Planety Układu Słonecznego
advertisement
Słońce oraz planety wokół niego krążące Słońce Słońce jest ogromną, w porównaniu z rozmiarami planet, kulą zjonizowanych gazów o średnicy 1 392 000 km, a więc jest ono ponad 109 razy większe od Ziemi. Powierzchnia Słońca wynosi 6 087 miliardów km2, a objętość 1 412 000 bilionów km3. Masa Słońca jest równa 1.989x1030kg, czyli 332 952 razy więcej od masy Ziemi. Słońce powoli wiruje wokół własnej osi wykonując jeden obrót w ciągu 25.38 dnia. Jest ono normalną gwiazdą tzw. Ciągu Głównego. Jako kula gazowa nie ma właściwie wyraźnie zarysowanej zewnętrznej granicy. Z Ziemi widzimy właściwie jedynie atmosferę słoneczną, której najgłębiej położona warstwa (fotosfera) ma grubość rzędu kilkuset kilometrów. Dalej rozpościera się tzw. korona słoneczna, którą tworzy niezwykle rozrzedzony gaz o temperaturze około 2 000 000 K. Słońce składa się w 70% z wodoru, w około 28% z helu, zaś na pozostałe 2% składają się m.in. takie cząstki, jak CN, C2, CH, NH, NO2. Synteza helu z wodoru we wnętrzu Słońca sprawia, że helu tam przybywa, a wodoru ubywa. W miarę powstawania wewnątrz Słońca jądra helowego będzie ono wykazywało tendencję do kurczenia się. Po wyczerpaniu zasobów wodoru jądro helowe będzie się kurczyło nadal, bardzo silnie się rozgrzewając, przez co naruszona zostanie równowaga promienista. Na skutek tego otoczka jądra rozszerzy się, a jej temperatura spadnie i Słońce stanie się czerwonym olbrzymem. Kiedy w jądrze helowym temperatura przekroczy 100 000 000 K, zostanie zainicjowana przemiana helu w węgiel. Następnie prawdopodobnie dojdzie do tzw. rozbłysku helowego w otoczce jądra, po czym Słońce ponownie stanie się czerwonym olbrzymem, o rozmiarach sięgającym poza orbitę Ziemi. Jego otoczka rozproszy się w przestrzeni, a jądro stanie się kulą zdegenerowanego gazu czyli tzw. białym karłem, który będzie stygł powoli, póki całkiem nie zgaśnie. Merkury Merkury jest pierwszą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Jest on stosunkowo niewielki, gdyż jego promień wynosi zaledwie 2439km, a co za tym idzie masa jego stanowi zaledwie 5,6% masy Ziemi. Pod względem długości promienia zajmuje on, zatem przedostatnie miejsce w Układzie Słonecznym. Mniejszy od niego jest już tylko Pluton. Merkury krąży w odległości 57,91mln kilometrów od Słońca, a więc mniej więcej w połowie drogi między Ziemią a Słońcem. Obieg wokół Słońca po orbicie zajmuje mu ok.88 dni. Natomiast obrót wokół własnej osi zajmuje mu 58,7 dnia (merkuriańska doba). Wynika, więc z tego, że doba na Merkurym trwa aż 2/3 roku. Spowodowane jest to prawdopodobnie mocnym oddziaływaniem grawitacyjnym Słońca, które ma zapewne wpływ na zwolnienie ruchu wirowego. Wynikiem tak wolnej rotacji Merkurego jest to, że każde miejsce na tej planecie jest nieprzerwanie, przez trzy miesiące oświetlone światłem słonecznym, co doprowadza do osiągnięcia temperatury nawet 430*C na oświetlonej części planety. W tym samym czasie natomiast na nieoświetlonej części planety temperatura spada nawet do –170*C. Wenus Wenus jest drugą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Znana jest również