) a tudíž hustší. Vyzařuje více vnitřního tepla, ale ne tolik jako Jupiter nebo Saturn [5] .
Neptun má 14 známých měsíců . Největší, Triton , je geologicky aktivní, s gejzíry kapalného dusíku [92] . Triton je jediný velký retrográdní měsíc . Neptun je také doprovázen asteroidy , nazývanými Neptun Trojans , které jsou s ním v rezonanci 1:1 .
Planeta Devět20. ledna 2016 astronomové z Caltechu Michael Brown a Konstantin Batygin oznámili možnou devátou planetu na okraji Sluneční soustavy, mimo oběžnou dráhu Pluta. Planeta je asi desetkrát hmotnější než Země, je asi 20krát dál od Slunce než Neptun (90 miliard kilometrů) a oběhne kolem Slunce za 10 000 - 20 000 let [93] . Podle Michaela Browna je pravděpodobnost, že tato planeta skutečně existuje, „možná 90 %“ [94] . Dosud vědci označovali tuto hypotetickou planetu jednoduše jako Planeta Devět [ 95 ] .
KometyKomety jsou malá tělesa sluneční soustavy, obvykle jen několik kilometrů velká, skládající se převážně z těkavých látek (led). Jejich oběžné dráhy jsou vysoce excentrické , typicky s perihéliem uvnitř oběžných drah vnitřních planet a aféliem daleko za Plutem. Když kometa vstoupí do vnitřní sluneční soustavy a přiblíží se ke Slunci, její ledový povrch se začne vypařovat a ionizovat , čímž vznikne koma , dlouhý oblak plynu a prachu, který je ze Země často viditelný pouhým okem .
Komety s krátkou periodou mají periodu kratší než 200 let. Perioda dlouhoperiodických komet může být tisíce let. Předpokládá se, že Kuiperův pás je zdrojem krátkoperiodických komet, zatímco Oortův oblak je považován za zdroj dlouhoperiodických komet, jako je Hale-Boppova kometa . Mnoho rodin komet, jako jsou Kreutz Circumsolar comets , vzniklo rozpadem jediného tělesa [96] . Některé komety s hyperbolickými drahami mohou pocházet z oblastí mimo sluneční soustavu, ale určit jejich přesné dráhy je obtížné [97] . Staré komety, které již odpařily většinu svých těkavých látek, jsou často klasifikovány jako asteroidy [98] .
KentauřiKentauři jsou ledové kometární objekty s hlavní poloosou oběžné dráhy větší než Jupiter (5,5 AU) a menší než má Neptun (30 AU) . Největší známý kentaur, Chariklo , má průměr přibližně 250 km [99] . První objevený kentaur, Chiron , je také klasifikován jako kometa (95P) díky tomu, že se při přibližování ke Slunci dostává do kómatu, jako komety [100] .
Transneptunské objektyProstor za Neptunem neboli „transneptunská oblast objektů“ je stále z velké části neprozkoumaný. Pravděpodobně obsahuje pouze malá tělesa, skládající se převážně z kamenů a ledu. Tato oblast je někdy také zahrnuta do „vnější sluneční soustavy“, i když častěji se tento termín používá k označení prostoru za pásem asteroidů a až po oběžnou dráhu Neptunu.
Kuiperův pásKuiperův pás, oblast pozůstatků z formování Sluneční soustavy, je velký pás trosek podobný pásu asteroidů, ale složený převážně z ledu [101] . Rozkládá se mezi 30 a 55 AU. ze slunce. Skládá se především z malých těles Sluneční soustavy, ale mnoho z největších objektů Kuiperova pásu, jako je Quaoar , Varuna a Orcus , může být překlasifikováno na trpasličí planety, jakmile budou upřesněny jejich parametry. Odhaduje se, že více než 100 000 objektů Kuiperova pásu má průměr větší než 50 km, ale celková hmotnost pásu je pouze jedna desetina nebo dokonce jedna setina hmotnosti Země [102] . Mnoho objektů v pásu má více satelitů [103] a většina objektů má oběžné dráhy mimo rovinu ekliptiky [104] .
Kuiperův pás lze zhruba rozdělit na „ klasické “ a rezonanční objekty (hlavně plutina ) [101] . Rezonanční objekty jsou v orbitální rezonanci s Neptunem (například dvě rotace na každé tři rotace Neptunu nebo jedna na každé dvě). Rezonanční objekty nejblíže Slunci mohou překročit dráhu Neptunu. Klasické objekty Kuiperova pásu nejsou v orbitální rezonanci s Neptunem a nacházejí se ve vzdálenosti přibližně 39,4 až 47,7 AU. ze Slunce [105] . Prvky klasického Kuiperova pásu jsou klasifikovány jako kubivano, z indexu prvního objeveného objektu - (15760) 1992 QB 1 (" QB 1 " se vyslovuje "kew-bee-wan"); a mají oběžné dráhy blízké kruhové s malým úhlem sklonu k ekliptice [106] .
