Astronomia - 8 planet układu słonecznego

Struktura i pochodzenie Układu Słonecznego

Układ Słoneczny jest układem ciał astronomicznych znajdujących się pod dominującym wpływem pola grawitacyjnego Słońca, związanych wspólnym pochodzeniem. Składa się ze Słońca, dziewięciu planet, naturalnych satelitów (księżyców) planet, planetoid, komet, ciał meteorowych oraz pyłu i gazu międzyplanetarnego. Słońce zawiera w sobie 99,866% masy zawartej w ciałach Układu Słonecznego (bez gazu i pyłu międzygwiezdnego).

Układ planetarny uformował się przed około pięcioma miliardami lat, najprawdopodobniej z tego samego obłoku gazowo-pyłowego, z którego powstało Słońce, w procesie tzw. akrecji. Polegał on na tym, że pośrodku obłoku gaz kurczył się szybciej niż w jego zewnętrznych warstwach, dzięki czemu doszło do utworzenia się ciała centralnego (proto-Słońca), otoczonego gazowo-pyłowym dyskiem. Kurczenie się praobłoku nastąpiło prawdopodobnie na skutek wybuchu w bezpośrednim sąsiedztwie gwiazdy Supernowej. Stopniowo w dysku gazowo-pyłowym tworzyły się tzw. agregaty, wychwytujące i przyłączające do siebie coraz więcej cząstek, aż wreszcie doszło do fragmentacji zewnętrznej części obłoku oraz kondensacji materii wokół tzw., planetozymali, wskutek czego wykształciły się oddzielne planety. Różne warunki powstawania sprawiły, że obecnie mamy dwie wyraźnie różne grupy planet: zewnętrzne - typu jowiszowego i wewnętrzne - typu ziemskiego.

Promień Układu Słonecznego, łącznie z tzw. obłokiem Oorta (hipotetyczną otoczką Układu zawierającą setki miliardów lodowo-kamiennych obiektów) wynosi ok. 200000 jednostek astronomicznych (średnich odległości Ziemi do Słońca), to jest około 29.92 biliona kilometrów. Dostępna dotychczasowym obserwacjom część Układu (tj. do orbity Plutona) ma promień około 40 j.a. Orbity planet są praktycznie współpłaszczyznowe (najsilniej, o 17 08' względem płaszczyzny orbity Ziemi, nachylona jest orbita Plutona, pozostałe nachylenia wynoszą od 0 46' dla Urana do nieco ponad 7 dla Merkurego) i tylko nieznacznie odbiegają od orbit kolistych (najsilniej ekscentryczne są orbity Merkurego i Plutona).

Orbity planetoid, a szczególnie komet, są bardziej zróżnicowane. Planetoidy poruszają się po orbitach eliptycznych wokół Słońca, głównie w pasie leżącym pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza. Komety, których źródłem jest prawdopodobnie wspomniany obłok Oorta, poruszają się po wydłużonych elipsach, czasem nieodróżnialnych od parabol.

Planety

Planety - to typ obiektów astrologicznych; ciała niebieskie o średnicy większej niż 1000 km, obiegające gwiazdę i nie mające własnych źródeł energii promienistej, widoczne dzięki oświetleniu ich promieniowaniem słońca. Obecnie znanych jest dziewięć planet należących do układu słonecznego: Merkury i Wenus - tzw. planety dolne, Ziemia oraz Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun i Pluton - tzw. planety górne.

Spośród dziewięciu planet, gołym okiem możemy dostrzec tylko Merkurego, Wenus, Marsa, Jowisza i Saturna. Jasność Urana znajduje się na granicy widoczności gołym okiem, natomiast Neptuna i Plutona można obserwować tylko przez teleskop.

Merkury

Merkury jest pierwszą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Jest on stosunkowo niewielki, gdyż jego promień wynosi zaledwie 2439 km, a co za tym idzie masa jego stanowi zaledwie 5,6% masy Ziemi. Pod względem długości promienia zajmuje on zatem przedostatnie miejsce w Układzie Słonecznym. Mniejszy od niego jest już tylko Pluton.
Merkury krąży w odległości 57,91 mln kilometrów od Słońca, a więc mniej więcej w połowie drogi między Ziemią a Słońcem. Obieg wokół Słońca po orbicie zajmuje mu ok. 88 dni. Natomiast obrót wokół własnej osi zajmuje mu 58,7 dnia (merkuriańska doba). Wynika więc z tego, że doba na Merkurym trwa aż 2/3 roku. Spowodowane jest to prawdopodobnie mocnym oddziaływaniem grawitacyjnym Słońca, które ma zapewne wpływ na zwolnienie ruchu wirowego.

Wynikiem tak wolnej rotacji Merkurego jest to, że każde miejsce na tej planecie jest nieprzerwanie, przez trzy miesiące oświetlone światłem słonecznym, co doprowadza do osiągnięcia temperatury nawet 430oC na oświetlonej części planety. W tym samym czasie natomiast na nieoświetlonej części planety temperatura spada nawet do -170oC.

