2016-10-30
Autor: nTIMES

Układ Słoneczny: Imperium Słońca i wyjątkowej (?) Ziemi

Solar-System-Sun-Planets

(…) Zatem Wszechświat musi przenikać jakaś kosmiczna świadomość, która określa stan, w jakim się znajdujemy. Niektórzy, na przykład laureat Nagrody Nobla, Eugene Wigner, uważają, że to dowodzi istnienia Boga lub innej kosmicznej świadomości – Michio Kaku „Fizyka rzeczy niemożliwych”.

Układ słoneczny to układ planetarny składający się z gwiazdy (Słońca) oraz powiązanych z nią grawitacyjnie ciał niebieskich. Największe z nich to planety – licząc od Słońca – Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran i Neptun. Sześć z nich ma swoje satelity-księżyce, których jak na razie doliczono się 173.

Poza tym do Układu Słonecznego należy również pięć planet karłowatych. Są to Ceres – planetoida z pasa głównego (czyli obszaru między Marsem a Jowiszem) oraz obiekty transneptunowe – Pluton, HaumeaMakemake oraz Eris, największa z planet karłowatych, a poza tym miliardy, a może nawet setki bilionów małych ciał Układu Słonecznego – planetoidy, komety, meteoroidy i pył międzyplanetarny.

Cztery planety skaliste – licząc od Słońca – są to Merkury, Wenus, MarsZiemia, mają orbity najbardziej zbliżone do Słońca. Dalej, za orbitą Marsa znajduje się pas planetoid składający się ze skalistych obiektów niewielkich rozmiarów, następnie cztery planety zewnętrzne – gazowe olbrzymy z największą planetą Układu – Jowiszem. Za orbitą Neptuna, najbardziej oddalonej od Słońca planety znajduje się Pas Kuipiera, podobnie jak pas planetoid, złożony z niewielkich obiektów skalnych i skalno-lodowych. Za pasem Kuipera dysk rozproszony, dalej przestrzeń zwana heliopauzą i wreszcie Obłok Oorta.

Gdzie jesteśmy w Galaktyce?

Układ Słoneczny znajduje się w galaktyce Drogi Mlecznej. Droga Mleczna jest galaktyką spiralną z poprzeczką. Średnica galaktyki to około 100 tysięcy lat świetlnych (rok świetlny – przyjmuje się w przybliżeniu, że jest to odległość około 9,5 biliona kilometrów). W Galaktyce znajduje się około 200 miliardów gwiazd.

Słońce jest gwiazdą położoną w jednym z mniejszych ramion spirali (tzw. ramię Oriona) w odległości około 25 do 28 tysięcy lat świetlnych od środka galaktyki, który obiega go z prędkością 220 km/s. Pełne okrążenie – rok galaktyczny, trwa od 225 do 250 milionów lat.

Okolice Słońca są mniej „zagwieżdżone”; gwiazdy skupiają się w centrach galaktyk. Najbliższy kraniec Drogi Mlecznej znajduje się w odległości tysiąca lat świetlnych, a więc o wiele dalej niż jej środek. To peryferyjne położenie jest bardzo korzystne z punktu widzenia życia na Ziemi. Dzięki większej odległości od centrum galaktyki nie dociera do nas intensywne promieniowanie emitowane przez skupione w jądrze galaktyki gwiazdy.

Orbita Słońca jest zbliżona do okręgu, a prędkość orbitalna jest podobna do prędkości ramion, co sprawia, że przejście między nimi rzadko ma miejsce. To sprawia, że rzadziej jesteśmy narażeni na gwałtowną eksplozję supernowej w sąsiedztwie, prawdopodobnej przyczyny większości ziemskich wymierań.

Sąsiedzi Słońca

Jest nim Lokalny Obłok Międzygwiazdowy, czyli obłok międzygwiazdowy, w którym porusza się obecnie Układ Słoneczny.

Wymiary obłoku ocenia się na 30 lat świetlnych, a jego temperaturę na 6000 stopni Celsjusza, czyli zbliżoną do temperatury powierzchni Słońca. Materia w Obłoku jest bardzo rozrzedzona; jej gęstość wynosi 0,1 atomu na centymetr sześcienny – dla porównania przeciętna gęstość atmosfery ziemskiej to 2,7×1019 (w tych samych jednostkach). Układ Słoneczny nie jest na stałe z nim związany – prawdopodobnie za 20 tysięcy lat Słońce opuści Obłok, w który weszło od 44 000 do 150 000 lat temu.

Ewentualny negatywny wpływ Obłoku na Ziemię neutralizują wiatr słoneczny i pole magnetyczne Słońca.