PlutoPluto je trpasličí planeta a největší známý objekt Kuiperova pásu. Po svém objevení v roce 1930 byla považována za devátou planetu; situace se změnila v roce 2006 přijetím formální definice planety. Pluto má mírnou orbitální excentricitu se sklonem 17 stupňů k rovině ekliptiky a ke Slunci se pak přibližuje na vzdálenost 29,6 AU. , je k němu blíže než Neptun, pak je odstraněn o 49,3 a.u.
Situace s největším satelitem Pluta - Charonem je nejasná : bude nadále klasifikován jako satelit Pluta nebo bude překlasifikován na trpasličí planetu. Protože těžiště systému Pluto-Charon je mimo jejich povrchy, lze je považovat za binární planetární systém. Čtyři menší měsíce - Nikta , Hydra , Kerberos a Styx - obíhají kolem Pluta a Charona.
Pluto je v orbitální rezonanci 3:2 s Neptunem – na každé tři otáčky Neptunu kolem Slunce připadají dvě otáčky Pluta, celý cyklus trvá 500 let. Objekty v Kuiperově pásu, jejichž oběžné dráhy mají stejnou rezonanci, se nazývají plutinos [107] .
FaroutFarout (Far) je transneptunský objekt nacházející se ve vzdálenosti 120 AU. od slunce . Objeven v listopadu 2018 americkými astronomy pod vedením Dr. Scotta Shepparda z Carnegie Institute of Science. Je to jeden z nejvzdálenějších známých objektů ve sluneční soustavě: už to není Kuiperův pás , ale takzvaná oblast rozptýleného disku . Farout je mnohem menší než Pluto: jeho průměr je asi 500 km. Má dostatečnou hmotnost, takže gravitační síla dává objektu kulový tvar. To vše umožňuje Vzdálenému získat titul trpasličí planety [108] .
HaumeaHaumea je trpasličí planeta . Má silně protáhlý tvar a dobu rotace kolem své osy asi 4 hodiny. Dva měsíce a nejméně osm dalších transneptunských objektů jsou součástí rodiny Haumea, která vznikla před miliardami let z ledových trosek poté, co velká srážka rozbila ledový plášť Haumea. Dráha trpasličí planety má velký sklon – 28°.
MakemakeMakemake – původně označený jako 2005 FY 9 , byl pojmenován a prohlášen za trpasličí planetu v roce 2008 [30] . V současnosti je po Plutu druhým nejjasnějším v Kuiperově pásu. Největší známý klasický objekt Kuiperova pásu (není v potvrzené rezonanci s Neptunem). Má průměr 50 až 75 % průměru Pluta, dráhu skloněnou o 29° [109] , excentricitu asi 0,16. Makemake objevil jeden satelit: S/2015 (136472) 1 [110] .
Rozptýlený disk částečně překrývá Kuiperův pás, ale sahá mnohem dále za něj a předpokládá se, že je zdrojem krátkoperiodických komet. Předpokládá se, že objekty rozptýlených disků byly vrženy na nepravidelné dráhy gravitačním vlivem Neptunu během jeho migrace během raného formování Sluneční soustavy: jedna teorie je založena na předpokladu, že Neptun a Uran vznikly blíže Slunci, než jsou nyní. a poté se přesunuli na své moderní oběžné dráhy [111] [112] [113] . Mnoho objektů SDO (Scattered Disk Objects) má perihélium v Kuiperově pásu, ale jejich afélium může dosahovat až 150 AU. ze slunce. Dráhy objektů jsou také dosti nakloněny k rovině ekliptiky a často jsou k ní téměř kolmé. Někteří astronomové se domnívají, že rozptýlený disk je oblastí Kuiperova pásu a popisují rozptýlené objekty na disku jako „rozptýlené objekty Kuiperova pásu“ [114] . Někteří astronomové také klasifikují kentaury jako uvnitř rozptýlené objekty Kuiperova pásu spolu s vnějšími rozptýlenými diskovými objekty [115] .
