Szöveg méretének a Változtatása: Növelés Csökkentés

A Naprendszer felépítése

Égitestek

A Naprendszer a Napból és azon kisebb égitestekből áll, melyeket a Nap gravitációs hatása tart a pályájukon. A Nap körül keringő testek nagy része közel egy síkban kering, ezt a síkot az ekliptika síkjának nevezik. Az itt található anyag többsége a nyolc legnagyobb testben, a bolygókban koncentrálódik, bár ez a tömegmennyiség így is nagyon kicsi a Nap tömegéhez képest, mely a Naprendszer össztömegének 99,86%-át adja.

A Naphoz legközelebb keringő négy bolygó (a Merkúr, a Vénusz, a Föld és a Mars) alkotja a kőzetbolygók, más néven Föld-típusú bolygók csoportját; ezek javarészt kőzetekből és fémekből épülnek fel, felszínük szilárd. A négy külső bolygó (a Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz) gázóriások, melyeknek összetétele jelentősen eltér a kőzetbolygókétól; túlnyomóan gáz halmazállapotú, könnyebb elemek (hidrogén és hélium) alkotják őket. Átlagos sűrűségük kisebb, méretük viszont jóval nagyobb, mint a belső bolygóké. A gázbolygók mindegyike rendelkezik gyűrűrendszerrel, bár messze a legnagyobb és legismertebb a Szaturnuszé.

A Naprendszer bolygóinak jelenleg 144 ismert és elnevezett holdja van és további 23 vár megerősítésre. Ezen kis égitestek a bolygók körül keringenek, keletkezésük és összetételük igen eltérő. A holdak többségét űreszközök segítségével fedezték fel.

A Naprendszerben két olyan övezet található, melyekben a kisebb naprendszerbeli testek koncentrálódása figyelhető meg. Az egyik a Mars és a Jupiter pályája között található kisbolygóöv, melyben feltételezések szerint több millió aszteroida található, melyek mérete a 940 kilométeres Cerestől az 1 kilométernél is kisebb testekig terjed. A másik ilyen övezet a Neptunusz pályáján túl elterülő Kuiper-öv (ejtsd: kiper), mely a Naptól mintegy 30–50 csillagászati egységre (4,5–7,5 milliárd kilométerre) terül el. Ennek a jeges objektumokból álló, korong alakú régiónak a meglétét csak 1992-ben erősítették meg. A Kuiper-övet gyakran a Naprendszer végső határának tekintik.

A fenti két övezetben jelenleg öt olyan égitest ismert, melyeknek tömege elég ahhoz, hogy saját gravitációjuk hatására közel gömb alakúak legyenek, így ezek az objektumok alkotják a 2006-ban bevezetett törpebolygók csoportját (a Ceres, a Plútó, az Erisz, a Makemake és a Haumea). A bolygóktól abban térnek el, hogy pályájuk térségét nem söprik tisztára. Két évvel a törpebolygók kategóriájának bevezetése után a Nemzetközi Csillagászati Unió definiálta a plutoidák fogalmát; ezek gyakorlatilag a Plútóhoz hasonló törpebolygók, melyek pályájának fél nagytengelye nagyobb, mint a Neptunuszé.

Távolság szerinti szerkezet

A Naprendszert két elég jól elkülönülő részre osztjuk, amely osztályozás a két részben található égitestek fizikai tulajdonságai alapján történik. A belső naprendszer a kőzetbolygók birodalma, kevés égitesttel, köztük a Földdel, a külső naprendszer pedig az óriásbolygók, a rengeteg hold hazája, az üstökösök szülőhelye.

Belső Naprendszer

A Belső Naprendszer egy viszonylag kis térrész, a Naptól, mint központi égitesttől a fő aszteroidaöv külső széléig terjedő tartomány. Az itt keringő objektumok szilárd kérge megőrizte a Naprendszer történetének kezdeti idejének folyamatait, így tanulmányozásukkal sikerült modellezni a keletkezéstörténet állomásait, a rendszer evolúcióját. A belső naprendszer meghatározó égitestei a négy kőzetbolygó és azok három holdja, ezeken kívül csak a változatos pályákon keringő aszteroidák találhatók meg itt.

