Sunčev sistem

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigaciju, pretragu

Sunčev sistem ili Solarni sistem čini Sunce i sva nebeska tela koja su gravitaciono vezana za njega. Sunčev sistem je područje u vasioni gde je njegova gravitaciona sila dominantna, tj. veća od gravitacionih sila drugih zvezda i Galaksije. Nebeska tela koja pripadaju Sunčevom sistemu su: planete, njihovi prirodni sateliti i mala tela Sunčevog sistema. U mala tela Sunčevog sistema spadaju: asteroidi, objekti u Kojperovom pojasu, komete, meteoridi i međuplanetarna prašina. Sistem sadrži 8 planeta, 3 patuljaste planete,[1] više od 150 njihovih prirodnih satelita,[2] te mnoštvo sitnih tela: kometa, planetoida, tela Kojperovog pojasa, meteoroida i međuplanetna prašina. Sunčeva plazma ispunjava heliosferu,[3][4] a gravitacijski se uticaj širi do područja Ortovog kometskog oblaka (Jan Hendrik Ort), koji se nalazi bliže od susednih zvezda. Osam planeta razvrstano je u dve grupe, unutarnju ili terestričku, gde se nalaze Zemlja i njoj slične 3 planete (Merkur, Venera i Mars), te u spoljašnju ili jovijansku, s Jupiterom i njemu sličnim divovskim planetima Saturnom, Uranom i Neptunom. Unutarnja je grupa stenovita, s tankim atmosferskim slojem (bez njega je jedino Merkur). Jovijanske su planete gasovite s malom stenovitom jezgrom, i njihov sastav je sličan sastavu protoplanetnog oblaka iz kojega su planete nastale. Hemijski sastav Jupitera gotovo je identičan Sunčevom. Razlika između te dve grupe planeta posledica je razvoja u kojem je zračenje mladog Sunca zagrejalo jezgre bližih planeta i očistilo ih od lako isparivih elemenata. Dobivši tako čvrstu površinu, na njoj se geološkim procesima razvila sekundarna atmosfera od pretežno ugljen dioksida (Venera i Mars) i tercijarna atmosfera Zemlje od azota i kiseonika. Sve planete osim Zemlje prozvane su po grčkim i rimskim božanstvima.

Sunce i planete Sunčevog sistema (veličine su u srazmeri, ali ne i udaljenosti).

Patuljaste planete su prema određenju Međunarodnog astronomskog saveza iz 2006, Ceres, koji je najveće telo glavnoga planetoidnoga pojasa, kao i Pluton i Erida, koji su najveća transneptunska tela.[5] Eris je otkriven 2003. godine i ima prečnika u opsegu od 2 400 do 3 000 km, veći je od Plutona i zajedno s pratiocem Disnomijom među najdaljim je poznatim članovima Sunčeva sistema (srednja udaljenost od Sunca 67,7 astronomskih jedinica ili AJ). Glavni planetoidni pojas je smešten u području između Marsa i Jupitera, sadrži mala čvrsta tela građena od stena i metala. Ta se tela razvijaju sudarima, a kreću se oko Sunca istim smerom kao i planete, ali su im staze izduženije, zbog čega neki odlaze dalje od Saturna ili se približavaju Suncu bliže od Merkura. Zbog intenzivnog praćenja i poboljšanja mernih metoda, u novije je doba otkriven znatan broj planetoida koji prolaze pokraj Zemlje.

Bliža transneptunska tela kreću se u blizini ekliptičke ravnini, dok su dalja više raspršena pa se dele u Kojperov pojas (Džerard Kajper) i u raspršeni disk. Građena su od stena i leda. Pretežno zaleđena tela, s udelom prašine, su komete, manji deo kojih se nalazi u području divovskih planeta (kratkoperiodne komete), dok većina pristiže iz Ortovog oblaka i ima periode od više hiljada godina (dugoperiodne komete). Izgrađene su od zaleđene materije, komete vode poreklo iz prostora iza Neptuna. Komete u prolazu blizu Sunca razvijaju komu i rep te se postupno raspadaju. Ostarele komete bez isparljive materije nalikuju planetoidima.

