| ||||
A Naprendszer nyolc bolygója [a] :
Merkúr , Vénusz , Föld , Mars
Jupiter és Szaturnusz ( gáz óriások )
Uránusz és Neptunusz ( jégóriások )
A bolygók a Naptól való távolságuk sorrendjében láthatók . A méretek nem méretarányosak. |
Bolygó ( ógörögül πλανήτης , az ógörög πλάνης alternatív formája - "vándor") - egy csillag vagy annak maradványai körül keringő égitest , amely elég masszív ahhoz, hogy saját gravitációja hatására legömbölyödjön , de nem elég nagy tömegű termonukleáris reakció kezdete , és sikerült megtisztítania pályája környékét a planetezimáloktól [a] [1] [2] .
A görögök a bolygókat ( ógörög πλανήτης , más görög πλάνης - „vándor” szóból) ún. „vándorcsillagok” [3] . Sok korai kultúrában a bolygókat az isteni elv hordozóinak, vagy legalábbis az isteni követek státuszának tekintették . A tudomány fejlődésével a bolygókkal kapcsolatos elképzelések nagymértékben megváltoztak az új objektumok felfedezése és a köztük lévő különbségek felfedezése miatt.
A Ptolemaioszi korszak tudósai szerint a bolygók tökéletesen körpályán keringtek a Föld körül . Az ellenkező gondolatát – hogy valójában a Föld más bolygókhoz hasonlóan a Nap körül kering – többször is felmerült, de csak a 17. században támasztották alá Tycho Brahe megfigyeléseinek eredményei . még a Galileo Galilei által készített első távcsövek megjelenése előtt . Az adatok gondos elemzésével Johannes Kepler felfedezte, hogy a bolygók pályája nem körkörös, hanem ellipszis alakú . Ahogy a megfigyelő műszerek javultak, a csillagászok azt találták, hogy a Földhöz hasonlóan a bolygók is a pályájuk síkjához képest ferde tengely körül forognak, és olyan jellemzőkkel bírnak a Földön, mint az évszakok változása. Az űrkorszak hajnalával a szoros megfigyelések lehetővé tették a vulkáni tevékenység, a tektonikus folyamatok, a hurrikánok, sőt a víz jelenlétének kimutatását a Naprendszer más bolygóin is.
A bolygók két fő osztályba sorolhatók: nagy, alacsony sűrűségű óriásbolygók és kisebb, földhöz hasonló , szilárd felületű bolygók. A Nemzetközi Csillagászati Unió meghatározása szerint a Naprendszerben 8 bolygó található. A Naptól való távolság sorrendjében - négy földhöz hasonló: Merkúr , Vénusz , Föld , Mars , majd négy óriásbolygó: Jupiter , Szaturnusz , Uránusz és Neptunusz . Legalább 5 törpebolygó is található a Naprendszerben : a Plútó ( 2006 -ig a kilencedik bolygónak számított ), a Makemake , a Haumea , az Eris és a Ceres . A Merkúr és a Vénusz kivételével mindegyik bolygónak van legalább egy holdja.
1992 óta , amikor több száz bolygót fedeztek fel más csillagok, úgynevezett exobolygók körül , világossá vált, hogy bolygók mindenhol megtalálhatók a Galaxisban, és sok közös vonásuk van a Naprendszer bolygóival. 2006- ban a Nemzetközi Csillagászati Unió új definíciót adott a bolygónak , ami a tudományos közösség jóváhagyását és kritikáját is váltotta ki, amit egyes tudósok a mai napig folytatnak.
2022. június 16-án 5098 exobolygó létezését 3770 bolygórendszerben igazolták megbízhatóan , amelyek közül 825-nek egynél több bolygója van [4] . Az ismert exobolygók mérete a földi bolygóktól az óriásbolygóknál nagyobbig terjed [5] .
A fősorozat csillaga körül keringő exobolygó első megerősített felfedezése 1995. október 6-án történt, amikor Michel Mayor és Didier Queloz, a Genfi Egyetem munkatársa bejelentette a Pegasi 51 körüli bolygó felfedezését . A legtöbb ismert exobolygó tömege összemérhető a Jupiter tömegével vagy még több (néha sokszor), de ismertek kisebbek is [5] . Az eddig felfedezett legkisebb exobolygókat egy pulzár (egy csillag maradványa) körül találták meg PSR 1257+12 [6] jelzéssel . Legalább egy tucat ismert 10 és 20 közötti földtömegű exobolygó [5] , mint például a Mu Altar , az 55 Cancer és a GJ 436 [7] körül keringő bolygók . Ezeket a bolygókat néha "Neptunusznak" nevezik, mert tömegükben közel állnak a Neptunuszhoz (17 Föld) [8] . Az exobolygók egy másik kategóriáját „szuperföldeknek” nevezik – valószínűleg a Földnél nagyobb, de az Uránusznál vagy a Neptunusznál kisebb Föld - szerű világok. Jelenleg körülbelül 20 lehetséges szuperföld ismeretes, köztük: Gliese 876 d (körülbelül 6 földtömeg) [9] , OGLE-2005-BLG-390L b és MOA-2007-BLG-192L b , hideg, jeges világok, amelyeket a segítségével fedeztek fel. gravitációs mikrolencse [10] [11] , COROT-7b , amelynek átmérője körülbelül 1,7 Föld (így ez a legkisebb ismert szuperföld, amit találtak), de 0,02 AU pályasugarú, ami valószínű , egy olvadt felület körülbelül 1000-1500 °C hőmérsékletű [12] , és a hat bolygó közül öt kering a szomszédos vörös törpe Gliese 581 körül . A Gliese 581 d exobolygó körülbelül 7,7-szer akkora tömegű, mint a Föld [13] , a Gliese 581 c pedig 5-ször akkora tömegű, és eredetileg úgy gondolták, hogy ez az első Föld-szerű exobolygó, amely a lakható zónában található [14] . A részletesebb megfigyelések azonban lehetővé tették annak megállapítását, hogy a bolygó túl közel van a csillaghoz ahhoz, hogy lakható legyen. A rendszer legtávolabbi bolygója, a Gliese 581 d életképes lehetne, de ez csak akkor lehetséges, ha a légkörében elegendő üvegházhatású gáz van, amely megfelelő értékre tudja emelni a hőmérsékletet [15] .
Még mindig nem teljesen világos, hogy a felfedezett exobolygók a Naprendszer gázóriásaira és földi bolygóira hasonlítanak-e, vagy nem egészen hasonlítanak egymásra, és némelyikük eddig elméleti típusokhoz, például ammóniaóriásokhoz vagy szénbolygókhoz tartozik . Különösen sok a közelmúltban felfedezett exobolygó, az úgynevezett forró Jupiter , rendkívül közel kering a szülőcsillagokhoz, közel körkörös pályán. Ezért lényegesen több csillagsugárzást kapnak, mint a Naprendszer gázóriásai, ami megkérdőjelezi az azonos típushoz való tartozásukat. Létezik a forró Jupitereknek egy alosztálya is, az úgynevezett chtonikus bolygók , amelyek olyan közel keringtek szülőcsillagaik körül, hogy a csillagok sugárzása elfújta légkörüket. Annak ellenére, hogy sok forró Jupiter veszít légköréből, eddig nem találtak megerősített Chton bolygót [16] .
Az exobolygókkal kapcsolatos részletesebb megfigyelési adatokhoz műszerek új generációjára van szükség, beleértve az űrteleszkópokat is . A COROT jelenleg exobolygókat kutat az exobolygó tranzitjai által okozott csillagfény-változások megfigyelései alapján . Számos közelmúltbeli projekt űrteleszkópok létrehozását foglalja magában a Földhöz hasonló méretű és tömegű exobolygók felkutatására. Ezek közül az elsőt a NASA már megvalósította : a Kepler az első kifejezetten erre a célra tervezett teleszkóp. A Terrestrial Planet Finder , Space Interferometry Mission és PEGASE projekteknek még nincs pontos megvalósítási dátuma . A New Worlds Mission működhet együtt " James Webb "-vel. Sok ilyen projekt finanszírozási programját azonban még nem hagyták jóvá. 2007 -ben elkészült az első exobolygók spektrális elemzése ( HD 209458 b és HD 189733 b ) [17] [18] . Elegendő számú Föld-szerű bolygó jelenléte a Drake-egyenlet szerint növeli az intelligens kommunikatív civilizációk létezésének valószínűségét [19] .
