Šta je Sunčev sistem?
Sunčev sistem je stabilan sistem koji čini veliki broj tela, vezanih gravitacijom za samo jednu zvezdu – Sunce. Ono sadrži 99.86% mase sistema i u njemu ima centralni položaj. Pored Sunca, sistem čini: 8 planeta (Merkur, Venera, Zemlja, Mars, Jupiter, Saturn, Uran i Neptun), njihovi prirodni sateliti, planete patuljci, asteroidi (male planete) komete, meteori i međuplanetska materija.
Planete i veliki broj asteroida obilazi oko Sunca po orbitama koje se malo razlikuju od kružnih i leže skoro u istoj ravni unutar radijusa ne većeg od 30 astronomskih jedinica (jedna A.J. iznosi 149 597 871 km). Međutim, praktično sve planete patuljci, kao i veliki broj manjih tela nalazi se van planetskih orbita, tako da se radijus sfere koja obuhvata ceo sistem procenjuje na oko 100 000 - 150 000 A.J. Sva ova tela kreću se oko Sunca u istom smeru u kome ono rotira, a većina tela Sunčevog sistema u tom smeru i rotira oko svoje ose. A prostor u kom se kreću sva tela koja pripadaju Sunčevom sistemu ispunjen je međuplanetskom materijom. Nju čine Sunčev vetar, kosmički zraci i prašina, koja uglavnom potiče od kometa.
Sve do kraja XVIII veka znalo se da pored Zemlje postoji još samo 5 planeta: Merkur, Venera, Mars, Jupiter i Saturn. Pošto su se ova tela na nebu kretala među zvezdama, stari Grci su ih nazvali "planetes" (lutalice), a njihova imena koja danas koristimo potiču iz grčko-rimske mitologije. Uran je 1781. godine otkrio Vilijam heršel (W. Herschel), a Neptun je na osnovu Leverijeovih (U. Le Verrier) proračuna prvi teleskopom posmatrao nemački astronom Johan Gale (J. Gale) 1846. godine. Uran i Neptun moguće je posmatrati samo uz pomoć teleskopa dok se ostale planete mogu videti golim okom - u dobrim posmatračkim uslovima.
Tela Sunčevog sistema svetle reflektovanom svetlošću koju dobijaju sa Sunca. Od drevnih vremena pa sve do 20-ih godina XX veka uglavnom su određivani položaji i kretanje tela u Sunčevom sistemu, da bi onda otpočela astrofizička (fotometrijska, spektroskopska i polarimetrijska) merenja u cilju izučavanja njihove površine i atmosfere. Na osnovu analize reflektovane Sunčeve svetlosti može se proceniti sastav površinskih slojeva tela Sunčevog sistema. Postojanje, gustina i dubina atmosfere mogu se ustanoviti merenjem polarizacije ili okultacijom. U predstojećem periodu 1950-1970. godine istraživanja su usavršena i dopunjena novim metodama infracrvene spektroskopije i radio-astronomije. Uz pomoć ovih metoda izvršeno je mapiranje reljefa i hemijska analiza uzoraka atmosfera i tla kod više tela u Sunčevom sistemu (npr. Mesec, Venera, Mars, Titan, itd.)
Opšte karakteristike planeta
Po svojim karakteristikama planete se dele u dve grupe:
- unutrašnje ili planete Zemljinog tipa: Merkur, Venera, Zemlja i Mars;
- spoljašnje ili planete Jupiterovog tipa: Jupiter, Saturn, Uran i Neptun;
Podela na unutrašnje i spoljašnje planete odnosi se na njihovu udaljenost od sunca. Unutrašnje planete su malih dimenzija i mase. Njihova srednja gustina je oko 5000 kg/m3 i sve imaju čvrstu površinu.
Nasuprot njima, spoljašne planete su velike i masivne zbog čega se nazivaju još i gasoviti džinovi, one sadrže oko 98% mase svih planeta Sunčevog sistema. Sačinjene su uglavnom od vodonika i helijuma u gasnom ili tečnom agregatnom stanju, i imaju znatno manju srednju gustinu 1300 kg/m3.
Planete džinovi imaju znatno bržu rotaciju od planeta Zemljinog tipa, odlikuju ih još prstenovi oko planete i veliki broj satelita. Sateliti su nastali ili zajedno sa planetom ili predstavljaju zahvaćene asteroide. Neki od većih satelita pokazuju sličnosti sa planetama Zemljinog tipa. Od planeta Zemljinog tipa Merkur i Venera nemaju satelita, Zemlja ima samo jedan (Mesec), i Mars ima dva (Fobos i Dejmos) veoma malih dimenzija, i najverovatnije su zahvaćeni asteroidi.
