Układ Słoneczny

Ziemia otoczona jest powietrzem, ale wraz ze wznoszeniem się wyżej w przestrzeń nad jest ono coraz rzadsze. Tam w tej prawie pustej przestrzeni, mieści się Słońce, wokoło którego krążą planety wraz z księżycami, oraz pozostałe gwiazdy tworząc przestrzeń kosmiczną. Jej badania nie są łatwą sprawą, jest to wręcz kształtowane przez fizyczne możliwości człowieka w pokonywaniu znacznych odległości. Przez setki tysięcy lat Ziemia traktowana była jako środek wszechświata, okrążany przez liczne planety. Sądzono wtedy, że Ziemia ma kształt dysku i podczas żeglowania po linii horyzontu nieopatrznie można zsunąć z jej krawędzi. Według greckiego astronoma Ptolemeusza jest to system geocentryczny - Ziemia stanowi środek, okrążany przez pozostałe planety będące ciałami niebieskimi.

Przekonanie to panowało aż do czasów badań polskiego astronoma Mikołaja Kopernika, który w 1543 roku zaprezentował teorię heliocentryczną - nie Ziemia a Słońce stanowi centrum wszechświata. Ten wniosek wysnuł z błędnych analiz Ptolemeusza dotyczących niewyjaśnionego ruchu planet. Jego teoria również głosiła, że wszystkie pozostałe planety okrążają Słońce po orbitach w kształcie kół. Jest to kopernikowska teoria heliocentryczna.

Jednakże jego teoria nie spotkała się z akceptacją władz kościelnych, dlatego wstrzymano publikacje jego dzieła pt. " O obrotach ciał niebieskich" aż do 1543 roku, w którym zmarł Kopernik.

Oto prawa, rządzące w naszym Układzie Słonecznym. Słońce okrążane jest przez rodzinę planet, niektóre z nich wyposażone są we własne księżyce, pozostałe mniejsze obiekty, w postaci komet i strumieni meteorytów są same satelitami i osobnymi ciałami niebieskimi. Wszystkie one wraz ze Słońcem i planetami wchodzą w skład naszego Układu Słonecznego, posiadającego średnice około 12 mld km. Planety są ciałami niebieskimi, świecącymi światłem odbitym od Słońca ale same nie emitują własnego promieniowania świetlnego - odmiennie do gwiazd. Największymi, pomijając Słońce, obiektami w naszym Układzie Słonecznym są planety: Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun i Pluton. Wszystkie, z wyjątkiem Merkurego i Wenus, wyposażone są w przynajmniej jeden księżyc. W naszym Układzie Słonecznym jest około 50 księżyców, okrążających planetu. Dodatkowo w składzie naszego Układu Słonecznego możemy wyróżnić tysiące asteroidów, setki komet wraz ze strumieniami pyłowymi i skalnymi. Astronomowie są zdania, iż tworzą je pozostałości z prahistorii około 5 mld lat temu, gdy kształtowało się Słońce. Układ Słoneczny wiązany jest potężnymi siłami przyciągania słonecznego.

Planety poruszają się po drogach, które wyznaczają im orbity. Orbity utrzymują swój kształt dzięki siłom wzajemnego przyciągania. Orbity planetarne krążących wokół Słońca planet nie tworzą idealnych okręgów, ale spłaszczone owale, zwane elipsami. Żadna z nich nie posiada innego kąta nachylenia, stąd nasz Układ Słoneczny przypomina kształtem płaski dysk. Odchylony od tej reguły jest jedynie Pluton, który posiada w określonym czasie własną orbitę w obrębie orbity sąsiedniego Neptuna o nachyleniu 17°. Wraz z oddaleniem od powierzchni Słońca wydłuża się czas obiegu planety wokół centralnej gwiazdy.