Planetary Mass ObjectsA bolygótömegű objektum , az OPM vagy a planémo olyan égitest, amelynek tömege lehetővé teszi számára, hogy a bolygódefiníciós tartományba essen, azaz tömege nagyobb, mint a kis testeké , de nem elegendő a termonukleáris reakció elindításához az égitest képében és hasonlóságában. barna törpe vagy csillag . Az OPM fogalma tágabb, mint a bolygó fogalma. Nemcsak a bolygókra vonatkozik, hanem más objektumokra is – például a „szabadon lebegő” bolygókra, amelyek nem keringenek csillagok körül, amelyek lehetnek „árva bolygók”, amelyek elhagyták rendszerüket, vagy olyan objektumokat, amelyek egy gázfelhő összeomlása során jelentek meg. a legtöbb bolygóra jellemző akkréció helyett a protoplanetáris korongról (általában szubbarna törpének nevezik őket ).
Árva bolygóA csillagok és bolygórendszerek kialakulásának egyes számítógépes modelljei azt mutatják, hogy bizonyos "bolygótömegű objektumok" elhagyhatják rendszerüket, és a csillagközi térbe menekülhetnek [20] . Egyes tudósok azzal érveltek, hogy ilyen objektumokat már találtak szabadon barangolni az űrben, és bolygók közé kellene sorolni őket, bár mások azt sugallták, hogy kis tömegű csillagok is lehetnek [21] [22] .
Szubbarna törpékA gázfelhő gravitációs összeomlásával nemcsak csillagok, hanem kisebb objektumok is kialakulhatnak. Az így létrejött bolygótömegű objektumokat szubbarna törpének nevezzük. A szubbarna törpék szabadon lebeghetnek, talán Cha 110913-773444 , vagy egy nagyobb objektum körül keringhetnek, esetleg 2MASS J04414489+2301513 .
2006-ban egy rövid ideig a csillagászok azt hitték, hogy megtalálták az ilyen objektumok binárisát, az Oph 162225-240515 számot , amelyet a kutatók " planemos "-nak vagy "bolygótömegű objektumnak" neveztek. A további elemzés azonban feltárta, hogy tömegük valószínűleg nagyobb, mint 13 Jupiter tömeg, így barna törpék rendszerét alkotják [23] [24] [25] .
Műholdas bolygók és övbolygókNéhány nagy műhold mérete hasonló a Merkúr bolygóhoz, vagy meg is haladja azt. Például a galileai műholdak és a Titan . Alan Stern azzal érvel, hogy a bolygó meghatározását csak geofizikai jellemzőkre kell alapozni, és nem vonatkozhat a pályára. Egy másik bolygó körül keringő bolygó méretű objektumra a műholdas bolygó kifejezést javasolja . Hasonlóképpen az aszteroidaövben vagy a Kuiper-övben lévő bolygó méretű objektumok is bolygóknak tekinthetők Stern szerint [26] . Ugyanezt a kifejezést javasolja Vlagyimir Surdin [27] .
A bolygók keringési pályán történő mozgásának elméletét ifjabb Albert Serindor-Kapensky fedezte fel és fejlesztette ki.
A modern definíció szerint minden bolygó a csillagok körül forog, ami megfoszt minden lehetséges „ magányos bolygótól ” a bolygóállást. A Naprendszerben minden bolygó ugyanabban az irányban kering a pályáján, ahogyan a Nap forog (az óramutató járásával ellentétes irányba, ha a Nap északi pólusáról nézzük). De legalább egy exobolygó, a WASP-17b , a csillag körül kering a forgásával ellentétes irányban [28] . Azt az időszakot, amely alatt egy bolygó egy csillag körül kering, sziderálisnak vagy évnek nevezzük [29] . A bolygó éve nem kis mértékben függ a bolygó csillagtól való távolságától; minél távolabb van a bolygó a csillagtól, annál nagyobb távolságot kell megtennie, és annál lassabban mozog, mivel kevésbé hat rá a csillag gravitációja. Mivel egyetlen pálya sem tökéletesen kör alakú, a csillag és a pályán lévő bolygó közötti távolság egy sziderális periódus során változik. A pálya azon pontját, ahol a bolygó a legközelebb van a csillaghoz, periastronnak (a Naprendszerben - perihélium ), a pálya legtávolabbi pontját pedig apoasternek (a Naprendszerben - aphelionnak ) nevezik. Mivel a bolygó a periastronban közeledik a csillaghoz, a gravitációs kölcsönhatás potenciális energiája mozgási energiává alakul, és sebessége megnő (ahogyan a nagyra dobott kő felgyorsul, közeledik a Földhöz), és amikor a bolygó apoaszterben van, a sebessége csökken (ahogy a felfelé dobott kő is lelassul a repülés legfelső pontján) [30] .
Bármely bolygó pályáját több elem határozza meg :
A bolygók forgástengelyének dőlése a pálya síkjához képest eltérő. Ezért az egyik vagy másik félteke által kapott fény mennyisége egész évben változik. Ehhez kapcsolódik a klímaváltozás körforgása – az évszakok (évszakok) változása. Napfordulónak nevezzük azt a pillanatot, amikor az egyik féltekét a legjobban vagy legrosszabbul világítja meg a Nap . Évente kétszer történnek. Azt a napfordulót, amelyben a bolygó ezen féltekéje a legjobban megvilágított, nyárnak, a másodiknak pedig télnek nevezik.
A Jupiter axiális dőlése rendkívül alacsony, és a szezonális ingadozás minimális; Az Uránusz tengelyirányú dőlésszöge viszont olyan nagy, hogy gyakorlatilag "oldalt fekszik", és egyik féltekéje vagy folyamatosan napfényben van, vagy állandóan sötétben van a napfordulók idején [36] . Ami az exobolygókat illeti, tengelyirányú dőlésük nem ismert pontosan, azonban a legtöbb "forró Jupiter" rendkívül alacsony dőlésszögűnek tűnik a csillaghoz való közelségük miatt [37] .
ForgatásAmellett, hogy a bolygók a csillag körüli pályájukon keringenek, a tengelyük körül is forognak. A bolygó tengelye körüli forgásának időszakát napnak nevezzük . A Naprendszer legtöbb bolygója ugyanabban az irányban kering a tengelye körül, mint a Nap körül (az óramutató járásával ellentétes irányban, a Nap északi pólusáról nézve). Ez alól kivételt képez a Vénusz, amely az óramutató járásával megegyezően forog, [38] és az Uránusz [39] , amelynek szélsőséges tengelyirányú dőlésszöge vitára ad okot afelől, hogy melyik pólus tekinthető délnek és melyik északinak, és hogy az óramutató járásával ellentétes vagy az óramutató járásával megegyezően forog-e [40] . Mindenesetre az Uránusz forgása a pályájához képest retrográd .
A bolygó forgását a kialakulásának szakaszában több tényező is okozhatja. Kezdetben a szögimpulzus beállítható a felszaporodó objektumok egyedi szögmomentumaival a bolygóképződés korai szakaszában. A gázóriások gázfelszaporodása szintén hozzájárulhat a bolygó szögimpulzusának beállításához. Végül, még a bolygó kialakulásának utolsó szakaszában is egy véletlenül bekövetkező erős becsapódás előreláthatatlanul megváltoztathatja tengelyének helyzetét [41] . Egy nap időtartama a különböző bolygókon nagyon eltérő: ha a Vénusznak 243 földi napra van szüksége egy tengelye körüli fordulathoz, akkor a gázóriásoknak több óra is elegendő [42] . Az exobolygók forgási periódusa nem ismert. A forró Jupiterek csillagokhoz közeli elhelyezkedése azonban azt jelenti, hogy a bolygó egyik oldalán örök éjszaka uralkodik, a másikon pedig örökkévaló nappal (a pálya és a forgás szinkronban van ) [43] .
"Clean Orbit"A bolygó definíciójának egyik összetevője a pálya környezete, amely tiszta a többi objektumtól. Egy bolygó, amely megtisztította a környezetét, elegendő tömeget halmozott fel ahhoz, hogy összegyűjtse, vagy fordítva, szétszórja a pályáján lévő összes planetezimalát. Vagyis a bolygó elszigetelten kering a csillaga körül (kivéve műholdait és trójaiakat ), és nem osztja meg pályáját sok hasonló méretű objektummal. A bolygó állapotának ezt a kritériumát az IAU 2006 augusztusában javasolta . Ez a kritérium megfosztja a Naprendszer olyan testeit, mint a Plútó , az Eris és a Ceres a klasszikus bolygó státuszától, törpebolygókra utalva őket [1] . Annak ellenére, hogy ez a kritérium egyelőre csak a Naprendszer bolygóira vonatkozik, számos fiatal csillagrendszerben, amelyek egy protoplanetáris korong stádiumában vannak, a protobolygók „tiszta pályájának” jelei vannak [44] .
