Sunčev Sistem: Sunce, njegove planete i njihovi mjeseci

Od objekata koji su u direktnoj Sunčevoj orbiti najveće su planete, kojih je osam, a ostatak su patuljaste planete i mala tijela Sunčevog sistema.

Objekti koji su u indirektnoj orbiti oko Sunca jesu mjeseci. U direktnoj su orbiti oko pojedinih planeta, a dva najveća satelita u Sunčevom sistemu veća su od najmanje planete, Merkura.

Sunčev sistem nastao je prije 4,6 milijardi godina, i to gravitacijskim kolapsom divovskog međuzvjezdanog molekularnog oblaka. Većinu mase Sunčevog sistema čini Sunce, dok je najveći preostali dio mase sadržan u Jupiteru, najvećoj planeti sistema. Četiri najmanje unutrašnje planete sistema – Merkur, Venera, Zemlja i Mars – jesu terestričke planete, prvenstveno sastavljene od kamena i metala. Četiri vanjske planete u sistemu jesu divovske planete, znatno masivnije od terestričkih.

Dvije najveće planete, Jupiter i Saturn, su plinoviti divovi i sastoje se uglavnom od vodika i helija. Dvije najstarije planete, Uran i Neptun, su ledeni divovi i sastoje se uglavnom od materija s višom tačkom topljenja, kao što su voda, amonijak i metan. Svih osam planeta ima gotovo kružne orbite, koje gotovo leže u ravni zamišljenog diska, nazvanoj ekliptika.

Ti objekti mogu biti: asteroidi, komete i prirodni sateliti. Izraz se obično koristi za naš sistem, u kojem je Zemlja. Da se izbjegne zabuna, drugi solarni sistemi nazivaju se planetarni sistemi.
U većini drugih jezika naziv je izveden iz riječi Sol, što je latinsko ime za Sunce.

Tokom većeg dijela historije čovječanstvo nije prepoznavalo ili razumijevalo koncept Sunčevog sistema. Većina ljudi do kasnog srednjeg vijeka (renesanse) vjerovala je da je Zemlja nepomična u centru svemira i da se kategorički razlikuje od božanskih ili eteričnih objekata koji su se kretali nebom. Iako je grčki filozof Aristarh sa Samosa nagađao o heliocentričnom uređenju svemira, Nikola Kopernik prvi je razvio matematički predvidiv heliocentrični sistem.

U 17. stoljeću Galileo Galilei otkrio je da Sunce ima pjege i da Jupiter ima četiri satelita u orbiti oko njega. Christiaan Huygens slijedio je Galileov rad, otkrivši Saturnov satelit Titan i oblik Saturnovih prstenova. Edmond Halley shvatio je 1705. da se ponovljena viđenja jedne komete odnose na isti objekt, koji se redovno vraća svakih 75–76 godina. To je bio prvi dokaz da sve osim planeta kruži oko Sunca. Otprilike u to vrijeme (1704) pojam "Sunčev sistem" prvi se put pojavio na engleskom jeziku. Godine 1838. Friedrich Bessel izmjerio je zvjezdanu paralaksu, prividni pomak u položaju zvijezde stvoren kretanjem Zemlje oko Sunca, pružajući prvi direktan, eksperimentalni dokaz za heliocentričnu teoriju. Poboljšanja u posmatračkoj astronomiji i upotreba bespilotnih letjelica omogućili su detaljnu istragu ostalih tijela u orbiti oko Sunca.

Sunce pripada zvijezdama spektralne klase G2, gdje 99,86% mase sistema otpada na masu zvijezde.

• Planete su osam tijela u Sunčevom sistemu. Navodimo ih prema udaljenosti od Sunca, od najbližeg do najdaljeg: Merkur, Venera, Zemlja, Mars, Jupiter, Saturn, Uran i Neptun.
  • Poveća tijela koja kruže oko planeta su prirodni sateliti ili mjeseci.
  • Prašina i druga sitna tijela kruže oko planete, od čega nastaju planetarni prstenovi.
  • Svemirski otpad su komadi ili tijela koja su ljudskog porijekla i većinom se nalaze u orbiti oko planeta Zemlje.
  • Planetisimali.
• Asteroidi
• Komete
• Kentauri su ledena nebeska tijela nalik na komete koja imaju nešto manje ekscentričnu orbitu, koja im omogućava da se zadrže u području između Jupitera i Neptuna.
• Transneptunska tijela
  • Kuiperov pojas je pojas u obliku diska koji se prostire iza planete Neptuna u širini od 30 AU do 50 AU od Sunca.
  • Oortov oblak je hipotetični pojas koji se prostire od 50.000 do 100.000 AJ od Sunca. Vjeruje se da je ova oblast izvor kometa s dugim periodima.
• Zodijačka svjetlost
• Svemirska prašina

Sunčev sistem je nastao prije 4,568 milijardi godina gravitacionim kolapsom područja unutar velikog molekularnog oblaka. Ovaj početni oblak je vjerovatno bio nekoliko svjetlosnih godina u prečniku i vjerovatno je rodio nekoliko zvijezda. Kao što je tipično za molekularne oblake, ovaj se uglavnom sastojao od Vodika, sa nešto Helija i male količine težih elemenata spojenih od strane prethodnih generacija zvijezda.