Külső Naprendszer

A Külső Naprendszer a gázbolygók és az üstökösök birodalma. Itt is négy bolygó a meghatározó égitesttípus, amelyek azonban összehasonlíthatatlanul nagyobbak, mint a kőzetbolygók és összehasonlíthatatlanul nagyobb hatással vannak a naprendszerbeli kisebb égitestekre, mint a belső naprendszer bolygói. A gázóriások körül tucatjával keringenek a holdak – általában befogott aszteroidák – megmutatva, hogy a Naprendszer még kijjebb eső részei felől milyen sok égitest érkezik, illetve hogyan óvják meg a nagybolygók a belső naprendszert a kozmikus bombázástól. A nagybolygókon kívül már csak a Naprendszer keletkezésekor megmaradt anyag található anyagtól ritkább, vagy sűrűbb övezetekben.

Néhány égitest

A Nap

A Nap a Naprendszer központi csillaga, a Földhöz legközelebb eső csillag, körülötte kering a Naprendszer minden objektuma, az egész rendszer meghatározó eleme. Bolygónktól átlagosan 149 600 000 kilométer távolságra van (ezt a távolságát nevezik csillagászati egységnek), tömege a Földének 332 900-szorosa, ami a Naprendszer teljes tömegének 99,86%-át teszi ki. Anyagának 73,5%-a hidrogén, 24,85%-a hélium, a többi közel 2% anyag pedig más nehezebb anyagból tevődik össze. Csillagunk belsejében magfúzió zajlik, amelyben a hidrogén héliummá alakul és rengeteg energia szabadul fel.

A Nap hat régióból áll: a magból, a sugárzási zónából, a konvekciós zónából, a fotoszférának nevezett látható felszínből, a kromoszférából és a legkülső rétegből, a koronából. A mag hőmérséklete körülbelül 15 millió fok, ami elegendő a termonukleáris reakció fenntartásához. A Földre érkező hő és fény gyakorlatilag a magban termelődik. A sugárzási zónán át 170 000 évig tart, mire az energia a magból a konvekciós zónába jut, ekkorra a hőmérséklete 2 millió fokra csökken. A Nap felszíne nagyjából 5500 fokos. Csillagunk alakja nem gömb, hanem ellipszoid, a saját tengelye körüli forgás miatt az egyenlítői átmérője 1 millió kilométerrel nagyobb, mint a poláris átmérője. Saját tengelye körüli forgási periódusa 25 nap 9 óra 7 perc 13 másodperc.

Föld, és föld típúsú bolygók

Föld-típusú bolygók (vagy kőzetbolygók) gyűjtőnéven a Naprendszerben a négy belső bolygót, a Merkúrt, a Vénuszt, a Földet és a Marsot értjük. Fizikai tulajdonságok szerint ehhez a típushoz sorolható még a Hold és a fő aszteroida-övben keringő Ceres törpebolygó is, sőt a Jupiter két holdja, az Europé és az Io is, mégsem tévesztendők össze az előzőekben említett bolygókkal, mivel utóbbiak nem viselhetik a „bolygó” elnevezést.[43] Ezek a bolygók alapvetően szilikátokból felépülő égitestek, eltérően a külső Naprendszer gázóriásaitól. Mindegyik a korai Naprendszer bolygócsíráinak ütközéses összeállásából született, és mindegyik bolygótestnél megfigyelhető a – főként a keletkezéskori hő miatti olvadt állapotban végbement – mélységi differenciálódás, a kémiai összetétel szerinti belső héjakra osztódás. A szilárd felszín, mint fő jellemző miatt csak ezeken a bolygókon értelmezhető a domborzat (az egyik fő megfigyelési téma), a síkságok, hegyek, kanyonok, folyómedrek, kráterek rendszere. A négy közül három kőzetbolygónak van légköre, ezek mindegyike másodlagos légkörnek számít (a bolygótesteken kialakult vulkánokból a felszínre törő gázokból, becsapódott üstökösökből kiszabaduló illékony anyagokból jöttek létre), szemben a gázbolygók elsődleges légkörével, amelyek az ősi molekulafelhő gázanyagának összeállásából keletkeztek. A Mars pályája által bezárt területet – ahol a kőzetbolygók keringenek – szokás belső naprendszernek is nevezni. Ebben a zónában jelölhető ki az ún. lakható övezet, ahol a szén alapú élet fennmaradásához szükséges körülmények uralkodnak.

