SLUNEČNÍ SOUSTAVA

      
      Slunce

      
      Merkur

      
      Venuše

      
      Země

Sluneční soustava

Sluneční soustavou se sice rozumí nejbližší okolí Slunce, obsahuje nejenom jej a devět velkých planet, ale i jejich měsíce malé planetky, asteroidy,meteority, komety, meziplanetární plyn a prach, proudy sub atomárních částic a gravitační a elektromagnetické pole.

Planety sluneční soustavy se dělí do dvou skupin podle velikosti a vzdálenosti od Slunce:

1. skupinou jsou planety terestrické tj. podobné Zemi jsou to planety blízko Slunce (Merkur, Venuše, Mars)

Terestrické jsou tělesa malá s vysokou hustotou a pevným povrchem. Mají nepříliš velkou a hustou atmosféru nebo jsou úplně bez ní. Tyto planety obsahují velké množství těžkých prvků, mají pomalou rotaci, obíhají ve vnitřních částech sluneční soustavy.

2. skupinou jsou obří planety jako Jupiter, jsou dále od Slunce a mají větší průměr (Saturn, Uran, Neptun)

Obří planety jsou přesným opakem terestrických, mají hustotu srovnatelnou s vodou, jejich rotace je velmi rychlá a jsou složeny hlavně z vodíku a methanu, jejich velikost je nesrovnatelně větší než velikost Země. Vnitřní energetické a tepelné zdroje těchto planet jsou také velmi velké, zároveň, ale nesrovnatelné s hvězdami.

Pluto nebylo zařazeno ani do jedné ze skupin protože co do původu vůbec nejde o planetu.

Slunce

Největším tělesem a zárověň středem sluneční soustavy je Slunce. Soustřeďuje v sobě 99,78% hmoty celé soustavy a je jejím nejdůležitějším zdrojem energie. Právě tato energie dodává Zemi život. Slunce je od nás vzdáleno přibližně 150 miliónů kilometrů. Má 330 000krát větší hmotnost než Země,109krát větší průměr a je 1 300 000krát objemnější. Přitažlivá síla na jeho povrchu je 28krát silnější. Kdyby člověk, který na Zemi váží 100 kilogramů, stál na povrchu Slunce, vážil by 2,8 tuny. Sluneční jasnost činí -26,8 magnitudy*. Současně s ostatními hvězdami obíhá Slunce kolem středu galaxie. Jeden oběh přitom vykoná za 200 miliónů let. Dnes už má za sebou 20 oběhů.

Z širšího kosmického pohledu však Slunce není zvlášť významným tělesem - je to běžná hvězda hlavní posloupnosti, spektrálního typu G2, která leží na okraji naší galaxie.

V nitru Slunce panuje teplota 15 miliónů stupňů a tlak 100 miliónkrát vyšší než na Zemi. Ze 73% tvoří nitro Slunce vodík a z 25% helium. Izotopy vodíku zvané deuteria (1 proton a 1 neutron) se v takové teplotě spojují po čtyřech a mění se v atomy helia. Energie vyzářená Sluncem (3,86x10^33 erg/s neboli 386 miliard megawattů) je produktem termonukleární reakce v jádru. Každou sekundu je přeměněno 700 miliónů tun vodíku na 695 miliónů tun hélia a 5 miliónů tun (= 3,86x10^33 ergů) energie ve formě záření gama. Jak postupuje směrem k povrchu, je energie postupně absorbována a znovu vyzařována za nižších a nižších teplot, takže v okamžiku, kdy dosáhne povrchu, je z ní primárně viditelné světlo. Světlo, které přitom vznikne, se neprodere k povrchu dříve než za dva milióny let, ale cesta k Zemi už mu trvá jen osm minut.

Slunce je staré kolem 4,5 miliardy let. Od svého zrození spotřebovalo asi polovinu vodíku ve svém jádře. Tento proces bude pokračovat "mírumilovně" ještě dalších 5 miliard let (přestože jeho jasnost se do té doby přibližně dvakrát zvýší). Ale jednou konečně Slunce všechno své vodíkové palivo spálí, což povede k radikálním změnám, které - podle hvězdných měřítek zcela banálně - budou příčinou totální destrukce Země a jiných planet (a pravděpodobně povedou ke vzniku planetární mlhoviny).

Složení

Nejvýznamnější složkou je vodík (70 %) a helium (28 %). Dále obsahuje (seřazeno dle počtu atomů) kyslík, uhlík, dusík, křemík, síru, železo, hliník, sodík, chrom, fosfor, ...