SŁOŃCE to zwykła gwiazda. Emituje ono energię pod postacią światła i promieniowania cieplnego. To właśnie warunkuje życia na ziemi. Słońce daje energie również powierzchni Księżyca, pozostałym planetom i ich satelitom, kometom i wszystkiemu, co należy do naszego Układu Słonecznego. Słońce to wielka kula rozżarzonych gazów, położona w odległości około 150 mln km. Wielkość średnicy przewyższa około 109 razy średnicę ziemską, a mogłoby zamknąć w środku około milion kul ziemskich. Powierzchnia Słońca rozżarzona jest to temperatury około 6000°C, a wnętrze rozpalone jest do około 16 mln °C. Wewnątrz jądra Słońca ma miejsce przemiana termojądrowa, dostarczający przeogromnych ilości energii pod postacią promieniowania cieplnego i świetlnego. Tak właśnie tłumaczymy zjawisko świecenia Słońca. Słońce jest emitorem również promieniowania rentgenowskiego i ultrafioletowego, szkodliwego dla organizm ludzkiego. Większa jego część ulega pochłonięciu, jednakże pewna jego część kończy swój bieg na powierzchni Ziemi. Słońce nie ulega całkowitemu spaleniu, ale jedynie utracie części swej masy. Pozostała jego część jest jednak jeszcze tak olbrzymia, że wystarczy jeszcze na bardzo długo okres czasu.

Słońce jest w pewnych okresach czasu upstrzone ciemnymi plamami na jego powierzchni. Są to plamy słoneczne i jedynie zdają się być ciemno zabarwionymi miejscami, a to jest spowodowane niższą temperaturą od otaczającego je obszaru. Plamy słoneczne występują przeważnie pod postacią skupisk i stąd trwają od kilku godzin do nawet kilkunastu miesięcy. Nie są one w spoczynku a ustawicznie się przemieszczają na powierzchni tarczy słonecznej. Jest to wynikiem obrotu Słońca wokoło własnej osi, trwającego niespełna miesiąc. Często na powierzchni Słońca zauważalne są ogromne chmury rozpalonych gazów, nazywane protuberancjami. Na powierzchni Słońca dochodzi do ogromnych eksplozji - rozbłysków elektrycznych. Stanowią one źródło elektrycznie obdarzonych cząstek, które znaleźć się mogą w atmosferze ziemskiej już po upływie około dwóch dni, wpływając na występowanie zorzy polarnej i występowanie zjawiska burz magnetycznych powodujących zakłócenia radiowe.

Podstawowe wiadomości dotyczące Słońca :

• Oddalone od powierzchni Ziemi - 149,6 mln km.
• średnica równikowa Słońca - 1 392 000 km.
• czas pełnego obrotu - 27 1/4 dnia .
• masa stanowi około 332 946 mas ziemskich
• objętość - 1 303 946 objętości ziemskich
• wartość temperatury na powierzchni - 6000° C
• wartość temperatury wnętrza - 16 mln °C

ZIEMIA - to jedna z 9 planet okrążających Słońce w naszym Układzie Słonecznym. Ma ona charakter dość unikatowy. Otoczona jest atmosfera złożoną z powietrza, a to warunkuje istnienie form życia organicznego na jej powierzchni. Około 3/4 powierzchni Ziemi pokryte jest przez powierzchnie oceanów. We wnętrzu ziemi zachodzą aktywne procesy i przemiany. W wyniku ruchów skorupy ziemskiej i wulkanizmowi dochodzi do powstawania masywów górskich, powierzchnia Ziemi zaś kształtowana jest oddziaływaniem wiatrów i deszczy.

Ziemia okrąża Słońce po drodze na orbicie. Zajmuje jej to około 365 i 1/4 dnia. Stąd długość kalendarza ziemskiego - 365 dni. Każdy rok pozostawia jeszcze ćwierć dnia. Dlatego w odstępach co cztery lata dostawiany jest w lutym jeszcze jeden dodatkowy dzień. Miesiąc ten trwa nie 28 a 29 dni. Taki rok - 366 dniowy to rok przestępny. Orbita Ziemi nie ma kształtu idealnego koła. W wyniku ruchu Ziemi po elipsie wokoło Słońca występuje zmienność pór roku, a ruch wirowy Ziemi warunkuje występowanie dnia i nocy - zajmuje on około 24 godzin. Na wszystkich planetach występuje zmienność pór roku i okresów pełnego obiegu wokoło planety. Czas ten nazywany jest rokiem. Rok w przypadku Merkurego trwa 88 dni, a Plutona - planety, położonej najdalej od Słońca - około 248 lat Ziemskim.

