• sólkerfið okkar

Sólkerfið okkar

Sólkerfið okkar inniheldur sól, átta reikistjörnur (plánetur), á annað hundrað fylgitungl þeirra, fimm dvergreikistjörnur og smáhnetti á borð við smástirni, halastjörnur, útstirni, loftsteina og rykagnir í milljarðavís. Allir hnettir, stórir sem smáir, á sporbraut um sólina eru hluti af sólkerfinu okkar. Sólkerfið er hluti af miklu stærri hóp hundruð milljarða stjarna sem nefnist Vetrarbrautin.

Sólkerfið okkar
Aldur: 4,568 milljarðar ára
Staðsetning:
Óríon-Svansarmur, Vetrarbrautin
Stærð: 1-2 ljósár
Nálægasta stjarna
Proxima Centauri (4,22 ljósár)
Nálægasta sólkerfi:
Alfa Centauri B (4,37 ljósár)
Fjöldi reikistjarna: 8
Fjöldi viðurkenndra dvergreikistjarna: 5
Fjarlægð frá miðju Vetrarbrautar: 27.000 ljósár
Halli sólkerfis miðað við flöt Vetrarbrautarinnar: 60,19°
Ferðahraði um miðju Vetrarbrautarinnar:
220 km/sek
Umferðartími um miðju Vetrarbrautarinnar:
225-250 milljón ár

Sólin inniheldur 99,85% efnisins í sólkerfinu. Reikistjörnurnar urðu til úr sömu efnum og sólin en telja aðeins 0,135% massans. Af þeim inniheldur Júpíter 2,5 sinnum meira efni en allar hinar reikistjörnurnar til samans, hvort sem um ræðir fylgitungl reikistjarnanna, halastjörnur og smástirni eða önnur fyrirbæri á reiki um sólkerfið.

Í réttri röð frá sólu eru reikistjörnurnar:

Ennfremur eru fimm dvergreikistjörnur (í röð frá sólu)

1. Fjarlægðir og mælieiningar

Stjörnufræðingar mæla fjarlægðir innan sólkerfisins með stjarnfræðieiningu (SE, Astronomical Unit eða AU). Ein stjarnfræðieining er meðalfjarlægðin milli Jarðar og sólar, eða um það bil 150.000.000 km. Þannig er Jörðin í 1 SE fjarlægð frá sólu, Júpíter í 5,2 SE fjarlægð en Plútó í nærri 38 SE fjarlægð. Eitt ljósár jafngildir 63.240 stjarnfræðieiningum svo fjarlægðin til næstu sólstjörnu við sólina okkar er 266.364 SE eða 4,2 ljósár.

Fjarlægð reikistjörnu frá sólu er örlítið breytileg vegna þess að brautir reikistjarnanna eru sporöskjulaga og fylgja því lögmálum Keplers. Sagt er að braut reikistjörnunnar hafi þá miðskekkju (e. eccentricity). Sé braut reikistjörnu því sem næst hringlaga er miðskekkjan lítil en mikil eftir því sem hún er meira sporöskjulaga. Þegar reikistjarna er næst sólu er hún í sólnánd en í sólfirrð þegar hún er fjærst sólu.

Umferðartími (e. orbital period) reikistjarnanna mælist í jarðarárum. Þannig er jörðin eitt ár að ljúka einni hringferð umhverfis sólina á meðan Mars er tæp tvö jarðarár. Júpíter lýkur einni hringferð á tæplega tólf árum en ysta reikistjarnan Neptúnus er tæp 164 ár á leið sinni umhverfis sólina.

Reikistjörnurnar og flestir aðrir hnettir í sólkerfinu snúast í sömu átt um sólina á sporbrautum eftir fleti eða plani sem kallast sólbaugur (e. ecliptic). Ef við lítum niður á sólkerfið snúast hnettirnir rangsælis (líkt og klukka sem gengur aftur á bak). Frávik brautar reikistjörnu frá sólbaugnum kallast brautarhalli. Þannig hefur braut Merkúríusar um 7° brautarhalla frá sólbaugnum (virðist fara undir og yfir ímyndaðan sólbaugsflötinn) en braut jarðar 0°.

Möndulhalli reikistjarnanna
Möndulhalli reikistjarnanna.
Mynd: Stjörnufræðivefurinn/Hermann Hafsteinsson

Möndulhalli flestra reikistjarna er nærri lóðréttur miðað við sólbaug. Undantekningin er Úranus sem segja má að rúlli áfram líkt og keilukúla umhverfis sólina. Jarðarbúar verða áþreifanlega varir við möndulhallann á hverju ári því hálft árið hallar norðurhvel í átt til sólar (sumar á norðurhveli) en hinn helminginn nýtur suðurhvelið meiri birtu frá sólinni. Af þessum möndulhalla hljótast þar af leiðandi árstíðaskipti. Þar sem möndulhallinn er lítill eiga nánast engar árstíðabreytingar sér stað.

1.1 Stærðarlíkan

Erfitt er að gera sér í hugarlund þær miklu fjarlægðir sem eru í sólkerfinu. Ágæt leið til að reyna að sjá þetta fyrir sér er að smækka sólkerfið og ganga það í einskonar sólkerfisrölti. Í sólkerfisröltinu setja nemendur og kennari upp líkan af sólinni og reikistjörnunum í réttum hlutföllum.

solarsystemscale

2. Myndun

Aðalgrein: Myndun sólkerfisins

Sköpun sólkerfis í kringum HL Tauri
Sólkerfi í mótun við stjörnuna HL Tauri. Mynd: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Rannsóknir á loftsteinum sýna að sólkerfið okkar varð til úr risavöxnu gas- og rykskýi, sameindaskýi eða geimþoku, fyrir 4,56 milljörðum ára. Líklegt er að þetta gasský hafi verið nokkur ljósár í þvermál og alið af sér fjölmargar stjörnur. Því má leiða líkum að því að einhvers staðar í Vetrarbrautinni séu systursólir sólarinnar okkar á sveimi.

Gas- og rykský sambærileg því sem myndaði sólkerfið okkar er að finna á víð og dreif um þyrilarma vetrarbrautinnar. Einna þekktast er Sverðþokan í stjörnumerkinu Óríon en á myndum Hubblessjónaukans sjást stjörnur í fæðingu og rykský í kringum þær. Uppruni efnisins í þessum gas- og rykskýum má rekja til sprengistjarna sem framleiða þung frumefni á borð við súrefni og járn sem reikistjörnur á borð við Jörðina geta myndast úr.

Sprengistjörnur eiga því stóran þátt í myndun sólkerfisins. Þegar stjarna springur dreifir hún ekki einungis þungum frumefnum um geiminn heldur kemur af stað gríðarlegri höggbylgju. Þegar höggbylgjan rekst á geimþokuna verður röskun á skýinu sem þéttir ákveðin svæði í þokunni. Þar sem skýið er þéttast yfirstígur þyngdarkrafturinn gasþrýstinginn svo samdráttur getur hafist.

