Συνεργατική συνομιλία Επίδειξη

Ηλιακό σύστημα

Το Ηλιακό Σύστημα είναι το βαρυτικά συνδεδεμένο σύστημα του Ήλιου και των αντικειμένων που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από αυτόν. Σχηματίστηκε πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια από την βαρυτική κατάρρευση ενός γιγάντιου διαστρικού μοριακού νέφους. Η συντριπτική πλειοψηφία (99,86%) της μάζας του συστήματος βρίσκεται στον Ήλιο, με το μεγαλύτερο μέρος της υπόλοιπης μάζας να περιέχεται στον πλανήτη Δία. Το πλανητικό σύστημα γύρω από τον Ήλιο περιέχει οκτώ πλανήτες. Οι τέσσερις πλανήτες του εσωτερικού συστήματος - Ερμής, Αφροδίτη, Γη και Άρης - είναι χερσαίοι πλανήτες, που αποτελούνται κυρίως από βράχο και μέταλλο. Οι τέσσερις γιγάντιοι πλανήτες του εξωτερικού συστήματος είναι σημαντικά μεγαλύτεροι και πιο ογκώδεις από τους χερσαίους. Οι δύο μεγαλύτεροι, ο Δίας και ο Κρόνος, είναι αέριοι γίγαντες, που αποτελούνται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο. Οι επόμενοι δύο, ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας, είναι παγωμένοι γίγαντες, που αποτελούνται κυρίως από πτητικές ουσίες με σχετικά υψηλά σημεία τήξης σε σύγκριση με το υδρογόνο και το ήλιο, όπως νερό, αμμωνία και μεθάνιο. Και οι οκτώ πλανήτες έχουν σχεδόν κυκλικές τροχιές που βρίσκονται κοντά στο επίπεδο της τροχιάς της Γης, που ονομάζεται εκλειπτική.

Υπάρχει ένας άγνωστος αριθμός μικρότερων νάνων πλανητών και αναρίθμητων μικρών σωμάτων στο Ηλιακό Σύστημα σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο. Έξι από τους μεγάλους πλανήτες, οι έξι μεγαλύτεροι πιθανοί νάνοι πλανήτες και πολλά από τα μικρότερα σώματα περιστρέφονται γύρω από φυσικούς δορυφόρους, που κοινώς ονομάζονται "δορυφόροι" από τη Σελήνη της Γης. Δύο φυσικοί δορυφόροι, ο δορυφόρος του Δία Γανυμήδης και ο δορυφόρος του Κρόνου Τιτάνας, είναι μεγαλύτεροι από τον Ερμή, τον μικρότερο γήινο πλανήτη, αν και λιγότερο ογκώδης, και ο δορυφόρος του Δία Καλλιστώ είναι σχεδόν τόσο μεγάλος. Κάθε ένας από τους γιγάντιους πλανήτες και ορισμένα μικρότερα σώματα περιβάλλονται από πλανητικούς δακτυλίους πάγου, σκόνης και δορυφόρους. Η ζώνη των αστεροειδών, η οποία βρίσκεται ανάμεσα στις τροχιές του Άρη και του Δία, περιέχει αντικείμενα που αποτελούνται από βράχο, μέταλλο και πάγο. Πέρα από την τροχιά του Ποσειδώνα βρίσκεται η ζώνη Κάιπερ και ο διάσπαρτος δίσκος, οι οποίοι είναι πληθυσμοί αντικειμένων που αποτελούνται κυρίως από πάγο και βράχο.

