SLUNEČNÍ SOUSTAVA

Jagga Viggo

zima 2021

OBSAH

1. Úvod
2. Slunce
3. Planety

3.1 Merkur

3.2 Venuše

3.3 Země

3.4 Mars

3.5 Jupiter

3.6 Saturn

3.7 Uran

3.8 Neptun

3.9 Trpasličí planety

4. Planetky
5. Měsíce
6. Komety
7. Závěr

1. Úvod

Jak název napovídá, cílem této práce je seznámit kouzelnickou i mudlovskou veřejnost s naším solárním systémem.

Vesmír je nekonečný prostor plný galaxií a hvězdokup. Součástí jedné Galaxie, ve které je přes 200 milionů hvězd, je i ta naše, která vévodí své planetární soustavě. Jmenuje se Slunce, odtud tedy sluneční soustava.

Kromě Slunce najdeme ve sluneční soustavě množství dalších těles různých velikostí i složení. Planety, planetky, měsíce, komety, mezihvězdný prach. Nebyly tu vždy, vznikaly postupným srážením z prachového disku, který se vytvořil kolem zrozeného Slunce.

2. Slunce

Slunce, náš zdroj světla a tepla a vlastně života vůbec. Zaujímá zhruba 99,87% z celkové hmotnosti celé sluneční soustavy.

Není ani malé, ani velké. Jedná se hvězdu střední velikosti a je středem našeho solárního systému. Je hvězdou hlavní posloupnosti, tzn., že v jejím jádru probíhá přeměna vodíku na helium. Touto reakcí se sloučí čtyři jádra vodíku v jedno jádro helia. Výsledkem je uvolnění energie, která ohřívá povrch Slunce a ono tak může svítit. Každou vteřinu projdou proměnou 4 miliony tun hmoty.

Jako všechny hvězdy i Slunce vzniklo zhušťováním mlhoviny a to před asi 4,5 miliardami let. Při kolapsu části mezihvězdného oblaku obsahujícího prach a plyn se smršťováním a rotací zformoval disk a uprostřed něho hmotné, horké a husté těleso, u něhož došlo ke vzniku jaderných reakcí. Životnost hvězdy velikosti našeho Slunce je odhadována na přibližně 10 miliard let. Slunce je tedy někde uprostřed svého života.

Tak jako vše ve vesmíru i Slunce se hýbe (a spolu s ním i celá sluneční soustava). Obíhá kolem galaktického jádra a trvá mu to více než 220 milion let, ačkoli rychlost, kterou putuje, je 250km/s. Rotuje i kolem svého rovníku (25 dní) a pólů (36 dní).

průměr Slunce: 1 392 000 km

teplota povrchu: 6000°C

teplota v jádře: pravděpodobně více než 14 milionů °C

Slunce se skládá z několika vrstev.

 k základním patří:

• Jádro
• Vrstva v zářivé rovnováze
• Konvektivní zóna

k sluneční atmosféře patří:

• Fotosféra
• Chromosféra
• Koróna

Jádro Slunce je velice husté, stokrát hustější než voda. Jaderná reakce zde probíhající, je zdrojem energie pro celou sluneční soustavu. Fotony, které vyloučí jádro, pak putují několik tisíc let přes zářivou vrstvu (cca 500 000 km). V konvektivní zóně proudí plazma. Horká nahoru, chladnější potom zpět dolů. Ve spodní části této vrstvy se generuje magnetické pole. Fotosféra (několik set km) je tou vrstvou, kterou pozorujeme ze Země. Asi netypičtějšími viditelnými útvary jsou skvrny. Vznikají v místě s nižší teplotou než má okolní fotosféraa jsou nějakým způsobem navázány na magnetické pole Slunce. Menší skvrny mají životnost pouhých několika dní, ty větší jsou viditelné i celé měsíce. V tenké (jen asi 10 000 km) a řídké chromatosféře  dochází vlivem rozpadu různých druhů vln k ohřevu a nestabilitě plazmy, která má za následek erupce. Chromatosféra je tvořena zářivým červením vodíkem. Následuje koróna, která není nijak ohraničená a zasahuje hluboko do vesmíru. Tvoří je velice horký plyn a září perleťově bílým světlem. Obě posledně jmenované vrstvy jsou viditelné pouze při úplném zatmění Slunce.

