Naprendszerünk

 

 

A Naprendszer általános áttekintése

 

A Naprendszer alatt azt a tartományt is értjük, amelyben a Nap gravitációs tere dominál.Általánosságban fogalmazva a Naprendszeren értjük a Napot a körülötte keringõ kisebb-nagyobb testek összességével együtt. Ez körülbelül 2 fényév sugarú gömb, amelynek határán a Nap vonzása már csak akkora nagyságrendû mint a szomszédos csillagoké.

A Naprendszerbe a következõ égitesteket soroljuk:

A nagybolygók, kisbolygók, üstökösök és meteorok Kepler törvényeinek megfelelõen ellipszis alakú pályán keringenek a Nap körül. Mozgásuk annál lassúbb minél távolabb vannak a Naptól. A bolygók közül a legelnyúltabb elliptikus pályán a Merkúr és a Plútó keringenek 0,206 illetve 0,250 excentricitással.

A Naprendszer vizsgálatakor távolságegységként a csillagászati egységet (CSE) használjuk, amely a Föld-Nap közepes távolsággal, kb 150 millió km-rel egyenlõ.

 

Miniatürizált Naprendszer

 

 

A Naprendszer viszonylagos méreteinek áttekintéséhez a legjobb módszer az, ha egy erõsen kicsinyített modellt képzelünk el. Kicsinyítsük képzeletben ötmilliárdod részére a Naprendszert. Ez azt jelenti, hogy a modell 20 centimétere 1000000 kilométerrel lesz egyenlõ a világban.

 

Ebben a modellben a Nap akkora lesz mint egy futball labda, nagyjából 30 cm átmérõjû gömb. A Föld akkorának tûnik mint egy borsszem, s mintegy 30 méterre kering a mini-Nap körül. A Föld pályáján belül kering a Vénusz és a Merkúr, amelyek közül az elsõ ugyancsak borsszem méretû, míg az utóbbi csak akkora mint egy mustármag. E két kis golyóbis 12 illetve 21 méterre kering a futball labdától. A Mars amely nem sokkal nagyobb a Merkúrnál, majdnem 50 méterre kering a modellbeli Naptól. A legnagyobb bolygó, a Jupiter akkorának tûnik mint egy golflabda (kb. 3 cm átmérõjû), és jó 150 méterre helyezkedik el a futball labdától. A Szaturnusz akkora mint egy jókora cseresznye, híres gyûrûjével 300 méterre van a Naptól. A megtermett borsószemhez hasonló Uránusz és Neptunusz 600 illetve 900 méterre keringenek a középponttól. Végül a Plútó amely ugyancsak mustármag méretû 1,2 kilométerre esik a Naptól. Ne feledkezzünk meg a kisbolygókról sok ezernyi kering a Mars és a Jupiter pályája között, mint megannyi porszem. A Hold amely egyocska, csupán fél arlyán kering a Föld körül. Amikor erre a modellre, a központi labda körül aránytalanul nagy távolságokban keringõ piciban keringõ piciban keringõ piciban keringõ piciny golyócskákra tekintünk, önkéntelenül is felmerül bennünk a gondolat, milyen üres is a bolygórendszer. Ezek a távolságok tényleg óriásiak, de a Nap és más csillagok közöttiek még sokkal hatalmasabbak. Ha a modellünkön fel akarjuk tüntetni a legközelebbi fényes csillagot (amely egyébként az Alfa Centauri kettõscsillag, és a Proxima Centauri vörös törpe csillag) az körülbelül 8000 km távolságban lenne.

 

A Naprendszer bolygói

 

A Nap körül kilenc nagybolygó kering, Naptól mért távolságuk sorrendjében: Merkúr, Vénusz, Föld, Mars, Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz, Plútó.
A legtávolabbi bolygó a Plútó 100-szor messzebb van a Naptól, mint a legközelebbi, a Merkúr.
A kilenc nagybolygó pályája -a Merkúr és a Plútó kivételével- szinte pontosan egy síkban az úgynevezett ekliptikában helyezkedik el. (A Merkúr inklinációja 7 fokos, a Plútóé 17,1 fokos.)
Mivel a bolygók a csillagokhoz képest "közel" vannak, távcsõben a képük nem pontszerû, hanem a távolság függvényében kisebb vagy nagyobb korongnak látszanak.