Στα εξωτερικά όρια του Ηλιακού Συστήματος βρίσκεται μια κατηγορία μικρών πλανητών που ονομάζονται αποσπασμένα αντικείμενα. Υπάρχει σημαντική συζήτηση σχετικά με το πόσα τέτοια αντικείμενα θα αποδειχθούν. Μερικά από αυτά τα αντικείμενα είναι αρκετά μεγάλα ώστε να έχουν στρογγυλοποιηθεί υπό την επίδραση της δικής τους βαρύτητας και επομένως να κατηγοριοποιηθούν ως νάνοι πλανήτες. Οι αστρονόμοι γενικά δέχονται περίπου εννέα αντικείμενα ως νάνους πλανήτες: τον αστεροειδή Δήμητρα, τα αντικείμενα της ζώνης Κάιπερ Πλούτωνας, Όρκος, Χαουμέια, Κουάοαρ και Μακεμάκε, και τα αντικείμενα διάσπαρτων δίσκων Γκονγκγκόνγκ, Έριδα και Σέντνα. Διάφοροι πληθυσμοί μικρών σωμάτων, συμπεριλαμβανομένων κομητών, κενταύρων και διαπλανητικών νεφών σκόνης, ταξιδεύουν ελεύθερα μεταξύ των περιοχών του Ηλιακού Συστήματος.

Ο ηλιακός άνεμος, ένα ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων που ρέει προς τα έξω από τον Ήλιο, δημιουργεί μια περιοχή διαπλανητικού μέσου που μοιάζει με φυσαλίδα στο διαστρικό μέσο, γνωστό ως ηλιόσφαιρα. Η ηλιόπαυση είναι το σημείο στο οποίο η πίεση από τον ηλιακό άνεμο ισούται με την αντίθετη πίεση του διαστρικού μέσου. Εκτείνεται μέχρι την άκρη του διάσπαρτου δίσκου. Το Νέφος του Όορτ, το οποίο πιστεύεται ότι είναι η πηγή για τους κομήτες μακράς περιόδου, μπορεί επίσης να υπάρχει σε απόσταση περίπου χίλιες φορές μεγαλύτερη από την ηλιόσφαιρα. Το Ηλιακό Σύστημα βρίσκεται 26.000 έτη φωτός από το κέντρο του Γαλαξία μας στον Βραχίονα του Ωρίωνα, ο οποίος περιέχει τα περισσότερα από τα ορατά αστέρια στον νυχτερινό ουρανό. Τα πλησιέστερα αστέρια βρίσκονται μέσα στην λεγόμενη Τοπική Φυσαλίδα, με την πλησιέστερη, τον Εγγύτατο του Κενταύρου, στα 4,2441 έτη φωτός.

Δομή και σύνθεση

Η λέξη ηλιακός σημαίνει «που αφορά τον Ήλιο», η οποία προέρχεται από τη λατινική λέξη sol, που σημαίνει Ήλιος. Ο Ήλιος είναι το κυρίαρχο βαρυτικό μέλος του Ηλιακού Συστήματος και το πλανητικό του σύστημα διατηρείται σε μια σχετικά σταθερή, αργά εξελισσόμενη κατάσταση ακολουθώντας απομονωμένες, βαρυτικά δεσμευμένες τροχιές γύρω από τον Ήλιο.

Τροχιές

Οι πλανήτες και άλλα μεγάλα αντικείμενα σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο βρίσκονται κοντά στο επίπεδο της τροχιάς της Γης, γνωστό ως εκλειπτική. Μικρότερα παγωμένα αντικείμενα, όπως οι κομήτες, συχνά περιστρέφονται σε σημαντικά μεγαλύτερες γωνίες ως προς αυτό το επίπεδο. Οι περισσότεροι πλανήτες στο Ηλιακό Σύστημα έχουν δικά τους δευτερεύοντα συστήματα, τα οποία περιστρέφονται γύρω από φυσικούς δορυφόρους που ονομάζονται φεγγάρια. Πολλοί από τους μεγαλύτερους φυσικούς δορυφόρους βρίσκονται σε σύγχρονη περιστροφή, με τη μία όψη μόνιμα στραμμένη προς τον γονέα τους. Οι τέσσερις γιγάντιοι πλανήτες έχουν πλανητικούς δακτυλίους, λεπτές ζώνες μικροσκοπικών σωματιδίων που περιστρέφονται γύρω τους σε αρμονία.

