Aurinkokunta
Aurinkokunta on Auringon ja kaikkien Aurinkoa kiertävien kappaleiden, kuten planeettojen, kuiden, meteoroidien, komeettojen sekä pikkuplaneettojen, kuten asteroidien ja transneptunisten kohteiden muodostama järjestelmä. Pyöreitä pikkuplaneettoja kutsutaan kääpiöplaneetoiksi.
Aurinkokunnan planeetat ovat Auringosta poispäin lukien Merkurius, Venus, Maa, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptunus. Aikaisemmin planeettoihin kuulunut Pluto luokiteltiin kääpiöplaneetaksi ja plutoidiksi 2000-vuosikymmenen loppupuolella. Pluton kohtalo ei ole ainutlaatuinen sillä myös ensimmäisinä löydetyt asteroidit Ceres, Pallas, Juno ja Vesta luettiin 1800-luvun alussa planeettojen joukkoon. Aurinkokunnan iäksi on arvioitu noin 4,6 miljardia vuotta. Myös muilla tähdillä on havaittu omia eksoplaneettojen muodostamia planeettakuntia.
Aurinkokunta sijaitsee Auringon vaikutusalueen, heliosfäärin, sisäpuolella. Heliosfääri ulottuu arvioiden mukaan noin 150–200 AU:n etäisyydelle Auringosta. Neptunuksen takaisen Kuiperin vyöhykkeen etäisyys Auringosta on noin 30–55 AU. Oortin pilven etäisyyden arvioidaan olevan noin 5 000–100 000 AU.
Aurinkokunnan mittasuhteita voidaan havainnollistaa kuvaamalla Aurinkoa 10 senttimetrin läpimittaisella appelsiinilla. Tällöin Maa olisi verrattavissa nuppineulan päähän, joka kiertää appelsiinia 11 metrin etäisyydellä. Kuiperin vyöhykkeellä sijaitseva kääpiöplaneetta Pluto kiertäisi appelsiini-Aurinkoa keskimäärin yli 400 metrin etäisyydellä, ja vyöhykkeen alueelta elliptisellä radalla välillä kauemmas etääntyvän kääpiöplaneetta Eriksen kiertoradan keskietäisyys olisi yli 700 metrin päässä appelsiinista. Hyvin soikealla radalla kiertävän kaukaisen kohteen, Sednan, keskietäisyys olisi tässä mittakaavassa jo melkein 6 km, ja Oortin pilven kohteiden kiertoratojen etäisyys olisi jopa 55–1 100 km appelsiinista.
Aurinkokunnan vaikutusalue ei ole symmetrinen pallo, vaan epäsymmetrinen ”kananmuna”, joka on toiselta reunalta hieman litistynyt. Teorian mukaan syynä muotoon saattaa olla aurinkotuulen törmäily tähtienväliseen aineeseen.
Aurinkokunta sijaitsee noin 25 000–28 000 valovuoden päässä kotigalaksimme Linnunradan keskustasta galaksin kierteishaarojen välissä. Aurinkokunta kiertää Linnunradan keskustaa 220 kilometrin sekuntivauhdilla, ja yksi galaktinen kierros kestää 226 miljoonaa vuotta. Kiertorata Linnunradan keskuksen ympäri on poikkeuksellinen, sillä se on lähes ympyrän muotoinen ja sijaitsee sellaisella etäisyydellä, että aurinkokunnan ratanopeus vastaa Linnunradan kierteishaarat muodostavan tiheysaallon nopeutta. Siten Aurinkokunta on pysynyt spiraalihaarojen ulkopuolella jopa useita miljardeja vuosia välttyen supernovien säteilyltä, jota tiheämmissä kierteishaaroissa tapahtuu useammin ja estää siten muun kuin pienimuotoisen elämän synnyn planeetoilla.
Planeettojen etäisyyksien arvioimiseksi on kehitetty Titiuksen–Boden laki. Todellisuudessa kaikki planeetat eivät noudata kaavan antamia etäisyyksiä aivan täsmällisesti.Aurinkokunta syntyi noin 4,6 miljardia vuotta sitten tähtienvälisestä aineesta, kaasusta ja pölystä tiivistymällä. Painovoiman vaikutuksesta tähtienvälinen aine alkoi hiljalleen kasaantua ja pyöriä keskipisteensä ympäri kuumentuen samalla. Kuumeneminen johtui kaasun putoamisliikkeen, pyörimisen ja pyörteisyyden aiheuttamasta kitkasta. Pilvi ylitti kriittisen massan, jolloin pyörimisen keskihakuvoima ja kaasun lämpöliike eivät pysäyttäneet kutistumista.