pod nazwą Jutrzenki i jest najjaśniejszym ciałem niebieskim na niebie po Słońcu i Księżycu. Wenus jest bardzo podobna do Ziemi, o czym świadczy kulisty kształt zbliżony do ziemskiego. Ma również bardzo podobny rozmiar: średnica wynosi 12100 km, co stanowi 0,95 średnicy Ziemi. Jej masa wynosi 0,82 masy Ziemi. Wenus obiega Słońce w odległości 108 mln kilometrów po prawie idealnie kolistej orbicie. Dokładny obieg trwa 224,7 dnia i jest krótszy od jednego obrotu wokół własnej osi trwającego 243 dni. Powoduje to, że wenusjańska doba jest dłuższa od wenusjańskiego roku. Kolejną ważną rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę jest obrót planety wokół własnej osi. Wenus obraca się w stronę przeciwną niż robią to inne planety w Układzie Słonecznym. Obrót taki powoduje zjawisko wschodu Słońca na zachodzie, a zachodu Słońca na wschodzie. Ziemia Ziemia jest trzecią według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Jest ona największa ze wszystkich planet wewnętrznych. Średnica planety wynosi 12756 km, a więc promień równikowy ma 6378 km i jest on dłuższy od promienia biegunowego, co jest spowodowane ruchem wirowym planety. Równik Ziemi, czyli najdłuższy równoleżnik (obwód) ma 40070 km. Masa planety wynosi 6x10 27g i stanowi 2 milionowe części masy Słońca. Ziemia krąży w średniej odległości 150 mln km od Słońca po orbicie w kształcie elipsy. Najbliżej Słońca znajduje się 3 I i odległość wynosi wtedy 147 mln km (perihelium). Najdalej od Słońca jest natomiast 4 VII, kiedy to jej odległość od niego wynosi 152 mln km (aphelium). W trakcie ruchu obiegowego oś ziemska nachylona jest do płaszczyzny orbity pod kątem 66*33`. Czas, jaki zajmuje Ziemi okrążenie Słońca wynosi 365,2564 dnia, natomiast jeden pełny obrót wokół własnej osi planeta wykonuje w czasie 23 h 56 min 4,09 s. Mars Mars, czwarta według oddalenia od Słońca planeta Układu Słonecznego. Nazwa planety pochodzi od imienia rzymskiego boga wojny – Marsa. Zawdzięcza ją swej barwie, która przy obserwacji wydaje się być rdzawo-czerwona i kojarzyła się starożytnym z pożogą wojenną. Postrzegany odcień wynika stąd, że powierzchnia planety jest pokryta tlenkami żelaza. Mars posiada dwa niewielkie księżyce o nieregularnych kształtach – Fobosa i Deimosa. Prawdopodobnie są to dwie planetoidy przechwycone przez pole grawitacyjne planety. Przypuszcza się, że mogło na niej kiedyś powstać życie, jednak obecnie nie ma na to solidnych dowodów. Mars jest jedną z pięciu planet widocznych gołym okiem. W opozycji osiąga jasność do -3,0 wielkości gwiazdowej i średnicą kątową do 25". Jowisz Jowisz jest piątą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Jest on zarazem największą i najcięższą planetą. Średni promień Jowisza wynosi ok. 71000km i jest jedenaście razy większy od promienia Ziemi. Różnica pomiędzy promieniem równikowym a biegunowym jest bardzo duża, bo ok. 4500km, a jest to spowodowane szybkim ruchem wirowym planety. Obrót wokół własnej osi zajmuje Jowiszowi 9,9 godziny. Jowisz krąży wokół Słońca w odległości 778,4 mln km po swojej orbicie. Obieg wokół Słońca zajmuje mu 11 lat 315 dni. Masa planety