Az IAU jelenlegi bolygódefiníciója szerint a Naprendszerben nyolc klasszikus és öt törpebolygó található [45] . A Naptól való növekvő távolság sorrendjében a klasszikus bolygók a következőképpen vannak elrendezve:
A Jupiter a legnagyobb - tömege 318 Föld. A higany a legkisebb, tömege mindössze 0,055 a Föld tömegének. Az is lehetséges, hogy létezik egy másik kilencedik bolygó a Neptunusz pályáján kívül. A Naprendszer bolygói jellemzőik és összetételük alapján 3 csoportra oszthatók:
Név | Egyenlítői átmérő [a] |
Súly [a] | Pályasugár [ a] |
Keringési időszak (év) [a] |
A napegyenlítőhöz viszonyított dőlésszög (°) |
Orbitális excentricitás |
Forgatási időszak (nap) |
Műholdak [c] | Gyűrűk | Légkör | nyitás dátuma | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Föld csoport | Higany | 0,382 | 0,06 | 0,39 | 0.24 | 3.38 | 0,206 | 58.64 | 0 | Nem | minimális | |
Vénusz | 0,949 | 0,82 | 0,72 | 0,62 | 3.86 | 0,007 | −243.02 | 0 | Nem | CO2 , N2__ _ _ | ||
Föld [b] | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 7.25 | 0,017 | 1.00 | egy | Nem | N 2 , O 2 | ||
Mars | 0,532 | 0.11 | 1.52 | 1.88 | 5.65 | 0,093 | 1.03 | 2 | Nem | CO2 , N2_ _ | ||
gázóriások | Jupiter | 11.209 | 317.8 | 5.20 | 11.86 | 6.09 | 0,048 | 0,41 | 67 | Igen | H 2 , Ő | |
Szaturnusz | 9.449 | 95.2 | 9.54 | 29.46 | 5.51 | 0,054 | 0,43 | 62 | Igen | H 2 , Ő | ||
Uránusz | 4.007 | 14.6 | 19.22 | 84.01 | 6.48 | 0,047 | −0,72 | 27 | Igen | H 2 , Ő | 1781. március 13. [47] | |
Neptun | 3.883 | 17.2 | 30.06 | 164,8 | 6.43 | 0,009 | 0,67 | tizennégy | Igen | H 2 , Ő | 1846. szeptember 23. [48] | |
törpebolygók | ||||||||||||
Ceres | 0,08 | 0,0002 | 2,5-3,0 | 4.60 | 10.59 | 0,080 | 0,38 | 0 | Nem | Nem | 1801. január 1. [49] | |
Plútó | 0.19 | 0,0022 | 29,7—49,3 | 248.09 | 17.14 | 0,249 | −6.39 | 5 | Nem | ideiglenes | 1930. február 18. [50] | |
Haumea | 0,37×0,16 | 0,0007 | 35,2-51,5 | 282,76 | 28.19 | 0,189 | 0.16 | 2 | Nem | Nem | 2004. december 28. (nem hivatalos) [51] , 2005. július 29. [52] | |
Makemake | ~0,12 | 0,0007 | 38,5—53,1 | 309,88 | 28.96 | 0,159 | ? | egy | Nem | Nem | 2005. március 31. [53] | |
Eris | 0.19 | 0,0025 | 37,8-97,6 | 558,0 | 44.19 | 0,442 | ~0.3 | egy | Nem | Nem | 2005. január 5. [54] | |
a Földhöz képest b Pontos adatokért lásdEarth c A Jupiternek több ismert holdja van, mint bármely más bolygó a Naprendszerben (67)[55] d Mint a Plútónál a perihélium közelében, átmeneti légkör jelenik meg. |
Még mindig nem tisztázott, hogy a bolygók kialakulása során milyen folyamatok mennek végbe, és ezek közül melyek dominálnak. Összegezve a megfigyelési adatokat, csak annyit mondhatunk, hogy [56] :
A bolygókeletkezés útjáról szóló minden vita kiindulópontja a keletkező csillag körüli gáz és por (protoplanetáris) korong. Kétféle forgatókönyv létezik arra vonatkozóan, hogy a bolygók hogyan jöttek ki belőle [57] :
A bolygó kialakulása végleg leáll, amikor a nukleáris reakciók egy fiatal csillagban meggyulladnak, és a napszél nyomása, a Poynting-Robertson-effektus és egyebek hatására szétszórja a protobolygó-korongot [58] .
Accretion forgatókönyvElőször az első planetozimálok keletkeznek a porból. Két hipotézis létezik arról, hogy ez hogyan történik:
Ahogy nőnek, domináns planetozimálok keletkeznek, amelyek később protobolygókká válnak. Növekedési ütemük kiszámítása meglehetősen változatos. Ezek azonban a Safronov-egyenleten alapulnak:
,
ahol R a test mérete, a a pályájának sugara, M * a csillag tömege, Σ p a planetozimális régió felületi sűrűsége, és F G az úgynevezett fókuszáló paraméter, amely a kulcs ebben az egyenletben; különböző helyzetekben eltérően határozzák meg. Az ilyen testek nem a végtelenségig növekedhetnek, hanem egészen addig a pillanatig, amíg a közelükben kis planetozimálisok vannak, a határtömeg (ún. izolációs tömeg) ekkor kiderül:
Tipikus körülmények között 0,01 és 0,1 M között változik – ez már egy protobolygó . A protobolygó további fejlődése a következő forgatókönyveket követheti, amelyek közül az egyik szilárd felszínű bolygók, a másik gázóriások kialakulásához vezet.
Az első esetben az elszigetelt tömegű testek így vagy úgy növelik az excentricitást, és pályáik metszik egymást. A kisebb protobolygók sorozatos elnyelése során a Földhöz hasonló bolygók keletkeznek.
Óriásbolygó alakulhat ki, ha a protobolygó korongjából sok gáz marad a protobolygó körül. Ezután az akkréció elkezdi játszani a további tömegnövekedés vezető folyamatát. A folyamatot leíró teljes egyenletrendszer:
(egy)
(2)
(3)
A felírt egyenletek jelentése a következő: (1) – feltételezzük a protobolygó gömbszimmetriáját és homogenitását, (2) feltételezzük, hogy hidrosztatikus egyensúly következik be, (3) a planetozimálokkal való ütközés során felmelegedés következik be, és csak lehűlés következik be. sugárzás miatt. (4) a gáz állapotegyenletei.
A leendő óriásbolygó magjának növekedése M~10-ig folytatódik 🜨 [57] Körülbelül ebben a szakaszban a hidrosztatikus egyensúly megbomlik. Ettől a pillanattól kezdve az összes felszaporodó gáz az óriásbolygó légkörét alkotja.
Az akkréciós forgatókönyv nehézségeiAz első nehézségek a planetozimálok kialakulásának mechanizmusaiban merülnek fel. Mindkét hipotézis közös problémája a „mérőgát” problémája: a gáznemű korong bármely teste fokozatosan csökkenti pályája sugarát, és egy bizonyos távolságon egyszerűen kiég. Egy méteres nagyságrendű testeknél az ilyen sodródás sebessége a legnagyobb, és a karakterisztikus idő sokkal rövidebb, mint amennyi szükséges ahhoz, hogy a planetozimális jelentősen megnövelje méretét [57] .
Ezenkívül az egyesülési hipotézis szerint a méter hosszú planetozimálok nagyobb valószínűséggel ütköznek össze, hogy számos apró részre omlanak, mintsem egyetlen testet alkotnak.
A korong fragmentálódása során a planetozimális képződés hipotézisében a turbulencia klasszikus probléma. Ennek lehetséges megoldását, és egyben a mérősorompó problémáját azonban az újabb munkák során kaptuk. Ha a korai megoldási kísérletekben a fő probléma a turbulencia volt, akkor az új megközelítésben ez a probléma önmagában nem létezik. A turbulencia sűrű szilárd részecskéket csoportosíthat, és az áramlási instabilitással együtt egy gravitációsan kötött halmaz kialakulása lehetséges, sokkal rövidebb idő alatt, mint amennyi idő alatt a méteres planetozimálok a csillaghoz sodródnak.
A második probléma maga a tömegnövekedés mechanizmusa:
Mint minden öngravitáló objektumnál, a protoplanetáris lemezen is kialakulhatnak instabilitások. Ezt a lehetőséget először Toomre vette fontolóra 1981 -ben . Kiderült, hogy a lemez külön gyűrűkre kezd szétesni, ha
ahol c s a hang sebessége a protoplanetáris korongban, k az epiciklikus frekvencia.
