UKŁAD SŁONECZNY

Teoria powstania świata
Budowa Wszechświata
Ruchy Ziemi

GWIAZDA – SŁOŃCE
PLANETY
KSIĘŻYCE (SATELITY NATURALNE)
PLANETY KARŁOWATE
PLANETOIDY
KOMETY
METEOROIDY
__________

POWSTANIE Układu Słonecznego

4,6 miliarda lat temu w naszej Galaktyce z jednego z obłoków materii międzygwiazdowej zaczęło tworzyć się zagęszczenie. Sprężane gazy ogrzewały się, emitując ciepło. Wraz ze wzrostem gęstości i temperatury rozpoczęły się reakcje jądrowe przemiany wodoru w hel. W ten sposób powstało niezwykle wydajne źródło energii – Słońce. Cały proces trwał kilkadziesiąt milionów lat.
Równocześnie z powstawaniem Słońca, w wyniku łączenia się fragmentów pyłu międzygwiazdowego w płaszczyźnie prostopadłej do osi obrotu Gwiazdy, tworzyły się planety i ich księżyce. Formowanie Układu Słonecznego zakończyło się około 4 miliardów lat temu – od tej pory ewolucja przebiega bez większych wstrząsów.
__________

Teoria heliocentrycznej budowy świata

Do końca XV wieku wyobrażenie miejsca Ziemi we wszechświecie opierało się na geocentrycznym systemie budowy świata, który został stworzony przez aleksandryjskiego astronoma Klaudiusza Ptolemeusza (II w n. e.). Według niego nieruchoma Ziemia znajdowała się w środku układu (świata), a planety i Słońce poruszały się po okręgach wokół niej. Zmianę widzenia Ziemi we Wszechświecie przyniosło dzieło naszego wielkiego astronoma Mikołaja Kopernika “O obrotach” – wydane już po jego śmierci pod tytułem “O obrotach sfer niebieskich”. Opisywało ono teorię heliocentryczną, która zakładała, że Słońce znajduje się w środku układu planetarnego, a Ziemia  wraz z innymi planetami krąży wokół niego po kołowych orbitach, obracając się jednocześnie wokół własnej osi.

Układ Słoneczny  tworzy Słońce oraz grawitacyjnie z nim związane ciała niebieskie:
- planety,
- księżyce,
- planety karłowate,
- planetoidy,
- komety,
- meteoroidy,
- materia pyłowo-gazowa
(wypełnia przestrzeń
międzyplanetarną).

Układ Słoneczny stanowi część Drogi Mlecznej (nasza Galaktyka). Położony jest na peryferiach jednego z ramion spiralnych, w odległości ponad 30 tys. lat świetlnych od centrum Galaktyki.
__________

GWIAZDA – SŁOŃCE

Słońce to jedyna gwiazda Układu Słonecznego. Jest olbrzymią kulą gorącego gazu, zbudowaną głównie z wodoru i helu. Jak każda gwiazda posiada zdolność do produkcji energii i emisji promieniowania we wszystkich zakresach fal elektromagnetycznych. Źródłem energii w Słońcu są reakcje termojądrowej przemiany wodoru w hel, które zachodzą w jądrze gwiazdy.

Podstawowe dane liczbowe dotyczące Słońca:
- średnica – około 1 392 000 km (109 razy większa od średnicy Ziemi),
- masa – szacowana na 2x10³⁰ kg (333 razy większa od masy Ziemi),
- średnia gęstość materii słonecznej – 1,4 g/cm³,
- średnia temperatura powierzchni – ponad 5500 K,
- temperatura jądra – osiąga 15 mln K.
__________

PLANETY

PLANETY W LICZBACH – TABELA

Wokół Słońca krąży 8 planet. W kolejności od najbliższej do najdalszej są to:
- Merkury
- Wenus
- Ziemia
- Mars
- Jowisz
- Saturn
- Uran
- Neptun

Planety dzielą się na dwie grupy – wewnętrzne i zewnętrzne. Do planet wewnętrznych zaliczają się 4 leżące najbliżej Słońca – Merkury, Wenus, Ziemia i Mars. Mają one stosunkowo małe rozmiary, posiadają twardą, skalną skorupę.
Jowisz, Saturn, Uran i Neptun to planety zewnętrzne. Są one gazowymi olbrzymami składającymi się głównie z najlżejszych pierwiastków – wodoru i tlenu.
Orbity wszystkich planet cechuje eliptyczny, prawie kołowy kształt. Leżą one niemal w jednej płaszczyźnie. Patrząc od strony bieguna północnego Ziemi, planety obiegają Słońce w stronę przeciwną do ruchu wskazówek zegara.