Teikning af halastjörnum við Beta Pictoris. Mynd: ESO/L. Calçada
Teikning af halastjörnum við sólkerfi í mótun: Beta Pictoris. Mynd: ESO/L. Calçada

Við röskunina byrjar gasskýið að snúast og vegna lögmálsins um varðveislu hverfiþungans snýst það hraðar er skýið dregst saman. Gasið í miðju skýsins hitnar við árekstra atómana og frumstjarna myndast. Í upphafi er frumstjarnan stór gaskúla og í kringum hana aðsópsskífa. Eftir um 100 milljón ár eða þegar hitastigið í miðju frumstjörnunnar nær átta milljón gráðum á Kelvín hefst kjarnasamruni. Frumstjarnan er þá orðin sól.

Úr afgangsefninu í kringum sólina nýfæddu mynduðust reikistjörnurnar, fylgitunglin og aðrir smáhnettir. Innst í sólkerfinu var of heitt til þess að léttu frumefnin, gastegundirnar, þéttust í reikistjörnur. Þess vegna eru reikistjörnurnar næst sólu úr bergi og málmum. Utar í sólkerfinu, þar sem hitastigið var lægra, þéttust léttu frumefnin í gasrisana Júpíter og Satúrnus og ísrisana Úranus og Neptúnus.

Smám saman hreinsaði sólvindurinn frá sólinni sólkerfið okkar með því að blása ryki og gasi út úr skífunni. Myndunarferlið var þá á enda en á víð og dreif um sólkerfið var afgangsefni, smástirni og halastjörnur.

2. Sólin

Aðalgrein: Sólin

Sólin 8. janúar 2002. Mynd: SOHO/NASA/ESA
Sólin 8. janúar 2002. Mynd: SOHO/NASA/ESA

Sólin er ein af um það bil 400 milljörðum stjarna í Vetrarbrautinni okkar. Hún er í um 25 til 28 þúsund ljósára fjarlægð frá miðju Vetrarbrautarinnar en í aðeins 150 milljón km fjarlægð frá Jörðinni — vegalengd sem kölluð er ein stjarnfræðieining.

Sólin er meðalstór stjarna, um það bil 4,6 milljarða ára gömul, í litrófsflokki G2 sem þýðir að hún er á meginröð Hertzsprung-Russell línuritsins. Sólin skín vegna kjarnasamruna í iðrum hennar. Innst í kjarna hennar er gríðarlegur hiti og þrýstingur sem veldur því að fjórar róteindir eða vetniskjarnar bindast saman og mynda einn helíumkjarna eða alfaögn. Við þetta ferli myndast ljós og hiti sem við sjáum og finnum fyrir á hverjum degi.

Útreikningar stjörnufræðinga, byggðir á líkönum af þróun stjarna, benda til þess að sólin sé búin með um það bil helming orkuforða síns. Þegar æviskeið hennar er á enda, eftir um það bil 6-7 milljarða ára, færist hún af meginröðinni og breytist í rauða risastjörnu sem er stærri og bjartari en um leið kaldari og rauðari. Á þeim tímapunkti verður hún sennilega búin að gleypa Merkúríus, Venus og ef til vill Jörðina líka. Á endanum klárast orkuforði sólarinnar og varpar þá rauða risastjarnan frá sér ystu efnislögum sínum. Úr verður hringþoka og í miðju hennar situr kjarni sólarinnar eftir, hvítur dvergur sem kólnar smátt og smátt.

Sólin er að líkindum stjarna úr Stjörnubyggð I sem þýðir að hún varð til á seinni stigum þróunar í alheiminum. Sólin inniheldur fleiri málma (þau frumefni sem eru þyngri en vetni og helíum) en eldri stjörnur úr stjörnubyggð II. Málmar mynduðust í kjörnum sprengistjarna sem þýðir að fyrstu stjörnur alheimsins urðu að deyja til að dreifa frumefnum á borð við súrefni, kísil og járni um alheiminn. Málmar eru forsenda þess að sólkerfi gat myndast í kringum sólina og að lokum lífið á Jörðinni.

3. Milligeimsefni

Segulhvörf í sólvindi. Mynd: NASA
Teikning af stærsta fyrirbærinu í sólvindshvolfinu, segulhvörfum í sólvindi. Mynd: NASA

Fyrir utan ljós gefur sólin stöðugt frá sér rafhlaðnar agnir (rafgas) eða sólvind sem flæðir um sólkerfið og kallast þá milligeimsefni (e. interplanetary medium). Sólvindurinn myndar gashjúp sem nær að minnsta kosti 15 milljarða km út í geiminn (100 stjarnfræðieiningar) og kallast þá sólvindshvolf. Þegar sólblossar og kórónuskvettur verða á sólinni verður til geimveður sem veldur segulstormum og tilheyrandi norðurljósum.

Stærsta fyrirbærið í sólvindshvolfinu er kallað segulhvörf í sólvindi (e. heliospheric current sheet) en það eru þyrillaga myndanir sem verða til þegar sólin snýst og segulsvið hennar með í milligeimsefninu. Segulhvörfum í sólvindi má líkja við garðúðara. Þegar sólin snýst streyma agnir frá henni í gegnum geilar á kórónu sólar. Agnirnar ferðast með segulhvörfunum og ef Jörðin lendir inni í einum slíkum agnastraumi verða norðurljós, óháð sólblossum og kórónuskvettum.

Fyrir utan rafagnir frá sólinni eru ís- og rykagnir á víð og dreif um sólkerfið. Við flöt sólkerfisins, sólbauginn, er ryk á milli reikistjarnanna. Þegar sólin lýsir þetta ryk upp verður til sverðbjarminn (e. zodiacal light). Bjarminn sést á sama stað á himninum og dýrahringurinn, sem nær átta gráður út fyrir sólbauginn og inniheldur stjörnumerki dýrahringsins. Ef rykið verður í vegi fyrir Jörðinni brennur það upp í lofthjúpnum sem stjörnuhrap.

4. Skilgreining á reikistjörnu

sólkerfið, reikistjörnur, dvergreikistjörnur, plánetur
Reikistjörnur og dvergreikistjörnur sólkerfisins. Stærðarhlutföll eru nokkurn veginn rétt en fjarlægðarhlutföllinn ekki. Mynd: IAU/M. Kornmesser

Til ársins 2006 var ekki til nein formleg skilgreining á reikistjörnu. Þannig voru smástirnin sem fundust í upphafi 19. aldar til skamms tímar taldar reikistjörnur allt þar til William Herschel stakk upp á því, að þau yrðu flokkuð sem smástirni.

Vert er að hafa í huga að alþjóðaorðið planet eða pláneta, sem var þýtt á 19. öld með nýyrðinu reikistjarna, hefur áður breytt verulega um merkingu í tímans rás. Það var upphaflega notað til að lýsa þeim fyrirbærum á himninum sem sjást með berum augum og virðast reika meðal fastastjarnanna. Pláneturnar voru þá sjö talsins: tunglið, Merkúríus, Venus, sólin, Mars, Júpíter og Satúrnus. Hafa þessir hnettir stundum verið kallaðir föruhnettir á íslensku. Í sólmiðjuheimsmynd Kópernikusar voru pláneturnar hins vegar fyrst í stað sex: Merkúríus, Venus, Jörðin, Mars, Júpíter og Satúrnus en Úranus, Neptúnus og Plútó bættust í hópinn eftir að stjörnusjónaukinn kom til sögunnar.