Ma a Q paramétert "Tumre-paraméternek", magát a forgatókönyvet pedig Tumre-instabilitásnak nevezik. A lemez megsemmisüléséhez szükséges idő a lemez hűtési idejéhez hasonlítható, és a csillagok Helm-Holtz idejéhez hasonló módon számítják ki.
Nehézségek a gravitációs összeomlás forgatókönyvébenSzupermasszív protoplanetáris lemezt igényel.
A bolygók egyik legfontosabb jellemzője a belső mágneses momentum , amely létrehozza a magnetoszférát . A mágneses tér jelenléte azt jelzi, hogy a bolygó geológiailag még "él". Más szóval, a mágnesezett bolygókon a mélységükben elhelyezkedő elektromosan vezető anyagok mozgása mágneses teret generál. Ez a mező jelentősen megváltoztatja a bolygó és a napszél közötti kölcsönhatást. A mágnesezett bolygó egy magnetoszférának nevezett régiót hoz létre maga körül , amelyen a napszél nem tud áthatolni. A magnetoszféra sokkal nagyobb lehet, mint maga a bolygó. Ezzel szemben a nem mágnesezett bolygókon csak az ionoszféra és a napszél kölcsönhatása által generált gyenge magnetoszférák vannak , amelyek nem tudják jelentősen megvédeni a bolygót [59] .
A Naprendszer nyolc bolygója közül csak kettőnek gyakorlatilag nincs magnetoszférája - ezek a Vénusz és a Mars [59] . Összehasonlításképpen, még a Jupiter egyik holdján, a Ganümédeszben is megtalálható . A mágnesezett bolygók közül a Merkúr magnetoszférája a leggyengébb, alig tudja eltéríteni a napszelet . A Ganymedes mágneses tere többszörösen erősebb, a Jupiteré pedig a legerősebb a Naprendszerben (olyan erős, hogy komoly kockázatot jelenthet a jövőbeni lehetséges emberes küldetésekre a Jupiter holdjaira). Más óriásbolygók mágneses tere megközelítőleg megegyezik a Földével, de mágneses momentuma sokkal nagyobb. Az Uránusz és a Neptunusz mágneses tere erősen dől a forgástengelyhez képest, és eltolódik a bolygó középpontjához képest [59] .
2004 -ben egy csillagászcsoport a Hawaii-szigeteken egy exobolygót figyelt meg a HD 179949 csillag körül, amely a jelek szerint napfoltot hozott létre a szülőcsillag felszínén . A kutatócsoport azt feltételezte, hogy a bolygó magnetoszférája energiát ad át a csillag felszínére, ami az amúgy is magas 7760 °C-os egy bizonyos tartományban további 400 °C-kal növeli a hőmérsékletet [60] .
A Naprendszerben minden bolygónak van légköre , mivel nagy tömegük és gravitációjuk elegendő ahhoz, hogy a gázokat a felszín közelében tartsák. A nagy gázóriások elég masszívak ahhoz, hogy a könnyű gázokat, például a hidrogént és a héliumot a felszín közelében tartsák, míg a kisebb bolygókról szabadon kijutnak a világűrbe [61] . A Föld légkörének összetétele különbözik a Naprendszer többi bolygójától a fotoszintetikus szervezetek által kibocsátott , minden élőlény számára oly fontos oxigén magas mennyiségében [62] . A Naprendszer egyetlen bolygója, amelynél nincs jelentős légköri nyom, a Merkúr, amelyen a napszél szinte teljesen "elfújta" [63] .
A bolygó légkörét a Napból és belső forrásokból érkező különféle energiatípusok befolyásolják. Ez meglehetősen dinamikus időjárási jelenségekhez vezet, mint például hurrikánokhoz (a Földön), esetenként szinte az egész bolygót beborító porviharokhoz (a Marson), és Föld méretű anticiklonális viharhoz a Jupiteren ( Nagy Vörös Folt ), illetve "foltokhoz" a légkörben. (a Neptunuszon) [36] . Legalább egy exobolygón, a HD 189733 b -n a Nagy Vörös Folthoz hasonló, de kétszer akkora részlet volt látható a fényerőtérképen [64] .
A forró Jupiterek gyakran elvesztik légkörüket az űrbe a csillagsugárzás miatt, hasonlóan az üstökös farkához [65] [66] . Ezeken a bolygókon erős hőmérséklet-különbségek lehetnek a bolygó nappali és éjszakai oldala között, ami szuperszonikus sebességgel fújó szeleket eredményez [67] . És bár a HD 189733 b éjszakai és nappali oldala erős különbségeket mutat a nappali és az éjszakai oldal között, a bolygó légköre hatékonyan újraosztja a csillag energiáját a bolygó körül [64] .
A fogyatkozás, vagyis a tranzit módszer azon a tényen alapul, hogy egy bolygó elhaladhat egy csillag előtt, és elhomályosíthatja a korongjának egy kis részét. Ez akkor lehetséges, ha egy földi megfigyelő látószöge megközelítőleg a bolygó keringési síkjában fekszik.
Annak a valószínűsége, hogy egy adott csillag pontosan így fog feküdni, a csillag átmérőjének és a pálya átmérőjének arányától függ. A csillaghoz közeli bolygók esetében ez az érték 10%-os nagyságrendű, és a távolsággal csökken. És ez a módszer első hátránya.
A második a téves riasztások magas százaléka, amely további megerősítést igényel valamilyen más módon.
A harmadik pedig a mérési pontossággal szemben támasztott megnövekedett követelmények. Mivel meg kell oldani az inverz problémát, amelynek megoldása Ljapunov [68] értelmében instabil .
Ez az egyetlen módszer azonban, amellyel meg lehet határozni az exobolygó szögméretét, és ha ismert a távolsága, akkor a lineáris méretét. Ezenkívül a csillag fénye a „fogyatkozás” során áthalad a légkörön, ami lehetővé teszi, hogy a spektrumból adatokat nyerjünk a felső rétegek kémiai összetételéről, és megértsük az ott előforduló folyamatok általános formáját.
2012 óta ez a legtermékenyebb módszer az exobolygók felfedezésére. Jelenleg a legnagyobb folyamatban lévő kísérletek a Corot , Kepler , OGLE .
A Doppler-módszer ( radiális sebességek, radiális sebességek ) az exobolygók kimutatására szolgáló módszer , amely egy csillag sugársebességének spektrometriai méréséből áll . A bolygórendszerrel rendelkező csillag a saját kis pályáján mozog , válaszul a bolygó vonzására . Ez viszont a csillagok Föld felé és onnan való távolodási sebességének időszakos változásához vezet (azaz a csillag sugárirányú sebességének változásához a Földhöz képest). Ez a sebesség a spektrumvonalak Doppler-effektus által okozott eltolódásából számítható ki .
A Doppler-módszer bármilyen távolságra lévő csillagok vizsgálatára alkalmas, de a nagy mérési pontosság eléréséhez nagy jel-zaj arány szükséges , ezért a módszert általában csak viszonylag közeli (160 fényévig ) lévő csillagok esetén alkalmazzák. A Doppler-módszer megkönnyíti a hatalmas bolygók megtalálását a csillagaik közelében, de hosszú távú megfigyelések szükségesek a nagy távolságban lévő bolygók észleléséhez. Az erősen ferde pályával rendelkező bolygók kevesebb csillagingadozást produkálnak, ezért nehezebb észlelni őket.
A bolygók egyik meghatározó jellemzője, hogy tömegének elég nagynak kell lennie ahhoz, hogy gravitációja hidrosztatikus egyensúlyi állapotba tudja hozni . Ezért minden bolygó nagyjából gömb alakú. A kis tömegű tárgyak szabálytalan alakúak lehetnek, és ha a tömeg elég nagy, a gravitáció elég erős lesz ahhoz, hogy az objektum gömb alakú legyen. A tömeg küszöbértéke az égitest kémiai összetételétől függ [69] .
Többek között a tömeg a bolygók és a csillagok fontos megkülönböztető jellemzője. A bolygó felső tömeghatára 13 Jupitertömeg , amely után teljesülnek a termonukleáris fúzió megindulásának feltételei . A Naprendszerben egyetlen bolygó sem közelíti meg ezt a küszöböt. Néhány exobolygó tömege azonban közvetlenül ez a vonal alatt van. Az Encyclopedia of Extrasolar Planets több bolygót is felsorol ehhez a határhoz közel: HD 38529 c, AB Pictorial b, HD 162020 b és HD 13189 b. Számos nagyobb tömegű objektum létezik, de mivel ezek a termonukleáris fúzióhoz szükséges határérték felett vannak, ezért a barna törpék közé kell sorolni [5] .