Merkury – najmniejsza i najbliższa Słońcu planeta; około 80% masy stanowi żelazne jądro; skalista powierzchnia pokryta jest licznymi kraterami; atmosfera praktycznie nie istnieje (jest bardzo rozrzedzona).

Wenus – tzw. bliźniacza planeta Ziemi; jej wnętrze przypomina budową nasz glob; powierzchnia została ukształtowana przez zjawiska wulkaniczne; atmosfera jest bardzo gęsta, złożona głównie z dwutleneku węgla (96%).

Ziemia – Niebieska planeta; jedyne znane we Wszechświecie siedlisko życia organicznego; 69% powierzchni pokrywa woda; atmosferę tworzą głównie azot (78%) i tlen (21%).

Mars – Czerwona planeta; posiada bardzo urozmaiconą powierzchnię ze śladami wygasłej działalności wulkanicznej; otoczona jest cienką i rzadką atmosferą, w której dominuje dwutlenek węgla (95%); uważa się, że na Marsie istniała kiedyś woda i (co zatem jest bardzo prawdopodobne) życie.

Jowisz – największa z planet; zbudowana głównie z wodoru (także ciekłego) i helu; atmosferę tworzą te same pierwiastki (81% H i 19% He); bardzo szybki ruch wirowy generuje olbrzymie pole magnetyczne, które jest ponad 20 000 razy silniejsze od ziemskiego.

Saturn – wielkość i budowa planety oraz skład atmosfery czyni ją podobną do Jowisza; osobliwością Saturna są jego pierścienie, na które składają się różnej wielkości kawałki lodu i skał, krążące po swoich orbitach w płaszczyźnie równika planety.
 

Uran – charakterystyczną cechą planety jest usytuowanie osi jej obrotu w płaszczyźnie orbity; pod powłoką chmur (zbudowanych głównie z zamrożonego metanu) kryje się prawdopodobnie skaliste jądro otoczone gruba warstwą lodu, amoniaku i metanu.
 

Neptun – najdalsza z planet olbrzymów; odkryta w 1846 roku; pod wieloma względami przypomina Uran; zwiększona ilość metanu w atmosferze nadaje Neptunowi charakterystyczne niebieskie zabarwienie.

 Dokładne dane liczbowe dotyczące wszystkich planet znajdują się w tabeli Planety w liczbach.
__________

KSIĘŻYCE (SATELITY NATURALNE)

Spośród 8 planet Układu Słonecznego tylko Merkury i Wenus nie posiadają naturalnych satelitów. Wokół pozostałych krąży ponad 150 znanych obecnie księżyców – patrz tabela  Planety w liczbach.

Najbardziej znany ze wszystkich to oczywiście naturalny satelita Ziemi – Księżyc (pisany wielką literą). Jest on drugim po Słońcu największym i najjaśniejszym (odbija światło słoneczne) obiektem na ziemskim niebie.

Podstawowe dane liczbowe dotyczące Księżyca:
- średnica – 3 476 km (0,27 średnicy Ziemi), 
- masa – 0,01 masy Ziemi,  
- objętość – 0,02 objętości Ziemi,
- średnia odległość od Ziemi – 384 400 km,
- czas obiegu wokół Ziemi – 27,32 dnia (miesiąc gwiazdowy),
- czas od nowiu do nowiu – 29,53 dnia (miesiąc synodyczny),
- pełny obrót wokół osi – 27,32 dnia.
Warto zwrócić uwagę na to, że czas obiegu Księżyca wokół Ziemi jest taki sam jak czas jego obrotu wokół własnej osi – z tego względu z naszej planety widoczna jest tylko jedna strona Księżyca.

Do Księżyca, podobnie jak i do Ziemi, docierają promienie słoneczne – w danej chwili oświetlać one mogą tylko połowę powierzchni (półkulę). Zmienne położenie względem siebie: Ziemi, Księżyca i Słońca powoduje, że Księżyc jest widoczny z naszej planety w różnych fazach (kształtach):
- nów – Księżyc znajduje się między Słońcem a Ziemią, jego oświetlona strona jest dla nas niewidoczna – ku Ziemi zwrócona jest strona ciemna,
- pierwsza kwadra – widoczna jest połowa oświetlonej części Księżyca,
- pełnia – Księżyc znajduje się po przeciwnej stronie Ziemi niż Słońce, widoczna jest cała oświetlona strona satelity,
- ostatnia kwadra – ponownie widoczna jest połowa oświetlonej części Księżyca (kształt odwrócony w stosunku do pierwszej kwadry).
Fazy Księżyca powtarzają się w cyklu liczącym 29,53 dnia.