ErisEris ( v průměru 68 AU ) je největší známý objekt rozptýleného disku. Protože jeho průměr byl původně odhadován na 2400 km, tedy minimálně o 5 % větší než u Pluta, jeho objev vyvolal spory o tom, co přesně by se mělo nazývat planetou. Je to jedna z největších známých trpasličích planet [116] . Eris má jeden satelit - Dysnomia . Stejně jako Pluto je jeho oběžná dráha extrémně protáhlá, s perihéliem 38,2 AU. (přibližná vzdálenost Pluta od Slunce) a aphelion 97,6 AU. ; a oběžná dráha je silně (44,177°) nakloněna k rovině ekliptiky.
Otázka, kde přesně končí sluneční soustava a začíná mezihvězdný prostor, je nejednoznačná. Při jejich určení jsou klíčové dva faktory: sluneční vítr a sluneční gravitace . Vnější hranicí slunečního větru je heliopauza, za kterou se sluneční vítr a mezihvězdná hmota mísí a vzájemně se rozpouštějí. Heliopauza se nachází asi čtyřikrát dále než Pluto a je považována za začátek mezihvězdného prostředí [48] . Předpokládá se však, že oblast, ve které převládá gravitace Slunce nad galaktickou, Hillova sféra , sahá tisíckrát dále [117] .
HeliosféraMezihvězdné prostředí v blízkosti sluneční soustavy není jednotné. Pozorování ukazují, že Slunce se pohybuje rychlostí asi 25 km/s přes Místní mezihvězdné mračno a může jej opustit během příštích 10 000 let. Sluneční vítr hraje důležitou roli v interakci sluneční soustavy s mezihvězdnou hmotou .
Náš planetární systém existuje v extrémně řídké "atmosféře" slunečního větru - proudu nabitých částic (hlavně vodíkové a heliové plazmy ), vytékajících ze sluneční koróny velkou rychlostí . Průměrná rychlost slunečního větru pozorovaného na Zemi je 450 km/s . Tato rychlost přesahuje rychlost šíření magnetohydrodynamických vln , proto se plazma slunečního větru při interakci s překážkami chová podobně jako proudění nadzvukového plynu. Jak se vzdaluje od Slunce, hustota slunečního větru slábne a přichází bod, kdy již není schopen pojmout tlak mezihvězdné hmoty. Během srážky se vytvoří několik přechodových oblastí.
Za prvé, sluneční vítr se zpomalí, stane se hustším, teplejším a turbulentnějším [118] . Okamžik tohoto přechodu se nazývá hranice rázové vlny ( anglicky termination shock ) a nachází se ve vzdálenosti asi 85-95 AU. ze Slunce [118] (podle údajů získaných z vesmírných stanic Voyager 1 [119] a Voyager 2 [120] , které tuto hranici překročily v prosinci 2004 a srpnu 2007).
Po cca 40 hod. sluneční vítr se srazí s mezihvězdnou hmotou a nakonec se zastaví. Tato hranice oddělující mezihvězdné prostředí od hmoty sluneční soustavy se nazývá heliopauza [48] . Ve tvaru vypadá jako bublina, protáhlá ve směru opačném k pohybu Slunce. Oblast prostoru ohraničená heliopauzou se nazývá heliosféra .
Podle údajů Voyageru se rázová vlna z jižní strany ukázala být blíže než ze severu (73, respektive 85 astronomických jednotek). Přesné důvody pro toto jsou stále neznámé; Podle prvních předpokladů může být asymetrie heliopauzy způsobena působením superslabých magnetických polí v mezihvězdném prostoru Galaxie [120] .
Na druhé straně heliopauzy, ve vzdálenosti asi 230 AU. od Slunce, podél příďového rázu (bow shock) dochází ke zpomalení od kosmických rychlostí mezihvězdné hmoty dopadající na sluneční soustavu [121] .
Z heliopauzy se dosud nevynořila žádná kosmická loď, takže není možné s jistotou zjistit, jaké jsou podmínky v místním mezihvězdném oblaku . Očekává se, že Voyagery projdou heliopauzou přibližně v letech 2014 až 2027 a vrátí cenná data o úrovních radiace a slunečním větru [122] . Není dostatečně jasné, jak dobře heliosféra chrání sluneční soustavu před kosmickým zářením. Tým financovaný NASA vyvinul koncept Vision Mission a vyslal sondu na okraj heliosféry [123] [124] .
V červnu 2011 bylo oznámeno, že výzkum Voyageru odhalil, že magnetické pole na okraji sluneční soustavy má strukturu podobnou pěně. Je to dáno tím, že zmagnetizovaná hmota a malé vesmírné objekty tvoří lokální magnetická pole, která lze přirovnat k bublinám [125] .