Nastanak i razvoj Sunčevog sistema objašnjavan je posljednjih nekoliko vekova nizom kozmogonijskih hipoteza i teorija. Postojeći podatci dokazuju da su planete formirane od materije prisutne u međuzvezdanom oblaku od kojega je nastalo i Sunce pre 4,65 milijardi godina.[6] Tela manje mase i ona udaljenija od Sunca brže su se hladila, zbog čega je starost najstarijih stena pojedinih tela različia (na primer na Mesecu 4,45 milijardi godina, a na Zemlji 3,7 milijardi godina). Udaljene planete i njihovi sateliti brže su postigli sadašnju nisku temperaturu pa su gravitacijskom silom privukli gas iz magline.[7] Da se izbegla zabuna, drugi sistami nazivaju se planetarnim sistemima. U većini drugih jezika naziv je izveden iz lat. Sol, što je latinsko ime za Sunce.

Nastanak Sunčevog sistema[uredi]

Glavni članak: Kosmogonija
Umetničko viđenje prasunčeve magline.
Slika sa Svemirskog teleskopa Habla koji prikazuje protoplanetarne prstenove u Orionovoj maglici (Mesje 42), koji verovatno nalikuje stanju kakvo je vladalo u prasunčevoj maglini kod stvaranja našeg Sunčevog sistema
Još jedno umetničko viđenje prasunčeve magline.

Prema današnjem shvatanju, postanak i razvoj planetarnog sistema odvijao se u nekoliko koraka. Najpre, veliki međuzvezdani oblak se zbio i pritom se razdvojio na manje delove (fragmentacije). Iz materije sadržane u jednom fragmentu oblaka oblikovala se Sunčeva maglina kao rotirajući disk; u njemu dolazi do preraspodele količine kretanja i pripremaju se uslovi za nastanak malih kompaktnih tela. Nakon toga se konsoliduju planete. Zavisno od materijala od koja su nastale, planete i njihovi veći sateliti prolaze kroz geološki razvoj. Sadašnje stanje tela u planetnom sistemu je posledica načina nastanka i razvoja koji je sledio nakon postanka.

Sudeći po razvoju zvezda, Sunčev sistem je nastao iz međuzvezdanog materijala koji se nalazio u spiralnom kraku naše Galaksije (Mlečni put).[8] Hladni oblaci gasa i praha postoje u galaktičkoj ravni i danas, mnogo godina nakon nastanka prvih zvezda Galaksije. Da bi se ti oblaci pretvorili u zvezde, gravitaciona sila mora nadjačati težnju gasa da se širi (ekspandira). Da bi gravitacijsko privlačenje nadvladalo, gustinu oblaka ono mora pri datoj temperaturi preći neku kritičnu vrednost. Razvijena su dva modela po kojima dolazi do povećanja gustine: ulazak međuzvezdanog oblaka u područje spiralnog kraka galaksije ili pojava supernove u neposrednoj blizini. Izučavanje galaksija pokazuje da je u krakovima međuzvezdana materija veće gustine nego izvan krakova, pa se s ulaskom oblaka u spiralni krak oblak usporava i sabija. S druge strane, supernove udarnim talasima zbijaju međuzvezdanu materiju. U slučaju našeg sistema postoji evidencija da je došlo do eksplozije supernove. U ugljovodoničnim meteoritima nađeni su izotopi koji su potomci radioaktivnih elemenata kratkog vremena života, a koji se proizvode u toku eksplozije supernove. Prema broju atoma izotopa procenjeno je da je od pojave supernove do stvrdnjavanja meteoritskog materijala prošlo od nekoliko miliona do nekoliko desetina miliona godina.

