menu 5 Slnečná sústava
Erasmus+: Kĺúčová akcia 2, Strategické partnerstvá v školskom vzdelávaní

Úvod

Poznatky týkajúce sa planét slnečnej sústavy sú prazákladom astronomického učiva na základnej škole. S najzákladnejšími poznatkami o planétach, teda s ich počtom, menami, poradím od Slnka, sa žiaci zoznamujú už v  rámci výučby na prvom stupni v  predmete prírodoveda, rovnako ako s dôsledkami ich pohybov v témach striedania dňa a noci, striedania ročných období, prípadne s fázami Mesiaca. Podrobnejšie informácie sú potom obsahom predmetov zemepis a fyzika na druhom stupni základnej školy. Tu žiaci pochopia podstatu zatmenia Slnka a Mesiaca, príčiny vzniku fáz Mesiaca, ale pochopia aj ďalšie astronomické javy súvisiace s ich základnými fyzikálnymi a chemickými charakteristikami a s druhmi pohybov planét a ich mesiacov.

Planéty slnečnej sústavy

Planéty

Odpradávna ľudia pozorovali oblohu a zamýšľali sa nad tým, ako je usporiadaný vesmír. Prvým dôležitým zistením bolo poznanie, že okrem hviezd, ktoré sa po oblohe pohybujú stále rovnako a ktoré boli pre ľahšiu orientáciu usporadúvané do zoskupení zvaných súhvezdia, sú aj také hviezdy, ktoré sa pohybujú nezvyčajne: voči ostatným menia svoju polohu, posúvajú sa z jedného súhvezdia do druhého, ako by nemohli nájsť svoj domov. Gréci tieto hviezdy nazvali blúdiace hviezdy alebo planéty (grécky planètes znamená blúdiaci), v staročeštine v 19. storočí boli označované ako bludice. Počet známych planét bol spočiatku malý, boli to len Merkúr, Venuša, Mars, Jupiter a Saturn. Zem sa medzi planéty začala počítať až na prelome 16. a 17. storočia. Neskôr pribudli planéty pozorované ďalekohľadom, teda Urán (1781) a Neptún (1846). Medzitým medzi rokmi 1801 a 1807 pribudli medzi planéty ďalšie telesá medzi Marsom a Jupiterom: Ceres (1801), Pallas (1802), Juno (1804) a Vesta (1807). Tieto telesá boli menšie (najväčšia z nich, Ceres, má veľkosť o niečo menšiu ako 1 000 km), a preto boli označované slovným spojením „malé planéty“. V polovici 19. storočia John Herschel navrhol rozlíšiť „blúdiace telesá“ na planéty, planétky a asteroidy, ale realizácia jeho myšlienky nastala až na prelome 19. a 20. storočia. To už bolo malých planét takmer 500 a situácia bola veľmi neprehľadná. Ďalší posun je potom spojený so súčasnou trpasličou planétou Plutom, ktoré bolo objavené ako planéta v roku 1930 a z rodiny planét bolo vyradené na astronomickom kongrese Medzinárodnej astronomickej únie v roku 2006 prakticky z rovnakého dôvodu, prečo bola zhruba 100 rokov predtým z rodiny planét vyradená skupina malých telies medzi Marsom a Jupiterom. Tentoraz bola dôvodom vyradenia (presnejšie preradenia do novovytvorenej kategórie trpasličích planét) skutočnosť, že sa na prelome 20. a 21. storočia objavovali nové a nové telesá za trajektóriou Neptúna a počet potenciálnych planét znova narastal.

V  súčasnej dobe za planéty považujeme osem telies slnečnej sústavy, teda telesá Merkúr, Venuša, Zem, Mars, Jupiter, Saturn, Urán a Neptún. Medzi trpasličie planéty v súčasnosti zaraďujeme zatiaľ päť telies, a to Ceres, Pluto, Haumea, Makemake a Eris.

Rozdelenie planét

Planéty rozdeľujeme podľa ich fyzikálno-chemických charakteristík do dvoch hlavných skupín. Medzi kamenné (alebo terestrické) planéty zaraďujeme Merkúr, Venušu, Zem a Mars, medzi obrie (alebo tiež plynné či neterestrické) planéty potom Jupiter, Saturn, Urán a Neptún.


Obrázok 1: Päť trpasličích planét podľa Medzinárodnej astronomickej únie:

■ Ceres (fotografia zo sondy Dawn)
■ Pluto (fotografia zo sondy New Horizons)
■ Eris a jej mesiac Dysnomia (fotografia z Hubblovho kozmického teleskopu)
■ Makemake a doteraz nepomenovaný mesiac S/2015 (fotografia z Hubblovho kozmického teleskopu)
■ Haumea a jej mesiace Namaka a Hi’aka (fotografia z Hubblovho kozmického teleskopu) (zdroj https://en.wikipedia.org/wiki/Dwarf_planet)

Kamenné planéty

Základnými charakteristikami kamenných planét sú najmä:

■ pevný povrch
■ veľká hustota
■ malá veľkosť
■ malé sploštenie
■ menšia vzdialenosť od Slnka
■ malý počet mesiacov
■ neexistencia prstencov
■ pomalá rotácia

Obrázok 2: Merkúr
(zdroj: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d9/ Mercury_in_color_-_Prockter07-edit1.jpg/800px-Mercury_in_color_-_Prockter07-edit1.jpg