Í lok 20. aldar og upphafi þeirrar 21., uppgötvuðu stjörnufræðingar fjölmarga hnetti sem eru á svipuðum brautum og Plútó og álíka stórir. Árið 2005 dró til tíðinda þegar íshnötturinn Eris fannst. Meðal stjörnufræðinga voru skiptar skoðanir á því hvernig flokka ætti þennan nýfundna hnött og skiptust menn í tvo hópa: Sumir vildu kalla hnöttinn tíundu reikistjörnu sólkerfisins, vegna þess að hann er stærri en Plútó, en aðrir vildu svipta Plútó reikistjörnutitlinum og fækka þeim í átta. Þessar deilur voru illleysanlegar þar sem engin skilgreining á reikistjörnu lá fyrir.

4.1 Ný skilgreining 2006

Til tíðinda dró á 26. þingi Alþjóðasambands stjarnfræðinga sem haldið var í Prag í Tékklandi í ágúst 2006. Til undirbúnings hafði verið skipuð sérstök nefnd um málið á vegum sambandsins og lagði hún fram tillögu um skilgreiningu á reikistjörnum. Samkvæmt henni hefðu þrír hnettir bæst strax í hóp þeirra níu reikistjarna sem þegar voru þekktar. Þetta voru Ceres, sem hingað til hefur verið talinn til smástirna, Karon sem er í grennd við Plútó og útstirnið Eris. Hefði sú tillaga hlotið náð fyrir augum stjörnufræðinga hefði reikistjörnum sólkerfisins fjölgað úr níu í tólf og fjöldinn ef til vill orðið nokkrir tugir eða hundruð innan tíðar.

iau0603c
Stjörnufræðingar greiða atkvæði um nýja skilgreiningu á reikistjörnum í Prag í Tékklandi árið 2006. Mynd: IAU/Lars Holm Nielsen

Tillagan var felld og ný skilgreining samin í staðinn. Sú skilgreining batt enda á 76 ára vist Plútós í þeim hópi sem menn kalla reikistjörnur. Samkvæmt henni verður himinhnöttur að uppfylla þrjú skilyrði til að geta talist reikistjarna: Hann verður að:

  1. vera á braut um sólina,

  2. hafa nægilegan þyngdarkraft til að vera því sem næst hnattlaga og

  3. hafa fjarlægt allt efni í næsta nágrenni við braut sína.

Á þingi Alþjóðasambandsins var einnig samþykkt að skilgreina nýjan flokk svokallaðra dvergreikistjarna. Til þess að teljast dvergreikistjarna þarf fyrirbæri að uppfylla fyrri tvö skilyrðin (a og b) en má auk þess hvorki vera reikistjarna né fylgitungl. Plútó uppfyllir þessi skilyrði auk Ceresar, Erisar, Makemake og Hámeu svo þessir hnettir teljast því dvergreikistjörnur. Nú þegar eru þekktir tugir hnatta sem gætu fallið undir skilgreninguna á dvergreikistjörnu og því má búast við að sá hópur fari ört vaxandi á næstu árum.

5. Innra sólkerfið

Hefð er fyrir því að skipta sólkerfinu í innra sólkerfi og ytra sólkerfi en mörkin liggja í smástirnabeltinu. Í innra sólkerfinu eru fjórar reikistjörnur – Merkúríus, Venus, Jörðin og Mars – sem allar eiga það sameiginlegt að vera úr bergi og málmum og hafa fast yfirborð. Þær eru þar af leiðandi oft kallaðar bergreikistjörnur. Innra sólkerfið er ennfremur fyrir innan snælínu sólkerfisins, sem er í um 5 stjarnfræðieininga (um 700 milljón km) fjarlægð frá sólinni.

Stærðarsamanburður á Merkúríusi, Venusi, Jörðinni, tunglinu og Mars.
Reikistjörnurnar Merkúríus, Venus, Jörðin og Mars eru bergreikistjörnur í innra sólkerfinu. Mynd: NASA / JPL / JHUAPL / STScI / Jason Perry / Mattias Malmer / Ted Stryk. Samsetning: Emily Lakdawalla.

5.1 Merkúríus

Aðalgrein: Merkúríus

Merkúríus er innsta og minnsta reikistjarna (0,055 jarðmassar) sólkerfisins. Merkúríus hefur ekkert fylgitungl en yfirborðið er þakið gígum. Merkúríus líkist á margan hátt tunglinu þótt ákveðinn munur sé á gígum þessara tveggja hnatta. Þrátt fyrir smæð sína hefur Merkúríus næstmestan eðlismassa (5,43 g/cm3) allra fyrirbæra í sólkerfinu á eftir Jörðinni (5,52 g/cm3). Ástæðan er stór járnkjarni sem telur a.m.k. 42% rúmmálsins. Vegna nálægðar við sól og smæðar sinnar hefur Merkúríus engan teljanlegan lofthjúp, þótt stöku atóm myndi þunnt úthvolf um reikistjörnuna. Frá Jörðu séð getur Merkúríus gengið fyrir sólina.

5.2 Venus

Aðalgrein: Venus

Venus, þverganga
Venus gengur fyrir sólu í júní 2012. Mynd: Andri Ómarsson

Venus er önnur reikistjarnan frá sólu og þriðja minnsta (0,89 jarðmassar). Venus hefur mjög þykkan lofthjúp úr koldíoxíði og af því hljótast gífurleg gróðurhúsaáhrif. Yfirborðshitastigið á Venusi er að meðaltali 480°C. Yfirborð reikistjörnunnar virðist jarðfræðilega ungt en þar eru sárafáir gígar en fjöldi eldfjalla og hrauna. Venus hefur ekkert fylgitungl. Venus er álíka stór að þvermáli og Jörðin og hafa þessar tvær reikistjörnur því oft verið kallaðar tvíburasystur. Frá Jörðu séð getur Venus gengið fyrir sólina.

5.3 Jörðin

Aðalgrein: Jörðin

Jörðin er þriðja reikistjarnan frá sólu og fjórða minnsta (eða fimmta stærsta). Jörðin hefur eitt fylgitungl sem er það stærsta í sólkerfinu sé miðað við stærð móðurreikistjörnunnar. Jörðin er eina reikistjarnan sem ekki er nefnd eftir guði eða gyðju úr grískri eða rómverskri goðafræði. Jörðin er jarðfræðilega virk og hefur eldvirkni, flekahreyfingar og veðrun mótað yfirborð hennar. Sárafáir árekstragígar eru á Jörðinni sem þýðir að yfirborðið er ungt. Jörðin er eina reikistjarnan sem hefur fljótandi vatn á yfirborðinu og er ennfremur eina reikistjarnan sem hefur líf.

5.4 Mars

Aðalgrein: Mars

Mars er fjórða reikistjarnan frá sólu og næst minnsta (0,11 jarðmassar). Mars hefur örþunnan lofthjúp úr koldíoxíði en á yfirborði hans er margt forvitnilegt að finna, til dæmis risavaxin eldfjöll, þeirra á meðal Ólympusfjall sem er stærsta eldfjall sólkerfisins og risagljúfur eins og Marinergljúfrin sem sýnir að jarðvirkni hefur átt sér stað tiltölulega nýlega. Á yfirborðinu má ennfremur finna ummerki fljótandi vatns sem þýðir að lofthjúpurinn hefur eitt sinn verið þykkari og hlýrri en hann er nú. Sú staðreynd hefur orðið til þess að menn telja möguleika á að á Mars hafi einhvern tímann þrifist líf. Mars hefur tvö fylgitungl, Fóbos og Deimos.