Oortův oblakHypotetický Oortův oblak je kulovitý oblak ledových objektů (až bilion), který slouží jako zdroj dlouhoperiodických komet . Odhadovaná vzdálenost k vnějším hranicím Oortova oblaku od Slunce je od 50 000 AU. (přibližně 0,75 světelných let ) na 100 000 AU (1,5 světelného roku). Předpokládá se, že objekty, které tvoří mrak, se vytvořily poblíž Slunce a byly rozptýleny daleko do vesmíru gravitačními účinky obřích planet na počátku vývoje sluneční soustavy. Objekty Oortova oblaku se pohybují velmi pomalu a mohou docházet k interakcím, které nejsou typické pro vnitřní objekty systému: vzácné vzájemné srážky, gravitační vliv procházející hvězdy, působení galaktických slapových sil [126] [127] . Existují také nepotvrzené hypotézy o existenci na vnitřní hranici Oortova oblaku (30 tisíc AU) plynné obří planety Tyche a případně jakýchkoli dalších „ planet X “ v oblaku, včetně podle hypotézy vyvržené páté plynový gigant .
SednaSedna ( v průměru 525,86 AU ) je velký, načervenalý objekt podobný Plutu s gigantickou, extrémně protáhlou eliptickou oběžnou dráhou, od asi 76 AU. v perihéliu až 1000 AU v aféliu a období přibližně 11 500 let. Michael Brown , který Sednu objevil v roce 2003 , tvrdí, že nemůže být součástí rozptýleného disku nebo Kuiperova pásu, protože její perihélium je příliš daleko na to, aby se dalo vysvětlit vlivem migrace Neptuna. On a další astronomové se domnívají, že tento objekt je prvním objeveným ve zcela nové populaci, která může zahrnovat i objekt 2000 CR 105 s perihéliem 45 AU. , aphelion 415 a.u. a oběžná doba 3420 let [128] . Brown nazývá tuto populaci „vnitřní Oortův oblak“, protože se pravděpodobně vytvořil procesem podobným tomu Oortovu oblaku, i když mnohem blíže Slunci [129] . Sedna by velmi pravděpodobně mohla být rozpoznána jako trpasličí planeta, pokud by byl spolehlivě určen její tvar.
Velká část naší sluneční soustavy je stále neznámá. Odhaduje se, že gravitační pole Slunce ovládá gravitační síly okolních hvězd ve vzdálenosti přibližně dvou světelných let (125 000 AU) . Pro srovnání, nižší odhady pro poloměr Oortova oblaku jej neumisťují dále než 50 000 AU. [130] Navzdory objevům objektů, jako je Sedna, je oblast mezi Kuiperovým pásem a Oortovým oblakem s poloměrem desítek tisíc AU stále z velké části neprozkoumaná, tím méně samotný Oortův oblak nebo to, co může být za ním. Existuje nepotvrzená hypotéza o existenci v hraniční oblasti (za vnějšími hranicemi Oortova oblaku) satelitní hvězdy Slunce Nemesis .
Pokračuje také studium oblasti mezi Merkurem a Sluncem, které počítá s detekcí hypoteticky možných vulkanoidních asteroidů , i když hypotéza o existenci tamní velké planety Vulcan byla vyvrácena [131] .
Všechny níže uvedené parametry, kromě hustoty, vzdálenosti od Slunce a satelitů, jsou uvedeny ve vztahu k podobným údajům o Zemi.
Planeta ( trpasličí planeta ) | Průměr, relativní |
Hmotnost, relativní |
Orbitální poloměr, a.u. | Doba oběhu , zemské roky | Den , relativně |
Hustota, kg/m³ | satelity |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Rtuť | 0,382 | 0,055 | 0,38 | 0,241 | 58,6 | 5427 | 0 |
Venuše | 0,949 | 0,815 | 0,72 | 0,615 | 243 [132] | 5243 | 0 |
Země [133] | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 5515 | jeden |
Mars | 0,53 | 0,107 | 1.52 | 1,88 | 1.03 | 3933 | 2 |
Ceres | 0,074 | 0,00015 | 2,76 | 4.6 | 0,378 | 2161 | 0 |
Jupiter | 11.2 | 318 | 5.20 | 11,86 | 0,414 | 1326 | 80 |
Saturn | 9.41 | 95 | 9,54 | 29,46 | 0,426 | 687 | 83 |
Uran | 3,98 | 14.6 | 19.22 | 84,01 | 0,718 [132] | 1270 | 27 |
Neptune | 3,81 | 17.2 | 30.06 | 164,79 | 0,671 | 1638 | čtrnáct |
Pluto | 0,186 | 0,0022 | 39,2 [134] | 248,09 | 6,387 [132] | 1860 | 5 |
Haumea | ~0,11 [135] | 0,00066 | 43 [134] | 281,1 | 0,163 | ~2600 | 2 |
Makemake | 0,116 | ~0,0005 [136] | 45,4 [134] | 306,28 | 0,324 | ~1700 [137] | jeden |
Eris | 0,182 | 0,0028 | 67,8 [134] | 558,04 | 1.1 | 2520 | jeden |
Podle aktuálně přijímané hypotézy začal vznik sluneční soustavy asi před 4,6 miliardami let gravitační kompresí malé části obřího mezihvězdného oblaku plynu a prachu . Tento počáteční mrak měl pravděpodobně průměr několik světelných let a byl předkem několika hvězd [138] .
