Układ Słoneczny - wstęp
Kosmiczny ocean - tak można by nazwać świat, któremu przyglądaliśmy się
od tysięcy lat. Już starożytni astronomowie obserwowali na niebie jasne punkty,
które chaotycznie poruszały się względem gwiazdozbiorów. Punkty te nazywali
planetami, co oznacza - wędrownik, i każdej z wówczas poznanych planet
nadawali imiona Rzymskich bogów - Jowisz - król bogów, Mars - bóg wojny,
Merkury - posłaniec bogów, Wenus - bogini miłości i piękna, i Saturn - ojciec
Jowisza i bóg rolnictwa. Starożytni astronomowie również zaobserwowali komety
z iskrzącymi się ogonami, meteory albo strzelające gwiazdy, które widziane były
jako spadające z nieba.
Od wynalazku teleskopu, w naszym Układzie Słonecznym odkryto trzy kolejne
planety: Uran (1781), Neptun (1846), i Pluton (1930). W dodatku, stwierdzono,
że znajdują się tam tysiące małych ciał takich jak asteroidy i komety. Najwięcej
asteroid znajduje się w tzw. pasie asteroid, pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza,
podczas gdy za miejsce narodzin przyszłych komet Jan Oort w 1950 roku
wyznaczył obłok, który tworzy kulistą otoczkę wokół Słońca, sięgającą zapewne
do odległości 50 tys. jednostek astronomicznych, czyli daleko poza orbitę
Plutona. Otoczka ta nosi nazwę Obłoku Oorta.
Cztery planety znajdujące się najbliżej Słońca - Merkury, Wenus, Ziemia i
Mars - są nazwane planetami ziemskimi, ponieważ jako jedyne mają stałe,
skaliste powierzchnie. Cztery olbrzymie planety poza orbitą Marsa - Jowisz,
Saturn, Uran i Neptun - są nazwane gazowymi olbrzymami. Natomiast maleńki,
odległy Pluton ma stałą, ale dużo bardziej zlodowaciałą powierzchnię od planet
ziemskich.
Prawie każda planeta - oraz niektóre ich księżyce - posiada atmosferę.
Ziemska atmosfera składa się głównie z azotu i tlenu. Gruba atmosfera Wenus
jest obfita w dwutlenek węgla, z śladami toksycznych gazów takich jak dwutlenek
siarki, natomiast cienka atmosfera Marsa składa się głównie z dwutlenku węgla.
Jowisz, Saturn, Uran i Neptun składają się głównie z wodoru i helu. Pluton nie ma
stałej atmosfery, ponieważ gdy znajduje się w bliskim Słońca punkcie orbity ma
cienką atmosferę, ale kiedy powędruje do zewnętrznych okolic Układu
Słonecznego, jego atmosfera marznie i "opada" do powierzchni planety. Pod tym
względem, Pluton przypomina kometę.
W sumie w naszym Układzie Słonecznym jest 61 naturalnych satelitów
(nazywanych księżycami) krążących dookoła różnych planet, których wielkość
jest bardzo zróżnicowana. Poczynając od maleńkich ciał poprzez księżyce
wielkości naszego satelity aż do księżyców o wiele większych od księżyca
ziemskiego. Dużo z nich zostało odkrytych przez sondy kosmiczne lub przez
olbrzymie teleskopy optyczne. Kilka księżyców posiada atmosferę (np. księżyc
Saturna - Tytan), niektóre nawet posiadają pole magnetyczne (np. księżyc
Jowisza - Ganimedes). Księżyc Jowisza Io jest najbardziej aktywnym
wulkanicznie ciałem w Układzie Słonecznym. Ocean może się znajdować pod
zamarzniętą skorupą księżyca Jowisza - Europa, podczas gdy także na jednym z
księżyców Jowisza - Ganimedesie, można zaobserwować historyczny ruch
lodowych płyt. Niektóre księżyce, takie jak Phoebe Saturna mogą mieć inne
pochodzenie od pozostałych księżyców planet - mogą być asteroidami, które
wędrując przez Układ Słoneczny zostały przechwycone przez pole grawitacyjne
olbrzymich planet.
Od 1610 do 1977 roku uważaliśmy, że Saturn jako jedyny posiada
pierścienie. Teraz już wiemy, że Jowisz, Uran i Neptun także posiadają taki
system, jednak wielkością nie dorównują one pierścieniom Saturna.