A legkisebb ismert bolygó (a törpebolygók és műholdak kivételével) a PSR B1257+12 b, az egyik első felfedezett exobolygó ( 1992 ) a pulzár körüli pályán . A bolygó tömege körülbelül fele a Merkúr tömegének [5] .
Minden bolygó folyékony, folyékony állapotban kezdte meg létezését; a keletkezés korai szakaszában a nehezebb anyagok a középpont felé telepedtek meg, míg a könnyebbek a felszín közelében maradtak. Ezért minden bolygónak van bizonyos belső különbsége , ami abban nyilvánul meg, hogy a bolygó magját egy köpeny borítja , amely folyékony vagy folyékony volt. A földi bolygók sűrű kéreg alá rejtik a köpenyt [70] , míg a gázóriásoknál a köpeny simán átjut a légkörbe. A földi bolygók ferromágneses anyagokból, például vasból és nikkelből készült magokkal , valamint szilikátból készült köpennyel rendelkeznek . Az olyan gázóriások, mint a Jupiter és a Szaturnusz , kőzetekből és fémekből álló maggal rendelkeznek, amelyet fémes hidrogénköpeny vesz körül [71] . És az olyan jégóriások, mint az Uránusz és a Neptunusz , sziklákból és vízből , ammóniából , metánból és más jégből álló köpennyel rendelkeznek [72] . A bolygók magjain belüli folyadék mozgása geodinamó effektust hoz létre, amely mágneses teret generál [70] .
Egyes bolygók vagy törpebolygók (például a Jupiter és a Szaturnusz, a Neptunusz és a Plútó) keringési rezonanciában állnak egymással vagy kisebb testekkel (ami a műholdrendszerekben is gyakori). Minden bolygónak, a Vénusz és a Merkúr kivételével , vannak természetes műholdak , amelyeket gyakran "holdoknak" is neveznek. Tehát a Földnek csak egy természetes műholdja van, a Marsnak kettő, az óriásbolygóknak pedig sok van belőlük. Sok óriásbolygó- műhold számos olyan tulajdonsággal rendelkezik, amelyek a földi bolygókhoz és a törpebolygókhoz kapcsolják őket . Sok közülük még az élet jelenléte szempontjából is vizsgálható (különösen az Europa ) [73] [74] [75] ).
A négy óriásbolygónak különböző méretű és összetételű gyűrűi is vannak. Elsősorban porból és szilárd részecskékből állnak, de lehetnek több száz méteres kőtömbök, kis pásztorműholdak is, amelyek a gyűrűk szerkezetét alkotják és tartják fenn. A gyűrűk eredete nem teljesen tisztázott, feltehetően a bolygójukra vonatkozó Roche-határt átlépő és az árapály-erők által megsemmisült műholdak megsemmisülésének az eredménye [76] [77] .
Az exobolygók másodlagos jellemzői közül egyiket sem vizsgálták. De feltehetően a Cha 110913-773444 szubbarna törpe , amelyet egyetlen bolygónak minősítenek, kis protoplanetáris koronggal rendelkezik [21] .
A bolygó gondolata a történelem során kialakult, az ókor isteni vándorcsillagjaitól a tudományos korszakból származó csillagászati objektumok modern látásmódjáig. A koncepciót most tágabban vették, és nemcsak a Naprendszeren belüli világokat, hanem több száz szoláris rendszert is magában foglal. A bolygó meghatározásából fakadó kétértelműség nagy vitákhoz vezetett a tudományos világban.
A csillagászok már az ókorban is észrevették, hogy az égbolt egyes világítótestei a többi csillaghoz képest elmozdulnak, ami az égi szférában jellemző hurkokat ír le . Az ókori görögök ezeket a világítótesteket " πλάνητες ἀστέρες " ( Vándorcsillagok ) vagy egyszerűen csak " πλανήτοι " ( Vándorok ) [78] -nak nevezték, amiből a modern "bolygó" [80] 9 ] szó is származott . Görögországban, Kínában, Babilonban és az összes ókori civilizációban [81] [82] szinte egyetemes volt, hogy a Föld volt a világegyetem középpontjában, és minden bolygó körülötte forog. Az ilyen elképzelések oka abban rejlik, hogy a régiek számára úgy tűnt, hogy a bolygók és a csillagok naponta keringenek a Föld körül [83] , és abban az érzésükben, hogy a Föld szilárd és stabil, nem mozog, hanem pihenőn.
A sumérok a babiloniak előfutárai, akik már legalább ie 1500-ban létrehozták a világon az egyik első civilizációt, amelynek az írás feltalálását tulajdonítják. e. magabiztosan megtalálta a Vénuszt az égen [84] . Nem sokkal ezután magabiztosan megtalálták a másik "belső" Merkúr bolygót és a "külső" (a Föld pályáján túli) Marsot , Jupitert és Szaturnuszt . Ezek a bolygók maradtak az egyedüli ismertek a távcső feltalálásáig a kora újkorban [85] .
Az első civilizáció, amely a bolygók funkcionális elméletével rendelkezett, a babilóniaiak voltak, akik Mezopotámiában éltek az ie 2. és 1. évezredben. e. A legrégebbi fennmaradt bolygócsillagászati szöveg ebből az időszakból Ammi-Tzaduki vénuszi táblái, amelyek a Kr. e. 7. századra datálhatók. e., valószínűleg a régebbiek másolata, amelyek a Kr. e. 2. évezred elejéről származnak. e [86] . A babilóniaiak lefektették az alapjait annak is, amit a jövőben „nyugati asztrológiának” neveznek [87] . " Enuma Anu Enlil ", a neo-asszír korban íródott, a Kr.e. 7. században. Az e [88] tartalmazza az előjelek listáját és azok kapcsolatát a különböző csillagászati jelenségekkel, beleértve a bolygók mozgását is [89] .
A babilóniaiak kettős névrendszert használtak: „tudományos” és „isteni”. Valószínűleg ők találták ki először azt az ötletet, hogy a bolygóknak adják az istenek nevét [90] [91] .
A kaldeai bolygórendszerről lásd a Káldeai sort .
Modernség | Hold | Higany | Vénusz | Nap | Mars | Jupiter | Szaturnusz |
Középkori Európa [92] | ☾LVNA | ☿ MERCVRIVS | ♀ VENVS | ☉ SOL | ♂ MARS | ♃ IVPITER | ♄ SATVRNVS |
A hellenisztikus és korai hellenisztikus kor ókori Görögországában a bolygók nevének semmi köze nem volt az istenségekhez: a Szaturnuszt Faynonnak hívták , "fényes", Jupiternek - Phaetonnak , Marsnak - Piroeisnak , "tüzesnek"; A Vénuszt Phosphoros néven ismerték , a "Fény Hírnöke" (reggeli láthatóság esetén) és Hesperos (esti láthatóság esetén), a leggyorsabban eltűnő Merkúr pedig Stilbon néven .
De később, úgy tűnik, a görögök átvették a babilóniaiaktól a bolygók „isteni” elnevezéseit, de átalakították őket, hogy illeszkedjenek a panteonjukhoz. Elegendő megfelelést találtak a görög és babiloni névadási hagyományok között ahhoz, hogy azt sugallják, hogy ezek nem származnak külön-külön egymástól [86] . A fordítás nem mindig volt pontos. Például a babiloni Nergal a háború istene, ezért a görögök Areshez hozták. De Aresszal ellentétben Nergal a járvány, a dögvész és az alvilág istene is volt [94] . Később az ókori rómaiak a kultúrával és az őket körülvevő világról alkotott elképzelésekkel együtt az ókori görögöktől másolták le a bolygók nevét. Így jelent meg a számunkra ismerős Jupiter, Szaturnusz, Merkúr, Vénusz és Mars.
Sok római követte azt a vélekedést, amely valószínűleg Mezopotámiából származik, de végső formáját a hellenisztikus Egyiptomban érte el, hogy a hét isten, akiről a bolygókat elnevezték, átvette a felelősséget a Föld óránkénti változásaiért. A rend kezdődött Szaturnusz, Jupiter, Mars, Nap, Vénusz, Merkúr, Hold (a legtávolabbitól a legközelebbiig) [95] . Ezért az első nap a Szaturnusszal (1. óra), a második nap a Nappal (25. óra) kezdődött, ezt követte a Hold (49. óra), majd a Mars, a Merkúr, a Jupiter és a Vénusz. Mivel minden napot arról az istenről neveztek el, amellyel kezdődött, ez a rend fennmaradt a római naptárban a nundinus alapú ciklus eltörlése után - és még mindig sok modern nyelven [96] .