Ως αποτέλεσμα του σχηματισμού του Ηλιακού Συστήματος, οι πλανήτες και τα περισσότερα άλλα αντικείμενα περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο στην ίδια κατεύθυνση που περιστρέφεται ο Ήλιος. Δηλαδή, αριστερόστροφα, όπως φαίνεται από πάνω από τον βόρειο πόλο της Γης. Υπάρχουν εξαιρέσεις, όπως ο κομήτης του Χάλεϊ. Τα περισσότερα από τα μεγαλύτερα φεγγάρια περιστρέφονται γύρω από τους πλανήτες τους σε προοδευτική κατεύθυνση, που ταιριάζει με την πλανητική περιστροφή. Ο Τρίτωνας, φεγγάρι του Ποσειδώνα, είναι ο μεγαλύτερος που περιστρέφεται με τον αντίθετο, ανάδρομο τρόπο. Τα περισσότερα μεγαλύτερα αντικείμενα περιστρέφονται γύρω από τους άξονές τους σε προοδευτική κατεύθυνση σε σχέση με την τροχιά τους, αν και η περιστροφή της Αφροδίτης είναι ανάδρομη.

Σε μια καλή πρώτη προσέγγιση, οι νόμοι του Κέπλερ για την πλανητική κίνηση περιγράφουν τις τροχιές των αντικειμένων γύρω από τον Ήλιο. Αυτοί οι νόμοι ορίζουν ότι κάθε αντικείμενο ταξιδεύει κατά μήκος μιας έλλειψης με τον Ήλιο στη μία εστία, γεγονός που προκαλεί τη μεταβολή της απόστασης του σώματος από τον Ήλιο κατά τη διάρκεια του έτους. Η πλησιέστερη προσέγγιση ενός σώματος στον Ήλιο ονομάζεται περιήλιο του, ενώ το πιο μακρινό σημείο του από τον Ήλιο ονομάζεται άφελιό του.: 9-6 Οι τροχιές των πλανητών είναι σχεδόν κυκλικές, αλλά πολλοί κομήτες, αστεροειδείς και αντικείμενα της ζώνης Κάιπερ ακολουθούν εξαιρετικά ελλειπτικές τροχιές. Οι νόμοι του Κέπλερ λαμβάνουν υπόψη μόνο την επίδραση της βαρύτητας του Ήλιου σε ένα σώμα σε τροχιά, όχι τις βαρυτικές έλξεις διαφορετικών σωμάτων το ένα πάνω στο άλλο. Σε ανθρώπινη χρονική κλίμακα, αυτές οι πρόσθετες διαταραχές μπορούν να ληφθούν υπόψη χρησιμοποιώντας αριθμητικά μοντέλα,: 9-6 αλλά το πλανητικό σύστημα μπορεί να αλλάζει χαοτικά σε διάστημα δισεκατομμυρίων ετών.

Η στροφορμή του Ηλιακού Συστήματος είναι ένα μέτρο της συνολικής ποσότητας τροχιακής και περιστροφικής ορμής που κατέχουν όλα τα κινούμενα συστατικά του. Αν και ο Ήλιος κυριαρχεί στο σύστημα κατά μάζα, αντιπροσωπεύει μόνο περίπου το 2% της στροφορμής. Οι πλανήτες, με κυρίαρχο τον Δία, ευθύνονται για το μεγαλύτερο μέρος της υπόλοιπης στροφορμής λόγω του συνδυασμού της μάζας, της τροχιάς και της απόστασής τους από τον Ήλιο, με πιθανώς σημαντική συμβολή από κομήτες.