Podstawowe informacje o Merkurym:
Średnica 4878 km
Masa (w jedn. masy Ziemi) 0,05
Średnia odległość od Słońca 57,91 mln km
Maksymalne zbliżenie do Słońca (peryhelium) 46 mln km
Maksymalne oddalenie od Słońca (aphelium) 70 mln km
Prędkość po orbicie 47,89 km/s
Nachylenie płaszcz. orbity wzgl. ekliptyki 7o 0`15``
Okres obiegu wokół Słońca 87,969 dni
Okres obrotu wokół własnej osi 176 dni
Temperatura na powierzchni:
Minimalna -170oC
Maksymalna 430oC
Średnia 350oC
Liczba księżyców 0

Merkury jest praktycznie pozbawiony atmosfery, czego powodem jest jego mała masa i słaba siła przyciągania, która nie jest w stanie zatrzymać gazu. Występuje tu jednak śladowa atmosfera, która jest bardzo silnie rozrzedzona. Jest ona złożona głównie z helu, śladowych ilości tlenu, argonu, azotu i ksenonu.

Merkury pod względem wyglądu zewnętrznego jest bliźniaczo podobny do Księżyca, czego dowiodła misja kosmiczna „Mariner 10” w latach 1973-1974. Na powierzchni Merkurego znajduje się wiele kraterów oraz strefy ciemne i jasne, które ze sobą sąsiadują. Kratery powstały w wyniku bombardowania przez meteoryty i aktywności wulkanicznej planety. Najbardziej charakterystyczny jest wielki krater na półkuli północnej, zwany Równiną Upału (Caloris Basin). Dociera tu bardzo dużo ciepła i światła ze Słońca. Średnica tego krateru wynosi 1400 km i podejrzewa się, że jest on pozostałością po uderzeniu wielkiego meteorytu 3,8 miliarda lat temu. Uderzenie było tak silne, że spowodowało wypiętrzenie podwójnego łańcucha gór dookoła krateru. Średnica tegoż łańcucha wynosi 1600 kilometrów. Po drugiej stronie planety, na antypodach znajdują się góry sięgające 1500 metrów. Uczeni sądzą, że są one wynikiem uderzenia meteorytu po drugiej stronie planety.

Właśnie rozmieszczenie kraterów umożliwia określenie czasu powstania poszczególnych rejonów Merkurego. Strefy z największą liczbą kraterów są najstarsze i mają około 4,1 i 4,2 miliarda lat. Strefy o małym zagęszczeniu kraterów (najmłodsze) mają natomiast od 3,8 do 3,9 miliarda lat. Kratery nazwane są imionami słynnych artystów. Na przykład drugi, co do wielkości krater na Merkurym (653 km średnicy) nosi imię Beethovena. Swoje kratery mają też między innymi: Homer, Mickiewicz, Tycjan, Chopin i Paderewski.

Mimo zewnętrznego podobieństwa do Księżyca, od wewnątrz Merkury jest podobny raczej do Ziemi. Jądro planety jest zbudowane z żelaza i niklu. Oprócz tego jądro to, podobnie jak jądro Ziemi, jest w stanie ciekłym, gdyż wskazuje na to nieoczekiwanie silne pole magnetyczne planety. Merkury nie posiada naturalnych satelitów.

Wenus

Wenus jest drugą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Znana jest również pod nazwą Jutrzenki i jest najjaśniejszym ciałem niebieskim na niebie po Słońcu i Księżycu. Wenus jest bardzo podobna do Ziemi, o czym świadczy kulisty kształt zbliżony do ziemskiego. Ma również bardzo podobny rozmiar: średnica wynosi 12100 km, co stanowi 0,95 średnicy Ziemi. Jej masa wynosi 0,82 masy Ziemi. Wenus obiega Słońce w odległości 108 mln kilometrów po prawie idealnie kolistej orbicie. Dokładny obieg trwa 224,7 dnia i jest krótszy od jednego obrotu wokół własnej osi trwającego 243 dni. Powoduje to, że wenusjańska doba jest dłuższa od wenusjańskiego roku. Kolejną ważną rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę jest obrót planety wokół własnej osi. Wenus obraca się w stronę przeciwną niż robią to inne planety w Układzie Słonecznym. Obrót taki powoduje zjawisko wschodu Słońca na zachodzie, a zachodu Słońca na wschodzie.

Podstawowe informacje o Wenus:
Średnica 12100 km
Masa (w jedn. masy Ziemi) 0,8150
Średnia odległość od Słońca 108,10 mln km
Maksymalne zbliżenie do Słońca (peryhelium) 107,5 mln km
Maksymalne oddalenie od Słońca (aphelium) 109 mln km
Prędkość po orbicie 35,03 km/s
Nachylenie płaszcz. orbity wzgl. ekliptyki 3o 23`40``
Okres obiegu wokół Słońca 225 dni
Okres obrotu wokół własnej osi 243 dni
Temperatura na powierzchni:
Maksymalna 480oC
Średnia 350oC
Liczba księżyców 0

Atmosfera Wenus powoduje jednak, że planeta jest różną od Ziemi. Ogromne różnice stanowi skład chemiczny atmosfery, gdyż składa się ona tu aż w 95,5% z dwutlenku węgla (CO2) i w 4% z azotu z niewielką domieszką pary wodnej, argonu oraz bezwodnika kwasu siarkowego. Skład chemiczny wenusjańskich chmur powoduje na planecie tzw. efekt cieplarniany, co daje ogromną temperaturę na powierzchni planety sięgającą 480oC. Wenus jest najcieplejszą planetą Układu Słonecznego, cieplejszą nawet od Merkurego, który pomimo bliskości Słońca i tak jest chłodniejszy. Na Wenus praktycznie nie ma pór roku, panuje tam nieustanny upał i nie ma możliwości oddychania. Na planecie tej nie ma również wody, która wyparowała z powodu efektu cieplarnianego. Atmosfera planety jest sto razy gęstsza od atmosfery ziemskiej, co powoduje, że powierzchnia planety jest słabo znana. Ciśnienie na powierzchni Wenus jest 90 razy większe niż na Ziemi i wynosi około 90000 hPa.