Uvnitř Slunce - vědci zjistili, že energie Slunce se uvolňuje z jeho jádra. Energie proudí ven velmi pomalu, milióny let trvá, než dosáhne povrchu Slunce. V té době se mění ze škodlivého záření gama ve známé teplo a světlo. V poslední části své cesty je energie vynášena horkými plyny na povrch, který se nazývá fotosféra. Podmínky ve slunečním jádru (přibližně vnitřních 25% jeho poloměru) jsou extrémní. Teplota dosahuje 15,6 miliónů Kelvinů a tlak je 250 miliard atmosfér. Plyny v jádru jsou stlačeny tak, že mají 150krát větší hustotu než voda.

Rotace Slunce

Slunce se otáčí s periodou přibližně 28 dní. Vnější vrstvy Slunce vykazují rozdílnou rotaci: na rovníku rotuje povrch jednou za 25,4 dne, poblíž pólů za víc než 36 dní. Tyto rozdíly jsou dány tím, že Slunce není na rozdíl od Země pevné těleso. Podobné efekty je možno pozorovat i u plynných obalů planet. Rozdílná rotace značně zasahuje i vnitřní vrstvy Slunce, ale sluneční jádro se otáčí jako pevné těleso.

Mytologie

Slunce bylo personifikováno v mnoha mytologiích na celém světě. Řekové je nazývali Hélios, Římané pak Sol.

Merkur

Merkur je ze všech planet Sluneční soustavy nejbližší planeta od Slunce. V pořadí na velikosti je to druhá nejmenší planeta naší Sluneční soustavy.Rovníkový průměr planety je roven 4 878 kilometrů, což pro srovnání je o 40% méně než je obvod Země, ale zase je tato planeta o 40% větší než náš Měsíc. Její průměr je menší než průměr měsíců Ganyméd nebo Titan, ale planeta je hmotnější. Množství světla, které Merkur přijímá od Slunce, je 6x větší, než množství, které dopadá na Zemi.

Dráha Merkuru

Oběžná dráha Merkuru je velmi excentrická, její perihélium leží ve vzdálenosti pouhých 46 miliónů km od Slunce, zatímco afélium se nachází 70 miliónů km daleko. Bod perihélia se pomalu posouvá kolem Slunce. Astronomové 19. století prováděli velmi pečlivá pozorování, ale při použití Newtonovy mechaniky tento jev nedokázali uspokojivě vysvětlit. Drobné rozdíly mezi pozorovanými a vypočítanými hodnotami byly velkým problémem po několik desetiletí. Uvažovalo se o jiné planetě (občas nazývané Vulcan), která možná existuje na oběžné dráze poblíž Merkuru a svou přitažlivostí působí ony nesrovnalosti. Správná odpověď ale byla mnohem dramatičtější - Einsteinova Všeobecná teorie relativity! Bezvadné předpovědi pohybů Merkuru s pomocí aplikace této teorie byly významným faktorem pro brzké uznání teorie celé. Jinak Merkur oběhne kolem Slunce jednou za 88 pozemských dní. Až do roku 1962 se vědci domnívali, že "den" na Merkuru je stejně dlouhý jako doba jeho oběhu kolem Slunce, tzn. že Merkur je obrácen ke Slunci stále stejnou stranou. Pozorováním dopplerovským radarem v r. 1965 se však tato domněnka prokázala jako chybná. Nyní je již známo, že se Merkur otočí kolem své osy třikrát za dva své roky. Vzhledem k tomu, že dráha Merkuru je poměrně malá, nedostane se Merkur na naší obloze nikdy příliš daleko od Slunce. Podmínky pro jeho pozorování jsou tudíž velmi špatné, ale při vhodné konstelaci je nejen dobře pozorovatelný, ale dokonce je i velmi nápadným tělesem na večerní nebo ranní obloze. Dráha Merkuru je umístěna mezi dráhou Země a Sluncem, a proto musí čas od času docházet k tomu, že se Merkur ocitne na spojnici Země - Slunce a z hlediska pozemského pozorovatele se promítá na sluneční disk. Tomuto úkazu se říká přechod Merkuru přes Slunce.

Magnetické pole

Magnetické pole Merkuru je sice velice slabé, ale měřitelné. Opět pro srovnání je asi stokrát slabší než pole naší planety na které žijeme. Jeho magnetická osa neprochází rovníkem, ale je asi o 1 000 kilometrů posunutá směrem na sever a na jih.

Mytologie

V římské mytologii byl Merkur bůh obchodu, zisku (a zlodějů), jeho řeckým protějškem, s nímž byl postupně ztotožněn, byl poslíček bohů Hermes. Planeta dostala pravděpodobně své jméno díky tomu, že se pohybuje tak rychle.