6. Smástirnabeltið

Aðalgrein: Smástirni

smástirni, Lútesía
Smástirnið Lútesía. Mynd: ESA

Smástirni eru litlir hnettir úr bergi og málmum í sólkerfinu, innan við 1000 km í þvermál, sýna litla eða enga halastjörnuvirkni, snúast í kringum sólina en eru ekki nægilega stór til að geta talist til reikistjarna eða dvergreikistjarna. Þau eru oft óregluleg í laginu vegna þess að þyngdarkrafturinn er ekki nægilega mikill til að mynda kúlulaga hnött. Talið er að stór hluti vatns á Jörðinni hafi borist hingað með smástirnum.

Samástirni eru afgangsefni frá myndun sólkerfisins. Þau eru aðallega að finna í smástirnabeltinu milli Mars og Júpíters, í milli 2,3 SE og 3,3 SE fjarlægð, en einnig í minna magni á víð og dreif um sólkerfið. Þetta belti inniheldur milljónir smástirna af ýmsum stærðum og gerðum allt niður í hnetti sem eru meira en 1 km í þvermál.

Fyrir kemur að smástirni verða komast nálægt Jörðinni. Slík smástirni eru kölluð jarðnándarsmástirni (e. near-Earth asteroids) eða nærgenglar og þau sem eiga hættu á að rekast á Jörðina eru kölluð váleg smástirni (e. potentially hazardous asteroids). Ef váleg smástirni verða í vegi fyrir Jörðinni, brenna þau ýmist upp í lofthjúpnum sem vígahnettir, springa í nokkurri hæð eins og Chelyabinsk loftsteinninn eða falla alla leið til Jarðar og geta þá myndast loftsteinagígar.

Myndskeið sem sýnir 100.000 smástirni og brautir þeirra um sólu, byggt á gögnum frá Sloan Digital Sky Survey. Mismunandi litir tákna mismunandi smástirnagerðir

6.1 Ceres

Aðalgrein: Ceres

Dvergreikistjarnan Ceres. Mynd: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Dvergreikistjarnan Ceres. Mynd: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Ceres (2,77 SE) er stærsti hnötturinn (940 km í þvermál) innan smástirnabeltisins og nógu stór til að teljast til dvergreikistjarna. Ceres var talin reikistjarna þegar hann fannst í upphafi 19. aldar en var skömmu síðar flokkaður sem smástirni þegar fleiri sambærileg fyrirbæri höfðu fundist.

7. Ytra sólkerfið

Í ytra sólkerfinu eru fjórar aðrar reikistjörnur — Júpíter, Satúrnus, Úranus og Neptúnus — sem allar eiga það sameiginlegt að vera úr lofttegundum eða gasi eins og vetni, helíumi, vatnsgufu, ammóníaki og metani. Þær eru þar af leiðandi oft kallaðar gasrisar. Gasrisarnir hafa ekkert fast yfirborð svo ekki er unnt að lenda geimfari á þeim.

Gasrisarnir í sólkerfinu innihalda 99% af öllu efni sem snýst um sólina. Júpíter er langstærstur en Satúrnus kemur þar á eftir. Úranus og Neptúnus eru mun minni en Júpíter og Satúrnus og innihalda sömuleiðis meiri ís. Þeir eru því gjarnan kallaðir ísrisar. Allir gasrisarnir fjórir hafa hringakerfi.

gasrisar, ytra sólkerfið
Gasrisar ytra sólkerfisins. Mynd: Lunar and Planetary Institute.

7.1 Júpíter

Aðalgrein: Júpíter

Sjáaldrið í auga Júpíters. Ganýmedes varpar skugga á Stóra rauða blettinn
Ganýmedes varpar skugga á Rauða blettinn á Júpíter. Mynd: NASA, ESA og A. Simon (Goddard Space Flight Center). Þakkir: C. Go og Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Júpíter er fimmta reikistjarnan frá sólu og langstærst (318 jarðmassar) en massi hans er 2,5 sinnum meiri en massi allra hinna samanlagt. Júpíter er að mestu úr vetni og helíum. Í iðrum hans myndast varmi sem framkallar litríkan lofthjúp og mjög áberandi kennileiti sem eru greinileg í gegnum stjörnusjónauka. Umhverfis Júpíter ganga að minnsta kosti 67 fylgitungl. Af þeim eru Galíleótunglin fjögur, Íó, Evrópa, Ganýmedes og Kallistó, langstærst. Ganýmedes er ennfremur stærsta tungl sólkerfisins, stærra en reikistjarnan Merkúríus

7.2 Satúrnus

Aðalgrein: Satúrnus

Satúrnus er sjötta reikistjarnan frá sólu og sú næst stærsta (95 jarðmassar). Satúrnus er þekktust fyrir tignarlegt hringakerfi úr ís sem er stórfenglegt að sjá í gegnum stjörnusjónauka. Satúrnus líkist Júpíter að miklu leyti fyrir utan litríkan lofthjúpinn en þó má oftast sjá nokkur áberandi skýjabelti. Umhverfis Satúrnus ganga að minnsta kosti 62 fylgitungl. Af þeim er Títan stærst, næst stærsta tungl sólkerfisins og stærri en Merkúríus. Á tunglinu Enkeladusi sjást ummerki um fljótandi vatn undir ísyfirborðinu.

7.3 Úranus

Aðalgrein: Úranus

Úranus, reikistjarna, pláneta
Reikistjarnan Úranus. Mynd: NASA/JPL/Björn Jónsson

Úranus er sjöunda reikistjarnan frá sólu og sú þriðja stærsta að þvermáli en fjórða massamesta (14 jarðmassar). Úranus er einstök meðal reikistjarnanna að því leiti að möndulhalli hennar er svo mikill (97,9°) að hún virðist rúlla eins og bolti umhverfis sólina. Lofthjúpur Úranus er fremur einstleitur og fátt áhugavert sem sést í gegnum stjörnusjónauka. Umhverfis Úranus ganga a.m.k. 27 tungl, Títanía stærst þeirra.

7.4 Neptúnus

Aðalgrein: Neptúnus

Neptúnus er áttunda og ysta reikistjarna sólkerfisins og sú fjórða stærsta að þvermáli, örlítið minni en Úranus, en þriðja massamesta (17 jarðmassar) eða örlítið massameiri en Úranus. Í lofthjúpi Neptúnusar sjást venjulega nokkur stór og áberandi dökkleit ský en fátt áhugavert er sýnilegt í gegnum stjörnusjónauka. Umhverfis Neptúnus ganga a.m.k. 14 fylgitungl, Tríton þeirra stærst en á honum er að finna íshveri.

7.5 Kentárar

Kentárar (e. Centaurs) eru íshnettir sem minna á halastjörnur en komast aldrei nær sólinni en Júpíter (5,5 SE) og heldur aldrei lengra frá henni en Neptúnus (30 SE).