Unutrašnjost planeta
Unutrašnja struktura planeta ne može se izučavati direktno, već pomoću teorijskih modela koji moraju zadovoljiti posmatranja i procene, kao što su srednja gustina planete, izgled površine, spljoštenost, hemijski sastav atmosfere i površine, jačina magnetnog polja, itd.
Planete su u stanju mehaničke ravnoteže (termalne i Kulonove sile suprostavljaju se sili gravitacije). Njihova unutrašnjost je uglavnom čvrsta ili tečna. U strukturi se izdvaja nekoliko sfernih koncentričnih slojeva koji se razlikuju po svojim fizičkim i hemijskim karakteristikama.
Po analogiji sa Zemljom, čija je unutrašnjost dobro ispitana, i kod ostalih planeta Zemljinog tipa razlikuju se:
- kora - tanka i čvrsta, debljine između 10 i 100km
- omotač - gust sloj ispod kore, debljine od 600 do 3000 km
- jezgro - najgušći deo planetske unutrašnjosti - koji je ujedno i najmanje proučen
Unutrašnjost planeta Zemljinog tipa. [2]Temperatura raste od površine ka središtu planete. Osnovni izvori energije su akrecija (prirastanje materije pod dejstvom gravitacije) u doba formiranja planeta, a kasnije prirodni radioaktivni raspad. Toplota se ka površini prenosi konvekcijom (mešanjem) ili kondukcijom (provođenjem). Procesi u litosferi, koja je sačinjena od kore i gornjeg dela omotača, izazivaju tektonske pojave i vulkanske erupcije.
Pored ovih endogenih procesa, površine planeta su pod uticajem udara meteorita, kao i mehaničke erozije (egzogeni procesi). U ranijoj fazi formiranja planeta i sunčevog sistema udari meteorita su bili daleko češći. Sada je većina ovih malih tela odvana Sunčevim vetrom ili su ih planete "počistile" svojim gravitacionim dejstvom.
Unutrašnjost planeta Jupiterovog tipa. [2]O unutrašnjoj strukturi planeta džinova znamo vrlo malo. Za sada su to samo pretpostavke zasnovane na modelima. Smatra se da sve imaju tečni omotač oko malog i čvrstog jezgra.
Planete Zemljinog i Jupiterovog tipa međusobno se razlikuju i po hemijskom sastavu. Dok u sastavu planeta Zemljinog tipa ima vrlo malo vodonika i inertnih gasova, a najzastupljeniji su metali (gvožđe, silicijum i magnezijum), planete Jupiterovog tipa sadrže vodonik i helijum u sličnoj proporciji kao Sunce (70% i 28% od ukupne mase). Vodonik je u površinskim slojevima neutralan i tečan, a u dubljim, zbog visokog pritiska prelazi u jonizovan (metalni).
Mnoge planete imaju svoje magnetno polje koje, po pretpostavci, nastaje dinamo mehanizmom, usled rotacije provodnih slojeva u njihovoj unutrašnjosti. Ovo polje je na površini dipolno ili kvazidipolno i prostire se do znatnog rastojanja od površine planete. U interakciji sa sunčevim vetrom formiraju se magnetosfere.
Atmosfere planeta
Atmosfere planeta se međusobno znatno razlikuju, kako po svom hemijskom sastavu tako i po fizičkim karakteristikama.
Ono što je zajedničko svim planetskim atmosferama je to da njihovu vertikalnu strukturu određuju procesi konvekcije i turbulencije kojima se mešaju različiti gasovi i procesi difuzije kojima svaki gas uspostavlja svoju raspodelu sa visinom. Niži i gušći slojevi atmosfere gde preovlađuju trubulencije čine homosferu (oblast mešanja), dok ređi slojevi iznad nje u kojima je efikasnija difuzija čine heterosferu (oblast difuznog razdvajanja). Nivo koji razdvaja homosferu i heterosferu naziva se homopauza.
Mehanizam obrazovanja atmosfera još nije sasvim jasan. Za atmosfere Jupitera i Saturna pretpostavlja se da su se obrazovale zajedno sa planetom i da se od tada nisu bitno menjale. Međutim, veruje se da su unutrašnje planete izgubile prvobitne atmosfere, a za stvaranje njihovih sadašnjih atmosfera postoji nekoliko pretpostavki. Jedna od njih je da su se gasovi izdvajali pri vulkanskim erupcijama u toku evolucije planete ili oslobađali pri raspadu stena.
Naš brod polako napušta Sunčevu luku i započinje jedno uzbudljivo putovanje do krajnjih granica Sunčevog sistema, a možda i dalje ako nas posluži sunčev vetar. Na snimku ispod možete pogledati plan putovanja, malo ubrzano(kada bi naš brod išao brzinom svetlosti).
Reference:
- Atanacković, O., Opšta Astrofizika, 2010, Zavod za udžbenike, Beograd.
- NASA
- Universe Today
- Planete Sunčevog sistema
- Wikipedia