V procesu komprese se velikost oblaku plynu a prachu zmenšila a díky zákonu zachování momentu hybnosti se zvýšila rychlost rotace oblaku. Střed, kde se shromáždila většina hmoty, byl stále žhavější než okolní disk [138] . Vlivem rotace se rychlosti komprese oblaků lišily rovnoběžně a kolmo k ose rotace, což vedlo ke zploštění oblaku a vytvoření charakteristického protoplanetárního disku o průměru asi 200 AU. [138] a horká, hustá protohvězda ve středu [139] . Předpokládá se, že Slunce bylo v této fázi svého vývoje hvězdou T Tauri . Studie hvězd T Tauri ukazují, že jsou často obklopeny protoplanetárními disky o hmotnosti 0,001-0,1 hmotnosti Slunce , přičemž velká většina hmoty mlhoviny je soustředěna přímo ve hvězdě [140] . Planety vzniklé akrecí z tohoto disku [141] .
Během 50 milionů let se tlak a hustota vodíku v centru protohvězdy natolik zvedly, aby zahájila termonukleární reakci [142] . Teplota, reakční rychlost, tlak a hustota se zvyšovaly, dokud nebylo dosaženo hydrostatické rovnováhy s tepelnou energií odolávající síle gravitační kontrakce. V této fázi se Slunce stalo plnohodnotnou hvězdou hlavní posloupnosti [143] .
Sluneční soustava, pokud dnes víme, bude trvat, dokud se Slunce nezačne vyvíjet mimo hlavní sekvenci Hertzsprung-Russellova diagramu . Jak Slunce spaluje svou zásobu vodíkového paliva, energie uvolněná na podporu jádra má tendenci se spotřebovávat, což způsobuje, že se Slunce zmenšuje. To zvyšuje tlak v jeho útrobách a zahřívá jádro, čímž se urychluje spalování paliva. Výsledkem je, že Slunce bude jasnější asi o deset procent každých 1,1 miliardy let [144] a během příštích 3,5 miliardy let bude jasnější o dalších 40 % [145] .
Přibližně 7 [146] Ga od nynějška bude vodík ve slunečním jádru zcela přeměněn na helium , čímž se ukončí fáze hlavní sekvence ; Slunce se stane podobrem [146] . Za dalších 600 milionů let se vnější vrstvy Slunce rozšíří oproti současným velikostem asi 260krát – Slunce přejde do stádia rudého obra [147] . Kvůli extrémně zvětšené ploše bude mnohem chladnější, než když je na hlavní sekvenci (2600 K) [147] . Očekává se, že Slunce dramatickým rozpínáním pohltí blízké planety Merkur a Venuši [148] . Země může uniknout pohlcení vnějšími slunečními obaly [145] , ale stane se zcela bez života, jak se obyvatelná zóna posune k vnějším okrajům sluneční soustavy [149] .
V důsledku rozvoje tepelných nestabilit [147] [149] budou nakonec vnější vrstvy Slunce vyvrženy do okolního prostoru a vytvoří planetární mlhovinu , v jejímž středu zůstane pouze malé hvězdné jádro - bílý trpaslík , neobvykle hustý objekt o polovině původní hmotnosti Slunce, ale pouze velikosti Země [ 146] . Tato mlhovina vrátí část materiálu, který vytvořil Slunce, do mezihvězdného prostředí.
V současné době není jasné , zda je sluneční soustava stabilní . Lze ukázat, že pokud je nestabilní, pak je charakteristická doba rozpadu systému velmi dlouhá [150] .
Skutečnost, že člověk byl nucen pozorovat pohyby nebeských těles z povrchu Země, která se otáčejí kolem své osy a pohybují se po oběžné dráze, po dlouhá staletí bránila pochopení struktury sluneční soustavy. Viditelné pohyby Slunce a planet byly vnímány jako jejich skutečné pohyby kolem nehybné Země.