A "bolygó" kifejezés az ókori görög πλανήτης szóból származik , ami "vándort" jelent - ez volt a neve egy objektumnak, amely megváltoztatta a csillagokhoz viszonyított helyzetét. Mivel a babiloniakkal ellentétben az ókori görögök nem tulajdonítottak jelentőséget a jóslatoknak, a bolygók kezdetben nem voltak különösebben érdekeltek. Pythagoreusok a Kr.e. 6. és 5. században. e. kidolgozták saját független bolygóelméletüket, amely szerint a Föld, a Nap, a Hold és a bolygók a "Központi Tűz" körül keringenek, amelyet az univerzum elméleti középpontjának tekintettek. Pitagorasz vagy Parmenidész voltak az elsők, akik az "esti" és a "hajnalcsillagot" ( Vénusz ) egy és ugyanazon objektumként azonosították [97] .
A Kr.e. III. században. e. A szamoszi Arisztarchosz egy heliocentrikus rendszert javasolt , amely szerint a Föld és más bolygók a Nap körül keringenek. A geocentrizmus azonban domináns maradt a tudományos forradalomig . Lehetséges, hogy az Antikythera mechanizmus egy analóg számítógép volt , amelyet arra terveztek, hogy kiszámítsa a Nap, a Hold és a bolygók hozzávetőleges helyzetét egy adott időpontban.
A Kr.e. 1. századra. e, a hellenisztikus időszakban a görögök elkezdtek saját matematikai sémákat alkotni a bolygók helyzetének előrejelzésére. Az ókori babilóniaiak aritmetikát használtak , míg az ókori görögök séma geometriai megoldásokon alapult . Ez a megközelítés lehetővé tette a szabad szemmel látható égitestek Földről való mozgásának természetének magyarázatát. Ezeket az elméleteket a legteljesebben az Almagest tükrözi , amelyet Ptolemaiosz írt a Kr.u. 2. században. e. A ptolemaioszi modell dominanciája olyannyira teljes volt, hogy minden korábbi csillagászati munkát elhomályosított, és 13 évszázadon át a nyugati világ leghitelesebb csillagászati munkája maradt [86] [98] . A Ptolemaiosz-törvények komplexuma jól leírta 7 bolygó pályájának jellemzőit, amelyek a görögök és rómaiak szerint a Föld körül keringtek . A Földtől való növekvő távolság sorrendjében az akkori tudományos közösség szerint a következőképpen helyezkedtek el: Hold , Merkúr, Vénusz, Nap , Mars, Jupiter és Szaturnusz [80] [98] [99] .
499-ben Aryabhata indiai csillagász olyan bolygómodellt javasolt, amely arra utal, hogy a bolygók elliptikus pályán mozognak, nem pedig körkörösen. Aryabhata modelljében szerepelt a Föld tengelye körüli forgása is, amivel a csillagok látszólagos nyugat felé való mozgását magyarázta [100] [101] . Ezt a modellt széles körben elfogadták a később élt és dolgozó indiai csillagászok körében. Aryabhata követői különösen Dél-Indiában voltak erősek , ahol többek között a Föld napi forgásának elvei képezték az elméletén alapuló művek tömegének alapját [102] .
1500 -ban Neelakanta Somayaji a keralai iskolából a Tantrasangraha című művében felülvizsgálta Aryabhata modelljét [103] [104] . Aryabhatavahyaz című művében, az Aryabhatya kommentárjában olyan modellt javasolt, amelyben a Merkúr, a Vénusz, a Mars, a Jupiter és a Szaturnusz a Nap körül kering, ami viszont a Föld körül. Ez a geo-héliocentrikus rendszer a Tycho Brahe által a 16. század végén javasolt rendszerre emlékeztet . A Kerala Iskola csillagászainak többsége átvette modelljét és követte [103] [104] [105] .
A 11. században Avicenna megfigyelte a Vénusz áthaladását, és megállapította, hogy a Vénusz , legalábbis néha, alacsonyabban van, mint a Nap [106] . A XII. században Ibn Baja „két bolygót fekete foltként figyelt meg a Nap arcán”. A 13. században Kutbuddin ash-Shirazi maraga csillagász ezt a jelenséget a Merkúr és a Vénusz átvonulásával magyarázta [107] .
Az orosz nyelvű szövegekben a „bolygó” kifejezést a 11. század óta találták meg, amikor ezt a nevet „bolygó” formában említették az 1073-as „ Szvjatoszlav Izbornik ”, ahol az égitesteket is feltüntették, amelyek akkor bolygóknak nevezték: Slantse ( Nap ), Yermis ( Merkur ), Aphrodité ( Vénusz ), Hold , Aris ( Mars ), Zeusz ( Jupiter ), Kronos ( Szaturnusz ) [108] .
Higany | Vénusz | föld | Mars | Jupiter | Szaturnusz |
A szabad szemmel látható öt bolygót ősidők óta ismerték, és jelentős hatást gyakoroltak a mitológiára, a vallási kozmológiára és az ókori csillagászatra.
A tudományos ismeretek módszere javult, és a "bolygó" kifejezés megértése megváltozott, ahogyan más égitestekhez képest (az állócsillagokhoz képest) mozogtak; a Föld körül keringő testekként értelmezni őket (az emberek mindenesetre annak tűntek); A 16. században a bolygókat a Nap körül a Földdel együtt keringő objektumokként kezdték meghatározni, amikor Kopernikusz , Galilei és Kepler heliocentrikus modellje befolyást szerzett a tudományos közösségben. Így a Föld is bekerült a bolygók listájára, míg a Nap és a Hold kimaradt belőle [109] .
Ezzel egy időben megtört az a hagyomány, hogy a bolygókat görög vagy római istenekről nevezték el. Ennek eredményeként a Földet minden nyelven a maga módján nevezik.
Sok romantikus nyelv megtartja a latin Terra szót (vagy annak változatait), ami szárazföldet jelent (a tenger ellentéte) [110] . A nem-román nyelvek azonban saját nevüket használják. Például a görögök még őrzik az eredeti ógörög Γή ( Ki vagy Yi ); A germán nyelvek , beleértve az angolt is, az ógermán ertho [111] változatait használják , amint az az angol Earth , a német Erde , a holland Aarde és a skandináv Jorde nyelveken látható .
A nem európai kultúrák különböző sémákat használnak a bolygók elnevezésére. India a Navagrahán alapuló elnevezési rendszert használ , amely magában foglalja a hét "hagyományos" bolygót ( Surya a Napot, Chandra a Holdat, valamint Budha , Shukra , Mangala , Brihaspati és Shani a Merkúr, Vénusz, Mars, Jupiter és Szaturnusz) és a Hold felszálló és leszálló csomópontja Rahu és Ketu . Kína és más kelet-ázsiai országok, amelyekre történelmileg Kína befolyást gyakorolt ( Japán , Korea és Vietnam ) az öt elemen (elemeken) alapuló elnevezési rendszert használnak: víz (higany), fém ( Vénusz ) , tűz ( Mars ) , fa (Jupiter) és Föld (Szaturnusz) [96] .
Amikor a 17. században felfedezték a Jupiter és a Szaturnusz első műholdait , eleinte műholdaknak és bolygóknak is nevezték őket – a következő évszázadban azonban gyakrabban használták a „műhold” szót [112] . A 19. század közepéig rohamosan nőtt a "bolygók" száma, és a tudományos közösség minden olyan objektumnak adott bolygó státuszt, amely szigorúan a Nap körül kering.
Higany | Vénusz | föld | Mars | Vesta | Juno | Ceres | Pallas | Jupiter | Szaturnusz | Uránusz |
A 19. század közepén a csillagászok kezdték felismerni, hogy az elmúlt 50 év során felfedezett objektumok (mint például a Ceres, a Pallas, a Juno és a Vesta) nagyon különböznek a hétköznapi bolygóktól. Ugyanazon a területen találhatók a Mars és a Jupiter (kisbolygóöv) között, és sokkal kisebb tömegük van; ennek következtében átminősítették őket "kisbolygók" kategóriába. A bolygókat csak "nagy" testeknek kezdték nevezni, amelyek a Nap körül keringenek. Nem volt szükség a bolygó formális meghatározására, mert egyrészt éles méretkülönbség volt az ismert aszteroidák és a bolygók között, másrészt a bolygók új felfedezésének áramlása a Neptunusz felfedezésével kiszáradni látszott. 1846-ban [113] .
