A Naprendszer

A Naprendszer a Nap, és a gravitációja által egyben tartott bolygórendszer, egyike a Tejútrendszer sok milliárd naprendszerének, amely a galaxisunk Orion spirálkarjának nagyjából felénél, a galaxis közepe és pereme között is hozzávetőleg félúton helyezkedik el. A csillagászatban naprendszer alatt olyan rendszert értünk, amelynek középpontjában egy vagy több csillag található, és körülötte égitestek keringenek. Tanulmányozásával elsősorban az égi mechanika foglalkozik Bolygónknak, a Földnek otthont adó Naprendszerünk középpontjában a Nap található. Csillagunk gravitációs térrészén belüli objektumok és kölcsönhatások összessége jelenti a Naprendszert. Központi csillagunk hozzávetőleg 4,6 milliárd évvel ezelőtt alakult ki egy hatalmas molekulafelhő gravitációs összeroskadása nyomán. Nem sokkal később a csillagkeletkezésnél visszamaradt, a Nap egyenlítői síkjában lapos korongba rendeződött anyagból, a protoplanetáris korongból kialakultak a bolygók. A belső naprendszerben négy kőzetbolygó (a Merkúr, a Vénusz, a Föld és a Mars), a külső naprendszerben négy óriásbolygó (a Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz) alakult ki. A kőzetbolygók kérge szilikátos, a gázbolygók viszonylag kis szilárd magját hatalmas hidrogén–hélium légkör veszi körül.

A Naprendszerben a bolygókon kívül számos kisebb égitest is található A Naprendszerben a bolygókon kívül számos kisebb égitest is található. A legnagyobb számú égitest-populáció a két különálló övezetbe rendeződött aszteroidák családja. A belső aszteroida-öv a Mars és a Jupiter között, a külső ún. Kuiper-öv pedig a Neptunusz pályáján túl helyezkedik el ellipszis alakban a Nap mint gyújtópont körül. Ezekben az övekben található öt olyan objektum, amelyek egy 2006-ban bevezetett égitesttípus ma ismert első tagjai, a törpebolygók: a Ceres, a Plútó, a Haumea, a Makemake és az Erisz. Hat bolygónak és három törpebolygónak természetes kísérői is vannak, ezeket holdaknak nevezzük. A holdakon kívül az óriásbolygók körül gyűrűk, gyűrűrendszerek keringenek. A rendszerben vannak szabadon keringő testek is, ezek az üstökösök, a kentaurok és a mindenütt jelenlévő bolygóközi por. Ezek zömének keringése merőben eltér a többi testétől: vagy elnyújtott ellipszis pályákon, vagy ettől eltérő síkban mozognak.

A Nap keletkezése, fejlődése Keletkező naprendszerek az Orion-ködben A Nap keletkezése, fejlődése Keletkező naprendszerek az Orion-ködben. A mi Napunk is így született. A Nap 4,6 milliárd évvel ezelőtt (az Univerzum ma ismert korának kétharmadánál) született, harmadik generációs csillag. Sajnos megfigyeléseken alapuló, kísérletileg bizonyított keletkezési modellel még nem rendelkezik a csillagászat –, így csak elméletek állnak rendelkezésre. A ma legelfogadottabbnak tekintett keletkezési modell szerint Napunk születési helye egy molekulafelhő volt, egy gázzal és kozmikus porral teli, instabil térség, amelyben valamilyen okból – a legvalószínűbb forgatókönyv szerint egy közeli szupernóva robbanásának hatására – felborult az egyensúly , és egy Naprendszer méretű anyagcsomó a saját tömegétől összeomlott, és az anyag elkezdett összehúzódni egész addig, míg létre nem jött belőle a proto-Nap. A csillagkezdemény anyaga még tovább sűrűsödött, és néhány millió év alatt beindult a belsejében a magfúzió, megszületett a Nap.A beinduló magfúzió hatására a napszél is elkezdte áramlását és kifújta a maradék gázt a Nap környezetéből.