Prasunčeva maglica[uredi]

Prilikom odvajanja od drugih delova međuzvezdanog oblaka prasunčeva maglina zadržava galaktičko magnetsko polje - važno svojstvo međuzvezdanog prostora, a zadržava i dinamičko stanje u kojem se oblak nalazio. Prasunčeva maglina se zato pri osamostaljenju vrti (rotira), i u odnosu na središte galaksije, i u odnosu na druge galaksije. Maglina nastavlja sa urušavanjem. Materija pada prema središtu oblaka gde nastaje mlado Sunce. Ono se zbog sažimanja zagreva i sve jače svetli. Najjače je zagrejano u središtu, i tu se počinju javljati termonuklearne reakcije, koje će mu davati energiju u dugom nizu godina. Sunce prestaje sa sažimanjem tek kada ekspanzivni pritisak gasa poraste i izjednači se s hidrostatičkim pritiskom.

Za vreme sažimanja Sunca i sažimanja cele magline, a zbog sačuvanja ugaone količine tretanja, Sunce i maglina se vrte sve brže. Što je disk pnjosnatiji, to se brže vrti. Disk je telo osne simetrije i ima jednu osobenu ravan - ravan ekvatora. One čestice koje se još ne nalaze u ekvatorskoj ravnini privlači, osim Sunca, i veća masa koja se već nalazi u ekvatorskoj ravni; čestice „padaju“ u ravan ekvatora. To omogućuju, i tome pridonose, neelastični sudari među česticama, jer se u toku neelastičnog sudara smanjuje komponenta brzine normalna na ekvatorsku ravan (slično se dešava kod Saturnovih prstena). Takvo ponašanje jače je izraženo kod zrnaca praha nego kod slobodnih atoma, pa se prah vrlo brzo taloži u sloj u ekvatorskoj ravni; koja je mnogo tanja od magline. Staze budućih planeta će biti ograničene širinom sloja pa ne moraju da leže točno u ravnini Sunčevog ekvatora.

Nezaobilazni dinamički problem razvoja sistema označava preenos ugaone količine tretanja sa Sunca na planete. Budući da je najmasivniji deo magline, prasunce sadrži najveću ugaonu količinu tretanja. Danas je 50 puta veća količina kretanja sadržana u revoluciji planeta nego u rotaciji Sunca, iako Sunce ima masu 750 puta veću od mase svih planeta. Na jedan način, količina kretanja se može preneti magnetnim poljem. Ono je usredsređeno u središnjem gasnom zgusnuću, mladom Suncu i vektori sila izlaze iz njega u obliku spirala, prolazeći kroz čitav disk. Svojstvo magnetskog polja je da je ono zarobljeno u jonizovanom gasu. Sunce je pomoću magnetskog polja povezano s maglinom i predaje joj energiju. Mlado Sunce okretalo se 100 puta brže. Sunčevo okretanje se prenosi na maglinu. Koliko ugaona količina kretanja magline poraste, toliko se ugaona količina kretanja Sunca smanji. Zbog povećanja ugaone količine kretanja maglina se udaljava od Sunca.

Ugaona količina kretanja se može preneti i putem vrtložnih kretanja u maglini. A znatna količina kretanja mogla je da se izgubi u prostor gubitkom mase u obliku Sunčevog vetra. Prenos ugaone količine kretanja sa Sunca na maglinu ima dvojaku posledicu. S jedne strane u jednom će se trenutku izgubiti veza magline i Sunca i ono više neće moći usisavati maglinu. Drugo, maglina poprima količinu kretanja koju će preneti na tela koja su u njoj formirana, t.j. na buduće planete.[9]

Nebularna teorija[uredi]