Powierzchnię Wenus badały radzieckie sondy „Venera 13” i „Venera 14”, które zrobiły w 1982r. zdjęcia. Na zdjęciach tych zaobserwowano rozległe równiny, poprzecinane skałami i wyciekami lawy. Stwierdziły, że chmury znajdują się na wysokości ok. 45 km, a niebo ma barwę pomarańczową. Po radzieckich sondach badania Wenus kontynuowały sondy NASA: Pioneer (1978-1981) i Magellan (od 1990r.). Sondy te krążyły wokół planety w celu uzyskania jej mapy.

Prawie dwie trzecie powierzchni planety zajmują płaskie i rozległe równiny. Występują tu również wyżyny, a najbardziej charakterystyczna jest wyżyna wielkości kontynentu na północnej półkuli Wenus. Została ona nazwana jako Ziemia Isztar. Wyżyna ta jest podobna do Tybetu, ale jest niesłychanie duża, gdyż zajmuje obszar wielkości Stanów Zjednoczonych. Wyżynę tę otaczają bardzo wysokie łańcuchy górskie, wyższe od ziemskiego Mount Everestu (8850 m n.p.m.) nawet o 1500 metrów. Powierzchnia Wenus usiana jest tysiącami wulkanów. Największe z nich wznoszą się na 6 km i mają kratery o średnicy przekraczającej 1000 km.

Wenus pokryta jest bazaltową skorupą, która jest gruba, a pod nią jest również gruby płaszcz. Pod płaszczem z kolei znajduje się metalowe jądro, różniące się jednak od ziemskiego, gdyż jest stałe. Tektonika Wenus przypomina tektonikę Marsa i Księżyca. Występują tu również wulkany, jednak sądzi się, że większość kraterów jest pochodzenia meteorytowego.
Wenus jest planetą bazaltową i bardzo gorącą, nie posiada również naturalnych satelitów podobnie jak Merkury.

Ziemia

Ziemia jest trzecią według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Jest ona największa ze wszystkich planet wewnętrznych. Średnica planety wynosi 12756 km, a więc promień równikowy ma 6378 km i jest on dłuższy od promienia biegunowego, co jest spowodowane ruchem wirowym planety. Równik Ziemi, czyli najdłuższy równoleżnik (obwód) ma 40070 km. Ziemia krąży w średniej odległości 150 mln km od Słońca po orbicie w kształcie elipsy. Najbliżej Słońca znajduje się 3 stycznia, a odległość wynosi wtedy 147 mln km (peryhelium). Najdalej od Słońca jest natomiast 4 lipca, kiedy to jej odległość wynosi 152 mln km (aphelium). W trakcie ruchu obiegowego oś ziemska nachylona jest do płaszczyzny orbity pod kątem 66o 33`. Czas, jaki zajmuje Ziemi okrążenie Słońca wynosi 365,2564 dnia, natomiast jeden pełny obrót wokół własnej osi planeta robi w czasie 23 godz. 56 min 4,09 s.

Podstawowe informacje o Ziemi:
Średnica 12756 km
Promień równikowy 6378,2 km
Długość równika 40075,7 km
Promień biegunowy 6356,9 km
Długość południka 40008,5 km
Masa (w jedn. masy Ziemi) 1,00
Odległość od Słońca 149,6 mln km
Powierzchnia 510 083 000 km2
Prędkość po orbicie (km/s) 29,79
Nachylenie płaszcz. orbity wzgl. ekliptyki 23o 27`40``
Okres obiegu wokół Słońca 365,2564 dnia
Okres obrotu wokół własnej osi 23 godz. 56 min. 4,09 s.
Temperatura na powierzchni:
Minimalna -90oC
Maksymalna 60oC
Średnia 20oC
Liczba księżyców 1

W budowie Ziemi wyróżnia się trzy strefy: wewnętrzną - jądro, środkową - płaszcz i zewnętrzną - litosferę dzielącą się na skorupę oceaniczną i kontynentalną. Jądro ziemskie ma kształt kuli o promieniu
3500 km. Możemy je podzielić na trzy części, a mianowicie: jądro stałe, wewnętrzne mające promień 1250 km i zewnętrzne o grubości 2300 km. Jądro złożone jest głównie z żelaza (aż 80%), w reszcie przeważa nikiel oraz siarka. Właśnie tak duża ilość żelaza decyduje o tak dużej gęstości planety, która wynosi 5,52 g/cm3. Bliżej powierzchni znajduje się płaszcz ziemski, który ma grubość 2900 km. Płaszcz zbudowany jest głównie z tlenków wielu metali. Ostatnią warstwą jest zewnętrzna litosfera o grubości 30 km pod kontynentami i 10 km pod oceanami.Powierzchnię Ziemi zajmują w 29% lądy i w 71% oceany. I to właśnie oceany dały początek życiu na Ziemi. Lądy, czyli w rzeczywistości siedem kontynentów, mają różną formę ukształtowania powierzchni. Są na nich zarówno depresje, niziny, wyżyny, jak i góry. Najwyższe góry na Ziemi to Himalaje, w których znajduje się Mount Everest o wys. 8850 m n.p.m.. Na naszej planecie występują również aktywne wulkany, a ich największym skupiskiem jest Półwysep Kamczatka w Rosji na kontynencie azjatyckim.