Higany | Vénusz | föld | Mars | Jupiter | Szaturnusz | Uránusz | Neptun |
A Plútót a XX. században fedezték fel . Az első megfigyelések azt mutatták, hogy nagyobb, mint a Föld [114] , és az objektumot azonnal a kilencedik bolygóként fogták fel. A további megfigyelések azt mutatták, hogy a Plútó sokkal kisebb. 1936-ban Raymond Littleton azt javasolta, hogy a Plútó a Neptunusz szökött holdja [115] , 1964-ben pedig Fred Lawrence Whipple azt javasolta, hogy a Plútó egy üstökös [116] . Mivel azonban a Plútó nagyobb, mint az összes akkoriban ismert aszteroida [117] , státuszát 2006-ig megőrizte.
Higany | Vénusz | föld | Mars | Jupiter | Szaturnusz | Uránusz | Neptun | Plútó |
1992- ben Alexander Volshchan és Dale Freil csillagászok bolygók felfedezését jelentették be a PSR B1257+12 pulzár körül [118] . Úgy gondolják, hogy ez az első felfedezés bolygókról egy másik csillag körül. 1995. október 6- án Michel Mayor és Didier Chielo , a Genfi Egyetem munkatársa bejelentette, hogy egy közönséges fősorozatú csillag , az 51 Pegasus körül találtak először exobolygókat [119] .
Az exobolygók felfedezése új bizonytalanságot teremtett a bolygó meghatározásában: a bolygók és a csillagok közötti egyértelmű határ hiánya. Sok ismert exobolygó tömege sokszorosa a Jupiternek, és megközelíti a "barna törpének" nevezett csillagtárgyakat [120] . A barna törpéket általában csillagoknak tekintik, mivel képesek a deutériumot , a hidrogén nehéz izotópját égetni egy termonukleáris reakcióban. A közönséges hidrogén elégetéséhez egy csillagnak legalább 75 Jupiter tömegűnek kell lennie, és csak 13 Jupiter tömeg elegendő a deutérium elégetéséhez. A deutérium azonban meglehetősen ritka izotóp, és a legtöbb barna törpe valószínűleg jóval felfedezése előtt kifogyott belőle, így megkülönböztethetetlenek a szupermasszív bolygóktól [121] .
Higany | Vénusz | föld | Mars | Jupiter | Szaturnusz | Uránusz | Neptun |
Miután a 20. század második felében számos különféle objektumot fedeztek fel a Naprendszerben, és nagy tárgyakat más csillagok körül, viták kezdődtek arról, hogy mit tekintsünk bolygónak. Különös viták kezdődtek arról, hogy egy bolygót az aszteroidaöv fő "populációjából" kiszabaduló objektumnak tekintenek-e , vagy elég nagy-e a deutériumfúzióhoz .
Az 1990-es évek végén és a 2000-es évek elején megerősítették a Kuiper-öv létezését a Plútó pályáján . Így megállapították, hogy a Plútó csak az egyik legnagyobb objektum ebben az övben, ami miatt sok csillagász megfosztotta őt a bolygó státuszától.
Ugyanabban az övben számos más objektum, mint például a Quaoar , a Sedna és az Eris , a népszerű sajtóban a tizedik bolygóként jelentek meg, bár mint ilyenek nem kaptak széles körű tudományos elismerést. A Plútónál nagyobbnak és 27%-kal nagyobb tömegű Erisz 2005 -ös felfedezése szükségessé tette a bolygó hivatalos meghatározását.
Az IAU felismerve a problémát, hozzálátott a bolygó definíciójának kidolgozásához, amely 2006-ra készült el. A Naprendszer bolygóinak számát 8 nagy testre csökkentették, "tiszta" pályával (Merkur, Vénusz, Föld, Mars, Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz). Ezenkívül egy új osztályt azonosítottak - a törpebolygókat , amelyek három objektumot tartalmaztak (Ceres, Plútó és Eris) [122] .
Az exobolygó meghatározása2003-ban a Nemzetközi Csillagászati Unió (IAU) Exobolygók Munkacsoportja a következő kritériumokat határozta meg a bolygó és a barna törpe megkülönböztetésére [123] :
Ez a meghatározás népszerűvé vált a csillagászok körében, sőt, speciális tudományos publikációkban is megjelent [125] . Bár ez a meghatározás ideiglenes, és csak a hivatalos elfogadásáig szolgált, népszerűségre tett szert, mivel nem foglalkozik a bolygó alsó küszöbtömegének meghatározásával [126] , és így segít elkerülni a napelem objektumaival kapcsolatos ellentmondásokat. rendszert, és azonban nem kommentálja a barna törpék körül keringő objektumok állapotát, mint például a 2M1207 b .
A szubbarna törpe egy bolygótömegű objektum, amely egy gázfelhő összeomlása során keletkezik (és nem az akkréció során, mint a hétköznapi bolygók). Ez a különbség a szubbarna törpék és a bolygók között nem általánosan elfogadott; a csillagászok két táborra oszlanak abban a kérdésben, hogy a bolygóképződés folyamatát tekintsék-e az osztályozás kritériumának [127] [128] . Az egyet nem értés egyik oka, hogy gyakran lehetetlen kitalálni, hogyan keletkezett egy objektum: például egy akkrécióval kialakult bolygó elhagyhatja bolygórendszerét, és „szabad lebegésbe” kerülhet, egy szubbarna törpe pedig magától kialakulhat. csillaghalmazban a gázfelhő összeomlása során csillag körüli pályára fogható.
Ceres | Plútó | Haumea | Makemake | Eris |
13 Jupiter tömege némileg önkényes. Itt nincs éles határ - az égési intenzitás egyenletesen növekszik a csillag tömegével. Ezenkívül a reakciókban részt vevő deutérium mennyisége nemcsak a tömegtől, hanem az objektum összetételétől is függ - a hélium és a deutérium mennyiségétől [129] .
IAU Resolution 2006Az alsó tömeghatár kérdését 2006-ban az IAU Közgyűlésének ülésén vetették fel . Vita és egy sikertelen javaslat után a közgyűlés egyetértett abban, hogy a bolygó [130]
E meghatározás szerint a Naprendszerben 8 bolygó található. Azok a testek, amelyek megfelelnek az első két feltételnek, de a harmadiknak (Plútó, Makemake és Erisz) nem, törpebolygóknak minősülnek , hacsak nem egy bolygó műholdjai. Kezdetben az IAU olyan definíciót javasolt, amely nem tartalmazza a (c) pontot, és ezért most több bolygó is létezhet [131] . Hosszas mérlegelés után szavazással úgy döntöttek, hogy az ilyen testeket a törpebolygók közé kell sorolni [132] .
Ez a meghatározás a bolygókeletkezés elméletén alapul, amely szerint a jövő bolygói megtisztítják a körülöttük lévő teret a portól, gáztól és kisebb testektől. Stephen Soter csillagász szerint [133] :
A 2006-os szavazás után a vita és a vita nem szűnt meg [134] [135] , és sok csillagász azt mondta, hogy nem használja ezt a meghatározást [136] . A vita egy része a (c) pont (tiszta pálya) körül összpontosult, és hogy a törpebolygóknak minősített objektumok a „bolygó” tágabb meghatározásának részét kellene, hogy képezzék. A későbbi IAU konferenciák kibővíthetik a jelenlegi definíciót az exobolygó meghatározásával.
A tudományos közösségen kívül a Plútót felfedezése (1930) óta a kilencedik bolygóként ismerik. A média és a közvélemény figyelmét felkeltette az Eris felfedezése, amely a tizedik bolygó felfedezéseként került nyilvánosságra a médiában, majd három objektum törpebolygókká való átminősítése [137] .
Az alábbi táblázat a Naprendszer azon testeit mutatja, amelyeket korábban bolygóknak tekintettek:
test | jegyzetek | |||
---|---|---|---|---|
Csillag | törpebolygó | Kisbolygó | Műhold | |
Nap | Hold | Az ókorban az akkori elképzeléseknek megfelelően bolygóknak tekintették őket. | ||
Io , Europa , Ganymedes és Callisto | A Jupiter négy legnagyobb holdja, más néven galileaiak. Galileo Galilei "Medici bolygókként" említette őket védnökük, a Medici család után. | |||
Titan [b] , Iapetus [c] , Rhea [c] , Tethys [d] és Dione [d] | A Szaturnusz öt legnagyobb holdját Christian Huygens és Giovanni Domenico Cassini fedezték fel. | |||
Ceres [e] | Pallas , Juno és Vesta | Az első ismert aszteroidákat 1801 és 1807 között fedezték fel, mielőtt az 1850-es években átsorolták őket [138] .
