2009 Sluneční soustava Studijní text k výukové pomůcce
Helena Šimoníková D07462 1
9.6.2009
Obsah Kolem čeho se to všechno točí? .............................................................................................................. 4 Sluneční soustava .................................................................................................................................... 5 Slunce ...................................................................................................................................................... 6 Jádro .................................................................................................................................................... 7 Vrstva v zářivé rovnováze .................................................................................................................... 7 Konvektivní zóna ................................................................................................................................. 7 Fotosféra ............................................................................................................................................. 7 Chromosféra ........................................................................................................................................ 7 Koróna ................................................................................................................................................. 7 Protuberance ....................................................................................................................................... 7 Erupce.................................................................................................................................................. 7 Sluneční skvrny .................................................................................................................................... 8 Sluneční vítr ......................................................................................................................................... 8 Merkur ..................................................................................................................................................... 8 Venuše ..................................................................................................................................................... 8 Země ........................................................................................................................................................ 9 Měsíc ................................................................................................................................................. 11 Mars....................................................................................................................................................... 11 Život na Marsu................................................................................................................................... 11 Sondy ................................................................................................................................................. 11 Povrch................................................................................................................................................ 12 Atmosféra .......................................................................................................................................... 12 Měsíce ............................................................................................................................................... 12 Jupiter .................................................................................................................................................... 12 Struktura............................................................................................................................................ 13 Tepelná bilance ................................................................................................................................. 13 Měsíce ............................................................................................................................................... 13 Velká rudá skvrna .............................................................................................................................. 13 Prstence ............................................................................................................................................. 13 Sondy ................................................................................................................................................. 13 Saturn .................................................................................................................................................... 14 Prstence ............................................................................................................................................. 14 Měsíce ............................................................................................................................................... 15 2
Sondy ................................................................................................................................................. 15 Uran ....................................................................................................................................................... 15 Prstence a měsíce .............................................................................................................................. 15 Neptun................................................................................................................................................... 16 Atmosféra .......................................................................................................................................... 16 Prstence a měsíce .............................................................................................................................. 16 Pluto ...................................................................................................................................................... 17 Co to vůbec je? .................................................................................................................................. 17 Dráha ................................................................................................................................................. 17 Charakteristika .................................................................................................................................. 17 Charon ............................................................................................................................................... 17 Shrnutí ................................................................................................................................................... 19 Slunce ................................................................................................................................................ 19 Merkur ............................................................................................................................................... 19 Venuše ............................................................................................................................................... 19 Země .................................................................................................................................................. 20 Mars................................................................................................................................................... 20 Jupiter ................................................................................................................................................ 20 Saturn ................................................................................................................................................ 21 Uran ................................................................................................................................................... 22 Neptun............................................................................................................................................... 22 Pluto .................................................................................................................................................. 22 Test ........................................................................................................................................................ 23 Zdroje .................................................................................................................................................... 27
3
Sluneční soustava Kolem čeho se to všechno točí? První, kdo se pokusil odpovědět na otázku, jak vypadá stavba sluneční soustavy, byla antická věda. S využitím pythagorijské školy (rozvíjela geometrii) mohla více či méně přesně popsat pozorovaný stav. Doprostřed vesmíru byla lidmi dosazována různá tělesa. Ve 4. století př. n. l. Aristoteles jednoznačně přijal geocentrický systém, že Země je uprostřed vesmíru, a dokázal jeho platnost. Ve 3. století př. n. l. Aristarchos na základě pozorování zatmění Slunce a Měsíce a s geometrickými úvahami vytvořil heliocentrický model vesmíru – Slunce se nacházelo uprostřed – nicméně tento systém nebyl přijat. Kolem roku 200 př. n. l. Apolónius z Pergy a Hipparchos (2. století př. n. l.) vytvořili nové prvky pohybu planet. Později na ně navázal Ptolemaios, který je zahrnul do svého kosmogenického systému – geocentrického modelu vesmíru. Tento model se spolu s Aristotelovou fyzikou stal základem pro další generace. Až Mikuláš Koperník (19. 2. 1473 - 24. 5. 1543) ve svém díle De revolutionibus orbium caelestium – Oběhy nebeských sfér zveřejnil svou heliocentrickou soustavu (přiřadil všechny pozorované pohyby těles ve vesmíru Zemi, předpokládal dokonce i rotaci Země kolem své osy). Tímto svým dílem se zasloužil o formování správného heliocentrického systému. Koperník v knize o soustavě uvádí: Žádný nebeský kruh neboli sféra nemá jediný střed. Střed Země není středem světa, nýbrž toliko středem tíže a dráhy Měsíce. Všechny dráhy obklopují Slunce, jako by stálo v jejich středu, a proto střed světa leží poblíž Slunce. Poměr vzdálenosti Země-Slunce k výšce nebe stálic je mnohem menší než poměr zemského poloměru ke vzdálenosti Slunce, takže tato vzdálenost je proti výšce nebe stálic nepatrná. Všechen pohyb viditelný na nebi stálic není reálný, tak jak jej vidíme ze Země. Země se tedy otáčí s přidruženými elementy při denním pohybu jednou kolem svých pólů. Přitom zůstává nebe stálic nepohnuté jakožto nejzazší nebe. Všechen pozorovaný pohyb Slunce nepřísluší jemu samému, nýbrž je důsledkem rotace Země a jejího pohybu po kruhové dráze kolem Slunce, který je vlastní všem planetám. A tak se Země pohybuje několikerým způsobem. Co se u planet jeví jako pohyb zpětný a pohyb vpřed, není takové samo sebou, nýbrž se tak jeví ze Země. Její pohyb sám o sobě tedy stačí k vysvětlení četných rozmanitých jevů na nebi.
4
Jelikož se však planety nepohybují po ideálních kružnicích (bylo nutno provádět značné korekce jejich pohybů), nebyla tato teorie hned a bez výhrad přijata. Tycho Brahe (1546 - 1601) si raději vytvořil novou soustavu, aby nemusel přistoupit na Koperníkův systém.
Model (Brahe), kde všechny planety obíhají okolo Slunce, kromě Země, okolo které obíhá Slunce.
Díky jeho přesným měřením však Johannes Kepler (27. 12. 1571 - 15. 11. 1630) potvrdil platnost heliocentrického systému a zjistil, že se planety pohybují po eliptických drahách kolem Slunce.
