Saulės sistema

Saulės sistemą sudaro centrinis jos kūnas Saulė ir aplink ją skriejantys įvairūs kosminiai kūnai: 8 planetos ir nykštukinės planetos su savo palydovais, asteroidai, kometoidai, įvairios tarpplanetinės dulkės bei dujos ir kt. Nors Saulės sistema galima vadinti bet kurią sistemą turinčią vieną arba kelias žvaigždes (saules), šiame straipsnyje „Saulės sistema“ reiškia mūsų Saulės sistemą.

Pagrindiniai Saulės sistemos kūnai (be Saulės) yra aštuonios planetos: Merkurijus, Venera, Žemė, Marsas, Jupiteris, Saturnas, Uranas ir Neptūnas. Šių planetų orbitos yra labai panašios – jos skrieja aplink Saulę beveik vienoje plokštumoje (todėl, šios planetos juda dangaus skliautu netoli ekliptikos, per tuos pačius žvaigždynus kaip ir Saulė), o jų orbitos nedaug kuo skiriasi nuo apskritimo. 1930 m. atradus Plutoną, Saulės sistema buvo laikoma sudaryta iš 9 planetų, tačiau, atradus Eridę, Plutonas su ja ir kitais panašiais kūnais 2006 m. Tarptautinės astronomų sąjungos sprendimu buvo priskirti nykštukinių planetų kategorijai.

Saulės masė sudaro pagrindinę visos sistemos masės dalį – 99,86 %. Kiti objektai: aštuonios planetos, nežinomas kiekis nykštukinių planetų, 173 natūralūs planetų palydovai (2014 m. duomenimis), keturios planetų žiedų sistemos, apie 1 mln. asteroidų (didesnių nei 1 km skersmens), tikriausiai apie trilijoną kometų.

Saulės sistemos dydis, ribos 

Kad būtų galima įsivaizduoti Saulės sistemos mastus, sumažinkime ją 10 milijardų kartų ir pabandykime įsivaizduoti, kaip atrodys planetos, kokiu atstumu nuo Saulės jos skrietų.

Saulė tokiame modelyje atrodytų kaip 14 cm dydžio arbūzas, nuo kurio už 6 metrų skrietų pusės aguonos grūdo dydžio Merkurijus, už 11 m skrietų aguonos grūdo dydžio Venera, o už 15 m panašaus dydžio Žemė. Kiek toliau, už 23 m skrietų Marsas, kurio dydis prilygtų pusei aguonos grūdo. Žymiai toliau, už 78 m ir 140 m lazdyno riešuto dydžio skrietų Jupiteris ir Saturnas, už 290 m ir 450 m pusės lazdyno riešuto dydžio Uranas ir Neptūnas. Kiek daugiau nei už pusės kilometro (600 m) skrietų pusės aguonos grūdo dydžio nykštukinė planeta Plutonas. Dar toliau skrietų 3/4 Plutono dydžio kita nykštukinė planeta – Sedna.

Saulės sistemą gaubia nedidelės energijos, elektros krūvį turinčių elementariųjų dalelių debesis, sukuriamas Saulės vėjo (heliosfera). Ribos, ties kuriomis šio vėjo spaudimas susilygina su tarpžvaigždinių dalelių sukuriamu spaudimu (vadinamoji heliopauzė), laikomos galutinėmis Saulės sistemos ribomis. Jas yra eksperimentiškai nustatę „Voyager 1“ (85 astronominiai vienetai, AU) ir „Voyager 2“ (76 astronominiai vienetai, AU) automatiniai laivai. Skirtingi atstumai rodo, jog debesies forma nėra taisyklinga. Manoma, jog ją formuoja Saulės judėjimas aplink Galaktikos centrą – Saulės judėjimo kryptimi heliosfera yra suspaudžiama.

Saulės sistemos padėtis galaktikoje 

Saulės sistema priklauso spiralinei Paukščių Tako galaktikai, yra jos Oriono vijos vidinėje pusėje. Saulė yra 8,5 kpc atstumu nuo galaktikos centro (kitais vertinimais, ji gali būti 7 kpc ar 8,7 kpc atstumu) ir 5−30 pc atstumu nuo galaktikos disko centrinės plokštumos. Galaktikos diskas Saulės srityje sukasi apie 220 km/s greičiu (Vietinės rimties standartas, VRS) ir Saulės sistemos greitis yra dar apie 17−22 km/s greitesnis. G tipo žvaigždės paprastai juda 40−45 km/s greičiau už VRS ir kodėl Saulė yra lėtesnė, nežinoma. Dėl greičio skirtumo Saulė apie galaktikos diską sukasi ne apskritimu, o kvazieliptine orbita, kurios ribos svyruoja tarp 8,4 ir 9,5 kpc nuo centro. Aplink galaktikos centrą Saulė apsisuka per 225−250 mln. metų ir šiuo metu ji artėja prie arčiausio galaktikos centrui taško. Saulė juda taško danguje Heraklio žvaigždyne kryptimi (Saulės apeksas). Papildomai Saulė juda vertikaliai galaktikos diskui apie 52−74 mln. metų periodu nutoldama nuo galaktikos disko centrinės plokštumos ±49−93 pc. Šie dydžiai tokie netikslūs, nes nėra įvertintas tamsiosios medžiagos kiekis galaktikoje. Saulės sistema kirto galaktikos disko centrinę plokštumą prieš 2−3 mln. metų ir juda galaktikos „šiaurės“ kryptimi. Saulės kelias vertikalioje plokštumoje atrodytų kaip bangavimo kreivė.

