Vesmír, Slnečná sústava

„ Pod ťarchou nášho slabého pohľadu je tu nočná obloha so svojimi hlbinami a naďalej vo dne prehlbuje nové priebasti žiaryvých tajomstiev závratnej kupoly. A žili by sme v strachu s miliárd Damoklových mečov, keby sme nad svojimi hlavami necítili poriadok, krásu a pokoj a ľahostajnosť tohto nesmierneho veľdiela. Vzdušná, plastická nebeská architektúra sa nám javí o to dôveryhodnejšia, keď vieme, že nemá nič spoločné so stavbou pozemskou. Tá, hoci je nová, pomýšľa na svoj zánik. Nebeská konštrukcia je stavaná na čas bez konca či začiatku, v nekonečnom priestore bez obmedzenia...“ (Jules Supervielle 1884 – 1960, úryvok z Nebeských rytmov)

Hviezdna obloha púta na seba pozornosť ľudí od nepamäti. Je nevyčerpateľnou studnicou nových poznatkov, estetického cítenia a bohatstva, ktoré patria bez rozdielu každému z nás. Môžeme na nej bez akýchkoľvek pomôcok vidieť viac a ďalej do hĺbky hviezdneho sveta, je dobrým pomocníkom ďalekohľad. V každom väčšom meste je ľudová hvezdáreň alebo aspoň astronomický krúžok, v ktorom si môžeme prístupnými ďalekohľadmi pozrieť na oblohe to, čo nás zaujíma.

ASTRONÓMIA
- jedna z najstarších vied
V minulosti bola astronómia (grécky Astron = hviezda, Nomos = zákon) šiestezo siedmych slobodných umení. Tieto predmety tvorili základ vyššieho svzdelania pre slobodných rímskych občanov. Z cyklu deviatich disciplín v dobe rímskeho cisárstva vylúčili lekárstvo a staviteľstvo, zvyšných sedem, tzv. septem artes liberales (gramatika, dialektika, rétorika, geometria, aritmetika, astronómia, hudba) zodpovedalo odborom, tvoriacim základ všeobecného vzdelania.
- Astronómia je veda o vesmíre, ktorá sa zaoberá vznikom, vývojom, stavbou, rozložením, pohybom a vzájomným pôdobením vesmírnych telies a ich sústav.
- Vesmír je súhrn materiálnych javov,ktoré existujú v čase a priestore. Názov vesmír (univerzum) a kozmos sa často používajú v rovnakom význame. Pri diferencovanom používaní sa výrazom vesmír označuje súhrn materiálnych javov, kým pri kozme (ge.

Kozmos = poriadok, usporiadanie sveta) sa vyzdvihuje štruktúra alebo stavba sveta ako celku.

Predmetom výskumu astronómie sú všetky objekty vesmíru: slnečná sústava, jej telesá a objekty (Slnko, planéty s mesiacmi, medziplanetárna hmota zahŕňajúca kométy, planétky, materoidy a medziplanetárny prach), hviezdy a všetky ostatné telesá našej hviezdnej sústavy – Galaxie (dvojsústavy hviezdy, hviezdokopy, hmloviny, medzihviezdna hmota), hviezdne sústavy a sústavy hviezdných sústav (galaxie, kvazary, skupiny galaxií a kopy galaxií, supergalaxie, Metagalaxia, medzigalaktická hmota), ako aj všetky druhy žiarenia vo vesmíre (kozmické žiarenie, reliktové žiarenie, neutrína) a sám vesmír ako celok.

Vzdialenosti vo vesmíre:

Nebeská sféra je vhodnou pomôckou na určovanie polôh nebeských teleis na oblohe a na opísanie ich denného pohybu. Nedáva však predstavu o priestorovom rozložení telies. Aby sme mohli opísať skutočné polohy telies vo vesmíre, musíme k dvom sférickým súradniciam, rektascenzii a deklinácii, pripojiť i súradnicu tretiu, vzdialenosť.
Vo vesmíre však nevystačíme s našou dobre známou hlavnou jednotkou vzdialenosti – metrom. Telesá sú vo vesmíre jeden od druhého tak ďaleko, že medzinárodná sústava jednotiek ponechala pre ne tri vedľajšie jednotky dĺžky: astronomickú jednotku, svetelný rok a parsek.