Merkúr

Najbližšie k Slnku obieha planéta Merkúr. Ide o planétu menšiu ako Zem. Na prvý pohľad je veľmi podobná Mesiacu obiehajúcemu okolo Zeme. Rovnako ako iné kamenné planéty alebo tiež Mesiac má aj Merkúr pevný kamenný povrch, na ktorom sú najnápadnejšími útvarmi krátery. Najväčším kráterom na Merkúre je Caloris s priemerom 1 300 km. Vo vnútri krátera Caloris sa nachádza mnoho menších kráterov. Niektoré krátery na Merkúre sú pomenované po významných spisovateľoch, umelcoch a hudobných skladateľoch. Z českých osobností majú svoj kráter Smetana, Dvořák a Janáček. Slovensko ani Bulharsko medzi krátermi nemajú zastúpenie. Krátery na Merkúre vznikli rovnako ako krátery na iných telesách slnečnej sústavy. Príčinou ich vzniku je zrážka s  nejakým menším telesom. Pri dopade takéhoto telesa dôjde k uvoľneniu veľkého množstva tepla. Tým sa zahreje dopadajúce teleso aj planéta v mieste dopadu na teplotu niekoľkých tisícov kelvinov. Dôjde k sublimácii horniny a vzniku priehlbiny – krátera. Ďalej od miesta dopadu telesa dochádza len k roztaveniu horniny a k jej trvalej deformácii. Ešte ďalej od miesta dopadu je hornina deformovaná len dočasne. Pre vznik kráterov je dôležité, že na Merkúre prakticky neexistuje atmosféra. Preto môžu na povrch planéty dopadnúť aj celkom malé telesá z kozmického priestoru, a zapríčiniť tak vznik aj celkom malých kráterov. Všeobecne platí, že hustota a veľkosť takto vzniknutých kráterov znamená, že sa na planéte nevyskytuje atmosféra a zároveň, že tu neprebiehajú procesy pretvárajúce povrch planéty. Dopad telesa nazývame impakt, preto sa takto vzniknuté krátery nazývajú impaktné krátery. Najväčšie impaktné krátery majú uprostred centrálny pahrbok. Proces vzniku impaktného krátera môžeme sledovať napríklad aj pri vhodení kameňa do blata alebo vhodení kúsku masla do krupicovej kaše.

Merkúr

Orbitálne charakteristiky

 

veľká polos trajektórie                                  57 909 050 km
                                                                     0,387 098 au


numerická excentricita                                 0,205 630


obežná doba okolo Slnka                            87,969 1 dní

                                                                     0,240 846 rokov

                                                                     0,5 merkúrskeho slnečného dňa


priemerná obežná rýchlosť                          47,362 km/s


počet mesiacov                                            0


Fyzikálne charakteristiky

 

stredný priemer                                            4 880 km

                                                                     0,3829 priemeru Zeme


sploštenie                                                     0


hmotnosť                                                      3,301 1 ∙ 1023 kg

                                                                     0,055 hmotnosti Zeme


priemerná hustota                                        5 427 kg/m3


perióda rotácie                                             58,646 dní


povrchová teplota na rovníku                       340 K (min. 100 K, max. 700 K)


povrchová teplota v blízkosti pólu (85°)       200 K (min. 80 K, max. 380 K)


Atmosféra

 

atmosférický tlak                                          menší ako 0,5 nPa


zloženie (objemový pomer)                          42 % O2

                                                                     29 % Na

                                                                     22 % H

                                                                     6 % He

Najpodrobnejšie snímky povrchu Merkúra zaobstarala sonda Messenger na konci prvého desaťročia tohto storočia. Okolo Slnka obehne Merkúr raz za 88 dní, teda za necelé 3 mesiace. Perióda rotácie je necelých 60 dní, teda asi 2 mesiace. Znamená to, že sa Merkúr okolo svojej osi otáča veľmi pomaly. Preto sú deň aj noc na Merkúre oveľa dlhšie ako na Zemi. Slnko na Merkúre vychádza vždy po 176 pozemských dňoch, 88 dní je stále nad obzorom, 88 dní stále pod obzorom. Pretože os Merkúra je kolmá k rovine obehu, nedochádza k striedaniu ročných období, ako ich poznáme zo Zeme. Na strane privrátenej k Slnku je Merkúr rozpaľovaný na teplotu vyššiu ako 400 °C, na odvrátenej strane panuje mráz takmer –200 °C.

Merkúr s polomerom 2 440 km obieha okolo Slnka vo vzdialenosti asi 40 % vzdialenosti Zeme od Slnka. To znamená, že sa na oblohe nikdy od slnka veľmi nevzdiali. Dá sa ho preto vidieť len tesne pred východom alebo tesne po západe slnka.

Merkúr je pomenovaný podľa rímskeho boha obchodu a zisku Mercuria. Jeho gréckym náprotivkom bol Hermes, boh cestovateľov, obchodníkov a zlodejov. Predtým sa pre Merkúr používali staročeské mená Dobropán a Horana.