Kilka razy w ciągu roku Ziemia, Księżyc i Słońce ustawiają się w jednej linii. Dochodzi wówczas do zjawiska zwanego zaćmieniem. W jego wyniku niewidocza staje się część lub całość ciała niebieskiego – stąd zaćmienia częściowe lub całkowite. Można je obserwować tylko na określonych obszarach naszej planety.
Zaćmienie Księżyca ma miejsce wtedy, gdy Księżyc znajdzie się w cieniu Ziemi.
Zaćmienie Słońca to wynik zakrycia tarczy słonecznej przez Księżyc. Szczególnie efektowne jest całkowite zaćmienie Słońca – w dzień na kilka minut zapada ciemność, na niebie pojawiają się gwiazdy, a czarną tarczę słoneczną otacza jasna poświata. Niestety okazje oglądania takiego zjawiska nie nadarzają się zbyt często. W Polsce ostatnie całkowite zaćmienie Słońca miało miejsce 30 czerwca 1954 roku, zaś kolejne przewidziane jest na 14 kwietnia 2200 roku. W Europie zjawisko to obserwowane było m. in. 11 lipca 1999 roku w Niemczech, Austrii, na Węgrzech i w Rumunii.

Mars to druga planeta wewnętrzna (obok Ziemi), która posiada księżyce – Fobos i Dejmos odkryte zostały w 1877 r. Astronomowie uważają, że są one planetoidami przechwyconymi przez pole grawitacyjne Marsa.
Wokół największej planety – Jowisza – rozpoznano dotychczas 63 naturalne satelity. Pierwsze cztery – Ganimedes, Kalisto, Io, Europa – już w 1610 roku odkrył Galileusz. Oprócz tych satelitów (zwanych galileuszowymi) w XIX, XX i XXI wieku stopniowo odkrywano następne. Warto wiedzieć, że Ganimades jest największym księżycem w całym Układzie Słonecznym – ma średnicę 5262 km.
Saturn posiada około 50 satelitów, choć liczba ta może się zmieniać (wielkie bryły lodu krążące w pierścieniach Saturna niekiedy zmieniają swój tor ruchu i mogą być wówczas traktowane jako satality naturalne). Największym księżycem jest Tytan, który odkryto już w 1655 roku. Niektóre satelity Saturna krążą po wspólnych orbitach, np. Helena i Dione; mogą też mieć orbity położone pomiędzy pierścieniami.
Uran obiega 27 księżyców, z czego do 1986 roku znano tylko 5. Wówczas 10 kolejnych odkryła sonda kosmiczna Voyager 2, a w latach 1997–2003 dostrzeżono kolejne. Większości nadano imiona z dzieł Szekspira, np. Julia, Ofelia, Desdemona, Tytania.
Wspomniany Voyager 2 w 1989 roku przyczynił się także do odkrycia sześciu nowych księżyców Neptuna. Wcześniej znane były tylko 2 – Tryton (krążący w przeciwną stronę niż pozostałe) i Nereida (obiegająca planetę po silnie spłaszczonej orbicie). Pozostałe niewielkie satelity Neptuna odkryto w latach 2002–03.
Pluton, będący planetą karłowatą Układu Słonecznego, posiada 3 satelity naturalne (dotychczas rozpoznane). Dwa małe księżyce odkryto dopiero w 2005 roku, a największy – Charon – znany jest od 1978 roku. Charon ma średnica większę niż połowa średnicy Plutona i z tego względu układ ten do niedawna nazywany był podwójną planetą. Ciekawostkę stanowi fakt, że oba ciała niebieskie zwrócone są ku sobie zawsze tymi samymi półkulami – Charon jest synchronicznym satelitą Plutona.
Inna planeta karłowata naszego Układu – Eris – ma jednego satelitę naturalnego, którego nazwano Dysnomia.
__________

PLANETY KARŁOWATE

Tą grupę ciał niebieskich wyodrębniono dopiero w 2006 roku na konferencji astronomicznej w Pradze. Są to obiekty zbyt małe, by zaliczyć je do planet i zbyt duże jak na planetoidy. Krążą po orbitach okołosłonecznych i mają prawie kulisty kształt.
Aktualnie  planetami karłowatymi uznane zostały 3 ciała niebieskie, choć w przyszłości prawdopodobnie będzie ich więcej. W kolejności od Słońca są to:
- Ceres
- Pluton
- Eris

Ceres – to dawna planetoida (asteroida); znajduje się w Pasie Głównym Planetoid i była największą z nich (942 km średnicy); zbudowana jest głównie ze skał i lodu; okrąża Słońce w czasie 4 lat i 219 dni; odkryta już w 1801 roku.

