Strona główna

Struktura i pochodzenie

Słońce

Układ Słoneczny jest układem ciał astronomicznych znajdujących się pod wpływem pola grawitacyjnego Słońca, związanych wspólnym pochodzeniem. Składa się ze Słońca, czterech planet skalistych (Merkurego, Wenus, Ziemi i Marsa) oraz ich naturalnych satelitów (księżyców), pasa planetoid, czterech planet gazowych (Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna) wraz z satelitami, pięciu planet karłowatych, tzw. pasa Kuipera, czyli zbioru niewielkich obiektów leżących poza orbitą Neptuna, komet, ciał meteorowych oraz pyłu i gazu międzyplanetarnego. Słońce zawiera w sobie 99,866% masy zawartej w ciałach Układu Słonecznego (bez gazu i pyłu międzygwiezdnego).

Układ planetarny uformował się przed około piecioma miliardami lat, najprawdopodobniej z tego samego obłoku gazowo-pyłowego, z którego powstało Słońce, w procesie tzw. akrecji. Polegał on na tym, że pośrodku obłoku gaz kurczył się szybciej niż w jego zewnętrznych warstwach, dzięki czemu doszło do utworzenia się ciała centralnego (proto-Słońca), otoczonego gazowo-pyłowym dyskiem. Kurczenie się praobłoku nastąpiło prawdopodobnie na skutek wybuchu w bezpośrednim sąsiedztwie gwiazdy Supernowej. Stopniowo w dysku gazowo-pyłowym tworzyły się tzw. agregaty, wychwytujące i przyłączające do siebie coraz więcej cząstek, aż wreszcie doszło do fragmentacji zewnętrznej części obłoku oraz kondensacji materii wokół tzw. planetozymali, wskutek czego wykształciły się oddzielne planety. Różne warunki powstawania sprawiły, że obecnie mamy dwie wyraźnie różne grupy planet: zewnętrzne (gazowe) – typu jowiszowego i wewnętrzne (skaliste) – typu ziemskiego.

Promień Układu Słonecznego, łącznie z tzw. obłokiem Oorta (hipotetyczną otoczką Układu zawierającą setki miliardów lodowo-kamiennych obiektów) wynosi ok. 200 000 jednostek astronomicznych (średnich odległości Ziemi do Słońca), to jest około 29.92 biliona kilometrów. Orbity planet są praktycznie współpłaszczyznowe (nachylenia wynoszą od 0°46' dla Urana do nieco ponad 7° dla Merkurego) i tylko nieznacznie odbiegają od orbit kolistych (najsilniej ekscentryczna jest orbita Merkurego).

Orbity planetoid, a szczególnie komet, są bardziej zróżnicowane. Planetoidy poruszają się po orbitach eliptycznych wokół Słońca, głównie w pasie leżącym pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza. Komety, których źródłem jest prawdopodobnie wspomniany obłok Oorta, poruszają się po wydłużonych elipsach, czasem nieodróżnialnych od parabol.

Struktura

Słońce

Planety

Słońce jest ogromną, w porównaniu z rozmiarami planet, kulą zjonizowanych gazów o średnicy 1 392 000 km, a więc jest ono ponad 109 razy większe od Ziemi. Powierzchnia Słońca wynosi 6 087 miliardów km², a objętość – 1 412 000 bilionów km³. Masa Słońca jest równa 1.989x10³⁰kg, czyli 332 952 razy więcej od masy Ziemi. Słońce powoli wiruje wokół własnej osi wykonując jeden obrót w ciągu 25.38 dnia (dla punktu znajdującego się na równiku słonecznym).

Jest ono normalną gwiazdą tzw. Ciągu Głównego. Jako kula gazowa nie ma właściwie wyraźnie zarysowanej zewnętrznej granicy. Z Ziemi widzimy właściwie jedynie atmosferę słoneczną, której najgłębiej położona warstwa – fotosfera – ma grubość rzędu kilkuset kilometrów. Poniżej fotosfery gęstość gazów stopniowo wzrasta, powyżej fotosfery natomiast rozciąga się do wysokości około 12 000 km chromosfera – warstwa bardzo rozrzedzonego gazu, który możemy obserwować tylko podczas całkowitych zaćmień jako czerwoną obwódkę o nieregularnym kształcie. Dalej rozpościera się tzw. korona słoneczna, którą tworzy niezwykle rozrzedzony gaz o temperaturze około 2 000 000 K. Kształt korony jest nieregularny i bardzo zmienny.

W 1919 roku Jean-Baptiste Perrin stwierdził, że źródłem energii słonecznej są reakcje termojądrowe, prowadzące do przemiany wodoru w hel. Słońce składa się w 70% z wodoru, w około 28% z helu, zaś na pozostałe 2% składają się m.in. takie cząstki, jak CN, C₂, CH, NH, NO₂, i inne. Synteza helu z wodoru we wnętrzu Słońca sprawia, że helu tam przybywa, a wodoru ubywa. W miarę powstawania wewnątrz Słońca jądra helowego będzie ono wykazywało tendencję do kurczenia się. Po wyczerpaniu zasobów wodoru jądro helowe będzie się kurczyło nadal, bardzo silnie się rozgrzewając, przez co naruszona zostanie równowaga promienista. Na skutek tego otoczka jądra rozszerzy się, a jej temperatura spadnie i Słońce stanie się czerwonym olbrzymem. Kiedy w jądrze helowym temperatura przekroczy 100 000 000 K, zostanie zainicjowana przemiana helu w węgiel. Następnie prawdopodobnie dojdzie do tzw. rozbłysku helowego w otoczce jądra, po czym Słońce ponownie stanie się czerwonym olbrzymem, o rozmiarach sięgającym poza orbitę Ziemi. Jego otoczka rozproszy się w przestrzeni, a jądro stanie się kulą zdegenerowanego gazu czyli tzw. białym karłem, który będzie stygł powoli, póki całkiem nie zgaśnie.

Inne ilustracje: slonce2.jpg (37 kB), slonce3.jpg (44 kB).

Słońce

Planety