Venuša

Kamennou planétou je aj Venuša. Venuša je len o málo menšia než Zem, mohla by teda byť akýmsi dvojníkom. To však neplatí, pretože Venuša je obklopená hustou atmosférou, ktorá neumožňuje pozorovať vo viditeľnom žiarení z vesmíru žiadne povrchové útvary. Tie poznáme až vďaka sonde Magellan (sonda bola pomenovaná podľa portugalského moreplavca Fernão de Magalhãesa, ktorého loď ako prvá oboplávala v roku 1522 zemeguľu), ktorá začiatkom 90. rokov minulého storočia pomocou radaru zmapovala povrch planéty. Sonda Magellan obiehala Venušu po polárnej trajektórii (prechádza nad oboma pólmi planéty) a pomocou radaru fotografovala povrch Venuše. Ako sa planéta otáčala okolo svojej osi, bol zmapovaný celý povrch. Zistila, že povrch Venuše bol pretvorený intenzívnou sopečnou činnosťou. Aj keď žiadna zo sopiek na Venuši nie je v súčasnej dobe činná, sú v  ich okolí výrazné lávové polia. Najvyššou vyhasnutou sopkou na Venuši je Maat Mons vysoká asi 8 km. Iné vyhasnuté sopky sa označujú ako arachnoidy, ďalšie ako kruhové dómy (inokedy tiež lievance). Kruhové dómy sú vyhasnuté sopky s priemerom asi 20 – 25 km, ktoré sa čiastočne zaborili do zmäknutého povrchu. Na Venuši je oveľa menej kráterov ako na Merkúre. Chýbajú menšie krátery, pretože malé telesá pri prelete hustou atmosférou úplne zhoria. Krátery ľudia pomenovali podľa významných žien; jeden z kráterov sa volá Němcová podľa spisovateľky Boženy Němcovej, iný Cori podľa česko-americkej biochemičky (Gerty Coriová), ďalší Budevska podľa bulharskej herečky (Adriana Budevska). Niektoré krátery majú české a slovenské krstné mená Hanka, Julie, Vlasta, Jitka, bulharské krstné mená Galina, Radka, Vaka a Zdravka.

Obrázok 3: Venuša
(zdroj: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e5/Venus-real_color.jpg)

Venuša má mnohonásobne hustejšiu atmosféru ako Zem. Atmosféra Venuše obsahuje najmä oxid uhličitý, ktorý zabraňuje úniku tepla z planéty do okolia. Teplota povrchu planéty tak dosahuje takmer 500 °C. Zvýšenie teploty povrchu Venuše, ktoré takto nastáva, označujeme názvom skleníkový jav. Skleníkový jav na Venuši je najvýraznejší zo všetkých telies slnečnej sústavy. Hustá atmosféra na Venuši spôsobuje neustále šero. Návštevníci Venuše by nemali možnosť cez atmosféru pozorovať Slnko ani iné hviezdy.

Venuša je len o málo menšia ako Zem (polomer Venuše je 6 050 km, polomer Zeme 6 400 km) a obieha Slnko vo vzdialenosti troch štvrtín vzdialenosti Zeme od Slnka. Venuša obehne okolo Slnka približne za 7,5 mesiaca. Rok na Venuši je preto o niečo dlhší ako pozemský polrok. Pretože sa Venuša otáča okolo svojej osi veľmi pomaličky, dochádza k striedaniu dňa a noci len raz za 117 pozemských dní. Venuša sa okolo osi otáča opačným smerom ako Zem a väčšina planét. Preto tam slnko vychádza na západe a zapadá na východe.

Venuša

Orbitálne charakteristiky

 

veľká polos trajektórie                                  108 208 000 km
                                                                     0,723 332 au


numerická excentricita                                 0,006 772


obežná doba okolo Slnka                             224,701 dní

                                                                     0,615 198 rokov

                                                                     1,92 Venušinho slnečného dňa


priemerná obežná rýchlosť                          35,02 km/s


počet mesiacov                                            0


Fyzikálne charakteristiky

 

stredný priemer                                            12 104 km

                                                                     0,949 9 priemeru Zeme


sploštenie                                                     0


hmotnosť                                                      4,867 5 ∙1024 kg

                                                                     0,815 hmotnosti Zeme


priemerná hustota                                        5 243 kg/m3


perióda rotácie                                             –243,025 dní (otáča sa opačne – retrográdne)


povrchová teplota                                        373 K


Atmosféra

 

atmosférický tlak                                          9,2 MPa (takmer 100-krát väčší ako na Zemi)


zloženie (objemový pomer)                          96,5 % CO2

                                                                     3,5 % N

Venuša má meno podľa rímskej bohyne krásy. Jej gréckym náprotivkom bola Afrodita, bohyňa lásky. Predtým sa pre ňu používalo staročeské meno Krasopaní. 

Merkúr a Venuša majú pri pohľade zo Zeme fázy podobne ako Mesiac. Tvar a veľkosť fáz závisí od vzájomnej polohy planéty, Slnka a Zeme.

Mars

Treťou planétou podobnou Zemi je Mars. Rovnako ako Zem má aj Mars pevný povrch, je ale menší. Na Marse sú veľmi nápadné polárne čiapočky v okolí oboch pólov. Sú tvorené zamrznutou vodou (ľadom) a zmrznutým oxidom uhličitým (suchým ľadom). Planéta Mars je najčastejším cieľom kozmických sond. Sondy zmapovali povrch Marsu a zistili, že severná pologuľa má nižšiu „nadmorskú“ výšku, zatiaľ čo južnú pologuľu tvorí rozsiahla pahorkatina. Načervenavá farba povrchu Marsu je spôsobená oxidmi železa.

Obrázok 4: Mars
(zdroj: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/02/ OSIRIS_Mars_true_color.jpg/800px-OSIRIS_Mars_true_color.jpg)

Výskumy tiež odhalili, že sa v dávnej minulosti na Marse nachádzalo obrovské množstvo tečúcej vody a pravdepodobne tiež more či ohromný oceán. Dnes je však planéta vyprahnutá, suchá. Voda sa na Marse nachádza len v podobe snehu a ľadu v polárnych čiapočkách, prípadne snehu a  námrazy v  hlbokých kráteroch. Voda v  kvapalnom skupenstve sa môže nachádzať iba hlboko pod povrchom Marsu. Krátery na Marse sú pomenované podľa prírodovedcov a podľa miest. Svoj kráter majú aj slovenské mestá Handlová a Lipany, české Cheb, Nýrsko (kráter Njesko) a Tábor, bulharské Byala a Dulovo.