A Cerest 2006-ban átsorolták törpebolygóvá. | ||
Astrea , Hebe , Iris , Flora , Metis , Hygiea , Parthenope , Victoria , Egeria , Irene , Eunomia | 1845 és 1851 között felfedezett aszteroidák. A bolygók számának gyors növekedése szükségessé tette az átsorolást, amelyre 1854 -ben került sor [139] . | |||
Plútó [f] | Az első transz-Neptun-objektum (TNO), amelyet 1930-ban fedeztek fel. 2006-ban megfosztották a bolygó státuszától, és törpebolygó státuszt kapott. |
Nincs szükség távcsőre a bolygók megtekintéséhez. A Naprendszer legtöbb bolygója a Szaturnuszig szabad szemmel látható. Ha a megfigyelő meg akarja különböztetni a bolygók felszínén a legjelentősebb geológiai vagy légköri struktúrákat, akkor szüksége lesz egy jó minőségű optikájú teleszkópra és egy nagy kontrasztú , minimális lencsés okulárra - ezeknek a követelményeknek a Plössl-sémák megfelelnek, ortoszkópos és monocentrikus okulárok, amelyek többek között segítenek elkerülni a tükröződést . A legtöbb esetben egy 150-200 mm-es nyílású akromatikus refraktor teleszkóp is elegendő a Naprendszer bolygóinak megfigyeléséhez . A bolygó helyzete a pályán szintén fontos: a Merkúr és a Vénusz kivételével minden bolygót a legjobban az oppozícióban lehet megfigyelni . Lehetőleg tiszta, pára és szmog nélkül az ég. Különféle fényszűrőkre lehet szükség – ezek minden bolygóhoz speciálisak [140] .
A bolygómegfigyelések során a leggyakoribb a 150-350-400-szoros nagyítás – és ügyeljen arra, hogy a szemlencse lefedi ezt a nagyítási tartományt (mert a szem felbontása a tárgy megvilágításától függ, és a nagyítás kétszeresére állításával) a teleszkópobjektív átmérője milliméterben, a bolygókorong fényereje annyira leesik, hogy a kisebb nagyításnál jól látható részletek eltűnnek rajta). Amikor kiválasztunk egy objektumot megfigyelésre, ügyeljünk arra, hogy az legalább 20 fokkal a horizont fölé emelkedjen - különben a légköri turbulencia torzítja és elmosódik a képet. Ugyanakkor nem ajánlott a bolygókat többszintes épületekből vagy közvetlenül a helyiségből megfigyelni: az első esetben meleg levegő áramlik a ház falai mentén (nyitott ablakokból, ezért jobb megfigyelni az erkélyről). A második esetben pedig a szobájából kilépő meleg levegő áramlása elhomályosítja a „képet” [140] .
A következő ajánlások vannak a Naprendszer egyes bolygóinak megfigyelésére:
A Merkúr a Naphoz való közelsége miatt nehezen megfigyelhető objektum. Ennek ellenére évente két-három héten keresztül reggel vagy este körülbelül másfél óráig megfigyelhető. Bár alkonyatkor látható a sötét égbolton és jól látható, ilyenkor alacsonyan van a horizont felett. Ez a probléma megoldódik, ha nappal megfigyeljük, de a nappali égbolton sokkal nehezebb megtalálni. A felület legalább néhány részletének megkülönböztetéséhez legalább 100 mm-es teleszkópnyílás ajánlott. Nyugodt légkörben a legnagyobb felületi részletek homályos, sötét foltokként jelennek meg. Annak érdekében, hogy nappal jobban látható legyen a bolygó az égbolton, és jobban láthatóak legyenek a részletek, sárga szűrő használata javasolt [140] .
A bolygó akár négy órán keresztül is megfigyelhető sötétben. Körülbelül fél évig a bolygó reggel vagy este látható, de a hatalmas fényerő miatt szinte egész évben megfigyelhető. Az ajánlott nyílás 75 mm. A bolygó felszíne sűrű felhők alatt rejtőzik; a fő érdeklődés maga a légkör és az abban bekövetkező változások. A Vénusz légkörének fényvisszaverő képessége olyan nagy, hogy a biztonságos megfigyelésekhez "semleges" szűrő használata javasolt. Kék vagy lila szűrő használatakor pedig jobban láthatóak a felhőréteg inhomogenitásai [140] .
A Mars az év bármely szakában megfigyelhető, de legjobb oppozícióban megfigyelni , amit körülbelül 26 hónapos periódussal megismétel. Ajánlott rekesznyílások:
A Jupiter is mindig megtalálható az égen, és az ellentétek átlagosan 13 havonta egyszer ismétlődnek. A Jupiter megfigyelésének fő érdeklődése a légköre és az időjárás változásai. A 75 mm-es teleszkóp apertúrájával láthatóvá válik a bolygó légkörében három-négy fő felhősáv, a bennük lévő egyenetlenségek, a BKP és a műholdak árnyékai az áthaladásuk során. Ha a műszernyílást 100 mm-re növeljük, már 4-5 csík látható a légkörben és örvénylések bennük. Ha a rekeszt 150-200 mm-re növeljük, számos csík, fürtök, kagylók stb. jelennek meg. A megkülönböztethető részletek száma a rekesznyílás növekedésével arányosan nő. A megfigyelések kontrasztjának növelésére általában kék és sárga szűrőket használnak [140] .
A konfrontációra minden évben két héttel később kerül sor, mint az előzőnél. De a deklináció változásán kívül más változások is észrevehetetlenek. A Szaturnusz Nap körüli keringésének időszakában a gyűrűk nyitási szöge megváltozik, kétszer láthatóak élükön, kétszer pedig maximum 27 fokos szögig nyílnak ki [140] .
A 100 mm-es műszernyílás mellett egy sötétebb sarki sapka, egy sötét csík a trópus közelében és a gyűrűk árnyéka látható a bolygón. 150-200 mm -nél pedig a légkörben négy-öt felhősáv és a bennük lévő inhomogenitások lesznek észrevehetők, de kontrasztjuk észrevehetően kisebb lesz, mint a Jupiterén. A kontraszt növeléséhez használhat sárga szűrőt. A Szaturnusz híres gyűrűi pedig már 20-szoros nagyításban is láthatóak. A nagy nyílású teleszkópok lehetővé teszik számos egyedi gyűrű és a köztük lévő rés megkülönböztetését [140] .
Az ellentétek minden évben négy-öt nappal később jelentkeznek, mint az előző évben, az északi féltekén növekvő deklináció és javuló látási viszonyok mellett (a 2030-as évekig). 75 mm-es rekesznyílással és 80-szoros feletti nagyítással egy kicsi, halvány korong lesz látható. A 300 mm-es rekesznyílásnál pedig rendkívül alacsony kontrasztú részletek válnak láthatóvá, de megfigyelésük valószínűsége még egy ilyen műszerrel is elég kicsi [140] .
Az ellentétek minden évben két nappal később fordulnak elő, mint az előző évben, növekvő deklinációval és javuló látási viszonyokkal az északi féltekén (a 2060-as évekig). A felszín részletei nem láthatók, de 120x-os nagyításnál látható a bolygó kis korongja [140] .
Vénusz (250 mm)
Mars (250 mm)
Jupiter (250 mm)
Szaturnusz
Uránusz
BOLYGÓK 42. 1. Maradunk hátra az öt csillagról, amelyet sokan "vándorlónak" neveznek, a görögökről - a bolygókról.
![]() | ||||
---|---|---|---|---|
Szótárak és enciklopédiák |
| |||
|
Naprendszer | |
---|---|
![]() | |
Központi csillag és bolygók | |
törpebolygók | Ceres Plútó Haumea Makemake Eris Jelöltek Sedna Orc Quaoar Gun-gun 2002 MS 4 |
Nagy műholdak | |
Műholdak / gyűrűk | Föld / ∅ Mars Jupiter / ∅ Szaturnusz / ∅ Uránusz / ∅ Neptunusz / ∅ Plútó / ∅ Haumea Makemake Eris Jelöltek kardszárnyú delfin quawara |
Elsőként felfedezett aszteroidák | |
Kis testek | |
mesterséges tárgyak | |
Hipotetikus tárgyak |
|
atmoszférák | |
---|---|
A csillagok atmoszférája | Nap |
bolygó légkörei | |
A műholdak atmoszférája | |
törpebolygók | |
exobolygók | |
Lásd még |