Naše hvězda nepřetržitě vyvrhuje proud nabitých částic, protonů a elektronů (někdy i celé chuchvalce plazmatu) a vysílá je po celé soustavě. Jde o tzv. sluneční vítr, který má za následek narušení magnetického pole vesmírných objektů. Chuchvalce na Zemi se mohou projevit třeba polární září nebo mohou vyřadit z provozu telekomunikační sítě i přenos vysokého napětí.

Za  pět miliard let se Slunce bude, tím jak bude docházek k útlumu jaderné reakce v jeho jádře, postupně ochlazovat, několikanásobně zvětší svůj objem. Stane se rudým obrem a pohltí své nejbližší planety. Nakonec "odhodí" přebytečné vnější vrstvy, při výbuchu se smrští a zůstane po něm pouze zhuštěné jádro, kterému vědci říkají bílý trpaslík.

3. Planety

Sluneční soustava se skládá, mimo jiné, z planet. A kde se vzaly? Na začátku byla pravděpodobně prachová zrnka, která po vzniku naší hvězdy vytvořila rotující disk a postupným narážením zvětšovala svoji velikost.

Planetesimála je takové, v průměru několikakilometrové, zárodečné zrnko budoucí planety. Složené je z balvanů či kusů ledu nepravidelného tvaru.

Větší vesmírná tělesa, kam patří i planety, vznikají vzájemným srážením těchto zrnek.

Planety jsou charakterizovány třemi body:

• obíhají kolem Slunce
• mají kulovitý tvar formovaný vlastní gravitací
• jsou dominantní ve svém okolí

V naší sluneční soustavě najdeme 8 planet. Některé jsou známé už od středověku, jiné byly objeveny v posledních stoletích. Můžeme je rozdělit na dvě skupiny:

1) vnitřní (terestrické, kamenné)

• Merkur
• Venuše
• Země
• Mars

2) vnější (joviální, plynní obři)

• Jupiter
• Saturn
• Uran
• Neptun

Všechny čtyři vnitřní planety jsou přibližně stejně velké. Tvoří je horniny, jejich atmosféra je menší a je tvořena těžšími plyny, jako kyslík, dusík, oxid uhličitý. Vnější planety pravděpodobně mají pevná jádra z kamení a ledu, nemají pevný povrch. Jejich obrovské atmosféry obsahují i lehčí prvky, jako helium a vodík a jednotlivé vrstvy se prolínají s pláštěm bez jasného ohraničení. Všichni plynní obři mají kolem sebe více či méně viditelné prstence.

3.1 Merkur

průměrná hustota: 5,427 g/cm³

průměr planety: 4 864 km

střední teplota povrchu: -185 až 430°C

střední vzdálenost od Slunce: 57,9 mil km

doba oběhu kolem Slunce: 87,97 pozemských dní

doba rotace planety: 58,65 pozemských dní

Jedná se o nejmenší planetu v celé naší planetární soustavě. Nachází se nejblíže Slunci a tak je obtížně pozorovatelná. Vidět ji lze těsně před východem a krátce po západu Slunce. Má minimální atmosféru, která obklopuje velké a těžké kovové jádro skryté pod kamennou kůrou. Díky téměř neexistující atmosféře zde dochází k velkým rozdílům teplot (až 700°C) mezi osvětlenou a neosvětlenou částí planety. Povrh je pokryt množstvím kráterů všech velikostí. Najdeme tu i údolí a zlomy.

3.2.Venuše

průměrná hustota: 5,204 g/cm³

průměr planety: 12 103 km

střední teplota povrchu: 464°C

střední vzdálenost od Slunce: 108,2 mil km

doba oběhu kolem Slunce: 224,7 pozemských dní

doba rotace planety: 243,16 pozemských dní (obrácená rotace)

Je jedním z nejjasnějších nebeských objektů. I Venuše je špatně pozorovatelná. Je to způsobeno tím, že její povrch je schován za neproniknutelnou hradbou oblaků, které obsahují i kapičky kyseliny sírové. Ze snímků, které poslaly sondy vyslané k této planetě, víme, že na jejím povrchu se nacházejí vulkanické krátery (některé i dosud aktivní), planiny, nížiny a dvě vysokohorské oblasti. Atmosféra je velice hustá a z většiny ji tvoří oxid uhličitý (kolem 95%).