ASTRONOMICKÁ JEDNOTKA
- najmenšia jednotka vzdialenosti vo vesmíre
Astronomická jednotka AU (angl. Astronomical unit) sa rovná strednej vzdialenosti Zeme od Slnka. Jej hodnota prijatá v roku 1976 Medzinárodnou astronomickou úniou je 149 597 892 km.
- 1 AU = 149597892. 1011 m

SVETELNÝ ROK
- nejnázornejšia jednotka vznialenosti vo vesmíre
Svetelný rok ly (angl. Light year) je vzialenosť, ktorú prejde svetlo za jeden rok – (9,461 biliónov kilometrov). Pritom počítame s rýchlosťou svetla vo vákuu (299 792,458 km/s)

PARSEK
- najväčšia jednotka vzdialenosti vo vesmíre
Parsek pc (angl. Parallax second) je základná jednotka určovania vzdialenosti v astronómii definovaná ako vzdialenosť, z ktorej sa javí veľká polos zemskej dráhy (1 AU) pod uhlom 1“. Ak by sme túto vzdialenosť chceli vyjadriť v kilometroch, museli by mse napísať – 30,86 biliónov kilometrov. Pod pojmom paralaxa rozumieme zdanlivú zmenu polohy telesa voči pozorovateľovi, súvisiacu so zmenou polohy pozorovateľa. Tento úkaz využívame na určovanie vzdialenost´blízkych hviezd. Na zmenu polohy pozorovateľa slúži pohyb Zeme okolo Slnka. Dĺžka parseku nie vždy zodpovedá vesmírnym vzdialenostiam. Stretneme sa preto aj s jeho tisícnásobkom – kiloparsekom (kpc) a miliónnásobkom, megaparsekom (Mpc).

SLNEČNÁ SÚSTAVA

Sln. Sústava vznikla asi pred 4,6 miliardami rokov z rozsiahlej plynovo-prachovej hmloviny. Vzájomné gravitačné zhlukovanie jednotlivých častíc hmloviny postupne sformovalo censtrálnu hviezdu – Slnko, deväť planét a ich 66 dozeraz známych mesiacov, 6 veľkých planétok s priemerom najmenej 300 km a nespočítateľné množstvo menších planétok, komét a meteroidov. Všetky tieto telesá i s priestorom, v ktorom sa pohybujú, tvoria slnečnú sústavu. Priestor medzi jednotlivými telesami sústavy je vysokým vákuom, aké v súčasných pozemských laboratóriách dokážeme vytvoriť. Nie je však celkom prázdny. Vypĺňa ho medziplanetárna hmota – medziplanetárny prach a plyn.

V podstate je to zvyškový materiál plynovo – prachovej hmloviny, ktorý sa nespotreboval pri stavbe telies slnečnej sústavy, ako aj produkty ďalšieho vývoja týchto telies: slnečné žiarenie, unikajúce atómy a molekuly z atmosfér planét a ich mesiacov, vyparený materiál z telies prechádzajúcich blízkym okolím Slnka i materiál uvoľňujúci sa z telies pri ich vzájomných zrážkach.
Sln. Sústava zaberá oblasť, v ktorej prevláda gravitačné pôsobenie hviezd nad gravitačnými silami okolitých hviezd. Rozmery slnečnej sústavy sú v porovaní so strednými vzdialenosťaami hviezd malé. Najvzdialenejšia planéta Pluto je k Slnku 6 890 ráz bližšie ako najbližši hviezda Proxima Centauri. Ani kométy s najpretiahnutejšími eliptickými dráhami sa od Slnka nevzdialia Ďalej ako na 100 000 AU. Sú k Slnku 2,7 ráz bližšie ako Proxima Centauri. Slnečná sústava je iba nepatrná časť vesmíru. Pre nás je však dôležitá preto, lebo v nej žijeme. Takmer celá hmotnosť slnečnej sústavy pripadá na Slnko. Obsahuje z nej 99,866 %. Ostatné zložky slnečnej sústavy sa podelili o zvyšok hmotnosti takto: Na planéty pripadá 0,133 % na ich mesiace 5,7. 10-5 %, na planétky 1,5. 10-7 a na ich meteroidy a medziplanetárny prach a plyn iba
2. 10-13 %.