Zaujímavým útvarom na Marse je kaňon Údolie Mariner (Valles Marineris). Valles Marineris je kaňon hlboký 5 – 6 km a široký niekoľko sto kilometrov, ktorý sa tiahne do vzdialenosti 4 000 km. V jeho blízkosti sa vypínajú najvyššie sopky na Marse, ktoré rovnako ako sopky na Venuši nie sú v súčasnosti činné. Vôbec najvyššou sopkou a horou na Marse je štítový vulkán Olympus Mons, ktorý sa na ploche porovnateľnej s plochou Českej republiky týči do výšky 21 km. Táto sopka je zároveň najvyššou horou v celej slnečnej sústave. Mars obehne okolo Slnka približne za 1,9 roka. Os rotácie Marsu má takmer rovnaký sklon ako os Zeme. Preto sa podobne ako na Zemi aj na Marse striedajú ročné obdobia. Mars je podobný Zemi aj dobou rotácie okolo osi. Jeden deň na Marse trvá 24 hodín a 37 minút. Planéta Mars má v porovnaní so Zemou približne polovičný polomer (3 400 km) a obieha Slnko 1,5-krát ďalej ako Zem. Atmosféra Marsu obsahuje hlavne oxid uhličitý, rovnako ako atmosféra Venuše. Atmosféra je však riedka, a tak je vplyv skleníkového javu oveľa menší.

Mars má na oblohe typickú červenkastú farbu. Preto bol pomenovaný podľa rímskeho boha vojny. Jeho gréckym náprotivkom bol Ares. Predtým sa používali staročeské mená Smrtonoš a Řeřana.

Mars

Orbitálne charakteristiky

 

veľká polos trajektórie                                  227 939 200 km
                                                                     1,523 679 au


numerická excentricita                                 0,093 4


obežná doba okolo Slnka                             686,971 dní

                                                                     1,880 82 rokov

                                                                     668,599 1 solov (slnečných dní Marsu)


priemerná obežná rýchlosť                          24,007 km/s


počet mesiacov                                            2 (Phobos, Deimos)


Fyzikálne charakteristiky

 

stredný priemer                                            6 779 km

                                                                     0,532 priemeru Zeme


sploštenie                                                     0,006


hmotnosť                                                      6,417 1 ∙ 1 023 kg

                                                                     0,107 hmotnosti Zeme


priemerná hustota                                        3 933,5 kg/m3


perióda rotácie                                             1,025 957 dní


povrchová teplota                                        210 K (min. 130 K, max. 308 K)


Atmosféra

 

atmosférický tlak                                          0,636 kPa (min. 0,4 kPa, max. 0,87 kPa) cca 160-krát menší ako na Zemi


zloženie (objemový pomer)                          95,97 % CO2

                                                                     1,93 % Ar

                                                                     1,89 % N

(zdroj: https://en.wikipedia.org/wiki/Mars)

Mars je často spájaný s možným životom. Určite k tomu prispela podobnosť fyzikálnych podmienok Marsu so Zemou, okrem toho sa však v histórii nachádza niekoľko vĺn záujmu o Mars ako druhú „obývanú“ planétu. Asi najväčšia vlna vznikla v súvislosti s pozorovaním Marsu talianskym astronómom Giovannim Schiaparellim v roku 1877 a potom ďalšími následnými pozorovaniami. Schiaparelli totiž na Marse zaregistroval hustú sieť lineárnych útvarov, ktoré označil ako prieplavy (taliansky canali). V tom čase na Zemi vznikali dva obrie prieplavy: Suezský a  Panamský, ktorých vznik bol v  druhej polovici 19. storočia považovaný za vrchol pozemskej techniky. So svojimi 193, resp. 82 kilometrami sa však nemohli porovnávať s lineárnymi útvarmi na Marse, a tak Schiaparelli oprávnene predpokladal, že civilizácia na Marse musí byť oveľa ďalej vo svojom vývoji. Ďalšia vlna záujmu o Mars vznikla, keď bola v roku 1976 sondou Viking vyfotografovaná „Ľudská tvár“. Aj keď ide len o zvetraný kameň zaujímavého tvaru, ako nespochybniteľne dokázala fotografia zo sondy Mars Global Surveyor v roku 2001, fotografia zvýšila záujem ľudí o prieskum Marsu a viedla následne k množstvu vyslaných prieskumných sond.

Okolo Marsu obiehajú dva mesiace: väčší Phobos [fobos] a menší Deimos [dejmos]. Ide o kamenné telesá nepravidelného tvaru. Phobos je zhruba 25-kilometrový kus skaly, ktorý obieha okolo Marsu vo vzdialenosti 9 000 km. Deimos má skoro o polovicu menšie rozmery ako Phobos a obieha okolo Marsu vo vzdialenosti 24 000 km. Aj mesiace Phobos a Deimos mali svoje staročeské mená: Strach a Hrůza.