wynosi 1,9x10 27 i jest ona prawie 320 razy większa od masy Ziemi oraz stanowi ona 0,001 masy Słońca. Gęstość Jowisza wynosi 1,3g/cm3 i jest ona czterokrotnie mniejsza od gęstości Ziemi. Mimo tego Jowisz osiąga ogromną masę, dzięki swoim rozmiarom. Na Jowiszu od XVII w. można obserwować strefę burzową nazwaną Wielką Czerwoną Plamą, której rozmiary znacznie przekraczają ziemskie. Ma ona 30000x14000km. Szybkie przepływy mas atmosfery Jowisza powodują powstawanie zjawiska strefowości i kolorowych pasów, które są tak charakterystyczne dla tej planety. Saturn Saturn jest szóstą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Jest on kolejnym gazowym olbrzymem. Saturn jest otoczony pięknymi pierścieniami, które można zaobserwować z Ziemi już przez mały teleskop. Planeta ma barwę mlecznobiałą. Jego promień wynosi ok.60000 km. Masa planety jest 75 razy większa od masy Ziemi, a więc Saturn musi mieć bardzo małą gęstość, gdyż Jowisz o mało większych rozmiarach posiada masę 320 razy większą od masy Ziemi. I tak w rzeczywistości jest, Saturn jest obiektem o najmniejszej gęstości w Układzie Słonecznym. Jego gęstość wynosi zaledwie 0,7g/cm 3. To jest nieprawdopodobne, ale gdyby Saturna umieścić w wodzie to nie zatonąłby lecz pływałby po jej powierzchni. Długość promienia równikowego jak już wcześniej wspomniałem wynosi ok. 60000 km. Spłaszczenie Saturna jest nieco większe niż Jowisza ale spowodowane również szybkim ruchem wirowym. Obrót wokół własnej osi zajmuje Saturnowi ok. 10 godzin. Saturn krąży po własnej orbicie w odległości ponad 1,4 mld km od Słońca. Jeden obieg dookoła Słońca zajmuje mu ok. 29 lat 167 dni. Uran Uran jest siódmą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Jest on trzeci spośród czterech gazowych olbrzymów. Został on odkryty w 1871 r. przez Fredericka Williama Herschela. Uran zaskakuje nas tym, że jako jedyna planeta Układu Słonecznego posiada oś, która znajduje się w płaszczyźnie ruchu obiegowego wokół Słońca, a pierścienie, które posiada są prostopadłe do tej płaszczyzny. Oznacza to, więc, że Uran wiruje leżąc na boku. Pory roku trwają, więc na nim po „pół roku”, czyli po 42 lata. Strefa zimna, czyli odwrócona od Słońca posiada temperaturę od –271*C do – 268*C (2 do 5K), natomiast strefa ciepła, zwrócona ku Słońcu posiada temperaturę –213*C. Uran obiega Słońce w odległości prawie 3 mld km (2,871 mld km). Obieg taki zajmuje Planecie 84 lata. Obrót wokół własnej osi zajmuje mu ok. 17 godzin, dzięki czemu ma on mniejsze spłaszczenie niż Jowisz i Saturn. Masa planety jest piętnaście razy większa od masy Ziemi, zaś gęstość wynosi 1,2g/cm 3 . Promień planety ma długość ok. 26200 km. Neptun Neptun jest ósmą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Został on odkryty w 1846 r. przez Johanna Gallego. O tej planecie nie wiedzieliśmy prawie nic aż do 25 sierpnia 1989 r., kiedy to sonda „Voyager” zbliżyła się do Neptuna na odległość 4850 km. Jest on najbardziej oddalonym gazowym olbrzymem. Znajduje się w odległości 4,5 mld km od Słońca. Jeden obieg dookoła Słońca zajmuje mu blisko 165 lat, natomiast jeden obrót wokół własnej osi trwa ok. 18 