Sluneční soustava Vznikla asi před 5 miliardami let (různé zdroje uvádějí rozmezí 4,55 – 5 miliard let). Sluneční soustava je planetární systém hvězdy Slunce a je součástí galaxie Mléčná dráha. Sluneční soustava je tvořena tělesy různých druhů a velikostí. Centrálním tělesem je Slunce, ve kterém je soustředěna téměř celá její hmotnost (99.866 %). Dále ji tvoří osm planet, trpasličí planety, více než 150 měsíců planet, planetky, komety, meteroidy a další tělesa. Její hranice nejsou přesně vymezeny. Obvykle jimi rozumíme okolí Slunce, ve kterém se pohybují nejvzdálenější členové Sluneční soustavy (přibližně do vzdálenosti 2 světelných let). Planety (Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun) obíhají po eliptických drahách kolem Slunce, které je, jak již bylo napsáno, ve společném ohnisku oběžných elips. Měsíce obíhají kolem planet také po eliptických drahách. Po svém objevení byly mezi planety na čas zařazeny i Ceres a Pluto. Ty však již svými vlastnostmi nespadají do označení „planeta“, a tak jsou dnes označovány jako trpasličí planety. K nim se přidal v roce 2005 objekt dnes nazývaný Eris, který je podle měření Hubblova vesmírného dalekohledu dokonce větší než Pluto samotné. Důležitými složkami sluneční soustavy jsou také planetky tzv. hlavního pásu na drahách mezi Marsem a Jupiterem a překvapivě mnoho poměrně velkých těles je dnes nacházeno v oblasti tzv. Kuiperova pásu za drahou Neptunu (Sedna, Quaoar, Orcus ad.) – úplný okraj naší soustavy pak tvoří obrovská zásobárna kometárních jader tzv. Oortův oblak.
5
Planety Merkur, Venuši, Mars, Jupiter a Saturn lidstvo znalo již ve starověku, neboť jsou viditelné okem, a bylo je tedy možné i v dobách dávno před vynálezem dalekohledu nejen pozorovat, ale i precizně zaznamenávat jejich pohyb. Až vynález dalekohledu umožnil objevovat mnohem menší anebo vzdálenější tělesa. Planety Sluneční soustavy dělíme na: kamenné planety, tzv. vnitřní planety, řadíme zde Merkur, Venuši, Zemi, Mars a hlavní pás asteroidů. plynné planety, tzv. vnější planety jsou Jupiter, Saturn, Uran a Neptun.
Povíme si něco málo o Slunci, Merkuru, Venuši, Zemi, Marsu, Jupiteru, Saturnu, Uranu, Neptunu, Plutu a meziplanetární hmotě.
Slunce Slunce vzniklo asi před 4,6 miliardami let a bude svítit ještě přibližně 7 miliard let. Stejně jako všechny hvězdy hlavní posloupnosti i Slunce září díky termonukleárním reakcím v jádře. Povrch se neustále mění, vznikají a zanikají sluneční skvrny, protuberance, erupce i jiné sluneční útvary. Slunce ovlivňuje ostatní tělesa Sluneční soustavy nejen gravitačně, ale i zářením v širokém spektru vlnových délek, magnetickým polem i proudem nabitých částic. Slunce je centrální těleso naší sluneční soustavy a obsahuje 99.866 % její hmotnosti.
6
Jádro Jádro je energetickým zdrojem nejen Slunce, ale i celé Sluneční soustavy. Má hustotu stokrát větší než voda a teplotu 15 milionů Kelvinů. V tomto dokonalém reaktoru probíhají desítky reakcí, jejichž důsledkem je přeměna vodíku na hélium za současného uvolňování energie v podobě fotonů.
Vrstva v zářivé rovnováze Jádro obklopuje Vrstva v zářivé rovnováze, široká 500 tisíc km. Touto oblastí putují fotony z jádra k povrchu přibližně 100 tisíc let. Zdánlivě pomalý pohyb fotonů je způsoben jejich pohlcováním hmotou a znovu vyzářením v náhodném směru.
Konvektivní zóna Proudy horké sluneční hmoty v Konvektivní zóně proudí vzhůru a po vyzáření části energie klesá chladnější hmota zpět do hlubin Slunce. Šířka tohoto pásma je asi 200 tisíc km.
Fotosféra Povrch Slunce, zvaný fotosféra, má teplotu asi 5 800 K. Je pro něj charakteristická tzv. granulace – vrcholky vzestupných a sestupných proudů z konvektivní zóny. Typickými útvary ve fotosféře jsou sluneční skvrny. Z fotosféry jsou vyvrhovány protuberance - oblaka plazmatu ovládaná magnetickými poli.
Chromosféra Chromosféra je relativně tenká a řídká vrstva těsně přiléhající k fotosféře. Teplota chromosféry roste směrem od Slunce. Je to pravděpodobně způsobeno rozpadem různých typů nestabilit plazmatu, které chromosféru ohřívají. Typickými útvary jsou například chromosférické erupce - náhlá zjasnění v chromosféře.
Koróna Oblast nad chromosférou nazýváme koróna. Je to jakási řídká horní atmosféra Slunce, která nemá ostré hranice a zasahuje hluboko do Sluneční soustavy. Teplota koróny v blízkosti Slunce (cca 1,5×106 K) je paradoxně vyšší než teplota fotosféry (5 700 K). Rekonekce magnetických silokřivek a turbulentní brzdění spolu s tlumením magnetoakusztických vln právě v koróně je pravděpodobnou příčinou této vysoké teploty koróny.
Protuberance Protuberance jsou výtrysky sluneční hmoty desetitisíce kilometrů nad povrch, ovládané magnetickým polem Slunce.
Erupce Náhlá zjasnění ve fotosféře a chromosféře doprovázená výrazným uvolněním hmoty a energie. Může dojít až k odtržení oblaku plazmatu se zamrzlým magnetickým polem, který putuje Sluneční soustavou. Zachytí-li tento oblak magnetosféra naší Země, dojde k výrazným polárním zářím a magnetickým bouřím.
7
Sluneční skvrny Sluneční skvrny jsou tmavší oblasti na povrchu Slunce. Tyto útvary, někdy velké i 50 tisíc km, vznikají interakcemi magnetického pole Slunce a vzhledem k nižší teplotě se jeví jako tmavé oblasti.
Sluneční vítr Sluneční vítr je označení pro proudy nabitých částic, vyvržených ze Slunce tlakem záření. Sluneční vítr v podstatě vytváří vnější atmosféru Slunce - korónu, která prostupuje celou Sluneční soustavou. Sluneční vítr interaguje s magnetosférami planet a komet. Vytváří rázové vlny a tvaruje magnetické pole planet. Při průniku částic do magnetosféry Země dochází k polárním zářím a magnetickým bouřím.
Merkur Merkur je planeta nejbližší Slunci. Jde v pořadí velikosti o nejmenší (dříve druhou, první bylo Pluto) skalnatou planetu, posetou velkým množstvím kráterů. Jeho oběžná dráha je blíže Slunci než dráha Země, proto se na nebi nikdy příliš nevzdaluje od Slunce. Teplota na jeho povrchu po západu Slunce velmi rychle klesá až na -180°C a přes den vystupuje na 430°C. Merkur se otočí kolem vlastní osy jednou za 59 našich dní. Jeho doba oběhu kolem Slunce trvá 88 dní. Tento poměr způsobuje, že od jednoho svítání na Merkuru ke druhému uplynou dva Merkurovy roky (176 našich dní). Jde o příklad vázané rotace (spinorbitální interakce) způsobené slapovými silami. Dráha Merkura kolem Slunce je protáhlá elipsa, jejíž stáčení (43″ za století) v minulém století vysvětlovali astronomové existencí jiné planety. V roce 1916 vysvětlila stáčení dráhy Merkuru Einsteinova teorie relativity. Merkur má velmi řídkou atmosféru, tvořenou hlavně sodíkem, se stopami vodíku a helia.