Podstawowe wiadomości o Ziemi:

• wiek Ziemi około 4,7 mln lat.
• Ziemia nie posiada idealnie kulistego kształtu. Długość obwodu równikowego - 40 077 km, a biegunowego - 40 009 km.
• Równik dokonuje podziału Ziemi na dwie półkule: północną i południową.
• odległość Ziemi od Słońca - 150 mln km.
• Masa Ziemi - 5,974 x 1024 kg.

KSIĘŻYC - to naturalny satelita ziemski. Budują go skały jak w przypadku niewielkiej planety. Obieg Ziemi zajmuje mu rok, widoczna jest wtedy jedna i ta sama strona powierzchni Księżyca. Tak samo jak Ziemia Księżyc obiega Słońce. Księżyc posiada dziennie jeden wschód i zachód, co generowane jest obrotem Ziemi wokoło własnej osi. Pełny obieg Ziemi przez Księżyc zajmuje mu 4 tygodnie. Księżyc nie posada około powierzchniowej atmosfery - stad złudzenie nieba powyżej Księżyca jako barwy czarnej. W dzień temperatura na Księżycu jest bardzo wysoka, w nocy zaś bardzo niska.

Powierzchnia Księżyca upstrzona jest jasnymi i ciemnymi plamami. Jasnymi są kratery ukształtowane przez lądujące na jego powierzchnia meteoryty. Ich rozmiary sięgają średnicy nawet średnicę 160 km bądź 250 km. Ciemnymi obszarami są pustynie i płaskie równiny noszące nazwę " mórz". Tworzy je lawa wydobywająca się z wulkanów i rozlewająca się po Księżycu. Księżyc nie posiada wody w stanie płynnym, ale paradoksalnie są tam "morza". Przykładem jest Morze Spokoju. Tu w 1969 r, podczas amerykańskiej wyprawy Apollo II, odcisnęła się pierwsza ludzka stopa.

Księżyc nie jest emitorem promieniowania świetlnego. Świeci zaś dzięki odbiciu niewielkiej ilości światła słonecznego, padającego na jego powierzchnię. Oświetla tylko półkulę północną Księżyca, zwróconą tarczą do Słońca. W czasie obiegu Księżyca wokoło Ziemi, dochodzi do zmian jego faz - począwszy od tzw.: nowiu do pełni aż do następnego zaniku. Zajmuje to około 29,5 dnia i po zakończeniu rozpoczyna się od nowa. Siła przyciągania na księżycowej powierzchnia jest 6-cio krotnie mniejsze aniżeli przyciąganie ziemskie.

Podstawowe wiadomości o Księżycu :

• średnia odległość od Ziemi - 384 401 km
• średnica na równiku - 3477,8 km
• masa to około 1/81 masy Ziemi
• przyciąganie na powierzchni - 0,165 przyciągania ziemskiego
• okres między dwoma pełniami - 29 dni 12 h 43 min
• wartość temperatury na powierzchni - od maksymalnej 120°C za dnia do - 153°C nocą.

MERKURY- to planeta położona najbliżej Słońca. Jest prawie niewidoczna z powierzchni Ziemi, gdyż krąży bardzo blisko tarczy słonecznej. Jest to mała, skalista planeta, posiadająca średnicę około 4 900 km, oddalona od powierzchnia Słońca o 58 mln km. Obieg wokół Słońca trwa 88 dni a jej ruch wirowy odbywa się w czasie 59 dni. Na powierzchni odsłonecznej wartość temperatury dochodzi do 400°C, ale nocą zmniejsza się drastycznie do - 170°C, jest to spowodowane brakiem atmosfery utrzymującej ciepło. Merkury pozbawiony jest zasobów wody stąd tez niczyja tam żadne organizmy żywe.