A Merkúr megközelítése közben készült Mariner–10 fotó, 1974-ből
A Merkúr megközelítése közben készült Mariner–10 fotó, 1974-ből

A Merkúr a Naprendszernek a Naphoz legközelebb keringő, és a Plútó törpebolygóvá minősítése óta legkisebb bolygója. Átmérője a Földének 40%-át sem éri el, így néhány, az óriásbolygók körül keringő hold is nagyobb nála, tömege a Föld tömegének 5,5%-át teszi ki. Elliptikus pályájának perihéliuma (napközelpontja) 46 millió km, aphéliuma közel 70 millió km, ezzel a legexcentrikusabb pályát tudhatja magáénak az összes bolygó között. Átlagos naptávolsága 0,39 CsE, egy Nap körüli fordulatot 88 földi nap alatt tesz meg, sebessége a bolygók közül a leggyorsabb, majdnem 50 km/s. A Merkúr pályája nem pontosan a Nap egyenlítői síkjába esik, attól 7°-kal elhajlik, ezért a bolygó áthaladása a napkorong előtt ritka természeti jelenség, évszázadonként csak 13 alkalommal figyelhető meg. Korábban feltételezték, hogy a bolygónak mindig ugyanaz az oldala néz a Nap felé, de 1965-ben kimutatták, hogy minden két keringés alatt háromszor megfordul a tengelye körül.

A népnyelvben Esthajnalcsillagnak nevezett Vénusz a Naptól számított második bolygó. Tömege, összetétele és mérete a Földéhez hasonló, emiatt sokszor nevezik bolygónk ikertestvérének. Pályája nem sokban tér el a körtől, perihéliuma 107,5, aphéliuma 109 millió km, ebből adódóan átlagos naptávolsága 108,2 millió kilométer (0,72 CsE), ezzel a Földhöz legközelebbi bolygó. Egy vénuszi év 224,65 földi napig tart. A bolygó saját tengelye körül 243 nap alatt tesz meg egy fordulatot, ráadásul retrográd irányban, a többi bolygóhoz képest ellentétes forgással. A rendkívül lassú, ellentétes forgás valószínűleg egy kozmikus ütközés eredménye, amely „feje tetejére állította” a bolygót. A tengelyferdeség 177,1°-ra adódik (azaz fejjel lefelé áll a bolygó, így látszólag ellentétes a forgása). A Merkúrénál jóval ritkábban, de a Vénusznál is megfigyelhető a Nap előtti átvonulás jelensége. 120 évenként egy páros

A Vénusz
A Vénusz

A Föld a Naptól számított harmadik bolygó, a Naprendszer ötödik legnagyobb bolygója, mind átmérőjét, mind tömegét, mind sűrűségét tekintve, valamint méreteit illetően a legnagyobb kőzetbolygónak is számít, bár átmérője csak 644 kilométerrel, tömege is csupán 25%-kal nagyobb, mint a Vénuszé. Keringési adatai sok tekintetben mérési etalonnak számítanak: 1 nap megegyezik a bolygó egy saját tengelye körüli fordulattal; 1 év – némi korrekcióval – megegyezik egy Nap körül megtett fordulattal; 1 csillagászati egység megegyezik a bolygó átlagos naptávolságával. Nap körüli pályája közel kör alakú, perihéliuma 147, aphéliuma 152 millió kilométer, pontos keringési ideje 365,24 nap. A Föld forgástengelye megdőlt, 23,4 fokot zár be az ekliptika síkjával, ez a jelenség az évszakok kialakulásának okozója.

A Föld az Apollo–17-ről nézve
A Föld az Apollo–17-ről nézve

A Mars a Naprendszer negyedik bolygója, a Naptól legtávolabb keringő kőzetbolygó. Méretét tekintve feleakkora átmérőjű, mint a Föld, és kisebb sűrűsége miatt annak tömegének mindössze 11%-át képviseli, a teljes felülete is kisebb területű, mint a földi szárazföldek összesített területe. Ellipszis pályája elnyújtottabb, mint a Földé – bolygónk pályájának napközel- és naptávolpontja között 5 millió kilométer a különbség – a Mars esetében 42 millió kilométer a különbség a pálya Naptól legtávolabbi és legközelebbi pontja között, az átlagos távolság pedig 230 millió kilométer (1,5 CsE). A Naprendszerben csak a Merkúr pályájának nagyobb az excentricitása. A bolygó saját tengely körüli forgása, a marsi nap, azaz 1 sol hossza nagyon hasonló a Földéhez: 24 óra 39 perc 35 másodperc. A Mars tengelye a Földéhez hasonló dőlést mutat, 25,19°-ot zár be az ekliptika síkjával, emiatt a bolygó időjárásában ugyanúgy évszakok alakultak ki, mint bolygónkon.