godzin. Jego promień wynosi ok. 24700 km. Masa Neptuna jest równa 17 masom Ziemi, a jego gęstość wynosi 1,7 g/cm 3. Inne cechy zbadane przez „Voyagera” zbliżają tę planetę do Jowisza. Na Neptunie zaobserwowano ciemne plamy, a zwłaszcza jedną, bardzo zbliżoną rozmiarami do rozmiarów Ziemi. Jest to pewnego rodzaju sztorm, gdyż wiatry na Neptunie wieją z prędkością dochodzącą do 1600 km/h. Są to zarazem najsilniejsze wiatry w całym Układzie Słonecznym. Obszar tego sztormu został nazwany Wielką Ciemną Plamą. Jednak kilka lat później z obserwacji wynikało, że sztorm ten zniknął, a pojawił się już następny na półkuli północnej. Podobnie jak Jowisz i Saturn planeta ta posiada również wewnętrzne źródło energii. Pluton Pluton jest ostatnią, dziewiątą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Został on odkryty dopiero w 1930 r. przez astronoma amatora. Był nim Clyde Tombaugh. Niektórzy sądzą, że Pluton nie jest planetą i coraz częściej jest on zestawiany z Neptunem, ponieważ sądzi się, że w przeszłości mógł być on jego księżycem. Pluton posiada jeszcze jedną bardzo charakterystyczną cechę. Jego orbita jest dużo bardziej nachylona w stosunku do płaszczyzny ekliptyki niż orbity innych planet, bo kąt jej nachylenia wynosi 17*. Kolejną dziwną cechą Plutona jest to, że jego orbita przecina orbitę Neptuna, a peryhelium Plutona jest bliższe Słońca (4,43 mld km) niż peryhelium Neptuna (4,46 mld km). Wynika, więc z tego, że Pluton przez pewien okres czasu nie jest najdalszą planetą w Układzie Słonecznym. I tak było w latach 1979-1999 kiedy to najdalszą planetą był Neptun, gdyż Pluton poruszał się wewnątrz jego orbity. Ze względu na małe rozmiary i odległość nie zna się dokładnych wymiarów Plutona. Jego promień równikowy wynosi prawdopodobnie ok.1150 km. Masa tej planety zawiera się pomiędzy 7x1021 a 2x10 25 g i wynosi ona kilka procent masy Ziemi. Jeden obieg dookoła Słońca zajmuje Plutonowi ponad 248 lat, natomiast obrót wokół własnej osi trwa ok. 6,4 doby ziemskiej. Podstawowe informacje o planetach: Planeta Śr. odległość od Słońca mln. km. Merkury 57.91 [j.a .]* 0.39 Średnica [km] Masa (bez księżyców) ×1021kg 4 840 333 Mz=1 0.06 Średnia gęstość [g/cm3] 5.62 Okres obiegu wokół Słońca [dni] Liczba księży ców - Okres obrotu wokół osi** 87d.97 56d.65 - Mimośród Nachy lenie orbity 0.2056 7°.006 0.0068 3°.395 Wenus 108.21 0.72 12 230 4 870 0.81 5.09 - 224.70 243d.0 Ziemia 149.60 1.00 12 756 5 974 1.00 5.52 1 365.26 23h.93 0.0167 0°.001 Mars 227.95 1.52 6 800 644 0.11 3.97 2 686.96 24h.62 0.0934 1°.850 Jowisz 778.40 5.20 142 796 1 899 710 317.89 1.33 63 4 333.29 9h.92 0.0482 1°.305 Saturn 1 423.62 9.52 120 660 568 736 95.17 0.69 60 10 756.20 10h.66 0.0553 2°.487 Uran 2 866.14 19.1 6 52 400 86 891 14.54 1.15 27 30 707.49 -17h.24 0.0478 0°.772 Neptun 4 498.60 30.0 7 50 460 103 026 17.24 1.56 13 60 223.35 16h.11 0.0079 1°.771 1 *j.a. (jednostka astronomiczna, Astronomical Unit) – jednostka długości, definiowana jako średnia odległość Ziemi od Słońca. ** Wartość ujemna oznacza, że własny ruch obrotowy planety odbywa się w kierunku przeciwnym niż w przypadku pozostałych planet.