Glavni članak: Nebularna teorija

Odnos današnjih pogleda na postanak planeta prema kosmološkim teorijama, kao što je Kantova i druge je rezultat iskustava brojnih istraživača, proverenih neposrednim podacima o fizičkom stanju tela, o sastavu njihovih atmosfera, reljefu, hemijskom i mineraloškoj strukturi, radioaktivnom datiranju, magnetskom polju, gravitacijskom polju. Od teorije Imanuela Kanta (1755.) i Pjer Simon Laplasa (1796.) preuzeta je ideja o nastanku Sunca i planeta iz međuzvezdane magline (nebularna teorija). Kant je pošao od ideje hladnog oblaka prašine u kojem se prilikom gravitacijskog sažimanja rotacija javlja sama od sebe - što nije moguće (unutarnje sile ne mogu od haotičnog kretanja proizvesti uređeno). Kant ne ide dalje od opštih prirodoslovno-filozofskih postavki. Laplasova teorija je prva metamatički obrađena teorija. Laplas pretpostavlja da već postoji usijana maglina koja rotira te prati kako se maglina hladi, zgušnjava i ubrzava rotaciju. Današnji sled argumenata je drukčiji: maglina se ne sažima zbog hlađenja, već zbog prevlasti gravitacijskog privlačenja, a pritom se, uz ubrzanje rotacije, gravitacijskom energijom zagrejava. Kada postignu brzinu kruženja, spoljašnji delovi magline više ne pritiskaju na središnje delove. Postali su samostalni i imaju oblik prstena. Središnja se masa dalje sažima i time razdvaja od prstena. Od prstena nastaju planete. Planete bi tako morale nastati postupnim sažimanjem središnje mase koja za sobom redom ostavlja prstenove. A sateliti bi morali nastati istim procesom pri ubrzavanju rotacije planeta, koje su po Laplasu na početku takođe gasovite. Postoji još jedan bitan nedostatak teorije. Ostavivši samostalan prsten, centralna masa bi pri sažimanju trebalo da zadrži veći deo ugaone količine kretanja. Dokaz protiv teorije je i kretanje Saturna i njegovih prstenova: unutarnji delovi Saturnovog prstena kreću se brže od Saturnove površine; slično se i Fobos kreće brže od Marsove površine. Po današnjem tumačenju nebularne teorije maglina ne dolazi u stanje nestabilnosti zbog rotacije. Osim toga, u odvojenom prstenu pre će doći do retrogradne rotacije planeta nego do direktne. Teorije Kanta i Laplaca napuštene su početkom 20. veka uglavnom stoga što nisu uspele direktno predvideti raspodelu količine kretanja.

Svojstva Sunčevog sistema[uredi]

Nebeska tela koja čine Sunčev sistem[uredi]

Odnos veličina planeta Sunčevog sistema u poređenju sa veličinom Sunca

Regioni Sunčevog sistema[uredi]

  • Planetarni region u kojem se nalaze svih osam planeta. Prostire se 30 AJ od Sunca.
  • Glavni asteroidni pojas se nalazi između orbita Marsa i Jupitera. U njemu se nalazi većina asteroida u Sunčevom sistemu i jedna patuljasta planeta, Cerera.
  • Kojperov pojas je u obliku diska koji se prostire iza planete Neptun u širini od 30 AJ do 50 AJ od Sunca. U njemu se nalaze 3 patuljaste planete.
  • Rasejani disk se nastavlja na Kojperov pojas i proteže se do nekoliko hiljada astronomskih jedinica od Sunca. U njemu se nalazi jedna patuljasta planeta, mada je velika većina objekata u ovom delu Sunčevog sistema još uvek nepoznata. Ponekad se rasejani disk smatra delom Kojperovog pojasa.
  • Ortov oblak je sferični oblak koji se prostire od 10.000 AJ do 100.000 AJ od Sunca. Veruje se da je ova oblast izvor kometa.
  • Heliosfera je oblast u kojoj je pritisak Sunčevog vetra jači od pritiska čestica međuzvezdanog prostora. Ovaj mehur oko Sunca ima poluprečnik nešto više od 100 astronomskih jedinica i završava se negde u rasejanom disku.

Osobine planeta[uredi]

Za više informacija pogledajte: Planete Sunčevog sistema (tabela)

Sve osobine i mere u donjoj tablici su relativne u odnosu na planetu Zemlju, što znači znači da je: masa data u masama Zemlje, velika poluosa u astronomskim jedinicama, orbitalni period u godinama, a period rotacije u danima.