Atmosfera ziemska składa się w 78% z azotu, 21% z tlenu, a pozostały 1% tworzą takie gazy jak argon, dwutlenek węgla, para wodna, ozon. Średnia temperatura na powierzchni Ziemi wynosi 14oC. Najniższa jest w strefach biegunowych (rekordowa ponad -90oC), a najwyższa w strefie równikowej. Ziemską atmosferę można podzielić na kilka warstw. Najniżej znajduje się troposfera sięgająca średnio do 12 kilometra nad powierzchnię planety. To w tej warstwie zawarte jest 80% całej masy powietrza, jak również zachodzą tu wszystkie zjawiska pogodowe. W górnych strefie tej warstwy temperatura spada do -55oC. Następna warstwa rozciąga się powyżej troposfery między 12 a 50 kilometrem i nosi nazwę stratosfery. Pośrodku tej warstwy występuje miedzy 20 a 30 kilometrem warstwa ozonu, która pochłania ultrafioletowe promieniowanie słoneczne. Kolejna warstwa to mezosfera sięgająca od 50 do 80 kilometra nad Ziemię. Powyżej tejże warstwy znajduje się termosfera, w której temperatura rośnie nawet do 1000oC ze względu na duże rozrzedzenie atmosfery. Wyżej jest jonosfera, w której to powstają piękne zorze polarne. Ostatnia warstwa atmosfery to egzosfera, w której temperatura spada do zera absolutnego, czyli -273oC. Ziemia ma jednego naturalnego satelitę - jest nią księżyc. Jest on odległy od planety o ok. 380000 km, a jego promień ma długość 1740 km. Masa Księżyca stanowi 1,2% masy Ziemi.
Ziemia posiada, więc dosyć złożoną naturę. Obecność na jej powierzchni dużej ilości wody, która występuje również w atmosferze jest głównym elementem zmian fizyko-chemicznych, jak również woda ta dała początek życiu na naszej planecie, nie odnalezionemu dotychczas nigdzie indziej w kosmosie. Księżyc

Mars

Mars jest czwartą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Jego rozmiary nie dorównują rozmiarom Ziemi, są nawet o wiele mniejsze (aż o połowę). I tak średnica planety wynosi 6786 km, a zatem promień równikowy ma 3393 km i jest o 18 kilometrów dłuższy od promienia biegunowego Marsa, czego powodem jest ruch wirowy planety. Masa planety jest równa 10% masy Ziemi, a gęstość wynosi
3,9 g/cm3. Tak małą gęstość planety powoduje prawdopodobnie jądro planety zbudowane z żelaza, ale posiadające niewielkie rozmiary. Dużo żelaza znajduje się również w powierzchniowych warstwach planety, dzięki czemu zawdzięcza ona sobie czerwoną barwę. Okres obrotu Marsa dookoła własnej osi jest bardzo zbliżony do ziemskiego i wynosi 24 godz. 37 min. 27 s. Mars obiega Słońce po swojej orbicie w odległości równej 1,5 odległości Ziemi od Słońca, czyli dokładnie odległość ta wynosi ok. 228 mln km. Jeden obrót wokół Słońca zajmuje Marsowi
ok. 687 dni ziemskich.

Podstawowe informacje o Marsie:
Średnica 6786 km
Masa (w jedn. masy Ziemi) 0,1074
Średnia odległość od Słońca 227,9 mln km
Maksymalne zbliżenie do Słońca (peryhelium) 207 mln km
Maksymalne oddalenie od Słońca (aphelium) 249 mln km
Prędkość po orbicie 24,13 km/s
Nachylenie płaszcz. orbity wzgl. ekliptyki 1o 50`59``
Okres obiegu wokół Słońca 686,73 dni
Okres obrotu wokół własnej osi 24 godz. 37 min. 27 s.
Temperatura na powierzchni:
Minimalna -140oC
Maksymalna 20oC
Liczba księżyców 2

Mars i Ziemia mają wiele wspólnych cech pomimo tak znacznej różnicy wielkości. Do cech tych należą: złożona atmosfera, pory roku i w przeszłości obecność wody na powierzchni Marsa. Występowanie pór roku na Marsie można zaobserwować nawet z Ziemi, gdyż jest widoczny przyrost czap lodowych na biegunach oraz ich zmniejszanie się. Zmiany pór roku powodują na planecie silne burze pyłowe, które przyczyniają się do czasowych zmian koloru powierzchni Marsa (tj. ciemnienie i jaśnienie powierzchni). Uczeni sądzą, że powierzchnia półkuli południowej jest starsza od półkuli północnej, gdyż to właśnie na południu występuje więcej kraterów powstałych w wyniku uderzeń meteorytów. Półkula południowa ma również większą średnią wysokość. Znajdują się tu też normalne kratery pochodzenia wulkanicznego. To właśnie tutaj jest największa góra w całym Układzie Słonecznym. Jest to krater wulkaniczny nazwany „górą Olimp” (Olympus Mons lub Nix Olympica). Ma on wysokość prawie 27 km i 630 km średnicy.
Na Marsie występują również wyschnięte kanały, które mogą świadczyć o istnieniu w przeszłości na powierzchni planety wody. W związku z tą hipotezą naukowcy sądzą, że na Marsie w przeszłości mogło istnieć drobne organiczne życie. Sądzą tak gdyż, gdy tworzyły się planety to na Marsie panowały podobne warunki jak na Ziemi. Na Ziemi pierwsze życie pojawiło się już ok. 500 mln lat po okresie bombardowania przez meteoryty. Tak samo mogło być również na Marsie, jednak późniejsza kolej zdarzeń mogła doprowadzić do wyginięcia tego właśnie życia. Obecnie trwają nad tym badania, poszukuje się w skałach pochodzących z Marsa szczątków tego domniemanego życia.