WP-Blind

Najbliższe gwiazdy

Przez „najbliższe sąsiedztwo” rozumie się w astronomii odległość do 10 lat świetlnych.

Najbliżej Słońca (4,2 roku świetlnego) znajduje się mały czerwony karzeł Proxima Centauri, należący do potrójnego układu gwiazd, w skład którego, poza wspomnianym karłem, wchodzi ciasno związana para podobnych do Słońca gwiazd alfa Centauri A i B. Przypuszcza się, że w układzie znajduje się co najmniej jedna planeta. Trochę dalej znajdują się czerwone karły gwiazda Barnarda (5,9 lat świetlnych), Wolf 359 (7,8 lat świetlnych), Lalande 21185 (8,3 lat świetlnych).

Najbliższa pojedyncza gwiazda podobna do Słońca to tau Ceti. Oddalona jest o 11,9 lat świetlnych, jej masa stanowi 80% masy Słońca, a jasność to 44% jasności naszej gwiazdy. W grudniu 2012 roku ogłoszono, że gwiazdę okrąża pięć planet, zaliczanych do egzoplanet, czyli bliźniaczych planet Ziemi.

Układ planetarny podobny do słonecznego odkryto też wokół gwiazdy epsilon Eridani, gwiazdy od Słońca czerwieńszej, w odległości 10,5 lat świetlnych. Podejrzewa się, że krążą wokół niej co najmniej dwie planety, z których jedna jest olbrzymem gazowym podobnym do Jowisza.

PREHISTORIA I PRZYSZŁOŚĆ UKŁADU SŁONECZNEGO

Obłok molekularny, z którego wyewoluowało Słońce, a potem Układ Słoneczny powstał już w momencie hipotetycznego Wielkiego Wybuchu, ponad 13,7 miliarda lat temu.

Była to dość rzadka chmura gazu oraz pyłu kosmicznego, czyli materii wypełniającej przestrzeń kosmiczną złożona z cząstek o wielkości od kilku atomów do 0,1 mm średnicy (zależnie od położenia rozróżniamy m.in. pył międzygwiazdowy, pył międzyplanetarny, pył międzygalaktyczny). Pierwotny obłok składał się głównie z atomów wodoru (77%) i helu (około 21%). Znajdowały się w nim również śladowe ilości cięższych pierwiastków – w postaci ziaren pyłu, pochodzące z wybuchu gwiazd supernowych.

Prawdopodobnie historia samego Układu zaczęła się w momencie wybuchu supernowej w sąsiedztwie – to doprowadziło do zaburzeń wewnątrz gazowo-pyłowej chmury, zwiększeniu się jej gęstości, przede wszystkim w centrum, gdzie zaczęła się formować protogwiazda, przyszłe Słońce. Wokół tworzył się dysk protoplanetarny, czyli zagęszczenie pyłów i gazów wokół młodej gwiazdy.

Narodziny (naszej) gwiazdy

Słońce jest gwiazdą II generacji, narodziło się na późniejszym etapie rozwoju Wszechświata, około 4,57 miliarda lat temu. Budowa naszej gwiazdy różni się od składu starszych gwiazd populacji I, które kończyły „życie” wybuchając jako supernowe.

Czołową kandydatką na kolejną supernową w naszej Galaktyce jest gwiazda ro Kasjopei – pisze Stephen Hawking (ur. w 1942 r.) w „Jeszcze krótszej historii czasu” – która szczęśliwie znajduje się w bezpiecznej odległości niecałych 10 tysięcy lat świetlnych od nas.

Pierwszy etap formowania się młodej gwiazdy to zapadanie się pod wpływem grawitacji wokół zagęszczenia w obłoku międzygwiazdowym. Obłok materii rozgrzewa się, ale reakcje termojądrowe jeszcze nie zachodzą.

Proces zapadania się w przypadku gwiazdy o masie Słońca trwa około 10 milionów lat (od postaci zagęszczonego obłoku do gwiazdy ciągu głównego, czyli gwiazd jasności tej samej co Słońce). Kurczenie się Protosłońca powodowało szybki wzrost temperatury we wnętrzu wskutek zamiany energii grawitacyjnej na energię cieplną. Transport energii na powierzchnię odbywał się za pomocą mieszania się mas gazu (konwekcji).

Kiedy temperatura powierzchni Protosłońca wzrosła z 1000 do 10 000 K (kelwinów – czyli jednostek temperatury stosowanych w astronomii. Porównanie ze skalą Celsjusza: 373,15 kelwinów = 100 stopni Celsjusza) przyszłe Słońce zaczęło świecić. W momencie, gdy temperatura we wnętrzu gwiazdy doszła do 10 000 kelwinów, rozpoczęła się reakcja termojądrowa (przemiana wodoru w hel), a jednocześnie zakończył się proces jej zapadania, gdyż energia, która powstała w wyniku reakcji termojądrowej zaczęła powstrzymywać siłę grawitacji.