PLANÉTY:
Názov planéta pochádza zo starovekého výrazu planetai, čo znamená tulák. Už v staroveku si niektorí pozorovatelia oblohy všimli, že planéty sa pohybujú inak, ako okolité hviezdy. Na rozdiel od hviezd sa nezdalo že by sa planéty na oblohe držali tých istých dráh. Blúdili po oblohe a zjavovali sa v rôznych obdobiach roka na rôznych miestach.
Päť „blúdiacich hviezd“ – planét poznali ľudia už v dávnej minulosti. Každá kultúra mala pre ne svoje vlastné názvy. Pre naše generácie sa udržali mená spojené s antickou rímskou mytológiou. Merkúr – boh obchodu a zisku, Venuša –bohyňa lásky, Mars – boh vojny, Jupiter – najvyšší boh a Saturn – starý boh roľníctva.
Planéta Urán patrí už do novoveku. Objavil ju anglický astronóm a optik nemeckého pôvodu William Herschel v roku 1781. Pri objave Neptúna v roku 1846, a nepriamo i pri objave Pluta v roku 1930, slávila triumf nebeská mechanika. Umožnila z nepravidelnosti dráhy Urána a neskôr, ako sa zdalo i Neptúna, predpovedať ich existenciu. Dnes vieme, že hmotnosť Pluta i s jeho mesiacom je o 3 rády menšia ako astronómovia v čase jeho objavu predpokladali, takže žiadne významné poruchy v pohybe Neptúna nespôsobuje. Na príčine zdanlivej nepravidelnosti pohybu Neptúna sú iba nepresnosti v jeho pozorovaní. A tak objav Pluta bol viac-menej náhodný, Siedmu planétu pomenoval Uránom nemecký astronóm Johann E. Bode. Jej meno však nezapadá do radu mien predchádzajúcich planét pomenovaných podľa rímskch bohov. Urán bol bohom neba z prvej generácie gréckych bohov.

Mená posledných dvoch planét, Neptún – rímsky boh mora a Pluto – rímsky boh podsvetia, nenarušili starorímske pomenovania planét.
Podľa fyzikálnych a dráhových parametrov delíme planéty na dve skupiny. Prvou skupinou sú tzv. terestriálne planéty (lat. Terra = Zem), planéty podobné Zemi. Radíme medzi ne Merkúr, Venušu, Zem, a Mars. Terestriálne planéty majú rádovo rovnaké veľkosti a sú k Slnku bližšie ako 2 AU. Povrch terestriálnych planét je zložený z kremíkatých hornín. Planéty okrem Merkúra majú menšie atmosféry, zložené z ťažších prvkov (kyslík, dusík, oxid uhličitý). Merúd stratil atmosféru už dávno predovšetkým pre svoju malú hmotnosť a neveľkú vzdialenosť od Slnka. Druhú skupinu tvoria tzv. joviálne planéty (lat. Jovis = Jupiter), planéty podobné Jupiteru. Zaraďujeme sem najväčšie lanéty slnečnej sústavy – Jupiter, Saturn, Urán a Neptún. Pluto sa zložením podobá na joviálne planéty, no rozmerom bližšie k ich väčším mesiacom. Joviálne planéty sú oveľa hmotnejšie ako terestriálne planéty. Preto si udržali svojou príťažlivosťou aj ľahké prvky, ktoré z terestriálnych planét postupne unikli. Obrovské atmosféry joviálnych planét obsahujú prevažne ľahké prvky, vodík a hélium.