Základní data Hmotnost 3,3x1023 kg Průměr 4 870 km Hustota 5 430 kg/m3 Povrchová teplota -180 °C až 430 °C Doba otočení kolem osy 58,65 dne Doba oběhu kolem Slunce 88 pozemských dní Průměrná vzdálenost od Slunce 58 mil. km Počet měsíců 0
Venuše Venuše je druhou planetou od Slunce a její dráha leží nejblíže Země. Krouží kolem Slunce takřka po kruhové dráze ve vzdálenosti 108 milionů km s periodou 225 dní. Otočení kolem vlastní osy (ve směru hodinových ručiček, proti oběhu, tzv. retrográdní rotace) trvá 243 pozemských dnů. To znamená, že na Venuši Slunce vychází a zapadá jen dvakrát za jeden oblet Slunce. Povrch této "sestry Země", zahalený v husté atmosféře, která svým vysokým obsahem kyseliny sírové brání přímému pozorování povrchu, nám umožnily sledovat teprve kosmické sondy, které sestoupily až k jejímu povrchu. Kosmická sonda Magellan, vypuštěná na oběžnou dráhu Venuše, zmapovala radarem detaily povrchu a objevila obrovské krátery, způsobené dopadem obřích meteoritů. Na Venuši je mnoho sopek, některé až 3 km vysoké a 500 km široké. Krátery, sopky a ztuhlé potoky lávy 8
se za miliony let téměř nezměnily - nejsou tam bouřky, změny teplot, led ani jiné činitele, způsobující zvětrávání. Podmínky na Venuši jsou z pohledu člověka dosti nepříznivé: 95x vyšší tlak než na Zemi, deště kyseliny sírové a teplota 480°C. Tuto vysokou teplotu způsobuje skleníkový efekt. Sluneční záření proniká atmosférou a ohřívá Venuši. Tepelné záření jejího povrchu však atmosféra s velkým podílem CO2 nepropustí zpět do Vesmíru. Ve vyšších vrstvách atmosféry by mohly přežívat nízké formy organismů (bakterie). Oblaka Venuše dobře odrážejí sluneční svit a proto je tato planeta po Slunci a Měsíci nejjasnějším tělesem na obloze. Na jaře můžeme Venuši spatřit na západní obloze chvíli po západu Slunce – proto jí lidé říkají Večernice. Přes tři měsíce potom vychází na východní obloze stejná planeta s tříhodinovým předstihem před Sluncem jako Jitřenka.
Základní data Hmotnost 4,87x1024 kg Průměr 12 100 km Hustota 5 250 kg/m3 Povrchová teplota max. 480 °C Doba otočení kolem osy 243 dní Doba oběhu kolem Slunce 224,7 pozemských dní Průměrná vzdálenost od Slunce 108x106 km Počet měsíců 0 Atmosféra CO2 (96 %), N2 (3 %), SO2, H2O, CO, He, Ne, HCl, HF
Země Země je třetí planetou v pořadí od Slunce. Je největší z planet zemského typu (průměr 12 700 km). Je jedinou planetou v celém Vesmíru, o které víme, že na ní existuje život. Má dostatečně hustou atmosféru, dostatek kapalné vody v povrchových oceánech. Kolem Země obíhá jediný měsíc s vázanou rotací. Země spolu s Měsícem tvoří v podstatě dvojplanetu obíhající kolem společného těžiště. Při pozorování Země z kosmu vidíme hlavně modrou barvu oceánů. 70% povrchu Země je pokryto oceány, 30% tvoří kontinenty. Země sestává z těchto vrstev: jádro, plášť, kůra, troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra. Kůra se posouvá a "plave" na polotekutém plášti. Země sestává z těchto vrstev: jádro, plášť, kůra, troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra. Kůra se posouvá a "plave" na polotekutém plášti. Teplota v centru Země je 5 100°C, tlak 0,4 TPa. Magnetické pole Země má přibližně dipólový charakter, je deformováno Slunečním větrem do charakteristického tvaru. Průměrná teplota dosahuje 13 °C. Země se kolem své osy otočí za 1 den, kolem Slunce za 365,26 dne s rychlostí 30 km/s. Sluneční vítr a erupce na jejím povrchu způsobují polární záře.
9
Polární záře (aurora) vzniká ve výškách 70 km až 1 000 km částicemi slunečního větru. Jde o svítící stěny a vlákna měnící se v řádu sekund až minut. V polárních zářích převládá zelená barva. V období zvýšené sluneční aktivity (při koronálním výronu hmoty Slunce letí plazmoid směrem k Zemi, kde vniká do atmosféry) vytvářejí polární záře celý prstenec v okolí severního i jižního magnetického pólu. Tento prstenec nazýváme aurorální ovál.
DEN A NOC – Evropa a Afrika - fotografie Evropy a Afriky pořízená z raketoplánu Columbia při posledním letu. Dobře patrný je přechod mezi dnem a nocí. Uprostřed Atlantického oceánu jsou patrné ostrovy Azory, jihovýchodně od nich ostrovy Madeira dále na jih Kanárské ostrovy. V levé horní části snímku je zcela zamrzlé Grónsko.
Základní data o Zemi Hmotnost Průměr Hustota Průměrná povrchová teplota Doba otočení kolem osy Doba oběhu kolem Slunce Průměrná vzdálenost od Slunce Počet měsíců Oběžná rychlost kolem Slunce
10
5,9x1024 kg 12 700 km 5 520 kg/m3 13 °C 1 den 365,26 dne 149x106 km 1 30 km/s
Měsíc Měsíc obíhá kolem Země a rotuje tzv. vázanou rotací (doba oběhu a rotace je shodná). Díky tomu stále vidíme přibližně jen přivrácenou polokouli Měsíce. Měsíc je prvním cizím těl esem, na kterém stanul člověk (Neil Armstrong, 1969, Apollo 11). Voda na Měsíci byla objevena v stinných částech kráterů a pod povrchem. Povrch Měsíce je pokryt regolitem (drobná drť s vysokým obsahem skla). Malé pevné jádro obklopené plastickou vrstvou (v hloubce 1000 km pod povrchem). Velké množství kráterů má rozměry od milimetrů po stovky kilometrů. Několik z nich je pojmenováno i po českých osobnostech (například kráter Anděl). Ale o Měsíci i Zemi se budeme podrobněji bavit příště.
Základní data o Měsíci Hmotnost 1/81 mZemě Průměr 3 476 km Hustota 3 340 kg/m3 Povrchová teplota 100 – 400 K Doba otočení kolem osy 27,3 dní (vázaná rotace) Doba oběhu kolem Země 27,3 dní Průměrná vzdálenost od Země 384 000 km Počet měsíců 0
Mars Mars - planeta více než 100 let spojovaná s mimozemským životem - si až do dnes uchovala své tajemství. Ani s dnešními poznatky ze sond nemůžeme tuto otázku s určitostí potvrdit ani vyvrátit. Mars byl přínosem pro lidské poznání i v dobách Johannese Keplera, kterého pozorování Marsu přivedlo ke třem zákonům pohybu planet.