WENUS - jest kolejną planetą, okrążającą Słońce. Stanowi najjaśniejszą i najbliższą Ziemi planetą. Ni4e stanowi jednak gościnnej planet, mimo swej urody. Otaczają ją obłoki trujących gazów, odbijając promieniowanie świetlne Słońca. Wenus zbudowana jest ze skał, leży w odległości około 108 mln km od powierzchni Słońca. Długość średnicy planety wynosi 12 100 km. Otoczona jest gęstą atmosferą, zbudowaną z dwutlenku węgla, jest zdolna do absorpcji ciepła i tworzenia gęstych chmur. Wartość temperatury powierzchniowej planety dochodzi do 500°C, stąd Wenus nazywana jest również najgorętszą planetą naszego Układu Słonecznego. Otaczają ją gęste chmury, mimo to nie przeszkodziło to w sporządzeniu map powierzchni planety. Planeta pokryta jest łańcuchami górskimi, rozległymi równinami i ogromnymi kraterami. Prawdopodobnie na jej planecie istnieją jeszcze czynne wulkany.

MARS - planeta posiadająca barwę czerwoną. Starożytni nadali tej planecie imię boga wojny, ponieważ jej kolor przypomina barwę krwi. Jest to niewielkich rozmiarów skalna planeta, posiadająca średnice około 6 800 km, a okrąża Słońce w odległości 229 mln km. Powierzchnia planety pokryta jest pustyniami, skalistymi krajobrazami, zanurzonymi w pomarańczowoczerwonym pyle. Występowanie znacznej ilości kraterów jak również rozległych wygasłych wulkanów świadczy o przeszłej aktywności wulkanicznej tego obszaru. Mars pozbawiony jest powierzchni wodnych, a otaczająca ją warstwa atmosfery zbudowana głównie z dwutlenku węgla posiada niewielką miąższość. Na podobieństwo do Ziemi, Marsie posiada zjawisko zmienności pór roku. W czasie trwania roku marsjańskiego, w czasie zimy na biegunach tworzą się czapy lodowe, składające się ze zmrożonego dwutlenku węgla, w czasie zaś lata ulegają one topnieniu. Mars strzeżony jest przez dwa naturalne satelity - księżyce: PHOBOS i DEIMOS - widoczne z powierzchni Ziemi jedynie za pomocą dużych teleskopów. Mars jest pozbawiony jakichkolwiek form życia organicznego.

JOWISZ - to gigant w naszym Układzie Słonecznym, oddalonym od Słońca o 778 mln km. Jego średnica ma długość około 142 800 km. Jowisz wiruje w czasie krótszym niż 10 godzin. Jego powierzchnia przykryta jest warstwą chmur, ale nie skrywa skalnej powierzchnia - ale powierzchnię gazową, zbudowaną zwłaszcza z wodoru. W przeciwieństwie bowiem do innych planet skalnych, Jowisz jest olbrzymią kulą gazu, przede wszystkim wodoru. Wokół Jowisza znajduje się aż 16 księżyców. Położenie powyższych ciał niebieskich ulega dziennym zmianom, a jest to uwarunkowane indywidualnym rytmom ich ruchu. Najbardziej niezwykły księżyc Jowisza to Io. Jest on pokryty czynnymi wulkanami, z wydobywająca się z nich siarką, stąd jego powierzchnia ma barwę żółto - pomarańczowo - czerwoną. Powierzchnia innego Księżyca tej planety - Callisto - posiada liczne kratery powulkaniczne, zaś kratery na Ganimedesie mają największą głębokość. Gładka lądowa powierzchnia Europy poprzecinana jest rozgałęzionym układem tajemniczych linii.

SATURN - planeta ta stanowi gazową kulę, posiadającą średnicę 120 000 km - jest to planeta przypominająca Jowisza. Swą indywidualność zawdzięcza przede wszystkim wątłym pasmom chmur burzowych oraz najsłynniejszym pierścieniom wszechświata, zbudowanych z milionów drobinek lodowych. Saturn krąży wokół Słońca po torze orbitalnym, znajdującym się w odległości ponad 1 427 mln km. Pełny obieg wokół Słońca zajmuje planecie około 29 lat. Jego tajemnicze pierścienie leżą pod pewnym katem do płaszczyzny orbity, stąd możemy je oglądać pod różnymi kątami w różnych odstępach czasu. Saturn strzeżony jest przez około 21 księżyców - około, ponieważ naukowcy spodziewają się odkryć ich jeszcze więcej w przyszłości. Największym księżycem jest Tytan - otoczony własną atmosferą.