Planeta Prečnik
ekvatora
Masa Velika
poluosa
Orbitalni
period
Period
rotacije
Merkur 0,382 0,06 0,38 0,241 58,6
Venera 0,949 0,82 0,72 0,615 243
Zemlja 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
Mars 0,53 0,11 1,52 1,88 1,03
Jupiter 11,2 318 5,20 11,86 0,414
Saturn 9,41 95 9,54 29,46 0,426
Uran 3,98 14,6 19,22 84,01 0,718
Neptun 3,81 17,2 30,06 164,79 0,671

Osobine patuljastih planeta[uredi]

Kao i u prethodnoj tabeli, sve osobine i mere su relativne u odnosu na Zemlju.

Patuljasta
planeta
Prečnik
ekvatora
Masa Velika
poluosa
Orbitalni
period
Period
rotacije
Pluton* 0,24 0,0017 39,5 248,5 6,5
Erida 0,074 0,0028 67,7 557
Cerera 0,19 0,00016 2,8 4,6 0,378
Haumea 0,154 0,0007 43,3 285,4 0,167
Makemake 0,12 0,0007 45,8 309,9

*Međunarodna astronomska unija je svrstavala Pluton u planete od njegovog otkrića 1930. do 2006. godine.

Sunce i planete[uredi]

Sunce je veće od svih planeta Solarnog sistema. Najveća od njih Jupiter, ima deset puta manji prečnik od sunca. Pored toga masa od koje je formiran Sunčev sistem skoncentrisana je 99,9‰ u Suncu. Planete se obrću oko sunca po manje više kružnim putanjama, orbitama. Vreme koje je potrebno planetama da opišu tu orbitu nazivamo sideričkom revolucijom, sto je u slučaju zemlje 365 dana i 6 sati. Siderička revolucija je različita za različite planete i zavisi od toga koliko je svaka planeta udaljena od Sunca. Najkraća je Merkurova, koja traje samo 88 dana, dok je najduža Neptunova od 165 godina.

Tipovi planeta[uredi]

Postoje dve glavne grupe planeta. Planete Zemljinog tipa (Markur, Venera, Zemlja i Mars) su male, struktura im je metalno–stenovita, a gustina relativno velika, a sa druge strane tu su gasoviti džinovi (Jupiter, Saturn, Uran i Neptun) koje su veoma velike, imaju malu gustinu i sastoje se velikim delom od vodonika, helijuma i vodoničnih jedinjenja, u raznim agregatnim stanjima.[10]

Sunce[uredi]

Sunce pripada spektralnoj klasi G2V. G2 označava da je temperatura na površini približno 5.500 °C što mu daje belu boju, mada se Sunce čini žuto zbog atmosferskog rasipanja. Slovo V (rimski broj 5) u oznaci spektralne klase pokazuje da je Sunce zvezda glavnog niza. Ovo znači da ono generiše svoju energiju nuklearnom fuzijom jezgara vodonika u helijum.

Sunce delimo na veći broj slojeva, prema uslovima koji u njima vladaju. Granice među njima nisu jasno ocrtane i postoje prelazna područja. Sunce nema čvrstu površinu, pa se kao granicu na kojoj počinje atmosfera uzima najviši sloj koji je još uvek optički neproziran.

Do četvrtine poluprečnika Sunca prostire se jezgro, područje visoke temperature, oko 15,6 miliona K i pritiska 1016 Ra. U takvim uslovima odvija se fuzija vodonika u helijum. Spajanjem 4 protona (jezgra atoma vodonika) nastaje jedno jezgro atoma helijuma (2 protona i 2 neutrona), pri čemu se oslobađaju subatomske čestice i energija u obliku gama-zračenja.

Sunčev vetar (solarni vetar) je struja čestica izbačenih velikom brzinom iz gornjih slojeva sunčeve atmosfere, uglavnom elektrona i protona. Iako je ovaj gubitak mase Sunca gotovo beznačajan i gustina sunčevog vetra mala, čestice se kreću velikim brzinama i izazivaju vidljive učinke na telima u sunčevom sistemu. Poznatiji učinci sunčevog vetra su polarna svetlost i usmeravanje repa kometa suprotno od Sunca.