Život na Marsu Mars, známý jako Rudá planeta, je v pořadí čtvrtým tělesem Sluneční soustavy. Jeho význačnost spočívá v tom, že v minulosti, ale i dnes lidé spojují tuto planetu s mimozemskou formou života. Nedávné (1996) výzkumy meteoritu z povrchu Marsu, nalezeného v Antarktidě, připouštěli existenci života na Marsu před 3,8 miliardami let. Další podrobné průzkumy tohoto meteoritu tuto domněnku nepotvrdily. Rozpětí teplot, které dnes na Marsu panují (zima ne větší než v Antarktidě), by bylo snesitelné pro některé primitivní formy života, žijící na Zemi.
Sondy Myšlenka mimozemského života a snaha o poznání pravdy přivedla americké vědce již v roce 1975 k vyslání dvou kosmických sond (Viking 1 a Viking 2) na Mars. Kamery sond nenalezly stopy rostlin ani živočichů, z povrchových vzorků byla přímo na místě provedena chemická analýza, která existenci života nepotvrdila ani nevyvrátila. V roce 1996 na Marsu přistála sonda Mars Pathfinder, která podrobně prozkoumala bezprostřední okolí přistání (vozítko Sujourner) Marsu. V roce 1997 k Marsu
11
přilétla sonda Mars Global Surveyor (MGS), která provádí podrobný průzkum celé planety. Starty dalších sond se připravují.
Povrch Povrch planety je pokryt načervenalým pískem a prachem. Barva je způsobena vysokým obsahem železa. Načervenalá barva celé planety jí dala jméno (Mars - podle boha válek). Obrovské sopky, z nichž ta největší - Olympus Mons (24 km vysoká, 550 km široká, kráter o průměru 72 km) je největší sopkou Sluneční soustavy, jsou zkamenělými svědky vývoje planety. Charakteristické pro Mars jsou systémy kaňonů, vzniklé pohybem kůry. Snímky z Vikingů, Pathfinderu a MGS ukazují místa, kudy dříve tekla voda. Z toho co o Marsu víme, se zdá, že dříve byl Mars vlhčí a teplejší, než je dnes.
Atmosféra Složení atmosféry: 95,3 % CO2; 2,7 % N2; 1,6 % Ar; 0,14 % O2; 0,07 % CO; 0,03 % H2O. Rychlost větru naměřena až 450 km/hod.
Měsíce Mars má dva malé měsíce - Phobos (Strach) a Deimos (Hrůza). Byly to pravděpodobně dříve planetky, které Mars zachytil svou gravitací. Je těžké zpozorovat je i velkým dalekohledem, protože mají průměr jen 23 a 16 km a jde o nepravidelná skaliska posetá krátery.
Základní data Hmotnost 6,4x1023 kg Průměr 6 794x6 751 km Hustota 3 930 kg/m3 Povrchová teplota -130 °C až 17 °C Doba otočení kolem osy 24 h 39 min Doba oběhu kolem Slunce 687 dní Vzdálenost od Slunce (207 až 249)x106 km Průměrný oběžná rychlost 24 km/s Počet měsíců 2 Rozměry Phobose 22x19 km Rozměry Deimose 15x12x11 km
Jupiter Jupiter je první z tzv. obřích planet a zároveň je největší a nejhmotnější planetou Sluneční soustavy. Je složen převážně z plynů, jejichž chemické složení je podobné Slunci. Od hvězd se liší pouze malou hmotností, která nestačí k vytvoření podmínek pro reakce, probíhajících ve hvězdách. Rychlá rotace Jupiteru (s periodou 10 hodin) způsobuje vydouvání rovníkových vrstev a vznik pestře zbarvených pásů. Charakteristickým útvarem Jupiterovy atmosféry je Velká červená skvrna, větší než naše planeta, která je pozorována po několik století.
12
Struktura Vnitřní část planety tvoří oceán kapalného vodíku. Jeho hlubší část má díky velkému tlaku odtrhány elektrony z atomárních obalů a vykazuje kovové vlastnosti (tzv. kovový vodík). Vnější část oceánu je tvořena stlačeným molekulárním vodíkem a tvoří vlastní povrch planety. Atmosféra obsahuje kromě vodíku a helia také metan, amoniak a vodní páry. Teplota pod oblaky směrem ke středu roste. Na vrcholcích mraků je −160°, o 60 km hlouběji je přibližně stejná teplota jako na Zemi, ještě kousek hlouběji je teplota na bodu varu vody. Proudy tekoucí v nitru (v kovovém vodíku) vytvářejí kolem Jupiteru silné magnetické pole. Toto pole je odpovědné za pozorované polární záře způsobené Birkelandovými proudy tekoucími podél magnetických silokřivek.
Tepelná bilance Jupiter vydává asi o 60 % více tepelné energie, než přijímá ze slunečního záření. Předpokládá se, že tato energie pochází ze tří zdrojů: teplo z doby vzniku Jupiteru; energie, uvolňovaná pomalým smršťováním planety a energie velmi slabě probíhajících termonukleárních reakcí.
Měsíce Kolem Jupiteru krouží 63 měsíců, z nichž čtyři největší objevil již Galileo Galilei. Ganymede je největším Jupiterovým měsícem. Jeho jádro z tvrdých hornin pokrývá tlustá vrstva ledu. O něco menší Callisto je silně pokrytý krátery. Nejsvětlejším Jupiterovým satelitem je Europa, jejíž 100 km tlustý ledový obal dobře odráží sluneční svit. Velmi nápadné černočervenožluté zbarvení má měsíc Io. Toto zbarvení způsobuje síra, vyvrhovaná z nitra sopek 200 km nad povrch měsíce. Vyvrhovaná ionizovaná síra vytváří kolem Jupiteru tzv. plazmový torus. V něm se uzavírá část Birkelandových proudů tekoucích podél silokřivek planety a zpětně ohřívá měsíc Io. Vulkanická činnost na měsíci Io je tak způsobena kombinovaným ohřevem gravitačními slapovými silami mateřské planety a elektromagnetickým ohřevem Birkelandovýni proudy. V letech 1999-2003 bylo objeveno několik desítek nových měsíců 3,6 metrovým dalekohledem na Havajských ostrovech (CCD 12000×12000 pixlů, David Jewitt ad.). Jde jen o kilometrová skaliska.
Velká rudá skvrna Velká rudá skvrna je anticyklóna v Jupiterově atmosféře, nejméně 300 let stará. Větry vanou proti směru hodinových ručiček kolem Velké rudé skvrny rychlostí okolo 400 km/h. Anticyklóna přesahuje svým severojižním rozměrem průměr Země (13 000 km) a měří více jak dva poloměry Země v západovýchodním směru.
Prstence Jupiter má tři slabé prstence, objevené sondou Voyager 1. Soustavy prstenců pozorujeme u všech obřích planet. Jsou složeny z velmi malých, prachových částic.
Sondy K Jupiteru bylo vysláno celkem 5 sond. První byla dvojice sond Pioneer. Nejslavnější se stala mise dvou sond Voyager, která získala podrobné informace o planetě. V letech 1995 až 2003 byla u 13
planety sonda Galileo, která zkoumala zejména Jupiterovy měsíce. Na svou šestiletou cestu byla sonda vypuštěna v roce 1989.