Sondy wysyłane w kierunku Marsa i na Marsa ustaliły skład atmosfery planety. Składa się ona w 95% z dwutlenku azotu, w 3% z azotu, w 1,5% z argonu oraz śladowych ilości tlenu, tlenku węgla i pary wodnej. W przeciwieństwie do ziemskiej atmosfery w tutejszej brak jest ozonu, z czego wynika jednak, że w chwili obecnej na Marsie występowanie jakichkolwiek śladów organicznych jest niemożliwe.
Mars posiada dwóch naturalnych satelitów. Mają one bardzo małe rozmiary i krążą w niedużej odległości od planety. Są to Deimos i Phobos. Sądzi się, że zostały one przechwycone przez Marsa z pasa planetoid leżącego między Marsem a Jowiszem. Przypuszczenia te są bardzo prawdopodobne właśnie ze względu na małe ich rozmiary.

Mars jest, więc ostatnią planetą z grupy planet wewnętrznych Układu Słonecznego. Jest również ostatnią planetą, na której mogliśmy doszukiwać się życia, gdyż za nim leżą już tylko wielkie gazowe olbrzymy, na których raczej niemożliwe jest życie.

Jowisz

Jowisz jest piątą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Jest on zarazem największą i najcięższą planetą. Średni promień Jowisza wynosi ok. 71000 km i jest jedenaście razy większy od promienia Ziemi. Różnica pomiędzy promieniem równikowym, a biegunowym jest bardzo duża, bo ok. 4500 km, a jest to spowodowane szybkim ruchem wirowym planety. Obrót wokół własnej osi zajmuje Jowiszowi 9,9 godziny. Jowisz krąży wokół Słońca w odległości 778,4 mln km po swojej orbicie. Obieg wokół Słońca zajmuje mu 11 lat 315 dni. Jowisz jest prawie 320 razy cięższy od Ziemi oraz stanowi on 0,001 masy Słońca. Gęstość Jowisza wynosi 1,3g/cm3 i jest ona czterokrotnie mniejsza od gęstości Ziemi. Mimo tego Jowisz osiąga ogromną masę, dzięki swoim rozmiarom. Na Jowiszu od XVII w. można obserwować strefę burzową nazwaną Wielką Czerwoną Plamą, której rozmiary znacznie przekraczają ziemskie. Ma ona 30000x14000 km. Szybkie przepływy mas atmosfery Jowisza powodują powstawanie zjawiska strefowości i kolorowych pasów, które są tak charakterystyczne dla tej planety.

Podstawowe informacje o Jowiszu:
Średnica 142800 km
Masa (w jedn. masy Ziemi) 317,94
Średnie odległość od Słońca 778,4 mln km
Maksymalne zbliżenie do Słońca (peryhelium) 741 mln km
Maksymalne oddalenie od Słońca (aphelium) 816 mln km
Mimośród orbity 0,0483
Prędkość po orbicie 13,06 km/s
Nachylenie płaszcz. Orbity wzgl. ekliptyki 1o 18`21``
Okres obiegu wokół Słońca 11 lat 315 dni
Okres obrotu wokół własnej osi 9 godz. 50 min. 28 s.
Temperatura na powierzchni ok. -150oC
Liczba księżyców 16

Sondy kosmiczne „Voyager” i „Pionner” ustaliły skład chemiczny i stan fizyczny atmosfery Jowisza. Nad Jowiszem wyróżnia się dwie warstwy atmosfery: wewnętrzną i zewnętrzną. Warstwa wewnętrzna to troposfera, która sięga do 90 km. Zaś zewnętrzna warstwa to stratosfera, która sięga do 2000 km. W troposferze temperatura waha się od 0oC w strefie niskiej i do -153oC w strefie wysokiej. W troposferze możemy zaobserwować chmury brunatne, wyżej (od 20 do 40 km) chmury czerwonobrunatne, a jeszcze wyżej białe chmury zbudowane z krystalicznego amoniaku. Stratosfera zawiera wiele składników. W stratosferze w miarę wznoszenia rośnie temperatura osiągając w końcu 1500 K, podczas gdy ciśnienie spada i rośnie zawartość wodoru.

Materia tworząca Jowisza znajduje się w stanie płynnym do głębokości aż 57000 km. Stałe jądro planety jest, więc niewielkie w porównaniu z całą wielkością Jowisza. Składa się ono prawdopodobnie z żelaza, krzemianów i lodu.

Zauważono, że Jowisz wypromieniowuje więcej energii, niż jej otrzymuje od Słońca. Uważa się, że Jowisz w ten sposób oddaje wewnętrzne ciepło nagromadzone podczas powstawania
(z uwagi na jego rozmiar czas potrzebny do ostygnięcia materii jest bardzo długi).
„Voyager” odkrył również, że Jowisz podobnie jak Saturn, Uran i Neptun jest otoczony pierścieniem. Został on odkryty w marcu 1979r. Pierścień ten znajduje się na orbicie
w odległości 57000 km. Nie był tak długo wykryty, gdyż jego gęstość jest miliard razy mniejsza od gęstości pierścieni Saturna. Na razie nie znane są jego rozmiary.

