ב־20 בינואר 2016 פרסמו אסטרונומים מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה מאמר, ובו טענו כי מצאו עדות לכוכב לכת תשיעי במערכת השמש. באמצעות מודלים מתמטיים ממוחשבים של מסלולי גופים טרנס־נפטוניים מרוחקים, בעלי מאפיינים מיוחדים, הם הסיקו שהסבירות הגבוהה ביותר לכך היא שמסה פלנטרית כלשהי השפיעה על המסלולים הללו. לפי המודל שבנו, הקפה אחת של כוכב הלכת המשוער אורכת כ־10–20 אלף שנים, והפריהליון שלו, הנקודה הקרובה ביותר לשמש במסלולו סביבה, הוא כ־200 יחידות אסטרונומיות. המסלול אקסצנטרי מאוד, וכוכב הלכת המשוער נמצא רוב הזמן רחוק מהשמש הרבה יותר, במרחק של בין 600–1200 יחידות אסטרונומיות. מסתו לפי המודל היא 5 עד 10 מסות ארץ, והוא דומה בגודלו בערך לענק הגזים נפטון.
חקר מערכת השמש.
השמש, הירח, כוכב חמה, נוגה, מאדים, צדק ושבתאי, שנראים בעין בלתי מזוינת, מוכרים לאנושות כבר אלפי שנים. האסטרונומים של יוון העתיקה היו הראשונים לחקור באופן שיטתי את הטבע הפיזיקלי של גרמי השמים. לפי התאוריות המקובלות אז, מקומו של כדור הארץ הוא במרכז היקום, ואילו כוכבי הלכת, השמש וכוכבי השבת סובבים סביבו. יוצא דופן היה אריסטרכוס מסמוס, שהציע את המודל ההליוצנטרי.
האמונה הרווחת עד תחילת המהפכה המדעית במהלך המאה ה־16 הייתה כי כדור הארץ נמצא במרכז היקום (המודל הגאוצנטרי), וכי הוא שונה משאר העצמים השמימיים. תאוריה זאת התיישבה עם הנתונים האמפיריים על תנועת הכוכבים ועל מה שנראה כנייחות הארץ, והיא גם זכתה לתמיכת הכנסייה הקתולית. מחקר אסטרונומי, שהחל עם עבודתם של ניקולאוס קופרניקוס, גלילאו גליליי, טיכו ברהה, יוהאנס קפלר ואייזק ניוטון, הוביל בסופו של דבר לא רק לקבלת הרעיון שכדור הארץ סובב את השמש, אלא גם לדעה שכוכבי הלכת נשלטים על ידי אותם חוקים החלים על כדור הארץ, ולכן הם יכולים להיות דומים לו במובנים שונים.
תצפיות טלסקופיות.
גלילאו גליליי היה הראשון שהשתמש בטלסקופ לצורך תצפיות אסטרונומיות. הוא הבחין במכתשים על פני הירח, בכתמי שמש לא קבועים על פני השמש, בארבעת ירחיו של צדק ובטבעותיו של שבתאי. ג'ובאני קאסיני וכריסטיאן הויגנס המשיכו את המחקר של גלילאו, וגילו את הכתם האדום הגדול של צדק ואת טיטאן, ירחו הגדול של שבתאי. בשנת 1682, פרסם אדמונד היילי מחקר, ולפיו תצפיות חוזרות ונשנות של שביט היו למעשה תיעוד של אותו גרם שמיים שחוזר בכל 76 שנה (קרוי כיום שביט היילי). הדבר תמך בטענה ששביטים אינם תופעה אטמוספירית, כפי שמקובל היה לחשוב, וכי גופים נוספים מלבד כוכבי הלכת סובבים את השמש.
חקר כוכבי הלכת קיבל תפנית בשנת 1781, כאשר בחן ויליאם הרשל כמה כוכבים וגילה שאחד מהם נע במהירות גדולה בשמים. גרם שמיים זה קיבל את השם אורנוס בתוך זמן קצר. בשנת 1801, גילה ג'וזפה פיאצי את קרס, גוף קטן בין מאדים לצדק, והוא נחשב תחילה לכוכב לכת חדש. אולם, גילויים של אלפי גופים קטנים נוספים באותו אזור הוביל לסיווג של גופים אלו, וקרס בתוכם, כסוג חדש של עצמים, הקרויים אסטרואידים. בשנת 1846, אי התאמות במסלולו של אורנוס הביאו כמה אסטרונומים לחשוד כי קיים כוכב לכת גדול נוסף ומרוחק יותר, ששדה הכבידה שלו משפיע על מסלולו של אורנוס. חישוביו של אורבן לה ורייה הובילו בסופו של דבר לגילוי כוכב הלכת נפטון.