Základní data Hmotnost 1,9x1027 kg Průměr 143 760 km Hustota 1,31 g/m3 Povrchová teplota -160 °C (svrchní oblačná vrstva) Doba otočení kolem osy 9 h 55 min Doba oběhu kolem Slunce 11,86 roku Průměrná vzdálenost od Slunce 778x106 km Počet měsíců 63 Oběžná rychlost kolem Slunce 13 km/s
Saturn Saturn je v pořadí 6. planetou od Slunce a druhou největší ve Sluneční soustavě. Saturn je od Slunce desetkrát dále než Země a proto je jeho teplota velmi nízká (–150 °C). Průměrná hustota planety je nejnižší z celé sluneční soustavy, dokonce nižší než hustota vody. Je charakteristický svým dobře viditelným prstencem. Oběhne Slunce za 30 pozemských let, ale kolem vlastní osy se otočí za pouhých 10 hodin. Tato rychlá diferenciální rotace způsobuje obdobně jako na Jupiteru vznik pásů. V atmosféře jsou někdy pozorovány velké žluté či bílé skvrny (Velká bílá skvrna – 1990). Atmosféra je tvořena převážně vodíkem a heliem, s oblaky čpavku. V nitru je malé jádro z křemičitanů železa obklopené kovovým vodíkem. Vítr v atmosféře dosahuje rychlosti až 1 800 km/h. Magnetické pole je slabší než u Jupiteru (asi 20 % velikosti), má dipólový charakter s osou téměř rovnoběžnou s rotační osou. Struktura magnetického pole je relativně jednoduchá a připomíná zvětšeninu magnetosféry naší Země.
Prstence Saturn má soustavu prstenců (11), z nichž 3 hlavní jsou viditelné velkými dalekohledy. Přestože prstence jsou široké několik desítek tisíc km, jejich tloušťka je jen pár stovek metrů, maximálně kilometr. Prstence tvoří drobné částice, patrně ledem obalené kousky hornin o velikosti od několika cm po desítky metrů. V prstenci B byly nalezeny radiální struktury (loukotě). Ukázalo se, že jde o levitující nabitý prach. Prstenec F je složen z několika propletených prstenců gravitačně ovlivňovaných tzv. „pastýřskými" měsíci. Předpokládáme, že planetární prstence vznikly roztrháním některých měsíců dopadem komet a meteoroidů nebo slapovými silami mateřské planety. Čím blíže je měsíc k planetě, tím větší je rozdíl gravitačního působení na přivrácenou a odvrácenou stranu měsíce. Po překročení určité vzdálenosti rozdíl sil běžnou horninu roztrhá.
14
Měsíce Saturn má velmi bohatou soustavu měsíců (56). Osm nejmenších má zcela nepravidelný tvar. Měsíc Phoebe obíhá planetu v opačném směru (retrográdně) a je pravděpodobně zachyceným asteroidem. Měsíc Titan je největší Saturnův měsíc a s průměrem 5 150 km je větší než planeta Merkur. Má hustou atmosféru, v níž převažuje dusík s trochou metanu. Tlak atmosféry na povrchu je 1,5 atm (má tedy atmosféru hustší než Země), teplota −180 °C. Tyto hodnoty nevylučují možnost primitivních forem života. Na Titanu přistálo v roce 2005 pouzdro Huygens. Na měsíci Enceladus buď probíhá, nebo probíhala v nedávné minulosti tektonická činnost. O jeho geologické aktivitě svědčí světlé zabarvení povrchu s různými kaňony a průrvami. Na měsíci Mimas je obrovský kráter způsobený impaktem, který málem měsíc roztrhl. Měsíc Hyperion se na své dráze namísto rotace chaoticky převaluje díky gravitační vazbě s Titanem. 13 měsíců bylo objeveno ze Země systémem adaptivní optiky dalekohledy umístěnými na hoře Mauna Kea.
Sondy Poprvé obletěla Saturn sonda Pioneer 11 v roce 1979. Podrobné snímky prstenců a některých měsíců pořídily sondy Voyager 1 v roce 1980 a Voyager 2 v roce 1981. Od roku 2004 je u Saturnu sonda Cassini (NASA) s pouzdrem Huygens (ESA), které přistálo na Titanu počátkem roku 2005.
Základní data Hmotnost 5,68x1026 kg Průměr 120 420 km Hustota 0,71 g/cm3 Povrchová teplota -150 °C (svrchní oblačná vrstva) Doba otočení kolem osy 10 h 32 min Doba oběhu kolem Slunce 29,46 roku Průměrná vzdálenost od Slunce 1427x106 km Počet měsíců 56 Oběžná rychlost kolem Slunce 9,65 km/s
Uran Sedmá planeta sluneční soustavy je další z plynných obrů s velmi nízkou (−220 °C = 53 K) teplotou. Kromě vodíku a helia obsahuje atmosféra také metan, způsobující namodralé zbarvení. Ve středu Uranu je malé jádro z hornin a železa. Rotační osa Uranu je vzhledem k rovině oběhu stočená na bok (98°), patrně díky střetu s jinou velkou planetou při vzniku sluneční soustavy. Sama rotace je diferenciální s periodou 16−17 hodin. Rychlost větrů v atmosféře dosahuje až 600 km/h.
Prstence a měsíce Planeta má 11 málo patrných mladých prstenců, objevených při zákrytu jedné hvězdy Uranem. Uran má 5 větších a 22 drobných měsíců (do 150 km). Deset menších měsíců bylo objeveno sondou
15
Voyager 2 v roce 1986, měsíce Kaliban a Sycorax až v roce 1998, další měsíce v roce 1999, 2001 a 2003. Jeden z větších měsíců, Miranda, vypadá, jako by byl složen ze tří nebo čtyř obrovských kusů. Je možné, že v dobách dávno minulých byl měsíc rozlomen impaktem jiného tělesa a později se opět spojil v jediné těleso. Rýhy a kaňony na povrchu dosahují hloubky až 20 km, charakteristické jsou terasovité vrstvy a střídání geologicky mladších a starších oblastí. Měsíc Titania byl geologicky aktivní (rozsáhlé kaňony), Ariel je nejjasnější z Uranových měsíců a má pravděpodobně nejmladší povrch. Umbriel a Oberon jsou naopak tmavé a v minulosti byly málo geologicky aktivní. Měsíce ve vnějších oblastech obíhají planetu retrográdně, možná jde o zachycené planetky.
Základní data Hmotnost Průměr Hustota Povrchová teplota Doba otočení kolem osy Doba oběhu kolem Slunce Průměrná vzdálenost od Slunce Počet měsíců
8,7x1025 kg 51 300 km 1270 kg/m3 -220 °C 17 h 14 min 84 let 2,86x109 km 27
Neptun Neptun je poslední z obřích planet, osmá planeta v pořadí od Slunce. Podobně jako ostatní obří planety má prstence, pravděpodobně rozsáhlou soustavu měsíců a pásovitou strukturu atmosféry s obřími víry – skvrnami. Neptun je téměř stejně velký jako Uran, ale přesto, že je mnohem dále od Slunce, jeho teplota je o něco vyšší (–213 °C). Neptun má v nitru vlastní zdroj energie, podobně jako Jupiter a Saturn. Průměrná hvězdná velikost je 7,8 m a proto nemůže být pozorován okem.