Artimiausia Saulei žvaigždė yra Kentauro proksima, esanti apie 1,3 pc atstumu nuo Saulės ir 10 kart mažiau masyvi (0,1 ). Ji yra nutolusi apie 0,06 pc nuo dvinarės Kentauro alfos žvaigždės, aplink kurią sukasi. Ketvirta arčiausia Saulei yra raudonoji nykštukė Barnardo žvaigždė, kuri yra 1,83 pc atstumu ir artėja link Saulės. Iš artimiausių Saulei žvaigždžių ryškiausia yra Sirijus (2, dvinarė žvaigždė), esantis 2,6 pc atstumu. Saulės sistemos kaimynystė yra reta žvaigždėmis, jų tankumas yra 0,11/pc3. Ši sritis vadinama Vietiniu burbulu, kurio skersmuo apie 120 pc. Tai besiplečiantis įkaitusios retos plazmos kamuolys, tikriausiai susidaręs praeityje sprogus kelioms supernovoms. Saulė yra šio burbulo pakraštyje ir kartu apie 2−5 pc skermens Vietiniame tarpžvaigždiniame debesyje, kuris tikriausiai yra buvusios supernovos dujų likučiai.

Saulės sistemos objektai 

Daugybę Saulės sistemoje esančių objektų galima suskirstyti į keletą kategorijų. Pastaraisiais metais paaiškėjo, kad šis skirstymas į kategorijas negali būti toks griežtas kaip anksčiau buvo įprasta. Dažniausiai ir šioje enciklopedijoje Saulės sistemos objektai skirstomi į:
 Saulę
 Planetas
 Nykštukines planetas
 Planetų palydovus
 Asteroidus
 Kometas
 Kentaurus
 Transneptūninius objektus
 Dulkes

Pagal atstumą nuo Saulės objektai išsidėstę (žr. schemas):
 Merkurijus
 Venera
 Žemė ir Mėnulis
 Marsas
 Asteroidų žiedas su didžiausiu objektu Cerera (2−4 AU ribose)
 Jupiteris
 Kentaurų zona tarp Jupiterio ir Neptūno (5−30 AU ribose)
 Saturnas
 Uranas
 Neptūnas
 Koiperio juosta (30−50 AU ribose, transneptūniniai objektai, tarp kurių Plutonas, Makemakė, Eridė, Haumėja)
 Orto debesis (20 000−100 000 AU ribose)

Didieji Saulės sistemos objektai sukasi aplink Saulę beveik vienoje plokštumoje ir elipsėmis, labai artimomis apskritimui. Jų sukimosi kryptis vienoda ir žiūrint iš Žemės šiaurės poliaus pusės atrodytų, kad jie sukasi prieš laikrodžio rodyklę aplink Saulę. Kuo mažesnis objektas, tuo labiau tikėtina, kad jo orbitos plokštuma bus pakrypusi, o orbita ištęsta. Pavyzdžiui, Plutono orbitos plokštuma pasvirusi į Saulės ekliptiką 17,1°, o orbita taip ištęsta, kad perihelyje (29,7 AU) Plutonas atsiduria Neptūno orbitos viduje, o afelyje (49,5 AU) būna 1,5 karto toliau nuo Saulės.

Orto debesis yra labai tolimų objektų nuo Saulės sritis. Manoma, kad šie objektai nėra išsidėstę plokštumoje, o gaubia Saulės sistemą kaip sfera. Šios srities objektų orbitos gali būti pasvirusios į Saulės ekliptiką 90° kampu ir jie gali suktis įvairiomis kryptimis.

Planetų judėjimas 
Aplink Saulę kartu su Žeme skrieja kitos planetos – vienos skrieja tarp Žemės ir Saulės, kitos už Žemės. Planetos skriejančios tarp Žemės ir Saulės vadinamos vidinėmis planetomis (Merkurijus, Venera), o kitos – išorinėmis (Marsas, Jupiteris, Saturnas, Uranas, Neptūnas) planetomis. Ši klasifikacija yra atskirta todėl, kad vidinių ir išorinių planetų matomasis judėjimas labai skiriasi.