Większość z planet posiada pole magnetyczne, które rozprzestrzenia się
dookoła każdej planety tworząc magnetosferę. Obraca się ona wraz z planetą
oddziałując na różnego rodzaju cząsteczki pochodzące z kosmosu. Słońce także
posiada pole magnetyczne, heliosferę, która owija nasz cały Układ Słoneczny.
Starożytni astronomowie wierzyli, że Ziemia była środkiem Wszechświata, a
Słońce i wszystkie inne gwiazdy obracały się wokół niej. Dopiero Mikołaj Kopernik
udowodnił, że Ziemia i inne planety w Układzie Słonecznym krążą po orbitach
wokół naszej gwiazdy - Słońca. Od tamtego momentu nauczyliśmy się dużo
innych rzeczy i tak też, krok po kroku, sporządziliśmy mapę Wszechświata. I
znowu nasuwa się pytanie: czy istnieje gdzieś inna planeta, która także krąży
wokół swojej gwiazdy?, czy istnieje gdzieś planeta, na której mogłoby istnieć
życie? Jak dotąd jeszcze nie potrafimy odpowiedzieć na to pytanie, jednak z
biegiem czasu jesteśmy coraz bliżej tego odkrycia, znajdujemy coraz to nowsze
rozwiązania techniczne. Dowodem na to może być fakt, że w ostatnich latach
naukowcom udało się odkryć wiele planet pozasłonecznych. Jednakże
dokładniejsze ich scharakteryzowanie oraz odnajdywanie nowych, bardziej
oddalonych planet, wymaga nowych narzędzi i rozwiązań technicznych.
Marcin Rozpędowski
06.11.2001
Dane o Słońcu
Promień równikowy (w km) 695 000
Promień równikowy (Ziemia = 1) 108.97
Masa Słońca (w kg) 1.989 x 1030
Masa (Ziemia = 1) 332 931.6
Średnia gęstość Słońca (w g/cm3) 1.41
Średnia gęstość w środku Słońca (w g/cm3) 100
Objętość Słońca (w km3) 1.4 x 1018
25 (na równiku)
Okres obrotu wokół własnej osi (w dniach)
36 (na biegunie)
Nachylenie osi względem ekliptyki (w �) 7.33
Powierzchnia Słońca (w km2) 0.6 x 1013
4000 (plamy słoneczne)
Średnia temperatura (w K)
5800 (na powierzchni)
15 000 000 (jądro)
Ciśnienie wewnątrz Słońca (w Pa) 3 x 1016
Energia wypromieniowywana przez Słońce (w erg/s) 3.827 x 1033
Promieniowanie z 1 cm2 powierzchni (w erg/s) 6.2 x 1010
Przyciąganie grawitacyjne na powierzchni (w m/s2 na
273.96
równiku)
Prędkość ucieczki (w km/s na równiku) 618.02
Obserwowana wielkość gwiazdowa (w mag) -26.8
Średnia długość cyklu słonecznego (w latach) 11
Wiek Słońca (w mld. lat) 4.5
31.52(największa)
Obserwowana średnica kątowa z Ziemi (w ') 32.58 (najmniejsza)
31.98 (średnia)
Skład chemiczny (w %)
Wodór (H ) 92.1
2
Hel (He) 7.8
Tlen (O ) 0.061
2
Węgiel (C) 0.03
Azot (N ) 0.0084
2
Neon (Ne) 0.0076
Żelazo (Fe) 0.0037
Krzem (Si) 0.0031
Magnez (Mg) 0.0024
Siarka (S) 0.0015
Inne pierwiastki 0.0015
Dane o Merkurym
Średnia odległość od Słońca (w km) 57 909 175
Peryhelium (w mln km) 46.00
Aphelium (w mln km) 69.82
Mimośród orbity 0.20563069
Min. odległość od Ziemi (w mln km) 77.3
Max. odległość od Ziemi (w mln km) 221.9
Gwiazdowy okres obiegu (w dniach) 87.969
Okres obrotu wokół osi (w dniach) 58.646225