Kako je pretsolarna maglina kolabirala, očuvanje ugaonog momenta dovelo je do bržeg rotiranja. Centar, gdje se skupila većina mase, postajao je sve topliji od okolnog diska. Kako se skupljajuća maglina brže rotirala, počela je da se spljoštava u protoplanetarni disk prečnika od otprilike 200 AJ (30 milijardi km) i vruću, gustu protozvijezdu u centru. Planete nastale akrecijom iz ovog diska, u kojem su se prašina i plin gravitacijski privlačili, spajajući se u sve veća tijela. Stotine protoplaneta su možda postojale u ranom Sunčevom sistemu, ali su se ili spojile ili su bile uništene ili izbačene, ostavljajući planete, patuljaste planete i ostatke manjih tijela.

 

Zbog svojih viših tačaka ključanja, samo metali i silikati mogu postojati u čvrstom obliku u toplom unutrašnjem Sunčevom sistemu blizu Sunca (unutar linije mraza). Oni su na kraju formirali kamenite planete Merkur, Veneru, Zemlju i Mars. Budući da su metalni elementi sadržavali samo vrlo mali dio solarne magline, terestrički planeti nisu mogle narasti tako veliki.

Džinovske planete (Jupiter, Saturn, Uran i Neptun) formirale su dalje, iza linije mraza, tačku između orbite Marsa i Jupitera gde je materijal dovoljno hladan da isparljiva ledena jedinjenja ostanu čvrsta. Leda koji su formirali ove planete bilo je više od metala i silikata koji su formirali terestričke unutrašnje planete, što im je omogućilo da postanu dovoljno masivni da zahvate velike atmosfere vodika i helija, najlakših i najzastupljenijih elemenata.

Ostaci krhotina koji nikada nisu postali planete skupljeni su u regijama kao što su asteroidni pojas, Kuiperov pojas i Oortov oblak. Nica model je objašnjenje za stvaranje ovih regija i kako su se vanjske planete mogle formirati u različitim položajima i migrirati u svoje trenutne orbite kroz različite gravitacione interakcije.

Unutar 50 miliona godina, pritisak i gustoća vodika u centru protozvijezde postali su dovoljno veliki da započne termonuklearnu fuziju. Kako se helij akumulira u svom jezgru, Sunce postaje sve sjajnije; na početku njegovog života glavne sekvence njegova sjaja je bila 70% od današnjeg. Temperatura, brzina reakcije, pritisak i gustoća su se povećavali sve dok se nije postigla hidrostatska ravnoteža: toplotni pritisak koji je uravnotežio silu gravitacije. U ovom trenutku, Sunce je postalo zvijezda glavne sekvence.

Faza glavne sekvence, od početka do kraja, trajala je oko 10 milijardi godina za Sunce u poređenju sa oko dvije milijarde godina za sve ostale naredne faze Sunčevog pre-reminentnog života zajedno. Solarni vjetar sa Sunca stvorio je heliosferu i odnio preostali plin i prašinu sa protoplanetarnog diska u međuzvjezdani prostor.

Sunčev sistem će ostati otprilike onakav kakav je danas sve dok se vodik u jezgri Sunca u potpunosti ne pretvori u helij, što će se dogoditi za otprilike 5 milijardi godina. Ovo će označiti kraj glavne sekvence Sunčevog života. U to vrijeme, jezgro Sunca će se kontrahirati fuzijom vodika koja se odvija duž ljuske koja okružuje inertni helij, a izlazna energija će biti veća nego sada. Spoljni slojevi Sunca će se proširiti do otprilike 260 puta svog trenutnog prečnika, a Sunce će postati crveni div. Zbog svoje povećane površine, površina Sunca će biti hladnija (2.330 °C) nego što je na glavnoj sekvenci.

 

Očekuje se da će Sunce u ekspanziji ispariti Merkur kao i Veneru, i učiniti Zemlju nenastanjivom (možda će je i uništiti). Na kraju, jezgro će biti dovoljno vruće za fuziju helija; Sunce će sagorjevati helij za djelić vremena nego što je sagorjevao vodik u jezgri. Sunce nije dovoljno masivno da započne fuziju težih elemenata, a nuklearne reakcije u jezgri će se smanjiti. Njegovi vanjski slojevi će biti izbačeni u svemir, ostavljajući za sobom gusti bijeli patuljak, polovinu originalne mase Sunca, ali samo veličine Zemlje. Izbačeni vanjski slojevi će formirati ono što je poznato kao planetarna maglina, vraćajući dio materijala koji je formirao Sunce – ali sada obogaćen težim elementima poput ugljika – u međuzvjezdani medij.

Krajem 1990-ih čovjek je uspio pronaći dokaze o postojanju planeta izvan Sunčevog sistema. Otkriće drugih planetarnih sistema postalo je moguće nakon izgradnje moćnih optičkih teleskopa na Zemlji i razvoja posebnih elektronskih naprava (digitalnih kamera), komjuterskih tehnika obrade podataka, i razvoja dostupnih i jeftinih računarskih mreža. Kroz posmatranje Dopplerovog efekta u sjaju dalekih zvijezda astronomi su uspjeli dokazati postojanje drugih planetarnih sistema. Pri tome su prilikom posmatranja uspjeli ustanoviti i masu kao i osobine orbite planeta izvan Sunčeva sistema.

 

Sve osobine i mjere u donjoj tablici su relativne u odnosu na planetu Zemlju:

• Vansolarna planeta