Kezdetben csillagunk gyorsan forgott a saját tengelye körül, mivel a molekulafelhő teljes perdülete benne maradt fenn, később azonban lassult a forgás, nagyobbrészt a kialakuló bolygórendszernek átadott impulzusmomentum, kisebb részt a napszél folyamatos, szintén impulzusmomentum „elszívó” hatása miatt. A Nap sugárzása is fejlődést mutat, születésekor a mainak mintegy 70%-a volt a kibocsátott sugárzás mértéke, amely milliárd éves időskálán folyamatosan növekszik, amíg csillagunk ún. fősorozati csillag marad. A Nap az életpályája során a legtöbb időt a fősorozatban tölti el, ez csillagunk életpályájának aktív részét jelenti, amíg a hidrogénkészletét a magfúziós folyamatok héliummá alakítják, modellszámítások szerint ennek a szakasznak a felénél tartunk napjainkban. Az elkövetkező 1 milliárd évben a Nap fényessége és külső hőmérséklete tovább növekszik. A Nap nagyjából 10 milliárd éves koráig marad a fősorozatban,ekkor kifogy a hidrogénkészlete és átmegy a vörös óriás fázisba. Ebben a fázisban beindul a héliumfúzió – a hélium szénné alakulása –, ami megtízszerezi a mag hőmérsékletét, ezzel a sugárnyomást is, így a gravitáció és a belső nyomás egyensúlya felborul az utóbbi javára, ez felfújja a csillagot miközben a felszíni hőmérséklete lecsökken. A felfúvódás során tömegének egy jelentős részét – számítások szerint 30%-át – is elveszti.

A bolygók, kisbolygók keletkezése A bolygókeletkezés folyamata ma még nem teljesen tisztázott, csak modellszámítások léteznek rá,de a legvalószínűbb – a tudományos közösség által napjainkban leginkább elfogadott, ám kísérletileg a Nap keletkezésmodelljéhez hasonlóan nem bizonyított – keletkezéstörténeti forgatókönyv szerint a bolygók kialakulása közvetlenül a Nap születése után, a csillag körül kialakult protoplanetáris korongból indult el. A keringő anyag belső súrlódása miatt már a protocsillag állapot végén megkezdődött egy akkréciós korong kialakulása a gyorsan forgó csillag egyenlítői síkjában, a csillagkeletkezés során visszamaradt gáz- és poranyagból. Először a gázbolygók alakultak ki a Nap sugárzása által a rendszer külső részébe fújt gázból, nagyjából 2–3 millió év alatt. A naprendszer belső vidékein a gáz kifelé távozása miatt csak por maradt. A füstszemcsékhez hasonló méretű porszemcsék összetapadásával csomósodások jöttek létre az akkréciós korongban, a csomók hógolyó-effektusszerűen növekedtek és bolygócsírákká alakultak. A bolygócsírák folyamatos ütközések részesei voltak, amelyekben egymáshoz tapadtak, és egyesek egyre nagyobbá nőttek a kisebb sebességű ütközések során.

A kezdeti időkben több száz 100–1000 kilométeres planetezimál jött létre, amelyek folyamatos ütközései alakították ki a ma ismert bolygókat, a bolygók tisztára söpörték a pályájuk mentén az űrt. Az ütközések energiája megolvasztotta a kialakuló bolygókat, amelyeken belül megindult a radioaktív fűtés is, ezzel még tovább emelve a testek hőmérsékletét, az így teljesen olvadt anyag gömb alakba rendeződhetett a gravitáció által. A kőzetbolygók keletkezése egy nagyságrenddel több idő alatt ment végbe, mint a gázbolygóké, néhány tízmillió évet véve igénybe. A folyamat végén a magmaóceán teteje (a bolygók kérge) lehűlt, majd megszilárdult. Ezt követően már csak a nagyobb becsapódások okozta kataklizmák és a kisebbek miatti erózió zajlott. Az egymással keringési rezonanciában levő bolygók túlélték az ütközéseket, mások előbb-utóbb megsemmisültek, beolvadtak valamelyik másik égitestbe. A bolygókon kívül más égitestek is kialakultak az akkréciós korongból, a kisbolygók. Ezeknek az égitesteknek a fejlődéstörténete kissé eltér a bolygókétól, egész pontosan a fejlődésük leállt egy bizonyos ponton.