Zem

Ku kamenným planétam patrí samozrejme aj Zem. Jej opis však obvykle nespadá do astronómie, ale prevažne do zemepisu či geografie. Napriek tomu existujú početné zábery Zeme z vesmíru. Pravidelne je Zem fotografovaná z obežnej dráhy, je však fotografovaná tiež kozmickými sondami, ktoré po opustení povrchu Zeme môžu hneď vyskúšať svoje kamery na snímkovanie Zeme. Zem je jedinou planétou (presnejšie jedinou známou planétou), na povrchu ktorej sa nachádza voda v  kvapalnom skupenstve. Kvapalná voda je kľúčová pre vznik a udržanie sa života na Zemi. Preto si predstavujeme, že aj na ďalších kozmických telesách môže byť život založený na podobných (vodných) procesoch, a tak je pre nás hľadanie vody vo vesmíre tak významnou témou.

Zem

Orbitálne charakteristiky

 

veľká polos trajektórie                                  149 598 023 km 

                                                                     1,000 001 02 au


numerická excentricita                                 0,016 708 6


obežná doba okolo Slnka                             365,256 363 004 dní

                                                                     1,000 017 420 96 rokov


priemerná obežná rýchlosť                          29,78 km/s


počet mesiacov                                            1 (Mesiac)


Fyzikálne charakteristiky

 

stredný priemer                                            12 742,0 km


rovníkový polomer                                        6 378,1 km


polárny polomer                                           6 356,8 km


sploštenie                                                     0,003 352 8


hmotnosť                                                      5,972 37 ∙ 1 024 kg


priemerná hustota                                        5 514 kg/m3

 

perióda rotácie                                             0,997 269 68 dní (23 h 55 min 4,100 s)


povrchová teplota                                        288 K (min. 184 K, max. 330 K)


Atmosféra

 

atmosférický tlak                                          101,325 kPa


zloženie (objemový pomer)                          78,08 % N2

                                                                     29,95 % O2

                                                                     1 % H2

                                                                     0,934 0 % Ar

(zdroj: https://en.wikipedia.org/wiki/Earth)

Mesiac

Kamenným telesom je aj Mesiac, ktorý je zároveň jediným mesiacom obiehajúcim Zem. Mesiac je veľkým telesom, jeho polomer je skoro štyrikrát menší ako polomer Zeme. Rovnako ako niektoré mesiace obrích planét má viazanú rotáciu, teda pozorovateľom zo Zeme ponúka pohľad len na jednu svoju pologuľu. Viazaná rotácia je spôsobená slapovými silami, ktoré po dostatočne dlhej dobe „zaparkujú“ Mesiac v takej polohe, že doba obehu je rovná dobe rotácie okolo osi. V dokonalej podobe môžeme viazanú rotáciu sledovať u dvojice telies Pluto-Cháron, kde majú obe telesá viazanú rotáciu, a tak podobne ako dvaja zamilovaní ľudia hľadia stále na seba, i Pluto a Cháron sú k sebe natočené stále rovnakými pologuľami. Ako už bolo spomenuté vyššie, Mesiac rovnako ako Merkúr nemá atmosféru, a tak sú si obe telesá podobné aj na snímkach, pretože typickými povrchovými útvarmi sú impaktné krátery.

Plynné planéty

Základnými charakteristikami plynných planét sú najmä:

■ plynný „povrch“,
■ nízka hustota,
■ relatívne veľký polomer,
■ malé sploštenie,
■ väčšia vzdialenosť od Slnka,
■ veľký počet mesiacov,
■ existencia prstencov,
■ rýchla rotácia.

Jupiter

Najväčšou planétou slnečnej sústavy je Jupiter. Na rozdiel od Zeme, Merkúra, Venuše a Marsu nemá Jupiter pevný povrch. Ide o planétu plynnú, tvorenú prevažne vodíkom a héliom. Preto sa planéta otáča okolo osi inak ako planéty s pevným povrchom. Okrem bežného skúmania zloženia a štruktúry atmosféry mali astronómovia v roku 1994 možnosť využiť na skúmanie aj postupný vplyv jednotlivých fragmentov kométy D/1993 F2 Shoemaker-Levy 9.

Obrázok 5: Jupiter
(zdroj: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2b/ Jupiter_and_its_shrunken_Great_Red_Spot.jpg/800px-Jupiter_and_its_shrunken_Great_Red_Spot.jpg)

Už v menšom ďalekohľade sú na Jupiteri vidieť pásy rovnobežné s rovníkom. Plyn v rôznych pásoch sa pohybuje rôznou rýchlosťou, dokonca v  niektorých pásoch prúdi plyn opačným smerom. Tam, kde sa jednotlivé pásy stýkajú, vznikajú v plyne víry. Najväčší vír nazývame Veľká červená škvrna. Veľká červená škvrna sa na Jupiteri nachádza už niekoľko stoviek rokov. Je o niečo väčšia ako Zem. Jupiter obieha Slnko 5,2-krát ďalej ako Zem. Polomer planéty je 71 500 km, teda približne desaťnásobok polomeru Zeme.

Jupiter je pomenovaný podľa rímskeho vládcu bohov. Jeho gréckym náprotivkom bol Zeus. Predtým sa používali staročeské mená Králomoc a Prúhana.