3.3 Země

průměrná hustota: 5,515g/cm³

průměr planety: 12 756 km

střední teplota povrchu: 15°C

střední vzdálenost od Slunce: 149,46 mil km

doba oběhu kolem Slunce: 365,25dní

doba rotace planety: 23,93 h

Prozatím pouze na této planetě (a to nejen v naší solární soustavě) je prokázán výskyt živých organismů. Země je největší z vnitřních planet a 71% jejího povrchu pokrývá voda. Jinak zde najdeme hory, pouště, nížiny, zaledněná území i sopky. Uvnitř planety je pevné jádro obklopené roztavenou hmotou. Následuje plášť a zemská kůra, kterou tvoří neustále se pohybující litosférické desky. Atmosféra je hustá a obsahuje převážně dusík a kyslík.

3.4. Mars

průměrná hustota: 3,933 g/cm³

průměr planety: 6 768 km

střední teplota povrchu: -40°C

střední vzdálenost od Slunce: 227,9 mil km

doba oběhu kolem Slunce: 1,88 pozemského roku

doba rotace planety: 24,62 pozemských hodin

Je velmi dobře rozeznatelný na noční obloze díky své načervenalé barvě. Ta je způsobena oxidací železa na jejím povrchu. Na Marsu můžeme vidět „kanály“, které patří k nejznámějším povrchovým útvarům. Spatřit můžeme i hluboká údolí, vulkány a krátery. Vulkán Olympus Mons je nejvyšším v planetární soustavě, tyčí se do výšky 27 kilometrů. Atmosféra planety je řídká a průhledná. Obsahuje převážně oxid uhličitý, který ve zmrzlé podobě tvoří polární čepičky.

3.5 Jupiter

průměrná hustota: 1,326 g/cm³

průměr planety: 142 948 km

střední teplota povrchu: -120°C

střední vzdálenost od Slunce: 778,3 mil km

doba oběhu: 11,86 pozemských let

doba rotace planety: 9,92 pozemských hodin

Největší planeta systému. Nechybělo mnoho a tato soustava mohla mít dvě hvězdy. Předpokládá se, že má malé jádro, ale informace o jeho složení se rozcházejí. Pravděpodobně muselo být na počátku z kamení a ledu. Teď při velikosti jaké planeta dosahuje, se spekuluje o hustém jádru obklopeném tekutým kovovým vodíkem a héliem. Atmosféra se skládá z vodíku a hélia s příměsí metanu a čpavku a tvoří světlé (vyšší vrstvy) a tmavé (studený plyn klesá) pásy. Prstenec je nezřetelný a skládá se z několika část tvořených především prachem.

3.6 Saturn

průměrná hustota: 0,6873 g/cm³

průměr planety: 120 536 km

střední teplota povrchu: -180°C

střední vzdálenost od Slunce: 1 426 mil km

doba oběhu kolem Slunce: 29,46 pozemských let

doba rotace planety: 10,67 pozemských hodin

Saturn patří k „nejfotogeničtějším“ planetám a to díky svým prstencům. Ty mají šířku několik desítek tisíc kilometrů, tloušťku pak necelý kilometr a tvoří jej balvany, kusy ledu, a prach. Při určitém úhlu se prstenec stává neviditelný. Uvnitř planety se skrývá kamenné jádro a pravděpodobně i led, kolem kterého je vrstva kapalného a pevného vodíku. Atmosféra je převážně z vodíku, nepatrného množství helia. V horních vrstvách je i metan a krystalky čpavku.