אי התאמות נוספות במסלולים של כוכבי הלכת הובילו את פרסיוול לוול להסיק כי קיים גוף נוסף במערכת השמש, והוא כינה אותו "כוכב הלכת X". לוול עצמו לא מצא את כוכב הלכת הנוסף, אך החיפושים נמשכו גם אחרי מותו. בשנת 1930 גילה קלייד טומבו את פלוטו במיקום הנכון על פי החישובים. ברם, פלוטו היה קטן מכדי להשפיע על מסלולם של כוכבי הלכת החיצוניים, ועל כן גילויו היה מקרי. לימים התברר כי מקור אי ההתאמות במסלולים בהערכה לא נכונה של מסת נפטון. בעשור הראשון של המאה ה־21 התגלו גופים נוספים הדומים לפלוטו, הן מבחינת מסלול והן מבחינת גודל, והעיקרי שבהם היה אריס, שהתגלה בשנת 2003 ונחשב תחילה לגדול במעט מפלוטו.
חקר באמצעות גשושיות.
מאז תחילתו של עידן החלל, גשושיות מחקר משמשות לחקר מערכת השמש. גשושיות אלו, מצוידות במכשירי מדידה מגוונים, כמו מצלמות ורובוטים לאיסוף דגימות, סיפקו את רוב המידע הידוע כיום לגבי פני השטח של הגופים השונים במערכת השמש. הגוף הנחקר ביותר במערכת השמש, מלבד כדור הארץ, הוא הירח, והוא גם הגוף היחיד שהגיעו אליו בני אדם (במסגרת תוכנית אפולו).
הגשושית הראשונה שצילמה מקרוב וחקרה כוכבי לכת במערכת השמש התיכונה הייתה פיוניר 10, שחלפה על פני צדק בשנת 1973. אחריה, פיוניר 11 הייתה הראשונה שחלפה על פני שבתאי בשנת 1979. הגשושיות של תוכנית וויאג'ר ביצעו סיור ארוך באזור כוכבי הלכת החיצוניים, כאשר גם וויאג'ר 1 וגם וויאג'ר 2 חלפו על פני צדק בשנת 1979 ועל פני שבתאי בשנים 1981–1980. בעת המעבר ליד שבתאי, הוסטה וויאג'ר 2 לעבר אורנוס ועברה לידו בשנת 1986 ומאוחר יותר ליד נפטון, בשנת 1989. שתי גשושיות פיוניר ושתי גשושיות וויאג'ר צפויות להפוך לגופים המלאכותיים הראשונים שיעברו את ההליופאוזה, ויֵצאו ממערכת השמש. בספטמבר 2013 הודיעה נאס"א כי "וויאג'ר 1" הגיעה להליופאוזה, שהיא קצה הגבול המגנטי של מערכת השמש, וכך, לראשונה בתולדות האנושות, הגיע חפץ מעשה ידי אדם אל מעבר למערכת השמש. נכון ליוני 2016 נמצאת ווי'אגר 1 במרחב הבין־כוכבי, ואילו וויאג'ר 2 נמצאת בגבול העליון של ההליופאוזה.
הגשושית הראשונה שנחתה על פני גוף אחר במערכת השמש הייתה לונה 2 הסובייטית, שפגעה בפני הירח בשנת 1959. מאז, גופים מרוחקים יותר ויותר היו מטרה לגשושיות רובוטיות שונות. בין הנחיתות פורצות הדרך, ניתן לציין את הנחיתה בשנת 1966 של גשושית על פני נוגה (תוכנית ונרה). בשנות ה־70 של המאה ה־20 נחתו כמה גשושיות על פני מאדים (תוכנית מארס ותוכנית ויקינג), בשנת 2001 נחתה גשושית על פני האסטרואיד ארוס (NEAR Shoemaker), ובשנת 2005 נחתה גשושית (הויגנס) על פני טיטאן, אחד מירחיו של שבתאי.
גשושיות מחקר לא מאוישות כבר הגיעו לכל כוכבי הלכת במערכת השמש, והחלק היחיד שלה שטרם נחקר הוא האזור הטרנס־נפטוני. הגשושית ניו הוריזונס, ששוגרה בשנת 2006, היא הגשושית הראשונה שחקרה גופים במערכת השמש החיצונית. היא חלפה על פני פלוטו ב־14 ביולי 2015, וב־1 בינואר 2019 שלחה לראשונה תיעוד של גוף מחגורת קויפר, שלימים נקרא 486958 ארוקות'. היא צפויה לשדר עליו עוד מידע. בסופו של דבר תעזוב הגשושית את מערכת השמש.