 

Valamennyi bolygó azonos irányban kering a Nap körül ún. direkt irányban. A Vénusz, az Uránusz és a Plútó kivételével a tengelyforgásuk is direkt irányú.
 
 
Ugyanebben az irányban forog a Nap is (a Nap északi pólusából tekintve az óramutató járásával ellentétes irányban). A Naprendszernek tehát jelentõs összimpulzus-momentuma van, amelynek csak 200-ad része esik a Napra, a többi a bolygók Nap körüli keringésébõl ered.

 

A bolygókat a Nap tömegvonzása tartja ellipszispályájukon.
Nemcsak a Nap és a körülötte keringõ égitestek vonzák egymást kölcsönösen, hanem ilyen kölcsönhatás áll fenn maguk között a keringõ égitestek között is. A Naprendszer tagjainak mozgásában módosító szerepet a Nap után elsõsorban a nagybolygók és azok holdjai kapnak.

A bolygók és holdjaik, valamint a kisbolygók csaknem stabil rendszert alkotnak, amelyekben azonban hosszú idõtartamú szakaszos és igen lassú változások lehetnek. Például a Föld pályaelemeinek változása miatt változik a Földnek a Naphoz viszonyított helyzete, ami éghajlatváltozásokat von maga után (gondoljunk a jégkorszakokra Milankovics-Bacsák elmélet).

 

 
Bolygó
Átlagos naptávolság  
Keringési idõ
 
Pályamenti sebesség
 
Excent-
ricitás
Inklináció
 
millió km
 
Cs.E.
 
nap
 
km/s
   
(fok)
Merkúr  
57,9
 
0,387
 
87,969
 
47,89
 
0,2056
 
7,00
Vénusz  
108,2
 
0,723
 
224,701
 
35,03
 
0,0068
 
3,39
Föld  
149,6
 
1,0
 
365,256
 
29,79
 
0,0167
 
0,0
Mars  
227,9
 
1,524
 
686,980
 
24,13
 
0,0933
 
1,85
Jupiter  
778,3
 
5,203
 
4332,58
 
13,06
 
0,048
 
1,31
Szaturnusz  
1427,0
 
9,539
 
10759,2
 
9,64
 
0,056
 
2,49
Uránusz  
2869,6
 
19,191
 
30685,4
 
6,81
 
0,046
 
0,77
Neptunusz  
4496,6
 
30,061
 
60189
 
5,43
 
0,010
 
1,77
Plútó  
5900
 
39,529
 
90465
 
4,74
 
0,248
 
17,50

 

A bolygók osztályozása

 

A bolygók osztályozása anyagi összetételük szerint:

Föld típusú vagy kõzetbolygók:
A négy legbelsõ bolygó: Merkúr, Vénusz, Föld, Mars.

 

A Földdel közös sajátosságokat mutatnak. Mindegyikük kis méretû, de aránylag nagy sûrûségû, kõzetek és fémek alkotják, szilárd a felszínûk, lassú a forgásuk, kevés holdjuk van és nincsenek gyûrûik.

 

A belsõ bolygók adatai

 

Bolygó  
Merkúr
 
Vénusz
 
Föld
 
Mars
Egyenlítõi sugár (re) (km)  
2439
 
6052
 
6378,14
 
3394
Poláris sugár (rp) (km)  
2439
 
6052
 
6356,775
 
3372
Lapultság (re-rp)/re  
0,0
 
0,0
 
0,003353
 
0,0074
Egyenlítõi sugár (Föld=1)  
0,382
 
0,949
 
1,0
 
0,533
Tömeg (földtömeg)  
0,05527
 
0,81499
 
1,0
 
0,10745
Átlagos sûrûség (g/cm3)  
5,43
 
5,25
 
5,52
 
3,93
Albedo  
0,06
 
0,76
 
0,39
 
0,14
Tengelyforgási idõ (nap illetve óra:perc)  
58,6462
 
243,01
 
23:56
 
24:37
Forgástengely hajlásszöge a pályasíkhoz (fok)  
7,0
 
177,4
 
23,45
 
23,98
Szökési sebesség az egyenlítõn (km/s)  
4,25
 
10,36
 
11,18
 
5,02
Ismert holdak száma  
0
 
0
 
1
 
2

 

Jupiter típusú vagy gázbolygók:
A négy gázbolygó: Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz.