Pyörimisen aiheuttaman keskihakuvoiman johdosta varhainen Aurinkokunta litistyi protoplanetaariseksi kiekoksi. Pyörimisakselin suunnassa alkujaan pallomainen pilvi vajosi nopeasti kasaan, mutta pyörimisen aiheuttama keskipakovoima jarrutti kutistumista päiväntasaajan suunnassa. Suurin osa alkuperäisen kaasupilven materiasta tiivistyi keskelle. Pilven keskusta kuumeni voimakkaasti kaasuosasten putoamisliikkeen aiheuttamasta kitkasta ja kriittisen lämpötilan ja tiheyden ylittyessä siellä käynnistyi ydinreaktio, jolloin syntyi Aurinko. Auringon toiminnasta syntynyt aurinkotuuli puhalsi pois pölyä ja kaasua varsinkin napojen suunnassa. Aurinkoa ympäröivään kiekkoon putosi edelleen kaasua. Kaasukiekko oli lähellä syntynyttä aurinkoa kuumempi kuin kauempana, missä myös vesi ja hyvin kaukana jopa metaani esiintyi kiinteänä.
Pölykiekossa hiukkaset sitoutuivat yhä kookkaammiksi kappaleiksi, joista suurimmat saavuttivat lopulta planeettojen mittasuhteet. Kasautuminen oli mahdollista silloin, jos kappaleet eivät törmänneet suurella nopeudella toistensa suhteen. Suurilla nopeuksilla tapahtuvat törmäykset puolestaan pilkkoivat kappaleita ja synnyttivät pölyä, jota muun muassa törmäsi suurempiin kappaleisiin. Syntyi noin 1–10 kilometrin kokoisia planetesimaaleja, jotka kasvoivat ajan kuluessa yhä suuremmiksi. Laskujen mukaan noin miljoonassa vuodessa syntyi yli 100 kilometrin läpimittaisia kappaleita, jotka kasvoivat noin 60 "oligarkiksi", suureksi planeetaksi, joiden välissä kiersi Aurinkoa pienempiä kappaleita. Aurinkokunnan synnyn loppuvaiheessa oligarkkeja törmäili toisiinsa. Kaukana toisistaan olevien oligarkkien radat muuttuivat pitkän ajan kuluessa kohti törmäyksiä, koska hyvinkin etäällä toisistaan olevat planeetat saattoivat häiritä toistensa ratoja. Osa oligarkeista sinkoutui kauas Auringosta keskinäisissä lähiohituksissa: pienempi ohittaja sai ohitettavan kappaleen vetovoimasta vauhtia.
Aurinkoa lähimmät planeetat eivät kyenneet pitämään juurikaan kaasua ympärillään, sillä lämpötila oli siihen liian korkea. Kauempana kylmemmällä alueella muodostuneet jättiläisplaneetat Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptunus sen sijaan jäivät kaasukehän peittoon, joka kasvoi ajan myötä niin paksuksi, että alimmat kerrostumat nesteytyivät. Kaukana Auringosta myös jäästä saattoi syntyä kappaleita, kuten monet kaasuplaneettojen kuut, komeetat ja Kuiperin vyöhykkeen kappaleet.
Nykyteorioiden mukaan, syntyneet planeetat vaeltelivat jonkin verran alkuaurinkoa ympäröineessä kaasu- pöly- ja planetesimaalikiekossa. Tämä johtui kaasun ja pölyn vetovoimasta. Esimerkiksi suuri planeetta aiheutti kaasukiekkoon spiraalihaaroja, jotka yhdessä planeettojen vuorovesivoimien kanssa aiheuttivat hienoisia radan muutoksia. Jättiläisplaneettojen radat muuttuivat, kun niiden läheltä kulki tuhansia planetesimaaleja. Lisäksi aurinkokunnan alkuvaiheissa suurten, suhteellisen lähellä toisiaan olevien planeettojen keskinäiset vetovoimat aiheuttivat pitkällä aikavälillä ratojen muutoksia.
Syntyteoriaan sopii joukko havaintoja: planeetat kiertävät Aurinkoa yhdessä tasossa ja kaikki samaan suuntaan; myös useimmat kuut kiertävät emokappaleitaan samaan suuntaan; samoin Auringon ja lähes kaikkien planeettojen ja kuiden pyörimissuunta on sama; Asteroidien löyhä rakenne saattaa viitata kasautumiseen monesta kappaleesta; Kuun kraatteroituminen ja merien synty taas kertoo suurista törmäyksistä kasautumisen loppuvaiheessa; Myös itse Kuun arvellaan syntyneen Marsin kokoisen protoplaneetan Theian törmättyä alku-Maahan; Tietokonelaskelmat tukevat tätä väitettä: niiden mukaan Kuun synty muilla tavoin olisi verraten epätodennäköinen tapahtuma.