SLNKO
- najbližšia hviezda
Slnko je našou najbližšou hviezdou. Stredná vzdialenosť od Slnka je 149 597 892 km (1 AU). Najbližšia je naša Zem od Slnka v perihéliu (147 097 000 km) a najďalej v apohéliu (152 099 000 km). Slnečné žiarenie ovplyvňuje celú slnečnú sústavu. Bez Slnka by neexistovali planéty ani život na Zemi. Slnko rozmerom a žiarením patrí iba k priemerným hviezdam hlavnej postupnosti, spektrálnej triedy G2V. Hmotnosť Slnka je 1.989. 1030 kg, priemer 1 391 960 km. V porovnaní so Zemou je 335 000 ráz hmotnejšie, so 109 ráz väčším priemerom. Gravitačné zrýchlenie je 618,67 km/s. V porovnaní so Zemou sú tieto hodnoty 28,1 a 55,4 ráz väčšie. Slnko je obrovská rotujúca plynová guľa s priemernou hustotou látky 1
41 g/cm3 , teda iba o čosi hustejšia ako vida. Teplota v strede Slnka dosahuje 19 miliónov stupňov Celsiových. Naše súčasné poznatky o vnútornej stavbe hviezd nám predstavujú Slnko ako obrovskú nukleárnu pec, v ktorej sa vodík mení na hélium. Pri tejto premene prvkov sa uvoľňuje obrovské množstvo energie. Slnko je najjasnejšou hviezdou na oblohe.

MERKÚR
- najrýchlejšia planéta
Merkúr je druhou najmenšou planétou Slnka. Pohybuje sa okolo neho po eliptickej dráhe s pomerne veľkou excentricitou, 0,2056. Preto je v perihéliu o 24 miliónov kilometrov bližšie k Slnku ako v aféliu. Veľká polos dráhy Merkúra je 57,9 milióna kilometrov. Planéta obehne Slnko priemernou rýchlosťou 47,87 km/s.

Je to najkratší rok v slnečnej sústave.

VENUŠA
- najbližšia planéta
Vzdialenosť medzi Venušou a Zemou sa veľmi mení, od 40 miliónov do 259 miliónov kilometrov. Tomu zodpovedá i zdanlivý priemer Venuše na oblohe, od 64“ do 10“. V čase najväčšieho priblíženia k nám vidíme z Venuše len úzky kosák. Po prvý krát pozoroval fázy Venuše Talian Galileo Galilei v roku 1609, keď na planétu zamieril svoj ďalekohľad. Objavenie fáz Venuše bolo silným dôkazom Kopernikovej heliocentrickej sústavy.
Najvyšší vrchol je Maxwell Montes, má výšku 11 km. Leží vo východnej oblasti rozsiahleho pohoria Ishrar Terra. Toto pohorie sa zdá geologickou verziou našich Himalájí, ktoré vznikli kolíziou dvoch kontinentálnych blokov. ZEM
- najväčšia nútorná (terestriálna) planéta
Zem je takmer guľového tvaru s trochu sploštenými pólmi. Rovníkový priemer zeme je 12 756,284 km. Gravitačné zrýchlenie na rovníku má hodnotu 9,78 m/s2 a úniková rýchlosť zo Zeme je 11,17 km/s. Vek Zeme odhadujeme na 4,6 miliardy rokov, Pravdepodobne vznikla spojením viacerých planetoimál, malých telies, ktoré sa prvé sformovali v ranom štádiu vývoja slnečnej sústavy. Teplo, ktoré vzniklo pri zrážkach planetosimál a neskôr teplo z rozpadu rádioaktívnych látok, roztavilo väčšiu časť materiálu formujúcej sa Zeme. V takomto štádiu Zem zotrvala miliardu rokov. Počas tohto obdobia sa diferencoval zemský materiál. MESIAC
- najbližšie vesmírne teleso
Druhým najjasnejším telesom na oblohe je Mesiac. Je k nám 15 000 ráz bližšie ako naša najbližšia planéta Venuša v čase jej najväčšieho priblíženia k Zemi. Rotačná peri=oda mesiaca sa líši od dĺžky siderického mesiaca o menej než 0,1 s. Mesiac sa teda za jede obeh okolo Zeme otočí práve raz okolo svojej osi. O takejto rotácii hovoríme, že je viazaná. Výsledným efektom viazanej rotácie je, že Mesiac je k nám privrátený stále iba jednou stranou. Stredný priemer mesiaca je 3 476 km. Mesiac nemá magnetické pole, ani atmosféru. Častice prvotnej mesačnej atmosféry ľahko prekonali malú únikovú rýchlosť a rozptýlili sa do medziplanetárneho priestoru. Okolo Mesiaca je však akási pseudoatmosféra, skladajúca sa z vodíka, hélia argónu, voľných elektrónov a iných častíc.