Jest dobrze: jeszcze 5 miliardów lat

Słońce stało się gwiazdą ciągu głównego. Ciąg główny jest najdłuższym i najbardziej stabilnym okresem w życiu Słońca.

Sun-Harvard-Spectral-ClassificationNa etapie ciągu głównego znajduje się większość gwiazd w okolicach naszego Układu, jednak większość z nich to czerwone karły. W porównaniu do innych gwiazd w Galaktyce Słońce należy do gwiazd dużych i jasnych. Gwiazdy jaśniejsze i gorętsze występują rzadko. Powszechne natomiast są gwiazdy ciemniejsze i chłodniejsze. Wszystkie gwiazdy ciągu głównego wypromieniowują energię z syntezy wodoru w hel.

W jądrze Słońca panuje temperatura 15,7 milionów kelwinów, a w fotosferze (na jego powierzchni) „tylko” 5780. Natomiast korona też jest bardzo gorąca: ma 3-5 mln kelwinów (około 4 mln °C).

Słońce jest gwiazdą w „sile wieku” – jest w ciągu głównym od 5 miliardów lat i pozostanie w nim jeszcze kolejne 5 miliardów. Wskazują na to obliczenia, z których wynika, że zapasy wodoru nie są jeszcze na wyczerpaniu (Skład fotosfery: wodór – 73,5%, hel 24,8%). Narastająca liczba tych syntez powoduje, iż Słońce staje się coraz jaśniejsze. Poprzednio, na pierwszych etapach życia, jasność Słońca wynosiła 75% obecnej.

Przez 4,6 mld lat, które Słońce spędziło w ciągu głównym, jego promień wzrósł o około 12%, temperatura jądra – o około 16%, jasność – o 40%.

Hertzsprung-Russel-Diagram

1234

O Autorze

 > John Lennon „Imagine”: Imagine there’s no Countries... Imagine no Possession... Nothing to Kill or Die For... And no Religion too... No Need for Greed or Hunger... A Brotherhood of Man... (Niestety, John, dziś żyjemy w innym świecie. Twoje idee, lepsze czy gorsze, zostały wypaczone). Mahatma Gandhi: Na początku cię ignorują. Potem śmieją się z ciebie. Następnie z tobą walczą. W końcu wygrywasz • Siedem grzechów społecznych: polityka bez zasad, bogactwo bez pracy, przyjemność bez sumienia, wiedza bez osobowości, wiara bez poświęcenia, nauka bez człowieczeństwa oraz handel bez moralności • Religie to różne drogi prowadzące do tego samego celu. Jakaż to jest różnica, którą z nich wybierzemy? Jaki cel więc mają te kłótnie między nami? • Słabi nigdy nie potrafią przebaczać. Przebaczenie jest cnotą silnych • Jakże wielkiej daniny grzechu i błędów wymaga od człowieka bogactwo i władza • Nie znam większego grzechu niż uciskanie słabszych w imieniu Boga • Jest wiele powodów, dla których mogę być przygotowany na śmierć, ale nie ma żadnego, dla którego gotów byłbym zabić. Albert Einstein: Nie ma rzeczywistości samej w sobie, są tylko obrazy widziane z różnych perspektyw • Gdy miałem dwadzieścia lat, myślałem tylko o kochaniu. Lecz później kochałem już tylko myśleć • Tylko dwie rzeczy są nieskończone: wszechświat i ludzka głupota. Co do tej pierwszej istnieją jednak pewne wątpliwości • Nauka bez religii jest kaleka, religia bez nauki jest ślepa • Jestem bardzo głęboko religijnym niewierzącym • Gospodarcza anarchia społeczeństwa kapitalistycznego w jego dzisiejszej formie jest, moim zdaniem, prawdziwym źródłem zła • Wszyscy wokół wiedzą, że czegoś nie da się zrobić. I wtedy pojawia taki, który o tym nie wie, i on właśnie to coś robi • Nie wiem, jaka broń będzie użyta w trzeciej wojnie światowej, ale czwarta będzie na maczugi.



Ruch Lotniczy nad Ziemią 24H

Artykuły w Kategoriach:

Poznaj Chiny

Pogoda

Warszawa
Mgła
17°C
Odczuwalna: 19°C
Ciśnienie: 1010 mb
Wilgotność: 100%
Prędkość wiatru: 0 m/s N
Prognoza: 2017-07-21
dzień
Częsciowo słonecznie, burze
26°C
noc
Częściowo pochmurno, burze
17°C
 

Teleskop Hubble'a