Pouhým okem ze Země lze pozorovat následující objekty sluneční soustavy:
Pouhým okem můžete také pozorovat meteory , které nejsou ani tak tělesy sluneční soustavy, jako spíše optické atmosférické jevy způsobené meteoroidy .
S dalekohledem nebo malým optickým dalekohledem můžete vidět:
Při dostatečném zvětšení v optickém dalekohledu lze pozorovat následující:
Také v optickém dalekohledu lze občas pozorovat krátkodobé měsíční jevy a přechod Merkura a Venuše přes sluneční disk.
Optický dalekohled s H α filtrem může pozorovat sluneční chromosféru .
Dlouho byl dominantní geocentrický model, podle kterého nehybná Země spočívá ve středu vesmíru a všechna nebeská tělesa se kolem ní pohybují podle dosti složitých zákonů. Tento systém nejúplněji rozvinul starověký matematik a astronom Claudius Ptolemaios a umožnil s velmi vysokou přesností popsat pozorované pohyby hvězd.
Nejdůležitější průlom v pochopení skutečné struktury sluneční soustavy nastal v 16. století, kdy velký polský astronom Mikuláš Koperník vyvinul heliocentrický systém světa [152] . Vycházel z následujících výroků:
Slunce v heliocentrickém systému přestalo být považováno za planetu, jako je Měsíc , který je satelitem Země. Brzy byly objeveny 4 satelity Jupitera , díky čemuž byla zrušena výlučná pozice Země ve sluneční soustavě. Teoretický popis pohybu planet se stal možným po objevení Keplerovych zákonů na počátku 17. století a s formulací zákonů gravitace kvantitativní popis pohybu planet, jejich satelitů a malých těles. byla postavena na spolehlivý základ.
V roce 1672 Giovanni Cassini a Jean Richet určili paralaxu a vzdálenost k Marsu , což umožnilo vypočítat poměrně přesnou hodnotu astronomické jednotky v jednotkách pozemské vzdálenosti .
Historie odborného studia složení sluneční soustavy se začala psát v roce 1610, kdy Galileo Galilei ve svém dalekohledu objevil 4 největší satelity Jupitera [153] . Tento objev byl jedním z důkazů správnosti heliocentrického systému. V roce 1655 objevil Christian Huygens Titan, největší měsíc Saturnu [154] . Do konce 17. století Cassini objevila ještě 4 měsíce Saturnu [155] [156] .
XVIII století bylo poznamenáno důležitou událostí v astronomii – poprvé byla pomocí dalekohledu objevena dosud neznámá planeta Uran [157] . Brzy J. Herschel, objevitel nové planety, objevil 2 satelity Uranu a 2 satelity Saturnu [158] [159] .
19. století začalo novým astronomickým objevem - byl objeven první objekt podobný planetě - asteroid Ceres , v roce 2006 převedený do hodnosti trpasličí planety. A v roce 1846 byla objevena osmá planeta Neptun. Neptun byl objeven „na špičce pera“, tedy nejprve teoreticky předpovězený a poté objeven dalekohledem a nezávisle na sobě v Anglii a Francii [160] [161] [162] .
V roce 1930 objevil Clyde Tombaugh (USA) Pluto, pojmenované jako devátá planeta sluneční soustavy. V roce 2006 však Pluto ztratilo svůj planetární status a „stalo se“ trpasličí planetou [163] .
Ve druhé polovině 20. století bylo objeveno mnoho velkých i velmi malých satelitů Jupitera, Saturnu, Uranu, Neptunu, Pluta [164] [165] [166] [167] . Nejvýznamnější roli v této řadě vědeckých objevů sehrály mise Voyagerů - americká AMS .
Na přelomu XX-XXI století byla objevena řada malých těles sluneční soustavy, včetně trpasličích planet, plutin, ale i satelitů některých z nich a satelitů obřích planet.
Instrumentální a výpočetní hledání transneptunských planet , včetně těch hypotetických, pokračuje.
Od roku 2013 do roku 2019 vědci analyzovali velké množství dat o zdrojích infračerveného záření a našli 316 malých planetek, z nichž 139 je nových [168] .
Praktický význam kolonizace je dán potřebou zajistit normální existenci a vývoj lidstva. V průběhu času může růst počtu obyvatel Země, změny životního prostředí a klimatu vytvořit situaci, kdy nedostatek obyvatelného území bude ohrožovat další existenci a rozvoj pozemské civilizace. Také lidská činnost může vést k potřebě osídlit další objekty sluneční soustavy: ekonomickou nebo geopolitickou situaci na planetě; globální katastrofa způsobená použitím zbraní hromadného ničení; vyčerpání přírodních zdrojů planety atd.