URAN - stanowi również jak poprzednicy gazową planetę, o wymiarach około 4 razy większych od wymiarów Ziemi. Otoczony jest również pierścieniami, ale nie są one tak widoczne jak pierścienie poprzednika. Wokoło Urana krąży 15 księżyców, ale jedynie pięć największych możemy zobaczyć z powierzchni Ziemi. Rok Urana trwa bardzo długo - bo aż 84 lat na Ziemi. Oś planety nachylona jest do powierzchni orbity pod kątem 98°, dlatego stwarza ona złudzenie, jakby leżała na boku. W czasie ruchu planety po orbicie nie tylko boki, ale również bieguny z równikiem ustawione są powierzchnią do Słońca. Dlatego zdarza się, że na biegunach planety wartość temperatury jest większa aniżeli w tym samym czasie na równiku.

NEPTUN - to najbardziej odległa planeta gazowa. Między nią a poprzednia planeta anoduje się licząca miliony kilometrów odległość, dlatego rok trwa 165 lat ziemskich. Neptun posiada jednego naturalnego satelitę - Trytona, o rozmiarach podobnych co rozmiary Ziemi oraz 7 innych, których liczba nie jest jeszcze liczbą ostateczną.

PLUTON - to prawdziwie (jak na razie) zewnętrzna planeta w naszym Układzie Słonecznym. Posiada niewielkie rozmiary, jest słabo widoczna i jeszcze nie do końca zbadana. Posiada zlodowaciałą powierzchnię a przypomina tym samym ziemski Księżyc. Ma swojego własnego satelitę - Księżyc Charon. Pluton obiega Słońce w czasie 248 lat, po promieniu orbity od 7 400 mln do 4 400 mln km. Na tak dalekiej odległości notuje się deficyt ciepła słonecznego, dlatego wartość temperatury na jego powierzchni spada do -230°C.

Możliwe, że Pluton nie jest ostatnią planeta w naszym Układzie Słonecznym. Być może kryją się tam jeszcze inne ciała niebieskie, dotąd jeszcze nie odkryte i niezbadane.

Przestrzeń pomiędzy Marsem a Jowiszem kryje tysiące niewielkich rozmiarów obiektów, zbudowanych ze skał. Te ciała zwane są planetoidami - asteroidami - planetkami. Największą z nich jest planetoida Ceres, której obecność odkryto w 1801 roku. Jej średnica ma długość 940 km. Prawie wszystkie planetoidy mają kształt nieregularny. W odległych czasach naukowcy wysnuli wniosek, że planetoidy to pozostałości rozbitej przed wiekami planety, ale najbardziej prawdopodobną teoria jest ta, która głosi pochodzenie planetoid z czasu kształtowania się pierwotnego Układu Słonecznego.

Układ Słoneczny wypełniony jest również swoistymi ciałami niebieskimi, zwanymi kometami. Posiadają one niewielkie rozmiary, ale są widoczne z powierzchni Ziemi, zwłaszcza w czasie ruchu w pobliży powierzchni Słońca. Budują je woda, lód i pył. W czasie drogi w pobliżu Słońca, lód ulega stopieniu, zaś kłęby gazów i pyłów zostają uwolnione, budując wokoło tego ciała niebieskiego obłok gazowo - pyłowy. Wtedy od czołowej części komety rozpryskuje się rozproszony pył wraz z gazem, przybierając postać warkocza komety. Kometa nabiera coraz większej jasności aż do punkty kulminacyjnego, potem ciemnieje aż do pełnego zaniku. Większość komet widoczna jest jedynie jednorazowo.

W czasie drogi komety w pobliżu Słońca, rozsiewany jest pył, rozprzestrzeniający się na torze jej drogi. Może być on przechwycony przez ziemskie pole grawitacyjne, ulegając w niej całkowitemu bądź częściowemu spaleniu. Wtedy na niebie widzimy meteor - w postaci jasnej smugi świetlnej. Ludzie nazywają je mylnie często spadającymi gwiazdami, a przecież nie są one prawdziwymi gwiazdami. Część z nich jest na tyle duża, że nie jest zdolna do całkowitej destrukcji w atmosferze. Pewne części tej materii są tak znacznych rozmiarów, że nie zdołają w pełni spłonąć przechodząc przez atmosferę ziemską i osiągają powierzchnię Ziemi. Spadając żłobią kratery, podobne do księżycowych.