Atmosféra Atmosféra má pásovitou strukturu, rotace je diferenciální s průměrnou periodou 19 hodin. Vlastní rotační perioda planety je 16 hodin, atmosféra tedy vzhledem k povrchu rotuje retrográdně. V atmosféře se nachází obří anticyklóny, například Malá a Velká temná skvrna. Atmosféra má zelenomodrou barvu, v horních vrstvách převládá vodík a helium. Modrozelené zabarvení je způsobeno, podobně jako u Uranu, stopami metanu. Rychlosti větru naměřené sondou Voyager 2 přesahují 2 000 km/h.
Prstence a měsíce Neptun má čtyři tenké prstence a 13 měsíců, Triton a Nereida byly známé před příletem Voyageru. Triton je největším měsícem, je přibližně tak veliký jako náš Měsíc a má velmi řídkou dusíkovou atmosféru. Krouží kolem Neptunu v opačném směru, než rotuje planeta. Pravděpodobně byl Neptunem zachycen dodatečně. Třetinu měsíce tvoří led (hustota jen 2 g/cm3). Sonda Voyager 16
naměřila na Tritonu teplotu pouze 38 K a zjistila nedávnou tektonickou činnost a nalezla polární čepičku. Na měsíci jsou gejzíry kapalného dusíku a prachu. Měsíc Nereida má mimořádně excentrickou dráhu (1,4–9,7×106 km) a jedná se asi o zachycené těleso. Ostatní měsíce jsou malá tělesa soustředěná v rovině rovníku.
Základní data Hmotnost Průměr Hustota Povrchová teplota Doba otočení kolem osy Doba oběhu kolem Slunce Průměrná vzdálenost od Slunce Počet měsíců
1,0x1026 kg 49 500 km 1 770 kg/m3 -213 °C 16 h 7 min 165 let 4,5 miliard km 13
Pluto Co to vůbec je? Pluto bylo považováno plných sedmdesát šest let (od svého objevení) za planetu. Tomu 24. srpna 2006 učinila přítrž konference Mezinárodní astronomická unie, kde přesně vymezili pojem „planeta“ (nebeské těleso, které obíhá okolo Slunce, dosáhne přibližně kulatého tvaru, vyčistilo okolí své dráhy), do kterého již Pluto nespadá. Přesto si ve svém označení slovem „planeta“ udrželo – nyní spadá do kategorie transneptunických objektů, tzv. trpasličích planet (nebeské těleso, které obíhá okolo Slunce, dosáhne přibližně kulatého tvaru, nevyčistilo okolí své dráhy, není satelitem – měsícem).
Dráha Dráha Pluta je mimořádně excentrická, v některých obdobích je blíže ke Slunci než Neptun (1979– 1999). Sklon dráhy k rovině ekliptiky je 17°. Sklon rotační osy je 82°! Pluto se podobně jako Uran spíše odvaluje v rovině dráhy, než rotuje. Pluto oběhne Slunce jednou za 248 let. Kolem vlastní osy se otáčí v opačném smyslu, než obíhá.
Charakteristika Pluto má skvrnitý povrch se světlými a tmavými oblastmi a s náznaky polárních čepiček. Povrch, tvořen dusíkovým ledem se stopami metanu, dobře odráží světlo. Pravděpodobně je na Plutu i voda, CO2 a CO. Pluto je tak malé, že nemohlo způsobit poruchy drah Uranu a Neptunu, na základě kterých bylo objeveno.
Charon Charon má synchronní oběžnou dráhu a rotaci, perioda je 6,4 dne. Hmotnost měsíce je 8×1021 kg, průměr 1 212 km (asi polovina Pluta). Charon je tak v poměru k Plutu největším měsícem vůbec.
17
Pluto a Charon lze považovat spíše za rovnocennou dvojici těles, dvojplanetu, než za trpasličí planetu a měsíc. V jejich blízkosti se nachází dva menší měsíce Nix a Hydra.
Základní data Hmotnost Průměr Hustota Povrchová teplota Doba otočení kolem osy Doba oběhu kolem Slunce Průměrná vzdálenost od Slunce Počet měsíců
18
1,3x1022 kg 2 324 km 2 000 kg/m3 -230 °C 6,4 dne 248,54 let 2,86x109 km 3
Shrnutí Slunce Slunce vzniklo asi před 4,6 miliardami let a bude svítit ještě přibližně 7 miliard let. Tato hvězda září díky termonukleárním reakcím v jádře. Povrch se neustále mění, vznikají a zanikají sluneční skvrny, protuberance, erupce i jiné sluneční útvary. Svou gravitací, zářením, magnetickým polem a proudem nabitých částic ovlivňuje ostatní tělesa Sluneční soustavy. V jádru (hustota stokrát větší než voda, teplota 15 milionů K) probíhají termonukleární reakce (přeměna vodíku na hélium), při čemž se uvolňuje energie (fotony). Přes vrstvu v zářivé rovnováze (šířka 500 tisíc km) putují fotony z jádra na povrch přibližně 100 tisíc let. V 200 tisíc km široké konvektivní zóně vstoupá horká sluneční hmota k povrchu, kde se ochladí a klesá zpět do hlubin. Na fotosféře (povrchu Slunce o teplotě asi 5 800 K) se prolínají vzestupné a sestupné proudy z konvektivní zóny. Najdeme zde sluneční skvrny a protuberance. Chromosféra je relativně tenká a řídká vrstva těsně přiléhající k fotosféře. Teplota chromosféry roste směrem od Slunce, typická je pro chromosféru erupce. Nad touto vrstvou se nachází koróna – jakási řídká horní atmosféra Slunce, která nemá ostré hranice a zasahuje hluboko do Sluneční soustavy. Protuberance jsou výtrysky sluneční hmoty desetitisíce kilometrů nad povrch. Erupcí rozumíme zjasnění ve fotosféře a chromosféře doprovázená výrazným uvolněním hmoty a energie. Může dojít až k odtržení oblaku plazmatu se zamrzlým magnetickým polem, který putuje Sluneční soustavou. Zachytí-li tento oblak magnetosféra naší Země, dojde k výrazným polárním zářím a magnetickým bouřím. Sluneční skvrny jsou tmavší oblasti (způsobené nižší teplotou) na povrchu Slunce. Někdy dosahují velikosti i 50 tisíc km. Sluneční vítr v podstatě vytváří vnější atmosféru Slunce – korónu, která prostupuje celou Sluneční soustavou. Sluneční vítr interaguje s magnetosférami planet a komet. Vytváří rázové vlny a tvaruje magnetické pole planet. Při průniku částic do magnetosféry Země dochází k polárním zářím a magnetickým bouřím.
Merkur Merkur – planeta nejbližší Slunci. Je to skalnatá planeta, posetá krátery podobně jako náš Měsíc. Jde o nejmenší planetu vůbec (dříve druhá, první bylo Pluto). Je téměř bez atmosféry (řídká, tvořena hlavně sodíkem, se stopami vodíku a helia). Teplota povrchu tohoto tělesa kolísá mezi −180 °C a 430 °C. Merkur se otočí kolem vlastní osy jednou za 59 našich dní. Jeho doba oběhu kolem Slunce trvá 88 dní. Jde o příklad vázané rotace (spinorbitální interakce) v poměru 2:3 způsobené slapovými silami. Dráha Merkuru kolem Slunce je protáhlá elipsa, která se stáčí vlivem přítomnosti ostatních planet.