Venuše

Venuše je druhá planeta od Slunce, šestá největší. Její oběžná dráha je téměř kruhová, s excentricitou menší než 1%.

Hmotností a rozměrem se příliš neliší od Země. Po Slunci a Měsíci je třetím nejjasnějším nebeským tělesem. Podobně jako Merkur je Venuše pro nás vnitřní planetou: tzn., že se na obloze může od Slunce vzdálit jen o určitý úhel (až 48°). Tato její poloha také způsobuje, že při pohledu ze Země vidíme její fáze podobné fázím Měsíce. Radarová měření prokázala, že Venuše rotuje kolem své osy velmi pomalu (jednou za 243 dní) a to ještě opačným směrem než všechny ostatní planety kromě Uranu. Venuše se může podobně jako Merkur dostat na spojnici Země a Slunce, takže můžeme také pozorovat její přechod přes sluneční disk. Je to však mnohem vzácnější úkaz než přechod Merkuru. Poslední přechod Venuše nastal v roce 1882 a k dalšímu dojde v roce 2004 (7. června).

Rotace

Rotace Venuše je poněkud neobvyklá, protože je velmi pomalá (1 den = 243 pozemských dní, což je o něco víc než jeden rok na Venuši) a retrográdní. Délka Venušina dne je však větší než délka Venušina roku. Venuše oběhne kolem Slunce jednou za necelých 225 pozemských dnů. Navíc rotuje v opačné směru než všechny ostatní planety (má tzv. retrográdní rotaci). Jedním z možných vysvětlení pomalé retrográdní rotace je dopad velkého tělesa v počátku existence planety, který zpomalil rotaci a převrátil osu rotace vzhůru nohama.

Kromě toho jsou perioda rotace Venuše a její oběžná dráhy synchronizovány tak, že Venuše je k Zemi v místě vzájemného největšího přiblížení obou planet otočena vždy totéž stranou. Zda je to nějaký rezonanční efekt nebo pouhá náhoda, není známo.

Venuše je někdy považována za sesterskou planetu Země. V některých ohledech jsou si tyto planety velmi podobné:

- Venuše je jen o málo menší než Země (95% poloměru Země, 80% hmotnosti Země).

- Obě mají jen málo kráterů, což nasvědčuje relativně mladému povrchu.

- Jejich hustota a chemické složení jsou podobné.

Díky těmto shodám byly vyslovovány názory, že pod hustými mraky by mohl být povrch velmi podobný pozemskému a že by se na něm mohl nacházet i život. Naneštěstí pozdější mnohem detailnější studie odhalily, že Venuše se od Země v mnoha významných ukazatelích radikálně liší.

Díky svému výjimečnému lesku na večerní či ranní obloze a svému velmi nápadnému a rychlému pohybu po obloze nemohla uniknout pozornosti našich předků. Vždyť Venuše - nazývána Večernicí či Jitřenkou - je po Slunci a Měsíci třetí nejjasnější objekt na naší obloze. Zprávy o pozorování této planety pocházejí již z druhého tisíciletí před naším letopočtem. Nejstarší zachované tabulky jejího pohybu po obloze pocházejí z 16. století před naším letopočtem (!!) a byly sestaveny za vlády krále Amizadugy.

Země

Země je nejpestřejší planetou sluneční soustavy. Modrý nádech jí dodávají moře a oceány, objevuje se i hnědá, žlutá a zelená barva pevnin a nechybí ani bílá, protože v průměru vždy asi z poloviny je Země pokryta oblačností. Svou velikostí, polohou a chemickým složením je příbuzná s planetami zemského typu - Merkurem, Venuší a Marsem. Dosud je to jediná planeta, níž víme, že na ní existuje život.

Země má mezi ostatními planetami sluneční soustav zvláštní postavení v tom smyslu, že na ní žijí lidé a posuzují okolní vesmír měřítky vycházejícími z pozemkých podmínek. Jinak však není výjimečnou planetou ani rozměry, ani zvláštnostmi dráhy nebo vlastnotmi tělesa. Výjimečnost Země je však dána tím, že souhrn fyzikálních a okamžitých podmínek vytvořil vhodnou situaci k vzniku a uchování života; tato okolnost pak dalekosáhle ovlivnila i další vývoj podmínek na jejím povrchu. Další jedinečnost Země spočívá v tom, že pouze na této planetě se zachovala voda v tekutém stavu a napomohla tak vzniku a vývoji života.

Tato voda, která postupně vymílala skály, přispěla k proměně reliéfu zemského povrchu.