3.7 Uran

průměrná hustota: 1,270 g/cm³

průměr planety: 51 118 km

střední teplota povrchu: -210°C

střední vzdálenost od Slunce: 2 869,6 mil km

doba oběhu kolem Slunce: 84,01 pozemských let

doba rotace planety: 17,23 pozemských hodin (obrácená rotace)

Ačkoli je planeta při dobrých pozorovacích podmínkách viditelná i pouhým okem, podrobnosti na jeho povrchu nelze vidět ani dalekohledem. Uran má jádro pravděpodobně z křemičitých hornin a ledu. Okolo něho potom plášť z vody, metanu a čpavku a to jak v pevném, tak i kapalném stavu. Atmosféra se skládá z vodíku, helia, čpavku a metanu. Díky metanu v atmosféře, který pohlcuje červené světlo, vidíme Uran jako modrozelenou planetu. Oproti Saturnu jsou prstence této planety tenčí a tmavší.

Zvláštností Uranu je magnetická osa, které neprochází středem planety.

3.8.Neptun

průměrná hustota: 1,638 g/cm³

průměr planety: 49 528 km

střední teplota povrchu: -220°C

střední vzdálenost od Slunce: 4 496,6 mil km

doba oběhu kolem Slunce: 164,79 pozemských let

doba rotace planety: 16,2 pozemských hodin

Nejvzdálenější planeta viditelná pouze dalekohledem. Nelze na ní pozorovat žádné detaily. Objevena byla na základě matematických výpočtů, které měly vysvětlovaly nepravidelné pohyby Uranu.

Jádro planety je s největší pravděpodobností kamenné, složené z niklu, železa a křemičitanů. Obepíná ho plášť z vodního ledu, čpavku a metanu. Atmosféru tvoří převážně vodík a helium, k nimž se přidává i větší podíl vody, čpavku a metanu.

3.9 Trpasličí planety

Relativně nový pojem v souvislosti se sluneční soustavou. Oficiálně byl přijat v r. 2006 na zasedání Mezinárodní astronomické unie v Praze.

Nazývají se tak planety, které nesplňují jeden ze tří výše zmíněných charakteristických rysů pro planety. Nejsou totiž dominantní ve svém prostoru a nevyčistily tak své okolí. Přímo na zasedání bylo do této kategorie přesunuto Pluto, které bylo skoro osmdesát let považováno za planetu. Trpasličích planet máme v současné době 11. Jsou jimi Pluto, Ceres (ta, mimochodem, byla kdysi také považována za planetu), Eris, Makemake, Haumea, Sedna, Quaoar, Orcus, Ixion, Varuna a AW 197.

Téměř všechny planety tohoto typu se nacházejí za planetou Neptun v tzv. Kuiperově pásu a někdy jsou také nazývány Plutoidy. Výjimkou je Ceres, která se nachází v Hlavním pásu mezi Marsem a Jupiterem.

Velikostně se trpasličí planety pohybují v průměru od 600 km až po 2 380 km.

4. Planetky

Mezi Marsem a Jupiterem kdysi astronomové hledali další planetu.  Nenašli ji, místo ní je spousta malých těles (známo jich je přes 100 000), které po svých drahách obíhají Slunce. Nazýváme je planetky, nebo také asteroidy. Jsou nepravidelných tvarů, podobají se bramborám.

Tomuto prostoru se říká Hlavní pás a množství těles svádí (a svádělo) k domněnce, že tu původně byla planeta, která se vlivem srážky s jiným tělesem rozpadla. Podle nejnovějších poznatků se vědci kloní k názoru, že asteroidy, vzhledem ke své celkové váze, která je menší než hmotnost našeho Měsíce, planetu nikdy netvořily.

Hlavní pás není jediným místem, kde nalezneme planetky. Těmi je prostor za Neptunem. Za ním najdeme tvz. Kuiperův pás a daleko za ním, až na samém okraji naší sluneční soustavy pak leží Oortův oblak.