Jupiter

Orbitálne charakteristiky

 

veľká polos trajektórie                                  778 570 000 km 

                                                                     5,204 4 au


numerická excentricita                                 0,048 9


obežná doba okolo Slnka                             11,862 rokov

                                                                     4 332,59 dní

                                                                     10 475,8 slnečných dní Jupitera


priemerná obežná rýchlosť                          13,07 km/s


počet mesiacov                                            79


Fyzikálne charakteristiky

 

stredný priemer                                            139 822 km

                                                                     11,462 priemeru Zeme


sploštenie                                                     0,064 87


hmotnosť                                                      1,898 2 ∙ 1 027 kg

                                                                     317,8 hmotnosti Zeme


priemerná hustota                                        1 326 kg/m3

 

perióda rotácie                                             9,925 hodín (9 h 55 min 30 s)


povrchová teplota                                        165 K (na hladine 100 kPa)


Atmosféra

 

atmosférický tlak                                          70 kPa (min. 20 kPa, max. 200 kPa)

                                                                     0,7 atmosférického tlaku na Zemi


zloženie (objemový pomer)                          89 % H2

                                                                     10 % He

Zoznam mesiacov 

Adrastea, Aitne, Amalthea, Ananke, Aoede, Arche, Autonoe, Callirrhoe, Callisto, Carme, Carpo, Cyllene, Dia, Elara, Erinome, Euanthe, Eukelade, Euporie, Europa, Eurydome, Ganymede, Harpalyke, Hegemone, Helike, Hermippe, Herse, Himalia, Chaldene, Io, Iocaste, Isonoe, Kale, Kallichore, Kalyke, Kore, Leda, Lysithea, Megaclite, Metis, Mneme, Orthosie, Pasiphae, Pasithee, Praxidike, Sinope, Sponde, Taygete, Thebe, Thelxinoe, Themisto, Thyone, Valetudo (29 doteraz nepomenovaných)

(zdroj: https://en.wikipedia.org/wiki/Jupiter)

Okolo Jupitera obieha veľa mesiacov. V roku 2019 ich poznáme 79. Najväčšie štyri mesiace Io, Europa, Ganymedes a Callisto, ktoré sú vidieť aj v menších ďalekohľadoch, objavil v roku 1610 Galileo Galilei. Preto sa nazývajú galileovské mesiace. Všetky štyri galileovské mesiace obiehajú v smere rotácie Jupitera. Pri ostatných mesiacoch to však nie je pravidlom. Mnohé mesiace obiehajú proti smeru rotácie planéty. Najmenšie z týchto mesiacov majú veľkosť len asi 1 km. Io je kamenné teleso s veľmi búrlivou sopečnou činnosťou. Sonda Galileo tu objavila asi 300 aktívnych sopiek. Európa je telesom s ľadovým povrchom, pod ktorým je slaná voda v kvapalnom stave – oceán. Ganymedes je najväčším mesiacom v slnečnej sústave. Veľkosťou prevyšuje Pluto aj Merkúr. Ide o ľadové teleso. Aj Callisto je ľadový mesiac. Na jeho povrchu je veľký počet kráterov. Pretože hustota kráterov na telesách slnečnej sústavy umožňuje odhadnúť vek povrchu mesiaca a to, či bol povrch dodatočne pretváraný sopečnou či tektonickou činnosťou, alebo eróziou, je zrejmé, že povrch Callisto je veľmi starý.

Okrem mesiacov obiehajú okolo Jupitera aj oveľa menšie telesá. Obiehajú usporiadane v rovine rovníka planéty a vytvárajú pri pohľade z diaľky Jupiterove prstence. V oblasti prstencov obiehajú aj niektoré menšie mesiace, ktoré spôsobujú ostré ohraničenie prstencov a medzery v prstencoch. V mieste výskytu týchto pastierskych mesiacov sú najbližšie okraje prstencov rozvlnené vďaka gravitačnému pôsobeniu pastierskych mesiacov.

Jupiter rotuje rýchlejšie ako Zem, aj keď je väčší. Jedna otočka okolo osi mu trvá necelých 10 hodín. Okolo Slnka obehne za 12 rokov.

Saturn

Druhou najväčšou planétou v slnečnej sústave je Saturn. Je len o málo menší než Jupiter a obieha Slnko dvakrát ďalej ako Jupiter. Saturn je ako Jupiter tvorený prevažne vodíkom a héliom a nemá pevný povrch. Preto má aj Saturn v atmosfére pásy rovnobežné s rovníkom.

Saturn je známy svojimi prstencami. Tie sú tak nápadné, že sú viditeľné zo Zeme i menšími ďalekohľadmi. Pri bližšom pohľade sa v prstencoch objavia medzery a medzierky rozdeľujúce prstence na jednotlivé prstienky. Tieto medzery a medzierky sú spôsobené pohybom väčších telies v prstencoch. Najväčšie medzery spôsobujú až stokilometrové mesiace. Tieto mesiace zberajú telieska prstencov, ktoré sa vychýlila z dráhy. Tým udržujú hranice prstencov či jednotlivých prstienkov. Preto sa im hovorí pastierske mesiace. Najslabšie viazané časti pastierskych mesiacov sa naopak často od mesiacov oddeľujú a dopĺňajú prstence. Pretože zvnútra telesa v prstencoch pribúdajú z jednej strany a zvonku zo strany druhej, majú veľmi zaujímavý tvar zlepencov v tvare paragrafov.