Jowisz stanowi centrum swojego własnego „układu planetarnego”. Dotychczas doliczono się 16 naturalnych satelitów. Cztery najważniejsze zostały odkryte przez Galileusza. Należy do nich Ganimedes, który ze średnicą 5276 km., jest największym księżycem w całym Układzie Słonecznym. Najciekawszym satelitą Jowisza jest Io. Na jej powierzchni, przypominającej neapolitańską pizzę, znajdują się wciąż jeszcze aktywne wulkany wyrzucające stopioną siarkę. To właśnie tej swoistej lawie Io zawdzięcza swój piękny, intensywny żółtopomarańczowy kolor. Pozostałe dwanaście krąży w odległości od Jowisza pomiędzy 130000 a 24 mln km. Ich podobieństwo do planetoid jest znaczne i sądzi się również, że tak jak w przypadku satelitów Marsa, zostały one przechwycone z pasa planetoid przez Jowisza.

Saturn

Saturn jest szóstą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Jest on kolejnym gazowym olbrzymem. Saturn jest otoczony pięknymi pierścieniami, które można zaobserwować z Ziemi już przez mały teleskop. Planeta ma barwę mlecznobiałą. Jej promień wynosi ok. 60000 km. Masa planety jest 75 razy większa od masy Ziemi, a więc Saturn musi mieć bardzo małą gęstość, gdyż Jowisz o niewiele większych rozmiarach posiada masę 320 razy większą od masy Ziemi. I tak w rzeczywistości jest, Saturn jest obiektem o najmniejszej gęstości w Układzie Słonecznym. Jego gęstość wynosi zaledwie 0,7g/cm3. To jest nieprawdopodobne, ale gdyby Saturna umieścić w wodzie to nie zatonąłby, lecz pływałby po jej powierzchni. Długość promienia równikowego jak już wcześniej wspomniałem wynosi ok. 60000 km. Spłaszczenie Saturna jest nieco większe niż Jowisza, ale spowodowane również szybkim ruchem wirowym. Obrót wokół własnej osi zajmuje Saturnowi ok. 10 godzin. Saturn krąży po własnej orbicie w odległości ponad 1,4 mld km od Słońca. Jeden obieg dookoła Słońca zajmuje mu ok. 29 lat 167 dni.

Podstawowe informacje o Saturnie:
Średnica 120660 km
Masa (w jedn. masy Ziemi) 75,21
Średnia odległość od Słońca 1427 mln km
Maksymalne zbliżenie do Słońca (peryhelium) 1347 mln km
Maksymalne oddalenie od Słońca (aphelium) 1507 mln km
Prędkość po orbicie (km/s) 9,64
Nachylenie płaszcz. orbity wzgl. ekliptyki 2o 29`21``
Średnica na równiku 120450 km
Okres obiegu wokół Słońca 29 lat 167 dni
Okres obrotu wokół własnej osi 10 godz. 32 min.
Temperatura na powierzchni ok. -180oC
Liczba pierścieni 7
Liczba księżyców 18

Atmosfera i warstwy wewnętrzne mają wiele podobieństw do atmosfery Jowisza. Różnice dotyczą natomiast wewnętrznego źródła ciepła i składu warstw zewnętrznych atmosfery. Wewnątrz planety znajduje się twarde jądro o promieniu 15000 km, złożone z krzemianów, lodu

i metali. Nad jądrem znajduje się warstwa o grubości 10000 km zbudowana z atomowego wodoru i helu. Dalej znajduje się inna warstwa o grubości 5000 km. Zewnętrzną warstwę
o grubości 30000 km tworzy wodór, gazowy hel oraz zanieczyszczenia będące cięższymi pierwiastkami. Saturn posiada troposferę i stratosferę. Ponad nimi znajduje się obłok wodoru, który całkowicie otacza planetę. Podobnie jak na Jowiszu i tu występuje system równoległych pasów. Saturn niewątpliwie posiada najpiękniejszy układ pierścieni w całym Układzie Słonecznym. Z Ziemi można rozróżnić tylko trzy systemy tychże pierścieni, które rozdzielone są przerwami Cassiniego i Enckego. Jednak sondy z serii „Voyager” wykryły większą liczbę takich systemów. Pierścienie tworzą rodzaj dysku leżącego w odległości od 7000 do 40000 km od planety. System pierścieni ma niewielką grubość, bo wynosi ona zaledwie ok. 1 kilometra. Pierścienie zbudowane są z systemu wielu odłamków skalnych oraz tzw. brudnego lodu, czyli zamarzniętego pyłu w wodzie.

Saturn nie jest tylko pięknym obiektem na niebie, ale również bardzo rozbudowanym systemem składającym się z samego Saturna, satelitów krążących dookoła niego oraz całego rozbudowanego systemu pierścieni, które dają przepiękny widok tejże planety.