V rámci myšlenky kolonizace sluneční soustavy je nutné uvažovat o tzv. Terraforming ( lat. terra - země a forma - pohled) - přeměna klimatických podmínek planety, satelitu nebo jiného vesmírného tělesa za účelem vytvoření nebo změny atmosféry, teploty a podmínek prostředí do stavu vhodného pro obývání suchozemských živočichů a rostlin. . Dnes je tento problém především teoretický, ale v budoucnu se může rozvinout v praxi.
Mars a Měsíc jsou primárně považovány za objekty nejvhodnější pro osídlení kolonisty ze Země [169] . Zbývající objekty lze také přeměnit pro lidské bydlení, to však bude mnohem obtížnější vzhledem k podmínkám panujícím na těchto planetách a řadě dalších faktorů (například absence magnetického pole, přílišná odlehlost nebo blízkost Slunce v případě Merkura). Při kolonizaci a terraformování planet bude nutné vzít v úvahu následující: velikost zrychlení volného pádu [170] , množství přijaté sluneční energie [171] , přítomnost vody [170] , úroveň záření (radiační pozadí) [172] , charakter povrchu, stupeň ohrožení srážky planety s asteroidem a jinými malými tělesy sluneční soustavy.
Sluneční soustava je součástí Mléčné dráhy – spirální galaxie o průměru asi 30 tisíc parseků (nebo 100 tisíc světelných let ) a sestávající z přibližně 200 miliard hvězd [173] . Sluneční soustava se nachází v blízkosti roviny symetrie galaktického disku (o 20–25 parseků výše, tedy severně od něj), ve vzdálenosti asi 8 tisíc parseků (27 tisíc světelných let) [174] od galaktického středu (prakticky ve stejné vzdálenosti od středu Galaxie a jejího okraje), na okraji Orionského ramene [175] - jednoho z Místních galaktických ramen , umístěného mezi rameny Střelce a Persea z Mléčné dráhy.
Slunce obíhá kolem galaktického středu po krabicové dráze rychlostí asi 254 km/s [176] [177] (aktualizováno v roce 2009) a úplnou revoluci dokončí za zhruba 230 milionů let [11] . Toto časové období se nazývá galaktický rok [11] . Kromě kruhového pohybu po oběžné dráze provádí Sluneční soustava vertikální oscilace vzhledem ke galaktické rovině, protíná ji každých 30-35 milionů let a ocitne se na severní nebo jižní galaktické polokouli [178] [179] [180] . Sluneční vrchol (směr vektoru rychlosti Slunce vzhledem k mezihvězdnému prostoru) se nachází v souhvězdí Herkula jihozápadně od jasné hvězdy Vega [181] .
Zrychlení Sluneční soustavy vede k systematickému správnému pohybu vzdálených mimogalaktických zdrojů (v důsledku změny jejich aberace se změnou rychlosti Sluneční soustavy); správný pohyb je řízen podél vektoru zrychlení a je maximální pro zdroje pozorované v rovině kolmé k tomuto vektoru. Toto rozložení správných pohybů po obloze s amplitudou rovnou 5,05 (35) obloukových mikrosekund za rok bylo naměřeno v roce 2020 pomocí spolupráce Gaia . Odpovídající vektor zrychlení je 2,32(16)⋅10 −10 m/s² (nebo 7,33(51) km/s na milion let) v absolutní hodnotě; směřuje do bodu s rovníkovými souřadnicemi α = (269,1 ± 5,4)° , δ = (−31,6 ± 4,1)° , který se nachází v souhvězdí Střelce. Hlavní částí zrychlení je dostředivé zrychlení podél poloměru do středu Galaxie ( w R = −6,98(12) km/s za milion let); složka zrychlení směřující do galaktické roviny je rovna w z = −0,15(3) km/s za milion let. Třetí složka vektoru zrychlení, nasměrovaná v rovině galaktického rovníku kolmo ke směru ke středu Galaxie, se blíží pozorovací chybě ( w φ = +0,06(5) km/s za milion let) [ 182] .