MARS
- prvá planéta za dráhou Zeme
Mars ako prvá z vonkajších planét obieha Slnko po dráhe tvaru elipsy s veľkou polosou 228 miliónov km. Dráha Marsa s excentrcitou 0,00934 leží v rovine sklonenej k ekliptike pod uhlom 1,8 Stupňa. Tvar Marsa je trojosý elipsod s najväčšou osou dlhou 6 768 km. Mars môže byť nabližšie k Zemi 56 miliónov km. Jeho nejväčeia vzdialenosť od Zeme dosahuje aj 400 miliónov km.

Na Marse v súčasnoti nepozorujeme tektonické pohyby kôry a Mars nemá ani mahnetické pole. Svedčí to o tom, že teleso Marsa je pevné, bez väčších tekutých oblstí.

DEIMOS
- najmenší známy mesiac v slnečnej sústave
Deimos je svojím rozmerom 15 x 12,2 x 11 km najmenším známym mesiacom. Je to mesiac planéty Mars.

JUPITER
- najväčšia planéta v slnečnej sústave
je po Slnku najhmotnejšia planéta slnečnej sústavy. Jeho hmotnosť je 318 ráz väčšia ako hmotnosť Zeme. So zmenou vzdialenosti od nás mení nielen dovj zdanlivý priemer na obloje, ale i jasnosť. Aj v minime svojej jasnosti žiari na oblohe jasnejšie ako Sírius. Pod atmosférou Jupitera sa rozkladá vodíkový oceán. Hĺbka tekutého vodíka siaha asi do tretiny planéty. Jupiter vyžaruje do priestoru 2 razy viac energie ako dostáva od Slnka. Jupiter je po Saturne a Uráne v poradí treťou známou planétou s prstencami. Má jeden tenký, jemný hlavný prstenec, vo vnútri ktorého sa nachádza ešte jemnejší „halový“ prstenec siahajúci až k planéte. Jupiter má oficiálne 16, neoficiálne 28 meiacov. V 80-tych rokov minulého storočia sme vedeli o 16 mesiacoch. Sedemnásty, ktorý objavil v roku 1975 Charles T. Kowal, sme stratili. Koncom roka 2000 našli astronómovia Havajskej univerzity 11 nových mesiacov Jupitera, ako aj stratený mesiac. Z mesiacov Jupitera sú pre nás zaujímavé štyri. Mesiace Io, Európa. Ganymedes a Kallisto.

METIS
- najbližší mesiac k Jupiteru
Okolo planéty Jupiter sa Metis pohybuje po kruhovej dráhe vo vzdialenosti 127 969 km s periódou približne 7 hodín.
ADRASTEA
- mesiac s najväčšou strednou hustotou medzi mesiacmi
Obieha Jupiter po kruhovej dráhe v rovine rovníka planéty vo vzdialenosti 128 971 km. Planétu obehne asi za 7 hodín.
AMALTHEA
- najväčší z troch neptravidelných meisacov Jupitera
Obieha Jupiter po kruhovej dráhe v rovine rovníka planét vo vzdialenosti 181 300 km. Pohybuje sa v pásme Jupiterovho prstenca. Planétu obehne asi za 12 hodín.
THEBE
- mesiac s najmenšou strednou hustotou z mesiacov Jupitera
Okolo Kupitera sa pohybuje po takmer kruhovej dráhe s excentricitou 0,02 sklonenej 0,9 stupňa k rovien dráhy planéty vo vzdialenosti 221 895 km.
IO
- geologicky najaktívnejšie teleso v slnečnej sústave
Io, piaty najbližší mesiac Jupitera, je rozmerom trocha väčší ako náš Mesiac. Má priemer 6630 km. Má jasnú žltú farbu. Farby pochádzajú od síry a roztavených silikátových hornín.

SATURN
- najredšia planéta slnečnej sústavy
Saturn je planéta s najmenšou strednou hustotou v slnečnej sústave. Teleso planéty tvorí z 2/3 vodík a zvyšok pripadá na hélium a metán.