חמה
מאדים
מאדים (בלטינית: Mars, מַארס) הוא כוכב הלכת הרביעי במערכת השמש. מסלולו הוא השני הקרוב ביותר למסלול כדור הארץ (אחרי נוגה) והוא כוכב הלכת השני הקטן ביותר, גדול רק מכוכב חמה. צבע פניו של מאדים אדמדם בשל ריבוי תחמוצות ברזל בקרקעו, ומכאן שמו העברי והכינוי "כוכב הלכת האדום". סמלו מייצג את המגן והחנית של האל מרס: עיגול עם חץ קטן.
קוטרו של מאדים 6,721 ק"מ (כחצי מקוטרו של כדור הארץ). הוא משלים סיבוב אחד סביב צירו אחת ל־24 שעות ו־37 דקות, והקפה אחת סביב השמש כל 686.98 יום במהירות ממוצעת של 24.13 ק"מ לשנייה. פני מאדים מלאים במכתשים. מרבית הקרח בקטביו הוא קרח יבש הנוצר מקפיאת פחמן דו-חמצני. חוקרים מעריכים כי ייתכן גם שיורד שלג.
למאדים שני ירחים, פובוס ודימוס, ושניהם קטנים ובעלי צורה לא־סדירה. משערים שאלו אסטרואידים שנלכדו על ידי כוח המשיכה של מאדים. במאדים נמצא ההר הגבוה ביותר במערכת השמש, הר הגעש אולימפוס מונס - גובהו 27 ק"מ. בנוסף על מאדים נמצא קניון ואליס מארינריס, אשר אורכו כ-4,000 ק"מ ורוחבו 200 ק"מ.
מאדים זוכה להתעניינות רבה בשל קרבתו היחסית לכדור הארץ והסיכוי להפוך אותו לכוכב לכת ארצי שישררו בו תנאים שיאפשרו לבני־אדם להגיע אליו בעתיד ואף להשתכן בו. כמו כן, שני הקטבים של מאדים מכוסים מים קפואים. עובדה זו מגבירה את התקוות לאיתור עקבות של חיים מיקרוסקופיים בעבר. למאדים נשלחו עד כה מספר גשושיות בלתי מאוישות שסיפקו מידע רב. אף שטרם נשלחו אסטרונאוטים אל מאדים, סוכנויות חלל שונות חוקרות במרץ את האפשרות לבצע משימה מאוישת למאדים בעשורים הקרובים.
מידע כללי.
צפיפותו הממוצעת של מאדים 3.95 גרם לסמ"ק. למאדים רק רבע מפני השטח של כדור הארץ ומסתו היא רק עשירית ממסתו של כדור הארץ. כוח המשיכה על פני מאדים הוא כ־38% מכוח המשיכה על פני כדור הארץ.
השינוי בגודלן של המדבריות על פני מאדים ובצורתן נעוץ ברוחות העזות המזיזות ענני חול גדולים ממקום למקום. ציר הסיבוב של מאדים נטוי בזווית של 25 מעלות ביחס למישור ההקפה שלו סביב השמש. האטמוספירה עליו דלילה מאוד וכמות המים בה נמוכה. בזמנים קדומים, כמות אדי המים באטמוספירה שלו הייתה גדולה יותר, אלא שעקב מחסור באוקיינוסים וצורות חיים שיקלטו את אדי המים והחמצן, נקלטו אדי המים והחמצן בקרקע של מאדים, העשירה בברזל, הברזל התחמצן, ומכאן צבעו האדמדם של כוכב הלכת.
מקור השם.
השם העברי מתייחס לצבעו האדום של מאדים, בפרט בהיותו רחוק יחסית מכדור הארץ. אמנם למעשה צבעו בז'-ורוד, אך עין האדם רואה צבע זה כשהוא קלוש כצבע אדום.השם העברי מתועד בכתובים בתלמוד הבבלי. בתקופת חז"ל. ייתכן כי הדבר נובע ממגמה של חז"ל להעניק לכוכבי הלכת שמות הקשורים לתכונות הכוכב ונייטרליים מבחינה דתית, בניגוד לשמות האלים שניתנו לכוכבי הלכת על ידי תרבויות אחרות. מקור שמו בלועזית Mars הוא על שם מרס אל המלחמה במיתולוגיה הרומית, הואיל וצבעו כשל הדם.
שיטות לתיארוך גאולוגי.