Égitestek A Naprendszer a Napból és azon kisebb égitestekből áll, melyeket a Nap gravitációs hatása tart a pályájukon. A Nap körül keringő testek nagy része közel egy síkban kering, ezt a síkot az ekliptika síkjának nevezik. Az itt található anyag többsége a nyolc legnagyobb testben, a bolygókban koncentrálódik, bár ez a tömegmennyiség így is nagyon kicsi a Nap tömegéhez képest, mely a Naprendszer össztömegének 99,86%-át adja. A Naphoz legközelebb keringő négy bolygó (a Merkúr, a Vénusz, a Föld és a Mars) alkotja a kőzetbolygók, más néven Föld-típusú bolygók csoportját; ezek javarészt kőzetekből és fémekből épülnek fel, felszínük szilárd. A négy külső bolygó (a Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz) gázóriások, melyeknek összetétele jelentősen eltér a kőzetbolygókétól; túlnyomóan gáz halmazállapotú, könnyebb elemek (hidrogén és hélium) alkotják őket. Átlagos sűrűségük kisebb, méretük viszont jóval nagyobb, mint a belső bolygóké. A gázbolygók mindegyike rendelkezik gyűrűrendszerrel, bár messze a legnagyobb és legismertebb a Szaturnuszé.

A Naprendszer bolygóinak jelenleg 144 ismert és elnevezett holdja van és további 23 vár megerősítésre.Ezen kis égitestek a bolygók körül keringenek, keletkezésük és összetételük igen eltérő. A holdak többségét űreszközök segítségével fedezték fel. A Nap körül az összes bolygó, és a bolygók körül a legtöbb hold azonos irányban kering, és a forgásirányokra is döntően ez az irány jellemző: ez az ekliptika északi pólusa felől nézve pozitív irány (az óramutató járásával ellentétes). Vannak persze olyanok is, amelyek kivételt képeznek, és ellentétes, ún. retrográd irányban keringenek vagy forognak. Például az Uránusz és a Vénusz tengely körüli forgása, illetve a Neptunusz Triton nevű holdjának keringése retrográd, negatív irányú.

A Naprendszerben két olyan övezet található, melyekben a kisebb naprendszerbeli testek koncentrálódása figyelhető meg. Az egyik a Mars és a Jupiter pályája között található kisbolygóöv, melyben feltételezések szerint több millió aszteroida található, melyek mérete a 940 kilométerestől az 1 kilométernél is kisebb testekig terjed. A másik ilyen övezet a Neptunusz pályáján túl elterülő Kuiper-öv (ejtsd: kiper), mely a Naptól mintegy 30–50 csillagászati egységre (4,5–7,5 milliárd kilométerre) terül el. Ennek a jeges objektumokból álló, korong alakú régiónak a meglétét csak 1992-ben erősítették meg.A Kuiper-övet gyakran a Naprendszer végső határának tekintik. A fenti két övezetben jelenleg öt olyan égitest ismert, melyeknek tömege elég ahhoz, hogy saját gravitációjuk hatására közel gömb alakúak legyenek, így ezek az objektumok alkotják a 2006-ban bevezetett törpebolygók csoportját (a Ceres, a Plútó, az Erisz, a Makemake és a Haumea). A bolygóktól abban térnek el, hogy pályájuk térségét nem söprik tisztára. Két évvel a törpebolygók kategóriájának bevezetése után a Nemzetközi Csillagászati Unió definiálta a plutoidák fogalmát; ezek gyakorlatilag a Plútóhoz hasonló törpebolygók, melyek pályájának fél nagytengelye nagyobb, mint a Neptunuszé.

Következzen az égitestek,bolygók részletes ismertetője… 