Średnia prędkość po orbicie (w km/s) 47.8725
Min. prędkość po orbicie (w km/s) 38.86
Max. prędkość po orbicie (w km/s) 58.98
Nachylenie ekliptyki do płaszczyzny orbity (w �) 7.00487
Nachylenie równika do orbity (w �) 0
Promień równikowy (w km) 2439.7
Masa (w kg) 3.302 x 1023
Masa (Ziemia = 1) 0.055271
Objętość planety (w km3) 563.3 x 108
Powierzchnia planety (w km2) 89 970
Średnia gęstość (w g/cm3) 5.43
Przyciąganie grawitacyjne przy powierzchni (w m/s2 na
3.7
równiku)
Prędkość ucieczki (w km/s na równiku) 4.25
179 (średnia)
Temperatura na powierzchni (w �C) 427 (maksymalna)
-173 (minimalna)
Ciśnienie atmosferyczne (w Pa) 20
Współczynnik odbicia światła (albedo) 0.12
12.9 (największa)
Obserwowana średnica kątowa z Ziemi (w ")
4.5 (najmniejsza)
-2.0 (największa)
Obserwowana wielkość gwiazdowa (w mag)
+1.3 (najmniejsza)
Skład chemiczny atmosfery (w %)
Hel (He) 42
Sód (Na) 42
Tlen (O ) 15
2
Inne pierwiastki 1
Dane o Wenus
Średnia odległość od Słońca (w km) 108 208 930
Mimośród orbity 0.00677323
Gwiazdowy okres obiegu (w dniach) 224.701
-243.0187 (w kierunku przeciwnym
Okres obrotu wokół osi (w dniach)
niż inne planety)
Średnia prędkość po orbicie (w km/s) 35.0214
Nachylenie ekliptyki do płaszczyzny orbity
3.39471
(w �)
Nachylenie równika do orbity (w �) 177.3
Promień równikowy (w km) 6051.8
Masa (w kg) 4.869 x 1024
Masa (Ziemia = 1) 0.81476
Objętość planety (w km3) 9858.1 x 108
Powierzchnia planety (w km2) 488 800
Średnia gęstość (w g/cm3) 5.24
Przyciąganie grawitacyjne przy powierzchni
8.87
(w m/s2 na równiku)
Prędkość ucieczki (w km/s na równiku) 10.36
482 (średnia)
Temperatura na powierzchni (w �C) 500 (maksymalna)
400 (minimalna)
Ciśnienie atmosferyczne (w Pa) 9 200 000
Współczynnik odbicia światła (albedo) 0.65
Obserwowana średnica kątowa z Ziemi (w 65.2 (największa)
") 9.5 (najmniejsza)
-4.5 (największa)
Obserwowana wielkość gwiazdowa (w mag)
-2.5 (najmniejsza)
Liczba księżyców 0
Skład chemiczny atmosfery (w %)
Dwutlenek węgla (CO ) 96
2
Azot (N ) 3
2
Inne pierwiastki 1
Dane o Ziemi
Średnia odległość od Słońca (w km) 149 597 890
Mimośród orbity 0.01671022
Gwiazdowy okres obiegu (w dniach) 365.256
Okres obrotu wokół osi (w dniach) 0.99726968
Średnia prędkość po orbicie (w km/s) 29.7859
Nachylenie ekliptyki do płaszczyzny orbity
0.00005
(w �)
Nachylenie równika do orbity (w �) 23.45
Promień równikowy (w km) 6378.14
Masa (w kg) 5.9742 x 1024
Objętość planety (w km3) 10 833.2 x 108
510 101 (ogólna)
Powierzchnia planety (w km2) 148 130 (lądów)
361 971 (mórz i oceanów)
Średnia gęstość (w g/cm3) 5.515
Przyciąganie grawitacyjne przy powierzchni
9.8
(w m/s2 na równiku)
Prędkość ucieczki (w km/s na równiku) 11.18
15 (średnia)
58 (maksymalna - Trypolisie (Libia)
Temperatura na powierzchni (w �C) w 1922r. )
-88 (minimalna - Antarktyda
("Wostok") w 1960r.)