Pluton – najnowsze ustalenia astronomów odebrały Plutonowi (odkrytemu w 1930 r.) status "pełnoprawnej" planety; nadano mu miano planety karłowatej ze względu na mały rozmiar; również fakt, że największy księżyc Plutona – Charon – ma znaczne rozmiary (jest tylko około 2 razy mniejszy) pozostaje w sprzeczności z nową definicją planety.

Eris – to ciało niebieskie odkryte dopiero w 2005 roku; ze względu na małe rozmiary trudno było uznać je za "pełnoprawną" planetę, toteż stworzono oddzielną kategorię planet karłowatych, do której zaliczono także Plutona; Eris okrąża Słońce w ciągu 560 lat ziemskich poruszając się po orbicie leżącej na zewnątrz toru ruchu Plutona; posiada jeden księżyc, któremu nadano nazwę Dysnomia.
__________

PLANETOIDY

Planetoidy, zwane też asteroidami, to małe ciała niebieskie – wiele z nich ma zaledwie kilka metrów średnicy. Obserwowane są w tych samych rejonach przestrzeni okołosłonecznej, w których powstały. Pas Główny Planetoid rozciąga się pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza, 254–598 mln km od Słońca. Każda planetoida, podobnie jak planeta, obok ruchu obiegowego po niezależnych orbitach wykonuje ruch wirowy wokół własnej osi. Wyróżniono 3 podstawowe rodzaje planetoid, w zależności od ich składu – zbudowane ze skał, z metalu i mieszane. Do dzisiaj nazwano już blisko 30 tysięcy planetoid, m. in. Westa, Psyche, Matylda, Eros, Apollo, Amor, Atena.
__________

KOMETY

W Układzie Słonecznym znajdują się biliony ciał kometarnych. Występują one głównie na jego peryferiach tworząc Pas Kuipera i Obłok Oorta*. Niektóre komety mają wydłużone orbity i przemieszczając się po nich docierają do wewnętrznych rejonów Układu Słonecznego. Wówczas na sferze niebieskiej widoczny jest charakterystyczny warkocz. Do dziś zanotowano ponad 1500 pojawień obiektów kometarnych. Około 200 z nich to tzw. komety krótkookresowe, które widoczne są na naszym niebie regularnie, w okresach krótszych niż 200 lat. Pozostałe to komety długookresowe – ich powrót w wewnętrzne rejony Układu Słonecznego trwa nawet tysiące lat.
Wybrane przykłady komet:
- Halleya (najbardziej znana, krótkookresowa – pojawia się mniej więcej co 76 lat, ostatnio w 1986 roku),
- Hale-Bopp (długookresowa),
- Tempel-Tuttle (krótkookresowa),
- Neujmin 3 (krótkookresowa),
- Kopff (długookresowa).
*Obłok Oorta – najbardziej zewnętrzny rejon Układu Słonecznego, składający się z komet krążących wokół Słońca w średniej odległości 0,8 roku świetlnego.
___________

METEOROIDY

Szacuje się, że każdej doby do naszej atmosfery wpada kilkaset milionów meteoroidów. Część z nich ulega spaleniu w górnych warstwach atmosfery, a część dociera głębiej powodując świecenie nieba – są to meteory. Gdy Ziemia znajdzie się na drodze meteoroidów na sferze niebieskiej można zaobserwować tzw. deszcz lub rój meteorów. Takie zjawisko zanotowano np. w 1966 r., kiedy to na niebie pojawiło się około 150 000 meteorów pozostawionych przez kometę Tempel-Tuttle (był to tzw. deszcz Leonidów). Część meteoroidów, która przedostanie się przez atmosferę, spada na Ziemię jako meteoryty. Jak dotychczas największe z nich to:
- Hoba w Namibii (1920 r.) – 60 ton,
- Ahnighito na Grenlandii (1895 r.) – 30 ton,
- Bacuberito w Meksyku (1871 r.) – 27 ton,
- Mbosi w Tanzanii (1930 r.) – 26 ton.
W Polsce najcięższym obiektem kosmicznym jest tzw. Meteoryt Morasko, który znaleziono w 1958 roku koło Poznania – jego waga to 78 kg.
W wyniku zderzenia meteorytu z Ziemią powstają zagłębienia zwane kraterami uderzeniowymi.
Największymi z nich są:
- Chubb na Labradorze (Kanada) o średnicy 3400 metrów (500 m głębokości),
- Krater Barringera w Arizonie (USA) o średnicy 1200 metrów,
- Wolf Creek w Australii o średnicy 850 metrów.

powrót na początek strony