Stærsti kentárinn er 10199 Chariklo, sem er 250 km í þvermál, álíka stór og meðalstórt smástirni í smástirnabeltinu, og skartar eigin hringakerfi, þótt örþunnt sé.

Áætlað er að í sólkerfinu séu um 44.000 kentárar stærri en 1 km í þvermál. Aldrei hafa náðst nærmyndir af kentárum en sönnunargögn benda til þess að Satúrnusartunglið Föbe sé kentári að uppruna.

8. Halastjörnur

Aðalgrein: Halastjörnur

Halastjarnan 67P/Churyumov-Gerasimenko 3. ágúst 2014
Halastjarnan Churyumov-Gerasimneko. Mynd: ESA

Halastjörnur eru smáhnettir í sólkerfinu okkar. Þær eru ís- og rykhnettir og venjulega aðeins nokkrir kílómetrar að stærð. Halastjörnur eru á mjög sporöskjulaga brautum sólina. Í sólnánd geta þær nánast sleikt sólina en í sólfirrð eru þær langt handan við braut Neptúnusar.

Þegar halastjörnur komast í návígi við sólina byrjar ísinn að gufa upp. Í kringum kjarnann verður til hjúpur sem sólvindurinn blæs út í geiminn svo úr verður langur hali úr gasi og ryki. Stundum sjást halastjörnur vel frá Jörðinni og geta þá verið einkar glæsilegar.

Halastjörnur eru flokkarðar eftir umferðartíma um sólina. Skammferðarhalastjörnur hafa innan við tvö hundruð ára umferðartíma en langferðarhalastjörnur geta haft mörg þúsund ára umferðartíma, jafnvel lengri. Talið er að langferðarhalastjörnur eigi rætur að rekja til Oortsskýsins en skammferðarhalastjörnur til Kuipersbeltisins. Sumir halastjörnusvermir, eins og Kreutz sólsleikjur, urðu til við sundrun einnar halastjörnu.

9. Útstirni

Aðalgrein: Útstirni

Handan við braut Neptúnusar eru útstirnin (e. trans-Neptunian objects). Á þessu svæði í sólkerfinu er Kuipersbeltið, Plútó, systurhnettir hans og dreifða skífan sem hallar í átt að fleti sólkerfisins en nær mun lengra út frá sólinni en Kuipersbeltið. Útstirnin eru að minnsta kosti nokkur þúsund talsins en það stærsta sem fundist hefur hingað til er mun minna en tunglið. Þau eru aðallega úr ís og ryki

9.1 Kuipersbeltið

Aðalgrein: Kuipersbeltið

Kuipersbeltið er hringlaga svæði, svipað smástirnabeltinu, í um 30 til 50 stjarnfræðieininga fjarlægð (4,5 til 7,5 milljarða km) frá sólu. Í því eru milljónir íshnatta sem langflestir eru mjög smáir. Áætlað er að yfir 100.000 hnettir séu stærri en 50 km í þvermál. Stærstu hnettirnir eins og Quaoar, Varuna og Orcus gætu einn daginn flokkast sem dvergreikistjörnur og sum hafa jafnvel fylgitungl. Þrátt fyrir gríðarlegan fjölda hnatta í beltinu er massi þess afar lítill eða í mesta lagi einn-tíundi af massa Jarðar. Talið er að skammferðarhalastjörnur eigi rætur að rekja til Kuipersbeltisins. Kuipersbeltinu er stundum skipt í „klassíska beltið“ og hermurnar. Brautir hermanna tengjast braut Neptúnusar en klassíska beltið hafa enga brautarhermur með Neptúnusi. Hnettir í klassíska Kuipersbeltinu eru flokkaðir sem cubewanos eftir fyrsta hnettinum sem þar fannst, (15760) 1992 QB1.

9.2 Plútó

Aðalgrein: Plútó

Plútó og Karon í lit
Plútó og fylgitunglið Karon. Mynd: NASA/JHUAPL/SRI

Dvergreikistjarnan Plútó (39 SE að meðaltali eða 5,9 milljarðar km fjarlægð) og fylgitungl hans Karon eru meðal stærstu þekktu hnatta Kuipersbeltisins. Plútó var flokkaður sem reikistjarna frá því hann fannst árið 1930 og þar til hann var felldur af stalli árið 2006. Plútó og tunglin hans — Karon, Nix, Hýdra, Styx og Kerberos — eru einu hnettirnir í Kuipersbeltinu sem geimfar hefur heimsótt til þessa.

Plútó hefur 3:2 brautarherma með Neptúnusi. Það þýðir að Plútó ferðast tvisvar sinnum í kringum sólina í hvert sinn sem Neptúnus fer þrjá hringi. Þeir hnettir í Kuipersbeltinu sem hafa sömu brautarhermu, t.d. Orcus og Ixion, eru kallaðir plútínóar.

9.3 Makemake og Hámea

Aðalgreinar: Makemake og Hámea

Makemake stærsti hnötturinn sem vitað er um í klassíska Kuipersbeltinu, þótt hann sé aðeins minni en Plútó. Makemake er ennfremur bjartasta fyrirbærið í Kuipersbeltinu á eftir Plútó. Árið 2008 var Makemake skilgreindur sem dvergreikistjarna. Braut hans um sólina hallar mun meira en braut Plútós (29° á móti 17°) og er hann sömuleiðis að meðaltali mun lengra frá sólinni en Plútó (46 SE á móti 39 SE).

Hámea er á svipaðri braut og Makemake, nema í 7:12 brautarhermu við Neptúnus (Hámea fer sjö sinnum um sólina á sama tíma og Neptúnus fer tólf hringi). Hámea er álíka stór og Makemake og heur tvö fylgitungl. Hún snýst mjög hratt og líkist þess vegna fremur amerískum fótbolta en hnetti. Árið 2008 var Hámea gerð að dvergreikistjörnu.

10. Dreifða skífan

Dvergreikistjarnan Eris og fylgitunglið Dysnomia. Mynd: NASA/ESA/M. Brown
Dvergreikistjarnan Eris og fylgitunglið Dysnomia. Mynd: NASA/ESA/M. Brown

Dreifða skífan (e. scattered disc) skarast á við Kuipersbeltið en teygir sig mun lengra frá sólinni. Þessir hnettir hafa mjög ílangar brautir, með miðskekkju upp á allt að 0,85 og upp undir 40 gráðu brautarhalla miðað við sólbauginn. Það þýðir að við sólnánd eru þessir hnettir innan Kuipersbeltisins í um 30 stjarnfræðieininga fjarlægð, en langt utan þess við sólfirð í meira en 100 stjarnfræðieininga fjarlægð. Umferðartíminn getur þar af leiðandi verið mjög langur.

Stjörnufræðingar telja margir hverjir að hnettir í dreifskífunni hafi upphaflega tilheyrt Kuipersbeltinu en síðar dreifst utar af völdum þyngdaráhrifa frá gasrisunum, sér í lagi Neptúnusi. Telja má líklegt að flestar skammferðarhalastjörnur eigi rætur að rekja til dreifskífunnar og Kuipersbeltisins.