Venuše Venuše je nejbližší planetou vzhledem k Zemi. Hustá atmosféra (kyselina sýrová) zabraňuje přímému pozorování povrchu. Díky skleníkovému efektu (atmosféra s velkým podílem CO2 nepropustí sluneční záření zpět do Vesmíru) dosahuje teplota povrchu Venuše až 480 °C. Venuše obíhá kolem Slunce 19
takřka po kruhové dráze ve vzdálenosti 108 km s periodou 225 dní. Otočení kolem vlastní osy (proti oběhu, tzv. retrográdní rotace) trvá 243 pozemských dnů. To znamená, že na Venuši Slunce vychází a zapadá jen dvakrát za jeden oblet Slunce. Oblaka Venuše dobře odrážejí sluneční svit a proto je tato planeta po Slunci a Měsíci nejjasnějším tělesem na obloze. Na večerní obloze jí můžeme spatřit jako Večernici a na ranní obloze jako Jitřenku. Díky neměnnosti počasí se povrch planety téměř nezměnil ani za milióny let.
Země Země (třetí planeta od Slunce) – je největší z planet zemského typu (průměr 12 700 km). Je jedinou planetou v celém vesmíru, o které víme, že na ní existuje život. Má dostatečně hustou atmosféru, dostatek kapalné vody v povrchových oceánech. Kolem Země obíhá jediný měsíc s vázanou rotací (doba oběhu a rotace je shodná). Země spolu s Měsícem (první cizí těleso, na kterém stanul člověk – Neil Armstrong, 1969, Apollo 11) tvoří v podstatě dvojplanetu obíhající kolem společného těžiště. Při pozorování Země z kosmu vidíme hlavně modrou barvu oceánů. 70 % povrchu Země je pokryto oceány, 30 % tvoří kontinenty. Země sestává z těchto vrstev: jádro, plášť, kůra, troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra. Kůra se posouvá a „plave“ na polotekutém plášti. Teplota v centru Země je 5 100 °C, tlak 0,4 TPa. Magnetické pole Země má přibližně dipólový charakter, je deformováno slunečním větrem do typického tvaru. Průměrná teplota dosahuje 13 °C. Země se kolem své osy otočí za 1 den, kolem Slunce za 365,26 dne s rychlostí 30 km/s. Sluneční vítr a erupce na jeho povrchu způsobují polární záře.
Mars Mars – rudá planeta, je v pořadí čtvrtým tělesem Sluneční soustavy se dvěma malými měsíci, Phobosem a Deimosem. Povrch planety je pokryt načervenalým pískem a prachem. Barva je způsobena vysokým obsahem železa. Načervenalá barva celé planety jí dala jméno (Mars je bůh válek). Obrovské sopky, z nichž ta největší, Olympus Mons, je 24 km vysoká a její základna je 550 km široká. Na vrcholu je kráter o průměru 72 km. Pro Mars jsou charakteristické systémy kaňonů vzniklé pohybem kůry. Snímky ze sond ukazují místa, kudy dříve tekla voda. Zdá se, že Mars byl dříve vlhčí a teplejší, než je dnes. Rozpětí teplot, které na Marsu panují (zima ne větší než v Antarktidě) by bylo snesitelné pro některé primitivní formy života žijící na Zemi. Jejich existence se však dosud nepotvrdila.
Jupiter Jupiter – největší a nejhmotnější (1,9×1027 kg) planeta sluneční soustavy má plynokapalný charakter a chemické složení podobné Slunci. Od hvězd se liší pouze malou hmotností, která nestačí k vytvoření podmínek pro reakce, probíhajících ve hvězdách. Se svými mnoha měsíci se Jupiter podobá jakési „sluneční soustavě“ v malém. Jupiter má, stejně jako všechny obří planety, soustavu prstenců. Rychlá rotace Jupiteru (s periodou 10 hodin) způsobuje vydouvání rovníkových vrstev a vznik pestře zbarvených pásů. Atmosféra obsahuje kromě vodíku a helia také metan, amoniak a vodní páry. Teplota pod oblaky směrem ke středu roste. Na vrcholcích mraků je −160 °C, o 60 km hlouběji je přibližně stejná teplota jako na Zemi. Proudy tekoucí v nitru (v kovovém vodíku) vytvářejí kolem Jupiteru silné dipólové magnetické pole. Vnitřní část planety tvoří oceán kapalného vodíku. Jeho hlubší část má díky 20
velkému tlaku kovové vlastnosti (tzv. kovový vodík). Vnější část oceánu je tvořena stlačeným molekulárním vodíkem a tvoří vlastní povrch planety. Proudy tekoucí v nitru (v kovovém vodíku) vytvářejí kolem Jupiteru silné magnetické pole, které je odpovědné za pozorované polární záře. Jupiter vydává asi o 60 % více tepelné energie, než přijímá ze slunečního záření. Předpokládá se, že tato energie pochází ze tří zdrojů: teplo z doby vzniku Jupiteru; energie, uvolňovaná pomalým smršťováním planety a energie velmi slabě probíhajících termonukleárních reakcí. Kolem Jupiteru krouží 63 měsíců, z nichž čtyři největší objevil již Galileo Galilei. Ganymede je největším Jupiterovým měsícem. O něco menší Callisto je silně pokrytý krátery. Nejsvětlejším Jupiterovým satelitem je Europa, jejíž 100 km tlustý ledový obal dobře odráží sluneční svit. Velmi nápadné černočervenožluté zbarvení má měsíc Io. Toto zbarvení způsobuje síra, vyvrhovaná z nitra sopek 200 km nad povrch měsíce. Charakteristickým útvarem Jupiterovy atmosféry je Velká rudá skvrna (větší než Země). Jde o anticyklónu starou nejméně 300 let. Větry kolem ní vanou proti směru hodinových ručiček rychlostí 400 km/h. Jupiter má tři slabé prstence, objevené sondou Voyager 1. Soustavy prstenců pozorujeme u všech obřích planet. Jsou složeny z velmi malých, prachových částic.