Uran

Uran jest siódmą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Jest on trzeci spośród czterech gazowych olbrzymów. Został on odkryty w 1871r. przez Fredericka Williama Herschela. Uran zaskakuje nas tym, że jako jedyna planeta Układu Słonecznego posiada oś, która znajduje się w płaszczyźnie ruchu obiegowego wokół Słońca, a pierścienie, które posiada są prostopadłe do tej płaszczyzny. Oznacza to więc, że Uran wiruje leżąc na boku. Pory roku trwają więc na nim po „pół roku”, czyli po 42 lata. Strefa zimna, czyli odwrócona od Słońca posiada temperaturę, od -271oC do -268oC, natomiast strefa ciepła, zwrócona ku Słońcu posiada temperaturę -213oC. Uran obiega Słońce w odległości prawie 3 mld km (2,871 mld km). Obieg taki zajmuje planecie 84 lata. Obrót wokół własnej osi zajmuje mu ok. 17 godzin, dzięki czemu ma on mniejsze spłaszczenie niż Jowisz i Saturn. Masa planety jest piętnaście razy większa od masy Ziemi, zaś gęstość wynosi 1,2g/cm3. Promień planety ma długość ok. 26200 km.

Podstawowe informacje o Uranie:
Średnica ok. 52400 km
Masa (w jedn. masy Ziemi) 14,53
Odległość od Słońca 2871 mln km
Maksymalne zbliżenie do Słońca (peryhelium) 2739 mln km
Maksymalne oddalenie od Słońca (aphelium) 3003 mln km
Prędkość po orbicie (km/s) 6,81
Nachylenie płaszcz. orbity wzgl. ekliptyki 0o 46`23``
Średnica na równiku 51120 km
Okres obiegu wokół Słońca 84 lata
Okres obrotu wokół własnej osi 17 godz. 15 min.
Temperatura na powierzchni od -271o do -213oC
Liczba pierścieni 11
Liczba księżyców 15

Atmosfera Urana składa się głównie z wodoru i helu. Planeta posiada niebieskozielonkawą barwę, którą zawdzięcza zawartości metanu w atmosferze. We wnętrzu Urana wyróżnia się trzy strefy: gorące jądro o promieniu 7500 km, złożone z żelaza i krzemianów, płaszcz o grubości 10000 km zbudowany z lodu, wody, metanu i amoniaku oraz warstwa powierzchniowa zbudowana z helu, wodoru i metanu. Uran w przeciwieństwie do Jowisza i Saturna nie posiada wewnętrznego źródła energii. W okresie od 1977r. odkryto dziewięć pierścieni otaczających Urana. Sonda „Voyager” potwierdziła istnienie dotychczasowych i odkryła jeszcze dwa. Te jedenaście pierścieni zawartych jest pomiędzy 41800, 51200 km od planety. W przeciwieństwie do pierścieni Saturna są one bardzo wąskie.
Uran posiada 15 satelitów naturalnych (niektóre źródła podają 17). Pięć największych księżyców Urana nosi nazwy: Ariel, Umbriel, Titania, Oberon i Miranda.

Neptun

Neptun jest ósmą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Został on odkryty w 1846r. przez Johanna Gallego. O tej planecie nie wiedzieliśmy prawie nic, aż do
25 sierpnia 1989r., kiedy to sonda „Voyager” zbliżyła się do Neptuna na odległość 4850 km. Jest on najbardziej oddalonym gazowym olbrzymem. Znajduje się w odległości 4,5 mld km od Słońca. Jeden obieg dookoła Słońca zajmuje mu blisko 165 lat, natomiast jeden obrót wokół własnej osi trwa ok.18 godzin. Jego promień wynosi ok. 24700 km. Masa Neptuna jest równa 17 masom Ziemi, a jego gęstość wynosi 1,7g/cm3.
Inne cechy zbadane przez „Voyagera” zbliżają tę planetę do Jowisza. Na Neptunie zaobserwowano ciemne plamy, a zwłaszcza jedną, bardzo zbliżoną rozmiarami do rozmiarów Ziemi. Jest to pewnego rodzaju sztorm, gdyż wiatry na Neptunie wieją z prędkością dochodzącą do 1600 km/h. Są to zarazem najsilniejsze wiatry w całym Układzie Słonecznym. Obszar tego sztormu został nazwany Wielką Ciemną Plamą. Jednak kilka lat później z obserwacji wynikało, że sztorm ten zniknął, a pojawił się już następny na półkuli północnej. Podobnie jak Jowisz i Saturn planeta ta posiada również wewnętrzne źródło energii.

Podstawowe informacje o Neptunie:
Średnica 49528 km
Masa (w jedn. masy Ziemi) 17,14
Odległość od Słońca 4500 mln km
Maksymalne zbliżenie do Słońca (peryhelium) 4453 mln km (29,77 lat świetlnych)
Maksymalne oddalenie od Słońca (aphelium) 4497 mln km (30,35 lat świetlnych)
Prędkość po orbicie 5,43 km/s
Nachylenie płaszcz. orbity wzgl. ekliptyki 1o 46`20``
Średnica na równiku 49528 km
Okres obiegu wokół Słońca 165 lat
Okres obrotu wokół własnej osi ok.16 godz. 7 min.
Temperatura na powierzchni -210oC
Liczba pierścieni 4
Liczba księżyców 8

Atmosfera Neptuna jest podobna w składzie do atmosfery Urana. Zawiera, więc ona głównie wodór i hel oraz metan, który nadaje niebieską barwę planecie. Nad Neptunem znajdują się wypiętrzone, wstęgowe chmury zawieszone na wysokości około 70 kilometrów ponad główną warstwą chmur siarkowodorowych.