Rotačná os Saturna zviera s rovinou jeho dráhy uhol 63,3 supňa. Planéta nerotuje ako tuhé teleso. Rýchlosť rotácie smerom od rovníka k pólom klesá. Dráha okolo Slnka je elipcká, blízka kruhovej, s excentricitou 0,0556. Jeden obeh okolo Slnka trvá 29,46 roka. Planéta sa pohybuje v strednej vzdialenosti 1 429 400 000 km od Slnka rýchlosťou 9,66 km/s. Je najkrajšou pozorovanou planétou. Saturn mám najviac mesiacov zo všetkých planét v slnečnej sústave. Ofickiálne ich má 18, neoficiálne 30. Názvy mesiacov Saturna sú: Pan, Atlas, Prometheus, Pandora, Epimetheus, Janus, Mimas, Enceladus, Tethys, Telesto, Calypso, Helene, Dione, Rhea, Titan, Hyperion, Japetus, Phoebe.

URÁN
- planéta s najväčším sklonom osi
Špecifickosťou planéty je poloha jej rotačnej osi. Sklon rovníka Urána k rovine jeho dráhy je 97,86 stupňa. Urán je práve na hranici viditeľnosti voľným okom. So zmenou vzdialenosti planéty od Zeme, od 586 miliónov do 3 153 miliónov kilometrov sa mení i jej jasnosť. Urán je noečo vyše 4 razy vyšší ako Zem.Má 21 doteraz objavených mesiacov, z toho 20 ich je pomenovaných: Cordelia, Ophelia, Bianca, Cressida, Desmemona, Júlia, Porita, 1986 U 10, Belinda, Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, Oberon, Caliba, Stephano, Sycorax, Prospero, Setebos. (Mesiace predstavujú postavy z hier klasika divadelnej tvorby Williama Shakespeara).

NEPTÚN
- najmenšia z joviálnych planét
Neptún, v poradí vzdialenosťí ôsma planéta Slnka, patrí rozmerom k planétam obrom. Rovníkovým priemerom 49 528 km prevyšuje Zem 3,88 ráz. Na póloch je mierne spoštený a pólový priemer je o 848 km kratší ako rovníkový. Neptún sa okolo rotačnej osi otočí raz za 16 hodín a 3 minúty. Doteraz je 8 objavených mesiacov Neptúna: Naiada, Thalassa, Desipna, Galatea, Larissa, Proteus, Triton, Nereida. Mesiace sa skladajú zo skalnatého materiálu a ľadu. Sú to úlomky planetosimál alebo samotné malé planetosimály, ktoré sa formovali v ranom štádiu vývoja slnečnej sústavy.

PLUTO
- najmenšia, najvzdialenejšia a najmenej jasná planéta
Má priemer iba 2 274 km. Okolo Slnka sa pohybuje o dráhe tvaru elipsy s excentricitou 0,2459. Ak by dráha Pluta ležala v rovine dráhy Neptúna, dráhy by sa pretínali a planéty by sa zrazili. Atmosféra Pluta je rozsiahla, ale veľmi riedka. Skladá sa prevažne z metánu. V malej miere obsahuje aj niektoré ďalšie ťažšie plyny, medzi nimi aj oxid uhoľnatý, možno i dusík.

CHARÓN
- jediný stacionárny mesiac v slnečnej sústave
Rotačnú dobu Pluta poznáme z pravidelne sa opakujúcich kolísani jeho jasnosti.

Rovná sa práve obežnej dobe meisaca okolo Plita, t.j. 6,39 dňa. Cháron sa teda stále nachádza nad tým istým miestom povrchu planéty. Je jediným stacionárnym mesiacom slnečnej sústavy. Pozorovateľ na Plute uvidí Cháron stále na rovnakom mieste nad hlavou. Hviezdy sa budú vplyvom rotácie planéty pohybovať popri ňom. Cháron objavil americký astronóm James Christy v júli 1978 z deformácie obrazu Pluta. Charón obieha Pluto po takmer kuhovej dráhe s excentricitou 0,007 vo vzdialenosti 20 000 km raz za 6,39 dňa.

Zdroje:

atlas vesmíra -