Obrázok 6: Saturn
(zdroj:https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c7/Saturn_during_Equinox.jpg/1280px-Saturn_during_Equinox.jpg)

Najväčším Saturnovým mesiacom je Titan. Titan objavil už v roku 1655 holandský fyzik a astronóm Christiaan Huygens. Titan má hustú atmosféru, a tak sme až donedávna nevedeli, aký je jeho povrch. Vďaka sonde Huygens vieme, že na povrchu sú svetlé vyvýšeniny z ľadu a tmavé údolia a riečištia. Pri teplotách okolo -100 °C nemôže v riečisku tiecť voda. Ide o rieky a jazerá z metánu, ktorý môže na Titane existovať vo všetkých troch skupenstvách. Hovoríme potom o obdobe kolobehu vody na Zemi – kolobehu metánu na Titane. Skúmanie Titanu v budúcnosti určite prinesie aj ďalšie zaujímavé prekvapenia z pohľadu vzniku života, pretože atmosféra je rovnako ako na Zemi z väčšiny tvorená dusíkom, len je oveľa hustejšia.

Saturn

Orbitálne charakteristiky

 

veľká polos trajektórie                                  1 514 500 000 km 

                                                                     10,123 8 au


numerická excentricita                                 0,056 5


obežná doba okolo Slnka                             29,457 1 rokov

                                                                     10 759,22 dní

                                                                     24 491,07 slnečných dní Saturna


priemerná obežná rýchlosť                          9,68 km/s


počet mesiacov                                            62


Fyzikálne charakteristiky

 

stredný priemer                                            116 464 km

                                                                     9,779 priemeru Zeme


sploštenie                                                     0,097 96


hmotnosť                                                      5,683 4 ∙ 1 026 kg

                                                                     95,159 hmotnosti Zeme


priemerná hustota                                        687 kg/m3

 

perióda rotácie                                             10,006 hodín (10 h 33 min 38 s)


povrchová teplota                                        134 K (na hladine 100 kPa)


Atmosféra

 

atmosférický tlak                                          140 kPa

                                                                     1,4 atmosférického tlaku na Zemi


zloženie (objemový pomer)                          96,3 % H2

                                                                     3,25 % He

Zoznam mesiacov 

Aegaeon, Aegir, Albiorix, Anthe, Atlas, Bebhionn, Bergelmir, Bestla, Calypso, Daphnis, Dione, Enceladus, Epimetheus, Erriapus, Farbauti, Fenrir, Fornjot, Greip, Hati, Helene, Hyperion, Hyrrokkin, Iapetus, Ijiraq, Janus, Jarnsaxa, Kari, Kiviuq, Loge, Methone, Mimas, Mundilfari, Narvi, Paaliaq, Pallene, Pan, Pandora, Phoebe, Polydeuces, Prometheus, Rhea, Siarnaq, Skathi, Skoll, Surtur, Suttungr, Tarqeq, Tarvos, Telesto, Tethys, Thrymr, Titan, Ymir (9 doteraz nepomenovaných)

(zdroj: https://en.wikipedia.org/wiki/Saturn)

Okrem Titanu a pastierskych mesiacov obiehajú okolo Saturna desiatky ďalších mesiacov. V roku 2019 ich poznáme 62. Na ich pomenovanie sa používajú mená severských božstiev. Väčšina mesiacov Saturna má podobne ako mesiace Jupitera povrch tvorený prevažne ľadom. Takým mesiacom je napríklad 500-kilometrový Enceladus. Na ňom objavila v prvom desaťročí 21. storočia sonda Cassini výtrysky plynu a ľadových častíc do výšky až 1 500 km. Zaujímavým mesiacom je napríklad aj Hyperion. Je to mesiac Saturna s rozmermi približne 200 km × 250 km × 350 km. Je tvorený prevažne ľadom, v ktorom sa vyskytujú početné póry. Tým je povrch intenzívne členitý a prakticky všade sú na ňom veľmi strmé zrázy. Saturn obieha Slnko 10-krát ďalej ako Zem. Polomer planéty je 60 300 km. Doba rotácie Saturna je približne rovnaká ako doba rotácie Jupitera. Sklon osi je podobný ako pri Zemi. Okolo Slnka Saturn obehne za 30 rokov.

Detailný pohľad na prstence Saturna zo sondy Cassini ukazuje ich rozčlenenie na tenké prstienky. Prstence sú tvorené množstvom telies (väčšinou ľadových) s rozmermi od 1 mm po stovky metrov, ako ukazuje kresba vo výreze. Prstence zaberajú priestor od povrchu Saturna až do vzdialenosti 500 000 km. Hrúbka prstencov je len niekoľko stoviek metrov. Taliansky a francúzsky fyzik a astronóm Giovanni Domenico Cassini, ktorý sa zaoberal najmä skúmaním planét, objavil v prstencoch Saturna medzeru, ktorá sa volá Cassiniho delenie. Sklon osi rotácie Saturna spôsobuje, že sa nám pri pohľade zo Zeme zdá, že sa prstence Saturna nakláňajú. Niekedy ich vidíme „zhora“, niekedy „zboku“, inokedy „zdola“.

Saturn je pomenovaný podľa rímskeho boha času. Jeho gréckym náprotivkom bol Kronos. Predtým sa často používali aj staročeské mená Hladolet a Kruhana.

Urán

Treťou plynnou planétou je Urán. Má modrastú farbu, ktorá je dôsledkom nepatrného množstva metánu v atmosfére. Aj Urán je obklopený podobne ako ostatné plynné planéty prstencami. Tri najväčšie sú označené francúzskymi menami Égalité, Fraternité a Liberté.