Vidinių planetų matomasis judėjimas 
Šios planetos visada matomos tik šalia Saulės rytais (vakarų elongacija) arba vakarais (rytų elongacija). Planetos nėra matomos tik tada, kai jos yra už Saulės (viršutinė jungtis) arba tarp Žemės ir Saulės (apatinė jungtis), retkarčiais galima planetas pamatyti ir esančias tarp Žemės ir Saulės – tuo metu planetos keliauja per Saulės diską (tranzitas).

Panašiai kaip ir Mėnulio atveju šiose planetose galima stebėti fazių kaitas, kurios vėlgi priklauso nuo Saulės apšvietimo.

Planeta, tik išlindusi iš už Saulės, pasirodo vakaruose, yra toli už Saulės, todėl jos regimasis skersmuo yra mažas, o fazė artima pilnačiai, nes Saulė apšviečia visą atgrežtą planetos diską. Judėdama link rytų elongacijos planeta sparčiai pradeda artėti link Žemės (vidinės planetos skrieja aplink Saulę greičiau, nei Žemė), tačiau matomas planetos diskas mažėja ir panašėja į Mėnulio priešpilnio fazę. Pasiekusi rytų elongaciją planeta pakeičia judėjimo kryptį ir pradeda judėti atbulai – į vakarus, matomas pjautuvas ir toliau mažėja, kol pasiekia Saulę ir pradingsta iš vakarinio dangaus. Po kiek laiko ši planeta pasirodo rytiniame danguje netoli Saulės ir pradeda tolti nuo Saulės, kol pasiekia vakarų elongaciją. Čia planeta vėl pakeičia judėjimo kryptį ir pradeda skrieti į rytų pusę – artėja prie Saulės ir tolsta nuo Žemės.

Saulės sistemos kūnų fiziniai duomenys 

Saulės, planetų ir kai kurių nykštukinių planetų orbitų ir fiziniai duomenys:

Saulės sistemos susidarymas 

Saulės sistemos evoliucija nuo jos susidarymo iki mirties užima ilgą laikotarpį ir sudaro apie 10 milijardų metų. Šiuo metu paprastai sutariama, kad Saulės sistema susidarė iš šalto ir tankaus tarpžvaigždinės medžiagos debesies, sudaryto daugiausia iš helio ir vandenilio (H2), labiausiai Visatoje paplitusių elementų. Šiame debesyje taip pat galėjo būti vandens, ledo kristalų pavidalu. Šis debesis, po to kai įgavo pastovią formą (greičiausiai disko), sukdamasi pradėjo diferencijuotis: didžioji dalis centre sudarė prožvaigždę, būsimąją Saulę. Iš išorinių sluoksnių veikiant gravitacijos jėgoms susiformavo proplanetos.

Saulės sistemos tyrimai ir atradimai 

Nuo senovės žmonėms buvo žinomi plika akimi matomi dangaus kūnai: Saulė, Mėnulis ir penkios planetos (Merkurijus, Venera, Marsas, Jupiteris ir Saturnas. Pirmieji nusakyti Saulės sistemos kūnų judėjimą matematiniais skaičiavimais I tūkst. pr. m. e. bandė babiloniečiai. Graikų filosofai rėmėsi geometrinių figūrų modeliais. Pitagoriečiai, o paskui juos Platonas ir Aristotelis, manė, kad Žemė yra pasaulio centre, o dangaus kūnai sukasi krištolinėse sferose aplink Žemę. Aristarchas iškėlė mintį, kad iš tikro Žemė sukasi aplink Saulę. Graikų astronomas Ptolemėjas, II a. dirbęs Aleksandrijoje, sukūrė geocentrinę dangaus kūnų sukimosi sistemą, kuri dominavo Europoje ir Artimuosiuose Rytuose daugiau nei 1000 metų. Tik 1543 m. paskelbta savo teorija Mikalojus Kopernikas atgaivino heliocentrizmo idėjas, kurios vėliau buvo patvirtintos. XVII a. pradžioje Johanesas Kepleris nustatė, kad dangaus kūnai juda elipsinėmis orbitomis, Galilėjas Galilėjus sukonstravo pirmąjį teleskopą ir atrado Jupiterio palydovus bei nustatė, kad Venera turi fazes, kas buvo reikšmingas argumentas heliocentrizmo naudai. 1781 m. atrastas Uranas, 1846 m. − Neptūnas, 1930 m. − Plutonas.

Šaltiniai

Nuorodos 
 nasa.gov / Our Solar System (mūsų Saulės sistema) | anglų k.