Umístění sluneční soustavy v galaxii pravděpodobně ovlivňuje vývoj života na Zemi. Dráha sluneční soustavy je téměř kruhová a rychlost se přibližně rovná rychlosti spirálních ramen, což znamená, že jimi prochází velmi zřídka. To dává Zemi dlouhá období mezihvězdné stability pro vývoj života, protože spirální ramena mají významnou koncentraci potenciálně nebezpečných supernov [183] . Sluneční soustava je také ve značné vzdálenosti od hvězdných čtvrtí galaktického středu. V blízkosti středu by gravitační vlivy sousedních hvězd mohly narušit objekty Oortova oblaku a poslat mnoho komet do vnitřní sluneční soustavy, což by způsobilo srážky s katastrofálními důsledky pro život na Zemi. Intenzivní záření z galaktického centra by také mohlo ovlivnit vývoj vysoce organizovaného života [183] . Někteří vědci předpokládají, že navzdory příznivé poloze Sluneční soustavy byl život na Zemi i během posledních 35 000 let ovlivněn supernovami, které by mohly vyvrhnout částice radioaktivního prachu a velké objekty podobné kometám [184] .
Podle výpočtů vědců z Institutu výpočetní kosmologie na Durhamské univerzitě dojde za 2 miliardy let ke srážce Velkého Magellanova mračna s Mléčnou dráhou, v důsledku čehož může být Sluneční soustava vytlačena z naší Galaxie do mezigalaktického prostoru [ 185] [186] [187] .
Bezprostřední galaktické sousedství sluneční soustavy je známé jako Místní mezihvězdné mračno . Jedná se o hustší úsek oblasti vzácného plynu Místní bublina je dutina v mezihvězdném prostředí o délce asi 300 sv. let ve tvaru přesýpacích hodin. Bublina je naplněna vysokoteplotním plazmatem; to dává důvod myslet si, že bublina vznikla jako výsledek explozí několika nedávných supernov [188] .
Do deseti sv. let (95 bilionů km) od Slunce je relativně málo hvězd .
Nejblíže Slunci je trojhvězdný systém Alpha Centauri , ve vzdálenosti asi 4,3 sv. roku. Alfa Centauri A a B je blízký binární systém se složkami blízkými vlastnostmi Slunci. Malý červený trpaslík Alpha Centauri C (také známý jako Proxima Centauri ) kolem nich obíhá ve vzdálenosti 0,2 ly. roku a je nám v současné době o něco blíže než dvojice A a B. Proxima má exoplanetu: Proxima Centauri b .
Dalšími nejbližšími hvězdami jsou červení trpaslíci Barnard's Star (5,9 ly), Wolf 359 (7,8 ly) a Lalande 21185 (8,3 ly). Největší hvězdou v okruhu deseti světelných let je Sirius (8,6 světelných let), jasná hvězda hlavní posloupnosti s hmotností asi dvou slunečních hmotností a společníkem bílého trpaslíka zvaným Sirius B. Zbývající systémy v okruhu deseti světelných let jsou binární červení trpaslíci Leuthen . 726-8 (8,7 světelných let) a jeden červený trpaslík Ross 154 (9,7 světelných let) [189] . Nejbližší systém hnědého trpaslíka , Luhmann 16 , je vzdálen 6,59 světelných let. Nejbližší jediná hvězda podobná Slunci je Tau Ceti , ve vzdálenosti 11,9 ly. roku. Jeho hmotnost je přibližně 80 % hmotnosti Slunce a jeho svítivost je pouze 60 % hmotnosti Slunce [190] .
Slovníky a encyklopedie |
| |||
---|---|---|---|---|
|
Sluneční Soustava | |
---|---|
Centrální hvězda a planety | |
trpasličí planety | Ceres Pluto Haumea Makemake Eris Kandidáti Sedna Orc Quaoar Pistole 2002 MS 4 |
Velké satelity | |
Satelity / prsteny | Země / ∅ Mars Jupiter / ∅ Saturn / ∅ Uran / ∅ Neptun / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Kandidáti Orca quawara |
První objevené asteroidy | |
Malá těla | |
umělé předměty | |
Hypotetické objekty |
|
vesmíru | Umístění Země ve|
---|---|
Země → Sluneční soustava → Místní mezihvězdný mrak → Místní bublina → Gouldův pás → Orionské rameno → Mléčná dráha → Podskupina Mléčné dráhy → Místní skupina → Místní list → Místní nadkupa galaxií → Laniakea → Komplex superkupy Ryby-Cetus → Objem Hubblea → Metagalaxie → Vesmír → ? multivesmír | |
Znak " → " znamená "zahrnuto v" nebo "je součástí" |
atmosféry | |
---|---|
Atmosféry hvězd | slunce |
planetární atmosféry | |
Atmosféry satelitů | |
trpasličí planety | |
exoplanety | |
viz také |
modely sluneční soustavy | |
---|---|
Modelky |
|
Zařízení | |
Příbuzný |
|