Σύνθεση

Η συνολική δομή των χαρτογραφημένων περιοχών του Ηλιακού Συστήματος αποτελείται από τον Ήλιο, τέσσερις μικρότερους εσωτερικούς πλανήτες που περιβάλλονται από μια ζώνη κυρίως βραχωδών αστεροειδών και τέσσερις γιγάντιους πλανήτες που περιβάλλονται από τη ζώνη Κάιπερ, η οποία αποτελείται κυρίως από παγωμένα αντικείμενα. Οι αστρονόμοι μερικές φορές διαιρούν ανεπίσημα αυτή τη δομή σε ξεχωριστές περιοχές. Το εσωτερικό Ηλιακό Σύστημα περιλαμβάνει τους τέσσερις γήινους πλανήτες και τη ζώνη των αστεροειδών. Το εξωτερικό Ηλιακό Σύστημα βρίσκεται πέρα από τους αστεροειδείς, συμπεριλαμβανομένων των τεσσάρων γιγάντιων πλανητών. Από την ανακάλυψη της ζώνης Κάιπερ, τα εξώτατα μέρη του Ηλιακού Συστήματος θεωρούνται μια ξεχωριστή περιοχή που αποτελείται από τα αντικείμενα πέρα από τον Ποσειδώνα.

Το κύριο συστατικό του Ηλιακού Συστήματος είναι ο Ήλιος, ένα αστέρι χαμηλής μάζας που περιέχει το 99,86% της γνωστής μάζας του συστήματος και κυριαρχεί βαρυτικά σε αυτό. Τα τέσσερα μεγαλύτερα σώματα σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο, οι γιγάντιοι πλανήτες, αντιπροσωπεύουν το 99% της υπόλοιπης μάζας, με τον Δία και τον Κρόνο μαζί να αποτελούν περισσότερο από 90%. Τα υπόλοιπα αντικείμενα του Ηλιακού Συστήματος (συμπεριλαμβανομένων των τεσσάρων γήινων πλανητών, των νάνων πλανητών, των φεγγαριών, των αστεροειδών και των κομητών) μαζί αποτελούν λιγότερο από 0,002% της συνολικής μάζας του Ηλιακού Συστήματος.

Ο Ήλιος αποτελείται από περίπου 98% υδρογόνο και ήλιο, όπως και ο Δίας και ο Κρόνος. Στο Ηλιακό Σύστημα υπάρχει μια διαβάθμιση σύνθεσης, η οποία δημιουργείται από τη θερμότητα και την πίεση του φωτός από τον πρώιμο Ήλιο. Τα αντικείμενα που βρίσκονται πιο κοντά στον Ήλιο, τα οποία επηρεάζονται περισσότερο από τη θερμότητα και την πίεση του φωτός, αποτελούνται από στοιχεία με υψηλά σημεία τήξης. Τα αντικείμενα που βρίσκονται πιο μακριά από τον Ήλιο αποτελούνται κυρίως από υλικά με χαμηλότερα σημεία τήξης. Το όριο στο Ηλιακό Σύστημα πέρα από το οποίο θα μπορούσαν να συγχωνευθούν αυτές οι πτητικές ουσίες είναι γνωστό ως γραμμή παγετού και βρίσκεται περίπου πέντε φορές την απόσταση της Γης από τον Ήλιο.

Τα αντικείμενα του εσωτερικού Ηλιακού Συστήματος αποτελούνται κυρίως από βραχώδη υλικά, όπως πυριτικά άλατα, σίδηρο ή νικέλιο. Ο Δίας και ο Κρόνος αποτελούνται κυρίως από αέρια με εξαιρετικά χαμηλά σημεία τήξης και υψηλή τάση ατμών, όπως υδρογόνο, ήλιο και νέον. Οι πάγοι, όπως το νερό, το μεθάνιο, η αμμωνία, το υδρόθειο και το διοξείδιο του άνθρακα, έχουν σημεία τήξης έως και μερικές εκατοντάδες βαθμούς Κέλβιν. Μπορούν να βρεθούν ως πάγοι, υγρά ή αέρια σε διάφορα μέρη του Ηλιακού Συστήματος. Οι παγωμένες ουσίες αποτελούν την πλειονότητα των δορυφόρων των γιγάντιων πλανητών, καθώς και το μεγαλύτερο μέρος του Ουρανού και του Ποσειδώνα (οι λεγόμενοι "γίγαντες πάγου") και τα πολυάριθμα μικρά αντικείμενα που βρίσκονται πέρα από την τροχιά του Ποσειδώνα. Μαζί, τα αέρια και οι πάγοι αναφέρονται ως πτητικές ουσίες.