Ciśnienie atmosferyczne (w Pa) 101 300 000
Współczynnik odbicia światła (albedo) 0.37
Liczba księżyców 1
Skład chemiczny atmosfery (w %)
Azot (N ) 42
2
Tlen (O ) 21
2
Inne pierwiastki 2
Dane o Marsie
Średnia odległość od Słońca (w km) 227 936 640
Mimośród orbity 0.09341233
Gwiazdowy okres obiegu (w dniach) 686.98
Okres obrotu wokół osi (w dniach) 1.025957
Średnia prędkość po orbicie (w km/s) 24.1309
Nachylenie ekliptyki do płaszczyzny orbity (w �) 1.85061
Nachylenie równika do orbity (w �) 25.19
Promień równikowy (w km) 3397
Masa (w kg) 6.421 x 1023
Masa (Ziemia = 1) 0.10745
Objętość planety (w km3) 1628.3 x 108
Powierzchnia planety (w km2) 144 202
Średnia gęstość (w g/cm3) 3.94
Przyciąganie grawitacyjne przy powierzchni (w m/s2 na
3.71
równiku)
Prędkość ucieczki (w km/s na równiku) 5.02
-63 (średnia)
Temperatura na powierzchni (w �C) 20 (maksymalna)
-140 (minimalna)
Ciśnienie atmosferyczne (w Pa) 700
Współczynnik odbicia światła (albedo) 0.15
25.2 (największa)
Obserwowana średnica kątowa z Ziemi (w ")
3.1 (najmniejsza)
-2.8 (największa)
Obserwowana wielkość gwiazdowa (w mag)
+1.8 (najmniejsza)
Liczba księżyców 2
Skład chemicznyc atmosfery (w %)
Dwutlenek węgla (CO ) 95.32
2
Azot (N ) 2.7
2
Argon (Ar) 1.6
Tlen (O ) 0.13
2
Tlenek węgla (CO) 0.07
Woda (H O) 0.03
2
Neon (Ne) 0.00025
Krypton (Kr) 0.00003
Ksenon (Xe) 0.000008
Dane o Jowiszu
Średnia odległość od Słońca (w km) 778 412 010
Mimośród orbity 0.04839266
Gwiazdowy okres obiegu (w dniach) 4332.71
Okres obrotu wokół osi (w dniach) 0.41354
Średnia prędkość po orbicie (w km/s) 13.0697
Nachylenie ekliptyki do płaszczyzny orbity (w �) 1.3053
Nachylenie równika do orbity (w �) 3.12
Promień równikowy (w km) 71 492
Masa (w kg) 1.8987 x 1027
Masa (Ziemia = 1) 317.94
Objętość planety (w km3) 1.4 x 1015
Powierzchnia planety (w km2) 71 000 000
Średnia gęstość (w g/cm3) 1.33
Przyciąganie grawitacyjne przy powierzchni (w m/s2 na
23.12
równiku)
Prędkość ucieczki (w km/s na równiku) 59.54
Temperatura wewnątrz chmur (w �C) -121 (średnia)
Ciśnienie atmosferyczne (w Pa) 70 000
Współczynnik odbicia światła (albedo) 0.52
50.1 (największa)
Obserwowana średnica kątowa z Ziemi (w ")
30.4 (najmniejsza)
Obserwowana wielkość gwiazdowa (w mag) -2.1 (największa)
+1.9 (najmniejsza)
Liczba księżyców 16
Skład chemiczny atmosfery (w %)
Wodór (H ) 90
2
Hel (He) 10
Dane o Saturnie
Średnia odległość od Słońca (w km) 1 426 725 400
Mimośród orbity 0.05415060
Gwiazdowy okres obiegu (w dniach) 10759.71
Okres obrotu wokół osi (w dniach) 0.426375
Średnia prędkość po orbicie (w km/s) 9.6724
Nachylenie ekliptyki do płaszczyzny orbity (w �) 2.48446
Nachylenie równika do orbity (w �) 26.73
Promień równikowy (w km) 60 268
Masa (w kg) 5.688 x 1026
Masa (Ziemia = 1) 95.181
Objętość planety (w km3) 8.06 x 1014
Powierzchnia planety (w km2) 46 441 000
Średnia gęstość (w g/cm3) 0.7
Przyciąganie grawitacyjne przy powierzchni (w m/s2 na
8.96
równiku)
Prędkość ucieczki (w km/s na równiku) 34.49
Temperatura wewnątrz chmur (w �C) -125 (średnia)
Ciśnienie atmosferyczne (w Pa) 140 000
Współczynnik odbicia światła (albedo) 0.47
20.9 (największa)
Obserwowana średnica kątowa z Ziemi (w ")
15 (najmniejsza)