10.1 Eris

Aðalgrein: Eris

Eris er stærsti hnötturinn í dreifðu skífunni. Eris er nánast jafn stór Plútó en fjórðungi massameiri en og því efnismesta dvergreikistjarnan. Hún hefur eitt tungl, Dysnómía, og er, eins og Plútó á mjög sporöskjulaga braut um sólina sem hallar mjög miðað við sólbauginn. Þegar Eris er næst sólinni er hún álíka fjarlæg og Plútó (38,2 SE) en við sólfirrð er hún meira en tvöfalt lengra í burtu (97,6 SE).

10.2 Sedna

Aðalgrein: Sedna

Sedna. Mynd: NASA, ESA and M. Brown (Caltech)
Besta myndin sem til er af Sedna. Mynd: NASA, ESA and M. Brown (Caltech)

90377 Sedna er stór, rauðleitur hnöttur á mjög ílangri braut um sólina. Þegar Sedna er í sólnánd er hún um 75 stjarnfræðingar í burtu en við sólfirrð er hún í 940 stjarnfræðieininga fjarlægð og er 11.400 ár að ganga um sólina.

Sedna er sennilega of langt frá sólinni til að geta tilheyrt Kuipersbeltinu eða dreifðu skífunni, þar sem hún er of langt í burtu til þess að Neptúnus gæti hafa haft áhrif á sprobrautina. Sedna er mjög líklega dvergreikistjarna

Sumir stjörnufræðingar telja að Sedna sé aðeins fyrsta fyrirbærið sem fannst úr hópi „fjarlægra aðskildra hnatta (e. distant detached objects). Hugsanlega tilheyrir 2000 CR105 sama flokki en í sólnánd er hún 45 stjarnfræðieiningar frá sólu en 415 stjarnfræðieiningar í burtu við sólfirrð.

11. Endimörk

Ekki er til formleg skilgreining á því hvar sólkerfið endar og hvar geimurinn milli stjarna tekur við. Endimörk sólkerfisins ráðast af áhrifamörkum sólvindsins og þar sem þyngdaráhrifa sólarinnar hættir að gæta. Mælingar Voyager 1 geimfarsins sýna að endirmörk áhrifasvæðis sólvindsins — sólvindsmörkin — nái fjórum sinnum lengra frá sólinni en Plútó. Þyngdaráhrifasvæði sólar, Hill-hvelið, er talið teygja sig jafnvel tvö ljósár út í geiminn.

11.1 Sólvindshvolfið

sólkerfið, sólvindur, sólvindshvolf, sólslíður, stafnhögg
Sólvindshvolfið. Mynd: NASA/Stjörnufræðivefurinn

Sólvindshvolfið (e. heliosphere) er það svæði í geimnum umhverfis sólina þar sem sólvindurinn flæðir um á um 400 km hraða á sekúndu að meðatali. Sólvindshvolfið er blöðrulaga og er talið ná um 100 stjarnfræðieiningar (15 milljarða km) út í geiminn. Þar sem þrýstingur sólvindsins jafnast út við þrýstinginn frá vindi frá öðrum stjörnum eru sólvindsmörkin (e. heliopause). Jaðar sólvindsmarkanna, þar sem sólvindurinn rekst á stjörnuvindinn, kallast jaðarhögg (e. termination shock).

Þann 25. ágúst 2012 fór Voyager 1 geimfarið út fyrir sólvindsmörkin og út í milligeiminn — geiminn milli stjarnanna í Vetrarbrautinni.

Lögun sólvindshvolfsins er óþekkt en talið er að það líkist segulsviði jarðar, þ.e. hvellaga öðru megin og ílangt hinu megin, nokkurn veginn eins og hali halastjörnu.

Enn utar, handan sólvindsmarkanna, er stafnhöggsbylgjan, þ.e. sá staður þar sem stjörnuvindurinn eða milligeimsgasið rekst á sólvindshvolfið. Stjörnuvindurinn streymir þá í kringum sólvindshvolfið líkt og sjór bylgjast umhverfis skip á siglingu sem klýfur sjóinn.

11.2 Oortsskýið

Aðalgrein: Oortsskýið

Teikning af Oortsskýinu
Teikning af Oortsskýinu.

Oortsskýið er risavaxinn svermur milljarða íshnatta sem umlykur sólina, að öllum líkindum.

Talið er að Oortsskýið nái allt að 125.000 stjarnfræðieiningar út í geiminn eða næstum tvö ljósár og að þaðan eiga langferðarhalastjörnur rætur að rekja.

Hugsanlegt er að Sedna, 2000 CR105, 2012 VP113, sem er í milli 81 og 400-500 stjarnfræðieininga fjarlægð frá sólinni, og V774104 séu hluti af innra Oortsskýinu.

12. Sólkerfið í Vetrarbrautinni

Sólkerfið okkar tilheyrir Vetrarbrautinni sem er bjálkaþyrilvetrarbraut, 100.000 ljósár að þvermáli og inniheldur um 200 milljarða stjarna. Sólkerfið er í þyrilarmi sem kenndur er við stjörnumerkin Óríon og Svaninn. Sólin er í um 25.000 til 28.000 ljósára fjarlægð frá miðju Vetrarbrautarinnar og hringsólar um hana með um 220 km hraða á sekúndu á 225-250 milljón árum eða einu vetrarbrautarári. Sólbaugurinn hallar um 60 gráður miðað við flöt Vetrarbrautarinnar, sem skýrir hvernig vetrarbrautarslæðan liggur yfir himinninn. Sóknarpunktur sólar, sá staður á stjörnuhimninum sem sólin og sólkerfið stefnir að, er nærri stjörnumerkinu Herkúles, nánar tiltekið í átt að stjörnunni Vega í Hörpunni.

Staðsetning sólkerfisins í þyrilarmi Vetrarbrautarinnar hefur haft sitt að segja um þróun lífs á Jörðinni. Í þyrilörmunum eru sprengistjörnur algengar og geislun og efni frá þeim nálægustu gætu og hafa nær örugglega haft áhrif á lífið á Jörðinni. Fyrir kemur að aðrar stjörnur fara framhjá sólkerfinu okkar og trufla þá halastjörnusverminn í Oortsskýinu. Breytast þá brautir halastjarnanna og geta þær byrjað að falla inn í sólkerfið þar sem þær geta rekist á reikistjörnurnar.

12.1 Nágrenni sólkerfisins

Tiltölulega fáar stjörnur er að finna í næsta nágrenni sólkerfisins, eða í innan við tíu ljósára fjarlægð (95 trilljón km). Nálægasta fastastjarnan er rauða dvergstjarnan Proxima Centauri en hún er í 4,2 ljósára fjarlægð. Proxima tilheyrir þrístirnakerfi sem kallast α (Alfa) Centauri og skína þær skært í stjörnumerkinu Mannfákurinn á suðurhimninum (sést því miður ekki frá Íslandi). α Centauri A og B eru örlítið fjarlægari eða í 4,4 ljósára fjarlægð. Næst kemur stjarna Barnards (5,9 ljósár), þá Wolf 359 (7,8 ljósár) og svo Lalande 21185 (8,3 ljósára fjarlægð). Stærsta stjarnan í innan við tíu ljósára fjarlægð er Síríus (8,6 ljósár) í Stórahundi sem er ríflega tvöfalt massameiri en sólin og bjartasta stjarna næturhiminsins.

