Układ słoneczny i planetarny

Gdy spojrzymy w niebo nie zastanawiając się, jakie siły poruszają ciałami niebieskimi może się nam wydawać, że Ziemia jest okrążana przez Słońce. Rzeczywistość przedstawia się jednak całkowicie odwrotnie - Ziemia tworząc z ośmioma pozostałymi planetami jeden zwarty układ, wykonuje ruch obiegowy wokół Słońca - takie oprawa rządzą naszym Układem Słonecznym. Centralny punkt układu to Słońca, będące głównym założeniem teorii heliocentrycznej, która w 1543 roku została opracowana przez polskiego astronoma Mikołaja Kopernika. Teoria ta doprowadziła do obalenia uznawanej wcześniej przez badaczy i naukowców teorii geocentrycznej, na prawach której to Ziemia jest centralnym punktem całego wszechświata.

Planety okrążają Słońce z różną prędkością i na różnych orbitach kołowych. Najbliżej Słońca krąży Merkury. Dalsze orbity od Słońca zajmują: Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun i Pluton.

Merkury, Wenus, Ziemia i Mars położone są dość blisko powierzchni Słońca, są niewielkich rozmiarów, a budulcem ich powierzchni są skały. Rozmiary i budowa tych planet zbytnio nie różnią się od powyższych parametrów Ziemi. Dlatego często obserwatorzy i astronomowie zwą je planetami ziemskimi. Pozostałe 4 planety, znajdujące się w oddaleniu od Słońca, są nazywane planetami olbrzymami a ich powierzchnia tworzona jest przez gazy. Wyjątkiem jest Pluton, który dzięki parametrów rozmiarów podobny jest do wszystkich planet typu ziemskiego. Planety typy ziemskiego okrążane są razem jedynie przez trzy naturalne satelity - księżyce, zaś planety gazowe posiadają ich w sumie około 60.

Dystans pomiędzy planetami Marsem a Jowiszem jest dość duży, dlatego też przez dłuższy okres naukowcy podejrzewali istnienie na tym odcinku długości jeszcze jakiejś niezidentyfikowanej planety. Badania wykazały istnienie na tejże przestrzeni około 2 500 niewielkich rozmiarów ciał niebieskich, nazwanych planetoidami lub asteroidami. Najnowsze poglądy głoszą pochodzenie tych planetoid z pierwotnego tworzywa, z jakiego przed miliardami lat tworzyły się planety. Największą planetoidą jest Ceres, posiadająca wymiary średnicy o długości 1 000 kilometrów. Jednakże większa liczba tych okruchów skalnych posiada średnicę jedynie (jak na wielkość wszechświata) kilku kilometrów. Asteroidy okrążają Słońce w strefie szerokiego pasa położonego pomiędzy orbitami planet Marsa i Jowisza. Pewna ilość odruchów skalnych może jednakże przedrzeć się daleko poza wspólny pas i dostać się na bliższą odległość do Ziemi.

Asteroidy o niewielkich rozmiarach są położone zbyt daleko, by były możliwe do zauważenia przez przeciętnego obserwatora bez specjalistycznego sprzętu. W pewnych okresach w roku na nieboskłonie zauważyć można natomiast komety emitujące jasne światło, które również uważa się jako pozostałości po pierwotnym tworzywie planetarnym. Kometę tworzą okruchy skalne zespolone wodnym lodem, zamarzniętym amoniakiem i metanem. W czasie swej długiej egzystencji komety znajdują się w niewidocznych dla ludzi, odległych strefach naszego Układu Słonecznego. W czasie, gdy kometa zbliża się do powierzchni Słońca na dostateczną odległość, rozpoczyna świecić. W wyniku wysokiej wartości temperatury, zamrożone gazy ulegają odparowaniu, wyzwalając kłęby pyłów, które swa powierzchnia powodują odbicie światła słonecznego i tym sposobem stają się widocznymi gołym okiem na nieboskłonie. Ciśnienie wywołane wiatrem słonecznym, a więc strumieniem cząsteczek wydzielanych przez Słońce, rozwiewa kłęby gazów i pyłów, kształtując za głowa komety efektownie wyglądający świetlisty ogon, nazwany przez badaczy i naukowców warkoczem komety.

Niemalże każdego dnia człowiek zdolny jest do obserwacji spadających gwiazd, a w rzeczywistości meteorów. Widzialny na nieboskłonie krótki błysk jest efektem spalenia przy przejściu przez atmosferę ziemską licznych okruchów skalnych - meteoroidów. Często ma miejsce sytuacja, w której do atmosfery przedostają się ciała większych rozmiarów, które - nie ulegając zniszczeniu w wyniku wysokiej temperatury i siły tarcia - uderzają w powierzchnię ziemi. Nazywane są one meteorytami. Największe z nich po swoim upadku zaznaczyły swój pobyt na powierzchni naszej planety poprzez pozostawienie trwałych śladów pod postacią olbrzymich kraterów. Co roku w atmosferę ziemską przedostaje się prawie milion ton drobnych materiałów o pochodzeniu kosmicznym i docierają one do ziemi w postaci prawie niezmienionej.

Między gwiazdami w naszej galaktyce mieszczą się olbrzymie chmury gazu i pyłu - w rzeczywistości będące mgławicami. Przypuszczalnie z właśnie takiej mgławicy ponad 5 miliardów lat temu wytworzył się nasz Układ Słoneczny. Prawdopodobna przyczyna powstania Układy Słonecznego to zagęszczenie się materii w wyniku działania siły grawitacji. Mgławica kurcząc się została wprawiona w ruch wirowy wokoło własnej osi i po upływie pewnego czasu przyjęła kształt dysku, a większa ilość materii uległa skoncentrowaniu w jego centralnej części. Kurczenie ciągle wzrastało w siłę. Centralna część "dysku" przemieniła się w coraz bardziej gęste jądro. W momencie osiągnięcia przez to jądro temperatury dziesiątków milionów stopni zapoczątkował się proces syntezy termojądrowej i tworzenia nowej gwiazdy - Słońca.

W tym samym czasie z chmury pyłowej i gazowej wokoło jądra kształtowały się planety. Najpierw były one wielokrotnie większe od rozmiarów współczesnych planet. W wyniku wymiatania przez promienie słoneczne pozbawiono je obszernych otok gazowych, złożonych głównie z najlżejszych gazów (wodoru, helu), w których skupiała się większa część masy wszystkich późniejszych planet. W dalszej odległości od Słońca, gdzie panowały warunki znacznie niższej temperatury, wykształciły się większych rozmiarów planety, otoczone miąższą warstwą gazów - Jowisz, Saturn, Uran i Neptun.

Ukształtowanie się Układu Słonecznego nie było ewenementem. Wszechświat jest bezustannie środowiskiem kształtowania się nowych gwiazd i ich układów. Astronomowie są zdania, że znaczna ilość gwiazd otoczona jest własnymi układami planetarnymi. Badania w podczerwieni wysunęły wnioski, że wokół jasnej gwiazdy Vega mieści się znacznej miąższości pas materii międzygwiezdnej, która najprawdopodobniej tworzy jej układ planetarny.

O ile ta teoria nie mija się z prawdą, o tyle we wszechświecie jest bardzo wiele różnorodnych i dotąd niezbadanych układów planetarnych. Przy użyciu niewyobrażalnie wielkich liczb do opisywania wszechświata, staje się coraz bardziej prawdopodobnym istnienie wielu nieznanych nam do tej pory ciał niebieskich o podobnym charakterze jak Ziemia - a na nich prawdopodobnie może rozwijać się życie.