Saturn Saturn, v pořadí 6. planeta od Slunce, druhá největší planeta sluneční soustavy. Je charakteristická dobře viditelným prstencem. Saturn je od Slunce desetkrát dále než Země a proto je jeho teplota velmi nízká (−150 °C). Průměrná hustota planety je nejnižší z celé sluneční soustavy, dokonce nižší než hustota vody. Saturn patří k obřím planetám. Oběhne Slunce za 30 let, kolem vlastní osy se otočí za pouhých 10 hodin. Rychlá rotace způsobuje vznik pásů. V atmosféře jsou pozorovány velké žluté či bílé skvrny. Atmosféra je tvořena převážně vodíkem a heliem, s oblaky čpavku. V nitru je malé jádro z křemičitanů obklopené kovovým vodíkem. Vítr v atmosféře dosahuje rychlosti až 1 800 km/h. Magnetické pole má dipólový charakter s osou téměř rovnoběžnou s rotační osou. Magnetické pole je slabší než u Jupiteru (asi 20 % velikosti), má dipólový charakter s osou téměř rovnoběžnou s rotační osou. Struktura magnetického pole je relativně jednoduchá a připomíná zvětšeninu magnetosféry naší Země. Saturn má soustavu prstenců (11), z nichž 3 hlavní jsou viditelné velkými dalekohledy. Přestože prstence jsou široké několik desítek tisíc km, jejich tloušťka je jen pár stovek metrů, maximálně kilometr. Prstence tvoří drobné částice, patrně ledem obalené kousky hornin o velikosti od několika cm po desítky metrů. Předpokládáme, že planetární prstence vznikly roztrháním některých měsíců dopadem komet a meteoroidů nebo slapovými silami mateřské planety. Čím blíže je měsíc k planetě, tím větší je rozdíl gravitačního působení na přivrácenou a odvrácenou stranu měsíce. Po překročení určité vzdálenosti rozdíl sil běžnou horninu roztrhá. Saturn má velmi bohatou soustavu měsíců (56). Osm nejmenších má zcela nepravidelný tvar. Měsíc Titan je největší Saturnův měsíc a s průměrem 5 150 km je větší než planeta Merkur. Má hustou atmosféru, v níž převažuje dusík s trochou metanu. Tyto hodnoty nevylučují možnost primitivních forem života. 21
Uran Sedmá planeta sluneční soustavy je další z plynných obrů s velmi nízkou (−220 °C = 53 K) teplotou. Kromě vodíku a helia obsahuje atmosféra také metan, způsobující namodralé zbarvení. Rychlost větru dosahuje až 600 km/h. Ve středu Uranu je malé jádro z hornin a železa. Planeta má soustavu (11 malých) prstenců a kolem krouží rozsáhlý systém měsíců (150) podobně jako u ostatních obřích planet. Jeden z větších měsíců, Miranda, vypadá, jako by byl složen ze tří nebo čtyř obrovských kusů. Je možné, že v dobách dávno minulých byl měsíc rozlomen impaktem jiného tělesa a později se opět spojil v jediné těleso.
Neptun Neptun je poslední z obřích planet, osmá planeta v pořadí od Slunce. Podobně jako ostatní obří planety má prstence, rozsáhlou soustavu měsíců a pásovitou strukturu atmosféry s obřími víry (anticyklóny) – skvrnami (Malá a Velká temná skvrna). Zelenomodré zbarvení atmosféry je způsobeno, podobně jako u Uranu, stopami metanu. Dále zde najdeme vodík a helium. Teplota povrchu je o něco vyšší než Uran tedy -213 °C, rychlosti větru přesahuje 2 000 km/h. Neptun má v nitru vlastní zdroj energie, podobně jako Jupiter a Saturn. Neptun má čtyři tenké prstence a 13 měsíců, Triton a Nereida byly známé před příletem Voyageru. Triton je největším měsícem, je přibližně tak veliký jako náš Měsíc a má velmi řídkou dusíkovou atmosféru. Krouží kolem Neptunu v opačném směru, než rotuje planeta. Pravděpodobně byl Neptunem zachycen dodatečně stejně jako měsíc Nereida.
Pluto Pluto bylo plných sedmdesát šest let považováno (od svého objeven)í za planetu. Tomu 24. srpna 2006 učinila přítrž konference Mezinárodní astronomická unie, kde přesně vymezili pojem „planeta“ (nebeské těleso, které obíhá okolo Slunce, dosáhne přibližně kulatého tvaru, vyčistilo okolí své dráhy), do kterého již Pluto nespadá. Přesto si ve svém označení slovem „planeta“ udrželo – nyní spadá do kategorie transneptunických objektů, tzv. trpasličích planet (nebeské těleso, které obíhá okolo Slunce, dosáhne přibližně kulatého tvaru, nevyčistilo okolí své dráhy, není satelitem). Pluto oběhne Slunce jednou za 248 let. Kolem vlastní osy se otáčí v opačném smyslu, než obíhá. Povrch je pokryt světlými a tmavými oblastmi a s náznaky polárních čepiček. Tvoří jej dusíkový led se stopami metanu, jež dobře odráží světlo. Pravděpodobně je na Plutu i voda, CO2 a CO. Charon je tak v poměru k Plutu největším měsícem vůbec. Proto je lze považovat spíše za rovnocennou dvojici těles – dvojplanetu. Kolem Pluta a Charonu obíhají dva menší měsíce Nix a Hydra.
22
Test 1. Sluneční skvrnu najdeme: a. v konvektivní zóně b. v koróně c. ve fotosféře d. v troposféře 2. K čemu dochází důsledkem termonukleárních reakcí? a. k přeměně vodíku na hélium b. k přeměně hélia na dusík c. k přeměně dusíku na vodík d. k přeměně sodíku na vodík 3. Merkur je: a. třetí planetou Sluneční soustavy b. poslední planetou Sluneční soustavy c. první planetou Sluneční soustavy d. pátou planetou Sluneční soustavy 4. Který z prvků se hlavně nachází v atmosféře Merkuru? a. hélium b. vodík c. sodík d. metan 5. Před východem Slunce můžeme vidět Venuši jako: a. Jinovatku b. Jitřenku c. Jiřičku d. Jitřinku 6. Skleníkový efekt Venuše je způsoben: a. C2O b. CO c. CO2 d. C2O3 7. Kolik procent zemského povrchu tvoří kontinenty? a. 10 b. 20 c. 30 d. 5 8. Z kolika vrstev se Země sestává? a. 13 b. 10 c. 9 d. 7
23
9. Načervenalý písek a prach na Marsu je způsoben vtokovým obsahem: a. niklu b. astatu c. hliníku d. železa 10. Mars má: a. 1 měsíc b. 2 měsíce c. 3 měsíce d. 4 měsíce 11. Atmosféra neobsahuje: a. sodík b. vodík c. amoniak d. vodní páry 12. Velkou rudou skvrnu najdeme: a. v nitru b. na povrchu c. v atmosféře d. v prstencích 13. Kolik prstenců má Saturn kolem sebe? a. 10 b. 11 c. 12 d. 13 14. Na kterém měsíci je možný primitivní život? a. Mimas b. Titania c. Tethys d. Titan 15. Namodralé zbarvení planety způsobuje: a. vodík b. metan c. helium d. sodík 16. 53 K (Kelvin) je: a. -125 °C b. 5 °C c. -220 °C d. 45 °C 17. Neptun je: a. první z obřích planet b. druhou z obřích planet c. prostřední z obřích planet 24
d. poslední z obřích planet 18. Můžeme na Neptunu nalézt Velkou temnou skvrnu? a. ano b. ne 19. Pluto je: a. planeta b. trpasličí planeta c. měsíc d. meteorit 20. Za dvojplanetu lze považovat Pluta společně s: a. Charonem b. Nixem c. Hydrou d. Plutem II.
25
Správné odpovědi 1. c 2. a 3. c 4. c 5. b 6. c 7. c 8. d 9. d 10. b 11. a 12. c 13. b 14. d 15. b 16. c 17. d 18. a 19. b 20. a
26
Zdroje http://www.aldebaran.cz/ http://planety.astro.cz/
27