Nálægasta stjarnan sem líkist sólinni mest er τ (Tá) Ceti, sem er í 11,9 ljósára fjarlægð. Hún hefur 80% af massa sólar en aðeins 60% af birtu hennar. Nálægasti brúni dvergurinn er Luhman 16 í 6,6 ljósára fjarlægð.

Nálægasta þekkta sólkerfið við sólkerfið okkar er við stjörnuna Alfa Centauri B. Reikistjarnan, Alfa Centauri Bb, er að minnsta kosti 10% massameiri en Jörðin og gengur um móðurstjörnuna á rétt rúmum þremur dögum.

13. Könnun sólkerfisins

Aðalgrein: Könnun sólkerfisins

Það var ekki fyrr en með tilkomu sjónaukans að þekking manna á sólkerfinu jókst til mikilla muna. Segja má að könnun sólkerfisins hafi hafist fyrir alvöru þegar Ítalinn Galíleó Galílei beitti fyrstur manna sjónauka til rannsókna á sólkerfinu okkar árið 1609. Með sjónaukanum sínum uppgötvaði hann gíga á tunglinu, sólbletti á sólinni og fjögur fylgitungl Júpíters. Með uppgötvun sinni á tunglum Júpíters tókst Galíleó að færa sannfærandi sönnunargögn fyrir sólmiðjukenningu Kópernikusar. Galíleó tók einnig eftir sérkennilegu útliti Satúrnusar en sjónaukinn hans gaf of litla stækkun til þess að hann áttaði sig á hvað olli.

Árið 1655 hóf Hollendingurinn Christiaan Huygens að rannsaka Satúrnus með sjónaukanum sínum sem var talsvert betri en sjónauki Galíleós. Huygens taldi að Satúrnus væri umvafinn þunnum flötum hringum sem snertu reikistjörnunna hvergi. Tuttugu árum síðar, eða árið 1675, beindi ítalski stjörnufræðingurinn Giovanni Domenico Cassini sjónaukanum sínum að Satúrnus og uppgötvaði dökka geil í hringunum sem í dag er nefnt honum til heiðurs.

Árið 1705 reiknaði Englendingurinn Edmund Halley út að halastjörnurnar sem sáust 1531, 1607 og 1683 væru eina og sama halastjarnan. Með lögmál Newtons að vopni fann Halley út að halastjarna þessi brtist á 76 ára fresti og spáði fyrir um endurkomu hennar árið 1758. Sú spá gekk eftir og var halastjarnan nefnd honum til heiðurs. Snemma á átjándu öld varð hugtakið sólkerfi ennfremur til.

Tiltölulega fátt gerðist næstu árin eða þar til stærri og betri sjónaukar komu til sögunnar. Þann 13. mars árið 1781 var ensk-þýski stjörnufræðingurinn William Herschel í leit að tvístirnum í Nautinu þegar hann uppgötvaði daufa þokukennda stjörnu. Herschel taldi í fyrstu að um halastjörnu væri að ræða og fylgdist grannt með henni næstu nætur á eftir. Smám saman varð honum ljóst að stjarnan sýndi enga halastjörnuvirkni og komst að lokum að því að um sjöundu reikistjörnu sólkerfisins væri að ræða. Var hún nefnd Úranus og var það fyrsta reikistjarnan sem uppgötvaðist með aðstoð sjónauka.

Á nýársnótt 1801 uppgötvaði Ítalinn Giuseppe Piazzi lítinn hnött milli brauta Mars og Júpíters sem hann nefndi Ceres. Upphaflega var talið að um nýja reikistjörnu væri að ræða en á næstu árum fundust fjölmargir samskonar hnettir til viðbótar í álíka mikilli fjarlægð frá sólinni. Á endanum voru þessir nýju litlu hnettir flokkaðir sem smástirni.

Eftir að Herschel uppgötvaði Úranus fylgdust menn grant með braut hans. Truflanir á brautinni varð til þess að menn tók að gruna að önnur reikistjarna leyndist enn utar. Útreikningar tveggja stærðfræðinga sögðu fyrir um staðsetningu óþekktrar reikistjörnu sem fannst svo þann 23. september 1846. Var reikistjarnan nefnd Neptúnus.

Fundur tveggja nýrra reikistjarna stækkaði heimsmynd manna verulega en ekkert í líkingu við það sem gerðist þegar Friedrich Wilhelm Bessell mældi vegalengdina til stjörnunnar 61 Cygni í Svaninum árið 1838. Bessell beitti svonefndri hliðrunaraðferð, þ.e.a.s. hliðrun í staðsetningu stjörnu sem hlýst af völdum snúnings jarðar um sólina. (Prófaðu að horfa á ljósastaur og horfa með sitthvoru auganu til skiptist. Með einfaldri hornafræði er hægt að reikna út fjarlægð þína frá ljósastaurnum út frá hliðruninni og hið sama má gera með stjörnurnar.) Bessell sá að stjarnan var í tæplega 11 ljósára fjarlægð og var þetta fyrsta beina sönnun þess að fjarlægðin milli sólar og stjarnanna var gífurleg. Stuttu síðar eða árið 1856 notaði Angelo Secchi litrófssjá til að bera saman litróf sólarinnar okkar og annarra stjarna. Secchi hafði þá uppgötvað að sólin var stjarna eins og allar hinar stjörnurnar á himninum.

Eftir uppgötvun Neptúnusar árið 1846 komu í ljós truflanir á braut hans sem voru of miklar til að aðeins Úranus gæti valdið þeim. Hófu menn því leit að Reikistjörnunni X sem bar engan árangur. Bandaríski stjörnufræðingurinn Percival Lowell var þó ekki af baki dottinn og fyrirskipaði leit að óséðu reikistjörnunni með sjónaukanum í Lowell-stjörnustöðinni í Flagstaff í Arizona. Ungur stjörnufræðingur að nafni Clyde Tombaugh var ráðinn sérstaklega til að leita að reikistjörnunni og bar leit hans árangur þegar hann fann Plútó í Tvíburunum árið 1930. Plútó var hins vegar of lítill til að geta valdið truflunum á braut Neptúnusar og fannst hann því fyrir tilviljun. Plútó var talinn í hópi reikistjarna þar til margir aðrir sambærilegir hnettir fundust á svipuðum stað í sólkerfinu. Plútó var því felldur af stalli árið 2006 og flokkaður sem dvergreikistjarna.

13.1 Könnun sólkerfisins með gervihnöttum

Voyager geimfarið
Voyager geimfarið. Mynd: NASA

Geimöldin hófst þann 4. október árið 1957 þegar Sovétmenn sendu Spútnik 1 út í geiminn í geimkapphlaupinu. Eftir að mannkynið öðlaðist tækni til að senda gervitungl út í geiminn hefur fjöldi gervitungla verið sendur til að kanna sólkerfið. Gervitungl hafa heimsótt allar reikistjörnurnar og skilað okkur ómetanlegri þekkingu á þessum forvitnilegu stöðum.

Árið 1959 sendu Sovétmenn Luna 1 gervitunglið til tunglsins. Upphaflega átti Luna 1 að rekast á yfirborð tunglsins en Sovétmenn hittu ekki og varð gervitunglið það fyrsta sem komst á braut um sólina. Árið 1962 sendu Bandaríkjamenn Mariner 2 gervitunglið til Venusar og var það fyrsta geimfarið til að heimsækja aðra reikistjörnu. Þremur árum síðar flaug Mariner 4 framhjá Mars, fyrst geimfara.