Země jako planeta

Obecně lze říci, že Země je těleso nepravidelné, které můžeme vystihnout tzv. geoidem, tedy plochou spojující místa stejného gravitačního zrychlení. Ve skutečnosti není Země přísně symetrická podle roviny rovníku, ale severní polokoule vykazuje určité převýšení v oblasti pólu a naopak méně konvexní povrch ve středních zeměpisných šířkách. Na jižní polokouli je tomu naopak; proto se někdy hovoří o hruškovitém tvaru planety (tento termín se ovšem nesmí brát doslova, poněvadž vesměs jde o nepatrné odchylky od ideálního tvaru). Kromě toho vykazuje Země značnou nerovnoměrnost mezi oběma polokoulemi v tom směru, že na severní polokouli je soustředěno daleko větší množství pevnin než na polokouli jižní.

Země má jedinou přirozenou družici Měsíc.

Dráha

V minulosti byla Země opakovaně postižena vlnami ledových dob (prudké snížení teploty, což mělo za následek pronikavé rozšíření rozlohy polárních i vysokohorských ledovců). Příčinou ledových dob mohou být periodicky se opakují změny elementů zemské dráhy. Tyto změny nemusí být nijak veliké - podmínky na povrchu Země tvoří velmi vyvážený systém, velmi citlivý na nejrůznější zásahy. Navíc je nutné uvážit, že dráha Země je zřejmě velmi šťastně umístěna v prostoru planetární soustavy. Podle některých výpočtů se zdá, že by stačilo, aby střední vzdálenost Země od Slunce byla jen o 20 až 30% menší a Země by možná dospěla do stejného stadia jako Venuše. Při poněkud větší vzdálenosti od Slunce by na Zemi mohla vzniknout trvale ledová doba podobně jako na Marsu.

Rotace

Země se nachází přibližně 150 miliónů kilometrů od Slunce, svůj oběh uskuteční za 365,25 dne, otočku kolem vlastní osy za 23 h 56 minut Země nemá rotaci rovnoměrnou, ale projevují se jednak periodické sezónní odchylky během roku, jednak nepravidelné, rychlé změny s hodnotou více milisekund. Oba tyto druhy změn se připisují změnám v rotačním momentu celé planety, vyvolaným zejména přesuvy v hydrosféře. Kromě uvedených změn se v rotaci Země ještě vyskytuje sekulární variace, tedy pozvolné brzdění rotace, jehož hodnota se udává jako 0,01 s za století. Tuto změnu lze připsat tomu, že se Země jakoby brzdí o slapové vlny, které v její hydrosféře i v pevném tělese vyvolává přitažlivost Slunce a zejména Měsíce. Energie potřebná pro přeformovávání Země do tvaru slapových vln se odebírá právě z energie rotační. V každém případě to znamená, že se rychlost Země zvolna zpomaluje a den se stále prodlužuje. Důkazem toho jsou např. nálezy starých korálů, zachycujících ve své struktuře časové cykly podobně jako letokruhy stromů.

Precese

Rotační osa Země se otáčí jako dětská káča jednou za méně než 26 000 let. Důsledkem tohoto pohybu nazývaného precese je, že polární hvězda není stále jedna a tatáž hvězda.

Magnetické pole Země

Země je jednou z planet, která má vlastní magnetické pole. To je důsledkem existence kovového jádra a vzniká kombinací dvou jevů: jednak rychlého otáčení Země, jednak konvekce (proudění) v jádře. Tvar magnetického pole hodně ovlivňuje sluneční vítr, který na přivrácené straně Země ke Slunci stlačuje siločáry magnetického pole směrem k Zemi a naopak na noční straně jsou siločáry značně protažené a zasahují až za dráhu Měsíce. Země je také obalena dvěma slupkami, ve kterých se soustřeďují elektrony a protony. Slupkám se říká radiační pásy nebo také van Allenovy pásy. Tyto pásy nedovolí proniknout částicím s malou energií k povrchu a odrazí je zpět do meziplanetárního prostoru. Magnetické indukční čáry se v blízkosti magnetických pólů přibližují zemskému povrchu a vstupují do vysokých vrstev atmosféry. Rychlé částice tam narážejí do molekul a atomů vzduchu, dodávají jim energii a atomy tuto energii vyzařují v podobě viditelného světla. Tomuto jevu se říká polární záře.

Magnetické pole chrání povrch planety před některými druhy záření z vesmíru, které mají pronikavé účinky na živou hmotu. V minulosti se magnetické pole velmi často měnilo a dokonce se měnila i jeho polarita. Období s dnešní i opačnou polaritou byla různě dlouhá a zdá se, že se střídala nepravidelně. Není vyloučeno, že relativně náhlé změny, např. opakovaná vyhynutí celých skupin organismů, mohly souviset právě se změnami magnetického pole.