 

(Óriásbolygóknak is nevezik ezt a négy bolygót.)
Több tekintetben a Jupiterhez hasonlítanak. A Föld típusú bolygókénál sokkal kisebb sûrûségûek, fõként hidrogén és hélium alkotja õket. A forgásuk gyors, vastag atmoszférájuk van, gyûrûik és nagyon sok holdjuk van.

 

A gázbolygók adatai

 

Bolygó  
Jupiter
 
Szaturnusz
 
Uránusz
 
Neptunusz
Egyenlítõi sugár (re) (km)  
71492
 
60268
 
25559
 
24764
Poláris sugár (rp) (km)  
66854
 
54364
 
24973
 
24341
Lapultság (re-rp)/re  
0,06487
 
0,09796
 
0,02293
 
0,0171
Egyenlítõi sugár (Föld=1)  
11,19
 
9,46
 
3,98
 
3,81
Tömeg (földtömeg)  
317,894
 
95,184
 
14,537
 
17,132
Átlagos sûrûség (g/cm3)  
1,33
 
0,71
 
1,24
 
1,67
Albedo  
0,67
 
0,7
 
0,5
 
0,84
Tengelyforgási idõ (h:m:s)  
9:55:30
 
10:39:22
 
17,24
 
16,11
Forgástengely hajlásszöge a pályasíktól (fok)  
3,08
 
26,73
 
97,92
 
28,8
Szökési sebesség az Egyenlítõn (km/s)  
59,54
 
34,49
 
21,29
 
23,71
Ismert holdak száma  
16
 
17
 
15
 
8

 

A kilencedik bolygó a Plútó

 

 

 
A bolygók holdjai

 

A holdak különféle kölcsönhatásokban állnak bolygóikkal, aminek következményei vannak, például az árapály keletkezése a Földön.

A bolygóra egy hold csak akkor képes érdemi hatást kifejteni, ha tömege a bolygóénak jelentõs hányadát teszi ki. Bolygójuk tömegéhez képest a legnagyobb holdak a Hold (a Föld tömegének 1/81-ed része) és a Charon (tömege a Plútó tömegének 1/9-e). Ezzel ellentétben a Jupiter legnagyobb holdjának a tömege a bolygó tömegének 1/10000 része alatt marad.
 

A Föld típusú bolygók közül a Földnek nagy holdja van, a Marsnak pedig két aprócska, amelyek közel kör alakú pályán keringenek a bolygó egyenlítõje fölött.
A Jupiter 16 holdja közül legnagyobb a Ganymede, átmérõje a Jupiterének nagyjából 1/27-e. Nyolc legbelsõ holdja közel kör alakú pályán kering a bolygó egyenlítõjének síkjában, a következõ négynek az egyenlítõ síkjával kis szöget bezáró, elliptikus pályája van, a legkülsõ négy pedig retrográd pályán kering.
A Szaturnusz 18 holdja közül a Titán óriáshold átmérõje a Szaturnuszénak 1/23-a. A holdak többsége közel kör alakú pályán, a bolygó egyenlítõjének síkja közelében kering, de a Iapetus pályasíkja e síkkal szöget zár be, a Phoebéé pedig retrográd irányú.
Az Uránusznak 15 holdja közül 10 kicsinyt 1986-ban fedezett fel a Voyager-2. Ezek a Miranda pályáján belül keringenek. Az Uránusz legnagyobb holdja a Titania, átmérõje a bolygóénak 1/32 része.
A Neptunusz 8 holdja közül legnagyobb a Triton, átmérõje a Neptunuszénak 1/18-a. A hold retrográd pályán kering. A Nereida pályája feltûnõen elnyúlt. További hat apró holdat a Voyager-2 1989-ben fedezett fel.
A Plútó egyetlen holdja a Charon, amelynek átmérõje kicsit több mint a Plútó átmérõjének a fele. Különlegességük a kötött keringés: mind a Plútó, mind a Charon tengelyforgási ideje megegyezik az egymás körüli keringési idejükkel.

A holdak közül négyrõl sikerült kimutatni, hogy állandó légkörrel rendelkeznek. Ezek a következõk: Titán, Europa, Triton, Io.