Fyrsti leiðangurinn út í ytra sólkerfið var Pioneer 10 sem sendur var á loft árið 1972. Pioneer 10 flaug fyrst geimfara í gegnum smástirnabeltið og loks framhjá Júpíter árið 1973 en var svo beint út úr sólkerfinu. Pioneer 10 stefnir nú í átt að stjörnunni Aldebaran í Nautinu. Sex árum síðar (1979) heimsótti Pioneer 11 Satúrnus fyrst geimfara. Eftir það var geimfarinu stefnt út úr sólkerfinu og stefnir nú í átt að stjörnumerkinu Erninum. Ef allt gengur að óskum flýgur Pioneer 11 framhjá stjörnu eftir fjórar milljónir ára.

Títan, Huygens, Satúrnus
Lendingarstaður Huygens á Títan. Mynd: NASA/ESA

Lega reikistjarna sólkerfisins á áttunda áratugnum þótti svo heppileg að NASA ákvað að senda tvö geimför Voyager 1 og Voyager 2 í leiðangur um ytra sólkerfið. Voyager förunum var skotið á loft árið 1977 og heimsóttu þau Júpíter tveimur árum síðar og Satúrnus árin 1980 og 1981. Eftir að hafa flogið framhjá Satúrnusi var Voyager 1 beint út úr sólkerfinu okkar og hefur það nú ferðast lengst allra manngerðra hluta frá jörðinni. Voyager 2 hélt áfram leiðangri sínum og flaug framhjá Úranusi árið 1986 og Neptúnusi árið 1989. Voyager 2 er nú á leið út úr sólkerfinu líkt og Voyager 1 en mun aldrei taka fram úr systurfari sínu. Leiðangrar Voyager hafa kennt okkur mest af því sem við vitum um ytra sólkerfið og lagt línurnar fyrir komandi leiðangra í ytra sólkerfið.

Niðurstöður Voyager leiðangranna jók ennfrekar áhuga manna á ytra sólkerfinu, sér í lagi á reikistjörnunum Júpíter og Satúrnusi. Árið 1995 fór Galíleó geimfarið á sporbraut um Júpíter fyrst geimfara eftir sex ára ferðalag. Galíleó kenndi okkur heilmikið um Júpíter og fylgitungl hans á meðan dvöl hans stóð, en endir var bundinn á leiðangurinn þann 21. september 2003 þegar geimfarið var látið falla inn í lofthjúp reikistjörnunnar.

Árið 1997 sendi NASA á loft Cassini-Huygens geimfarið sem er nú á sveimi umhverfis Satúrnus. Með í för var evrópska könnunarfarið Huygens sem lenti á ísilögðu yfirborði Títans árið 2005.

Eftir áralanga bið var geimfarið New Horizons sent áleiðis til Plútós árið 2005, sem þá var eina ókannaða reikistjarnan. New Horizons flaug framhjá Plútó í júlí 2015 og var þar með fyrsta geimfarið til að rannsaka hnetti í Kuipersbeltið.

13.2 Lendingarför

Árið 1966 varð Sovéska geimfarið Luna 9 fyrsta geimfarið til að lenda á yfirborði annars hnattar þegar það lenti mjúklega á tunglinu og sendi nokkrar myndir til baka. Áður höfðu þó nokkrar tilraunir verið gerðar til lendingar en án árangurs. Fjórum árum síðar lenti annað sovéskt geimfar, Venera 9, á yfirborði Venusar og var þar með fyrsta geimfarið til að lenda á annarri reikistjörnu. Venera 9 sendi engar myndir til baka en starfaði í einungis 23 mínútur á Venusi.

Mars, Mars Pathfinder, Sojourner
Ares Valles, lendingarstaður Mars Pathfinder og Sojourner jeppans. Mynd: NASA/JPL

Könnun Mars er þyrnum stráð og tókst mönnum ekki að lenda á yfirborði hans og senda upplýsingar til baka fyrr en Viking 1 lenti á reikistjörnunni árið 1976. Í kjölfar hans lenti Viking 2 á yfirborðinu heilu og höldnu. Næstum tuttugu árum síðar (1997) lenti Mars Pathfinder geimfar NASA á yfirborði Mars en með í för var agnarsmár jeppi, Sojourner, sem ók um næsta nágreni lendingarstaðsins. Sojourner gaf fyrirheit um það sem koma skyldi því árið 2004 lentu Marsjepparnir Spirit og Opportunity heilu og höldnu á yfirborðinu og er Opportunity enn að. Í ágúst 2012 bættist Curiosity í hóp Marsjeppa þegar hann lenti örugglega í Gale gígnum.

Smærri hnettir sólkerfisins eru ekki síður áhugaverðir og nokkrir leiðangrar verið gerðir út til rannsókna á þeim. Árið 2001 lenti NEAR Shoemaker geimfarið á yfirborði smástirnisins 433 Eros eftir að hafa verið á sporbraut um hríð. Fjórum árum síðar flaug Deep Impact geimfarið framhjá halastjörnunni Tempel 1 með miklum látum. Árið 2014 fór Rosetta geimfarið á braut um halastjörnuna Churyumov-Gerasimenko.

13.3 Mannaðar geimferðir

jarðarupprás, tunglið, apollo 8
Jarðarupprás séð með augum geimfara Apollo 8. Mynd: NASA

Tunglið er eini hnöttur sólkerfisins fyrir utan Jörðina sem menn hafa heimsótt. Fyrsta tunglferðin fór fram í desember 1968 þegar áhöfn Apollo 8 hringsóluðu um tunglið. Hálfu ári síðar, þann 21. júlí 1969, gengu þeir Neil Armstrong og Buzz Aldrin fyrstir manna á tunglinu. Í kjölfarið fylgdu fimm aðrar tungllendingar. Í heildina hafa tólf menn stigið fæti á tunglið og áttu allir leiðangrarnir sér stað milli 1969 og 1972.

Í dag einskorðast mönnuð könnun sólkerfisins við nánasta umhverfi Jarðar. Á braut um Jörðina í tæplega 400 km hæð er Alþjóðlega geimstöðin sem geimfarar lifa og starfa í. Áætlanir eru uppi um að gera aftur út mannaða leiðangra til tunglsins og loks Mars í náinni framtíð.

Tengt efni

Tenglar

Heimildir

  1. Freedman, Roger og Kaufmann, William. 2004. Universe, 7th Edition. W. H. Freeman, New York.
  2. Beatty, J. Kelly; Petersen, Carolyn Collins og Chaikin, Andrew (ritstj.). 1998. The New Solar System. Cambridge University Press, Massachusetts.
  3. McFadden, Lucy-Ann; Johnson, Torrence og Weissman, Paul (ritstj.). 2006. Encyclopedia of the Solar System. Academic Press, California.

Hvernig vitna skal í þessa grein

  • Sævar Helgi Bragason (2015). Sólkerfið okkar. Stjörnufræðivefurinn. http://www.stjornufraedi.is/alheimurinn/solkerfid-okkar (sótt: DAGSETNING).