Obrázok 7: Urán
(zdroj: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3d/Uranus2.jpg/800px-Uranus2.jpg)

O  mesiacoch Uránu toho vieme relatívne málo, pretože ich zatiaľ navštívila iba jediná sonda Voyager 2, ktorá bola vypustená v roku 1977. Po prelete okolo Jupitera (1979) a Saturna (1981) bola nasmerovaná aj k Uránu (1986) a potom k Neptúnu (1989). Pretože okolo planét len prelietala, nemohla urobiť snímky všetkých mesiacov. V roku 2019 pri Uráne zatiaľ poznáme 27 mesiacov. Sú pomenované podľa mien hrdinov hier Shakespeara a Popeho. Urán sa otáča okolo svojej osi veľmi rýchlo ako Jupiter a Saturn; perióda rotácie Uránu je 18 hodín. Os Uránu má v porovnaní s ostatnými planétami výnimočnú polohu: leží približne v rovine, v ktorej Urán obieha okolo Slnka. Preto sú „ročné obdobia“ (a tiež magnetické polia v okolí Uránu) veľmi zložité.Urán obieha Slnko 19-krát ďalej ako Zem. Jeho polomer je 26 000 km.

Urán je pomenovaný podľa gréckeho boha vesmíru a neba. V tomto ohľade je medzi ostatnými planétami výnimkou, keďže drvivá väčšina planét nesie mená rímskych bohov. V 19. storočí dostal aj staročeská mená Nebešťanka a Lehana.

Urán

Orbitálne charakteristiky

 

veľká polos trajektórie                                  2 875 040 000 km 

                                                                     19,218 4 au


numerická excentricita                                 0,046 385


obežná doba okolo Slnka                             84,020 5 rokov

                                                                     30 688,5 dní

                                                                     42 718 slnečných dní Uránu


priemerná obežná rýchlosť                          6,80 km/s


počet mesiacov                                            27


Fyzikálne charakteristiky

 

stredný priemer                                            50 724 km

                                                                     3,976 priemeru Zeme


sploštenie                                                     0,022 9


hmotnosť                                                      8,681 0 ∙1025 kg

                                                                     14,536 hmotnosti Zeme


priemerná hustota                                        1 270 kg/m3

 

perióda rotácie                                             -17,240 hodín (-17 h 14 min 24 s)


povrchová teplota                                        76 K (na hladine 100 kPa)


Atmosféra

 

atmosférický tlak                                          menej ako 130 kPa

                                                                     menej ako 1,3 atmosférického tlaku na Zemi


zloženie (objemový pomer)                          83  % H2

                                                                     15 % He

                                                                     2,3 % CH4

Zoznam mesiacov 

Ariel, Belinda, Bianca, Caliban, Cordelia, Cressida, Cupid, Desdemona, Ferdinand, Francisco, Juliet, Mab, Margaret, Miranda, Oberon, Ophelia, Perdita, Portia, Prospero, Puck, Rosalind, Setebos, Stephano, Sycorax, Titania, Trinculo, Umbriel

(zdroj: https://en.wikipedia.org/wiki/Uranus)

Neptún

Poslednou plynnou planétou je Neptún. Rovnako ako Urán má aj Neptún modrastú farbu, spôsobenú nepatrným množstvom metánu v atmosfére.

Obrázok 8: Neptún
(zdroj: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/56/Neptune_Full.jpg/800px-Neptune_Full.jpg

Aj Neptún má podobne ako ostatné plynné planéty prstence. O mesiacoch Neptúna, ktorých v roku 2019 poznáme 14, toho vieme rovnako ako o mesiacoch Uránu veľmi málo. Najviac informácií máme vďaka sonde Voyager 2, ktorá okolo Neptúna a niektorých jeho mesiacov preletela v roku 1989. Najpodrobnejšie skúmala mesiac Triton, na ktorom boli sondou na povrchu objavené aktívne sopky. Perióda rotácie Neptúna je 16 hodín, aj Neptún sa ako ostatné plynné planéty otáča okolo svojej osi veľmi rýchlo. Sklon osi Neptúna je približne rovnaký ako sklon osi Saturna či Zeme, preto sú ročné obdobia až na mnohonásobne väčšiu vzdialenosť od Slnka podobné tým, ktoré poznáme na Zemi. Neptún obieha Slnko 30-krát ďalej ako Zem. Jeho polomer je 25 000 km. Neptún je pomenovaný podľa rímskeho vládcu mora. Jeho gréckym náprotivkom bol Poseidón. V 19. storočí po svojom objave dostal české mená Vodan a Šeřana.

Neptún

Orbitálne charakteristiky

 

veľká polos trajektórie                                  4 500 000 000 km 

                                                                     30,11 au


numerická excentricita                                 0,009 456


obežná doba okolo Slnka                             164,8 rokov

                                                                     60 182 dní

                                                                     89 666 slnečných dní Neptúna


priemerná obežná rýchlosť                          5,43 km/s


počet mesiacov                                            14


Fyzikálne charakteristiky

 

stredný priemer                                            49 244 km

                                                                     3,861 priemeru Zeme


sploštenie                                                     0,017 1


hmotnosť                                                      1,024 13 ∙ 1 026 kg

                                                                     17,147 hmotnosti Zeme


priemerná hustota                                        1 638 kg/m3

 

perióda rotácie                                             16,11 hodín (16 h 6 min 36 s)


povrchová teplota                                        72 K (na hladine 100 kPa)


Atmosféra

 

atmosférický tlak                                          nepatrný


zloženie (objemový pomer)                          80  % H2

                                                                     19 % He

                                                                     1,5 % CH4

Zoznam mesiacov 

Despina, Galatea, Halimede , Hippocamp, Laomedeia , Larissa, Naiad, Nereid , Neso, Proteus, Psamathe , Sao , Thalassa, Triton

(zdroj: https://en.wikipedia.org/wiki/Neptune)