-0.3 (największa)
Obserwowana wielkość gwiazdowa (w mag)
+1.5 (najmniejsza)
Liczba księżyców 18
Skład chemiczny atmosfery (w %)
Wodór (H ) 97
2
Hel (He) 3
Dane o Uranie
Średnia odległość od Słońca (w km) 2 870 972 200
Mimośród orbity 0.04716771
Gwiazdowy okres obiegu (w dniach) 30 685.16
10h49m (w kierunku przeciwnym niż
Okres obrotu wokół osi
inne planety)
Średnia prędkość po orbicie (w km/s) 6.8352
Nachylenie ekliptyki do płaszczyzny orbity
0.76986
(w �)
Nachylenie równika do orbity (w �) 97.86
Promień równikowy (w km) 25 559
Masa (w kg) 8.6849 x 1025
Masa (Ziemia = 1) 14.535
Objętość planety (w km3) 5.8 x 1013
Powierzchnia planety (w km2) 7 251 000
Średnia gęstość (w g/cm3) 1.3
Przyciąganie grawitacyjne przy powierzchni
8.69
(w m/s2 na równiku)
Prędkość ucieczki (w km/s na równiku) 21.29
Temperatura wewnątrz chmur (w �C) -193 (średnia)
Ciśnienie atmosferyczne (w Pa) 120 000
Współczynnik odbicia światła (albedo) 0.51
3.7 (największa)
Obserwowana średnica kątowa z Ziemi (w ")
3.1 (najmniejsza)
+5.5 (największa)
Obserwowana wielkość gwiazdowa (w mag)
+6.0 (najmniejsza)
Liczba księżyców 21
Skład chemiczny atmosfery (w %)
Wodór (H ) 83
2
Hel (He) 15
Metan CH 2
4
Dane o Neptunie
Średnia odległość od Słońca (w km) 4 498 252 900
Mimośród orbity 0.00858587
Gwiazdowy okres obiegu (w dniach) 60 190.54
Okres obrotu wokół osi 0.67125
Średnia prędkość po orbicie (w km/s) 5.4778
Nachylenie ekliptyki do płaszczyzny orbity (w �) 1.76917
Nachylenie równika do orbity (w �) 29.58
Promień równikowy (w km) 24 764
Masa (w kg) 1.0244 x 1026
Masa (Ziemia = 1) 17.135
Objętość planety (w km3) 5 x 1013
Powierzchnia planety (w km2) 6 821 000
Średnia gęstość (w g/cm3) 1.76
Przyciąganie grawitacyjne przy powierzchni (w m/s2 na
11
równiku)
Prędkość ucieczki (w km/s na równiku) 23.71
Temperatura wewnątrz chmur (w �C) -173 (średnia)
Ciśnienie atmosferyczne (w Pa) 200 000 (średnie)
Współczynnik odbicia światła (albedo) 0.41
2.0 (największa)
Obserwowana średnica kątowa z Ziemi (w ")
2.2 (najmniejsza)
+7.6 (największa)
Obserwowana wielkość gwiazdowa (w mag)
+7.8 (najmniejsza)
Liczba księżyców 8
Skład chemiczny atmosfery (w %)
Wodór (H ) 85
2
Hel (He) 13
Metan CH 2
4
Dane o Plutonie
Średnia odległość od Słońca (w km) 5 906 376 200
Mimośród orbity 0.24880766
Gwiazdowy okres obiegu (w dniach) 90 780.73
-6.3872 (w kierunku przeciwnym niż
Okres obrotu wokół osi
inne planety)
Średnia prędkość po orbicie (w km/s) 4.749
Nachylenie ekliptyki do płaszczyzny orbity
17.14175
(w �)
Nachylenie równika do orbity (w �) 119.61
Promień równikowy (w km) 1195
Masa (w kg) 1.27 x 1022
Masa (Ziemia = 1) 0.1783
Objętość planety (w km3) 3160 x 107
Powierzchnia planety (w km2) 3 782 000
Średnia gęstość (w g/cm3) 1.1
Przyciąganie grawitacyjne przy powierzchni
0.81
(w m/s2 na równiku)
Prędkość ucieczki (w km/s na równiku) 1.27
Temperatura wewnątrz chmur (w �C) -230 (średnia)
Ciśnienie atmosferyczne (w Pa) ?
Współczynnik odbicia światła (albedo) 0.3
0.1 (największa)
Obserwowana średnica kątowa z Ziemi (w ")
0.06 (najmniejsza)
Obserwowana wielkość gwiazdowa (w mag) +14.3
Liczba księżyców 1
Skład chemiczny atmosfery (w %)
Metan CH 0.3
4
Azot (N ) ?
2