I tak jak wszystkie gazowe olbrzymy Neptun jest otoczony pierścieniami. Ich istnienie potwierdził dopiero „Voyager”, gdyż wcześniej sądzono, że są to tylko pierścieniowe łuki. Sonda nie tylko dostarczyła zdjęć Neptuna. Odkryła ona również sześć kolejnych satelitów planety, gdyż dotychczas znano tylko dwa: Trytona i Nereidę. Tryton o średnicy 4400 km., jest najzimniejszym znanym miejscem Układu Słonecznego. Panuje na nim temperatura -236oC. Różowawa powierzchnia Trytona usiana jest wulkanami wyrzucającymi z siebie ciekły i lotny azot, który zamarza, tworząc niesamowite krajobrazy.
Neptun jest, więc ostatnim z gazowych olbrzymów, za nim znajduje się już tylko mały, skalisty i lodowy Pluton.

Pluton

Pluton jest ostatnią, dziewiątą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Został on odkryty dopiero w 1930r. przez astronoma amatora. Był nim Clyde Tombaugh. Niektórzy sądzą, że Pluton nie jest planetą i coraz częściej jest on zestawiany z Neptunem, ponieważ sądzi się, że w przeszłości mógł być on jego księżycem. Pluton posiada jeszcze jedną bardzo charakterystyczną cechę. Jego orbita jest dużo bardziej nachylona w stosunku do płaszczyzny ekliptyki niż orbity innych planet, bo kąt jej nachylenia wynosi 17o. Kolejną dziwną cechą Plutona jest to, że jego orbita przecina orbitę Neptuna, a peryhelium Plutona jest bliższe Słońca (4,43 mld km) niż peryhelium Neptuna (4,46 mld km). Wynika, więc z tego, że Pluton przez pewien okres czasu nie jest najdalszą planetą w Układzie Słonecznym.
I tak było w latach 1979-1999 kiedy to najdalszą planetą był Neptun, gdyż Pluton poruszał się wewnątrz jego orbity. Ze względu na małe rozmiary i odległość nie zna się dokładnych wymiarów Plutona. Jego promień równikowy wynosi prawdopodobnie ok. 1150 km. Jeden obieg dookoła Słońca zajmuje Plutonowi ponad 248 lat, natomiast obrót wokół własnej osi trwa ok. 6,4 doby ziemskiej.

Podstawowe informacje o Plutonie:
Średnica ok. 2300 km
Masa (w jedn. masy Ziemi) 0,002
Średnia odległość od Słońca 5929 mln km
Maksymalne zbliżenie do Słońca (peryhelium) 4446 mln km
Maksymalne oddalenie od Słońca (aphelium) 7381 mln km
Prędkość po orbicie 47,89 km/s
Nachylenie płaszcz. orbity wzgl. ekliptyki 17o 8`53``
Średnica na równiku 2300 km
Okres obiegu wokół Słońca 248,5 lat
Okres obrotu wokół własnej osi ok. 6 dni 9 godz. 18 min.
Temperatura na powierzchni -223oC
Liczba księżyców 1

Powierzchnia Plutona złożona jest w dużej części z zamarzniętego metanu. Dopiero niedawno odkryto, że Pluton ma satelitę. Nadano mu nazwę Charon. Mimo, że Kosmiczny Teleskop Hubble`a dostarczył nowych zdjęć planety, to Pluton jest jednak najsłabiej zbadaną planetą Układu Słonecznego, ponieważ nie dotarła do niego jeszcze żadna sonda kosmiczna. NASA planowała wystrzelenie w 2004r. sondy „Pluto Kuiper Express”, lecz przełożyła to na późniejszy termin.

Ciekawostka o Plutonie

Czy Pluton jest planetą?
Plutona odkryto dopiero w 1930 roku jako 9 planetę. Naukowcy szukali ciała, które powodowało lekkie zbaczanie Neptuna z orbity. Jednak Pluton okazał się być zbyt mały i zbyt oddalony, aby wywoływać tak znaczne zmiany. Dlatego też naukowcy rozpoczęli poszukiwania dziesiątej planety, która miała być wielkości Neptuna i byłaby zbudowana z lodu. Jednak zamiast niej zaczęto odkrywać coraz to nowsze i dalsze planetki o średnicach nie przekraczających 1000 kilometrów. Stwierdzono, że takich planetoid może być jeszcze kilka tysięcy i to one wszystkie razem wzięte powodują te odchylenia. Zaczęto się zastanawiać jak sklasyfikować istniejące planety. Podzielono je na dwie kategorie - skaliste planety i gazowe olbrzymy. Jednak Pluton nie pasuje do żadnej z tych grup. Jego orbita nie jest kołowa, tak jak
u innych planet, jej środek jest na dodatek przesunięty, przez co planeta przecina czasem orbitę Neptuna i nie jest wtedy najdalszą planetą. A jakby tego było mało, to płaszczyzna jego orbity nie leży w płaszczyźnie orbit innych planet. Pluton ma księżyc - Charona, ale inne planetoidy także często posiadają księżyce. Na dodatek księżyc Plutona jest tylko dwa razy od niego mniejszy. Inne planety mają księżyce o ponad 23 razy mniejsze (poza Ziemią i Księżycem) od nich samych. Powoduje to, że Charon nie krąży wokół Plutona, tylko obydwa ciała okrążają wspólny środek masy. Są więc układem podwójnym.