U blizini Zemlje zemljino magnetsko polje zarobljava čestice sunčevog vetra i usmerava ih prema magnetnim polovima. Budući da se čestice sunčevog vetra kreću brzinama od više stotina km/h, pri sudaru sa česticama u Zemljinoj atmosferi dolazi do jonizovanja gasa i pojave svetlosti. Ova pojava se uočava u polarnim područjima, zbog čega je dobila ime polarna svetlost ili Aurora borealis.

Zemlja[uredi]

Rotating earth (large).gif

Zemlja je jedna od osam planeta u Sunčevom sistemu. Treća je planeta po udaljenosti od Sunca i najveća Terestrička planeta u Sunčevom sistemu. Planeta Zemlja ima jedan prirodni satelit, Mesec. Za sada je jedina poznata planeta na kojoj ima života.

Naučnici su uspeli da rekonstruišu detaljne informacije o prošlosti planete. Zemlja i druge planete Sunčevog sistema su se formirale pre 4,6 milijardi godina od solarne magline, mase prašine i gasa oblika diska koji su zaostali nakon formiranja Sunca. Zemlja je prvobitno bila rastopljena masa, da bi se potom formirao spoljni omotač planete Zemlje (Zemljina kora) usled hlađenja. Istovremeno sa formiranjem kore počela se akumulirati voda u atmosferi. Mesec je nastao ubrzo nakon toga, verovatno kao rezultat sudara objekta veličine Marsa sa masom veličine 10 % mase Zemlje , poznat kao Teja. Nešto od mase se spojilo sa masom Zemlje a deo je izbačen u svemir, ali dovoljno da bi se formirao Mesec.

Reference[uredi]

  1. „Dwarf Planets and their Systems”. Working Group for Planetary System Nomenclature (WGPSN). U.S. Geological Survey. 7. 11. 2008. Pristupljeno 13. 7. 2008. 
  2. Sheppard, Scott S. „The Giant Planet Satellite and Moon Page”. Departament of Terrestrial Magnetism at Carniege Institution for science. Pristupljeno 7. 3. 2016. 
  3. WC Rufus (1923). „The astronomical system of Copernicus”. Popular Astronomy. sv. 31. str. 510. Bibcode:1923PA.....31..510R. 
  4. Weinert, Friedel (2009). Copernicus, Darwin, & Freud: revolutions in the history and philosophy of science. Wiley-Blackwell. str. 21. ISBN 978-1-4051-8183-9. 
  5. Mike Brown (23. 8. 2011). „Free the dwarf planets!”. "Mike Brown's Planets (self-published)". 
  6. Bouvier, A.; Wadhwa, M. (2010). „The age of the Solar System redefined by the oldest Pb–Pb age of a meteoritic inclusion”. Nature Geoscience. 3: 637—641. doi:10.1038/NGEO941. 
  7. Sunčev sistem, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.
  8. „Lecture 13: The Nebular Theory of the origin of the Solar System”. University of Arizona. Pristupljeno 27. 12. 2006. 
  9. Vladis Vujnović : "Astronomija", Školska knjiga, 1989.
  10. Irvine, W. M. (1983). „The chemical composition of the pre-solar nebula”. Cometary exploration; Proceedings of the International Conference. 1. str. 3. Bibcode:1983coex....1....3I. 

Literatura[uredi]

  • D. Rabrenović, S. Knežević, Lj. Rundić. Istorijska geologija sa praktikumom. Zavod za grafičku tehniku TMF Beograd, 1996 ISBN 86-81019-17-1
  • Ahrens, Global Earth Physics: A Handbook of Physical Constants, pp. 8
  • Basu, Sarbani; Antia, H. M. (2008). „Helioseismology and Solar Abundances“ (PDF). Physics Reports 457: 217. DOI:10.1016/j.physrep.2007.12.002. arXiv:0711.4590.
  • Than, Ker (30. 1. 2006.). „Astronomers Had it Wrong: Most Stars are Single“. SPACE.com Pristupljeno 1. 8.
  • Zavod za udžbenike i nastavna sredstva, Školski Astronomski atlas, 2005g.

Spoljašnje veze[uredi]