Planetky jsou z hornin a dosahují různých velikostí, některé mají jen pás set metrů v průměru, jiné i kilometr. Pro naši planetu představují potencionální nebezpečí, protože může hrozit jejich srážka se Zemí. Ačkoli se planetky pohybují po svých oběžných drahách, občas se stane, že se některá vychýlí a nabere jiný směr. Neděje se tak samovolně, většinou za to může nějaká kolize mezi planetkami nebo Jupiter, který svojí gravitační silou zapříčiní nasměrování planetky jinam, než původně směřovala. Lidstvo nemá v současnosti možnosti ani nástroje, jak případnému střetu Země s asteroidem zabránit.

5. Měsíce

Měsícem nazýváme těleso, které obíhá po dané oběžné dráze kolem jiného vesmírného objektu. Je přirozeného původu a najdeme jej u planet a to i u těch trpasličích, nově dokonce byly nalezeny i u planetek.

Zatím je známo 190 měsíců, které obíhají kolem planet a 9 obíhajících některou z trpasličích planet. Nejvíce měsíců obíhá v současné době kolem Saturnu a to 82. Kolem Jupiteru jich nalezneme 79. Jedním z nich je Europa, o které se vědci domnívají, že pod ledovým příkrovem skrývá vodu v tekutém stavu, tedy potencionální možnost mimozemského života. Podobně slibně se jeví i dva z měsíců Saturnu, Enceladus, na kterém došlo k objevu vodních gejzírů u jednoho z pólů a Titan, v jehož atmosféře by nalezen mimo jiné i dusík.

Původ vzniku těchto vesmírných těles je různý a nejasný, ve většině případů se však jedná pouze o teorie. V některých případech (Země) se jedná o hmotu vyvrženou po srážce ze samotné planety, v jiném případě o zachycené cizí těleso a ještě v jiném jde o kusy většího objektu, kdy se vlivem srážky jedno z těles rozpadlo. 

Většina měsíců je ke své planetě otočena stále stejnou stranou. Může za to vázaná rotace.

6. Komety

Říká se jim také vlasatice, to pro jejich vzhled při přibližování se ke Slunci. Každou kometu tvoří jádro skládající se z kamení a ledu. Tento slepenec může mít průměr i pár desítek kilometr. Většina komet pochází z Oortova oblaku, který je takovým skladištěm kometárních jader. Odtud se občas, po nějakém impulsu (srážka?), vydá ona hrouda kamení a ledu na dalekou cestu sluneční soustavou. Když se přiblíží ke Slunci, začne se odpařovat plyn a vzniká zářivý ohon, který může dosahovat značných délek. Ohon vždy míří od Slunce. Cestou se kometa zmenšuje, ztrácí část své hmoty, kterou zanechá v místech svého letu. Pokud pak toto místo protíná na své oběžné pouti Země, je vidět meteorický roj (Leonidy, Perseidy). Někdy kometa končí svou pouť pádem do Slunce. Jindy, po průletu kolem hvězdy pohasne a stává se opět jen hroudou kamení a ledu.

7. Závěr

Co říci závěrem? O sluneční soustavě má povědomí každý z nás.

Nezbývá než doufat, že zde naleznete i věci, které pro vás budou nové. A pokud ne, nezoufejte, vždyť naše vesmírné okolí v závislosti na stále se vylepšující technice, může odhalit nejedno dosud skryté tajemství.

Zdroje:

Moor, Patrick: Hvězdy a planety encyklopedický průvodce

https://www.pozorovanislunce.eu/slunce/struktura-slunce.html

https://plus.rozhlas.cz/jaka-je-budoucnost-nasi-hvezdy-slunce-bily-trpaslik-a-mlhovina-rika-astronom-6612678

https://www.aldebaran.cz/bulletin/2008_19_swi.php

https://cs.wikipedia.org/wiki/Slune%C4%8Dn%C3%AD_soustava

https://www.aldebaran.cz/astrofyzika/sunsystem/trpaslici.php

https://www.abicko.cz/clanek/precti-si-technika-vesmir/26807/pruvodce-slunecni-soustavou-planetky-a-trpaslici-planety.html

https://www.abicko.cz/clanek/precti-si-technika-vesmir/25770/saturn-kral-mesicu-zmenil-slunecni-soustavu.html

https://blanensky.denik.cz/veda-a-technika/astronomie-slunecni-soustava-mimozemsky-zivot.html