Od czasów starożytnych ludzkość z wielką ciekawością obserwowała planety układu słonecznego. Ciała niebieskie o niezaprzeczalnej fascynacji, które przez lata kojarzyły się z nieznanym i niezbadanym światem. Dopiero dzięki rozwojowi technologii i coraz potężniejszym środkom, jakimi dysponujemy, jesteśmy w stanie przyjrzeć się z bliska niektórym z otaczających nas planet, a w przyszłości planujemy skolonizować niektóre z nich.
Do tej pory, dzięki licznym wyprawom w kosmos i wykorzystaniu coraz bardziej wyrafinowanych sond, wydobyliśmy na światło dzienne wiele tajemnic otaczających kosmos i możemy podziwiać z bardzo bliska obrazy wszystkiego, co znajduje się poza Słońcem i Księżycem. W świecie coraz bardziej "głodnym" odkryć, ważne jest więc, aby każdy wiedział, jakie planety tworzą nasz Układ Słoneczny i jakie są ich cechy wyróżniające.
Wszystkie planety Układu Słonecznego
Przed analizą wszystkich planet Układu Słonecznego i ich cech wyróżniających, zrozummy najpierw, czym jest Układ Słoneczny i jak się składa. W literaturze astronomicznej termin ten odnosi się ogólnie do układu planetarnego składającego się z wielu ciał niebieskich utrzymywanych na orbitach przez siłę grawitacyjną Słońca, do którego należy również nasza Ziemia. Ze średnicą około 120-130 AU (AU to jednostka astronomiczna, czyli odległość między Ziemią a Słońcem), znajduje się w Ramieniu Oriona w Drodze Mlecznej, a naukowcy szacują, że potrzebuje około 230 milionów lat, aby wykonać jeden obrót wokół centrum galaktyki.
System składa się ze Słońca, które samo zajmuje 99,86% jego całego zasięgu, ośmiu planet, w tym czterech wewnętrznych planet skalistych i czterech zewnętrznych gazowych olbrzymów, ich odpowiednich naturalnych satelitów, oraz pięciu planet karłowatych, w tym Plutona, wcześniej klasyfikowanego jako dziewiąta planeta. Istnieje również wiele mniejszych ciał niebieskich, komet i planetoid, których liczba nie jest znana. Planety, asteroidy i komety krążą wokół Słońca, każda po innej orbicie - elipsie, której jedno z ognisk zajmuje Słońce. Dlatego też możemy rozróżnić wewnętrzny Układ Słoneczny, który obejmuje planety skaliste i asteroidy, oraz zewnętrzny Układ Słoneczny, który obejmuje gazowe olbrzymy. Wszystkie one przestrzegają i są posłuszne trzem prawom Keplera.
Szczegółowym przedmiotem naszej analizy, ośmioma planetami w kolejności odległości od Słońca są: Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran i Neptun; pięć planet karłowatych to Ceres, znajdująca się w głównym pasie asteroid, Pluton, Haumea, Makemake i Eris. Innym ważnym zjawiskiem jest wiatr słoneczny, który może być zdefiniowany jako strumień plazmy wytworzony przez ciągłe rozszerzanie się korony słonecznej, który przenika cały Układ Słoneczny, tworząc jednocześnie bąbel w ośrodku międzygwiazdowym znany jako heliosfera, który rozciąga się poza połowę dysku rozproszonego. Ogólnie rzecz biorąc, przez planety rozumiemy bardzo duże ciała skaliste lub płynne, zwykle o kształcie kulistym.
Zewnętrzna powierzchnia tych ciał niebieskich jest zimna, wiemy natomiast, że ich rozmiary są znacznie mniejsze niż gwiazd i że wykonują one obrót wokół Słońca. Dzięki temu ruchowi możemy obserwować ich zmianę pozycji patrząc w niebo, w przeciwieństwie do gwiazd stałych. Oprócz ruchu obrotowego, planety Układu Słonecznego posiadają ruch rotacyjny, który można sklasyfikować jako ruch, w którym planeta obraca się wokół własnej osi obrotu.
Wewnętrzny Układ Słoneczny
Jak już wspomniano, planety wewnętrznego Układu Słonecznego to planety znajdujące się najbliżej Słońca, w regionie przestrzeni, który jest rozpoznawalny dzięki obecności planet skalistych i planetoid. Mamy do czynienia z ciałami niebieskimi składającymi się głównie z krzemianów i metali, z bardzo niewielką ilością gazu. Z tego powodu nazywane są również planetami typu ziemskiego, a ich gęstość jest pięciokrotnie większa od gęstości wody. Nie tylko to, mają niewiele lub nie mają satelitów, a nie pierścienie planetarne, z raczej cienkiej atmosfery, i mają kratery uderzeniowe i płyt tektonicznych, jak jest wyraźnie wykazane przez obecność ryftów i wulkanów. Wśród planet wewnętrznych znajdujemy w kolejności: Merkurego, najbliższego Słońcu, Wenus, Ziemię i Marsa.
Merkury
Z czterech planet ziemskich, rozpoznawalnych dzięki ich wyraźnej gęstości, Merkury jest najmniej oddalony od Słońca. Jednocześnie jest to najmniejsza planeta w Układzie Słonecznym, o masie 0,055 masy Ziemi. Merkury nie ma naturalnych satelitów i jest gęstszy niż inne planety. Z okresem obrotu 59 dni ziemskich i okresem obiegu 88,97 dni ziemskich, mała planeta nie ma wody ani atmosfery, z wyjątkiem słabych śladów gazu, prawdopodobnie w wyniku oddziaływania wiatru słonecznego na jej powierzchnię. Dotychczasowe obserwacje planety Merkury sugerują, że jest ona podobna do Księżyca, z temperaturą dochodzącą do 420 stopni Celsjusza podczas nasłonecznienia, spadającą do minus 180 stopni po stronie zacienionej.
Wenus
Wenus jest bardzo zbliżony wielkością do Ziemi i podobnie jak nasza planeta ma płaszcz złożony z krzemianów wokół żelaznego jądra, a także atmosferę, choć dziewięćdziesiąt razy gęstszą od naszej. Często jest mylona z gwiazdą, ponieważ jest bardzo dobrze widoczna gołym okiem, tuż przed świtem i zaraz po zachodzie słońca, i nie ma naturalnych satelitów. Jest to najgorętsza planeta w Układzie Słonecznym, z temperaturą na powierzchni przekraczającą 450 stopni Celsjusza. Eksperci uważają, że niezwykłe ciepło jest najprawdopodobniej spowodowane ilością gazu powodującego prawdziwy efekt cieplarniany w atmosferze. Wysokie temperatury, wysokie ciśnienie atmosferyczne i rodzaj składu powietrza doprowadziły do wniosku, że Wenus, podobnie jak Merkury, jest planetą nieodpowiednią dla jakiejkolwiek formy życia.
Ziemia
Ziemia jest największą i najgęstszą z planet wewnętrznych i całkiem możliwe, że jedyną planetą w Układzie Słonecznym, na której obecne jest życie. Atmosfera Ziemi różni się znacznie od atmosfery innych planet, ponieważ została zmieniona przez obecność życia i składa się w 21% z tlenu. Ma również tylko jednego naturalnego satelitę, Księżyc, a jego płynna hydrosfera jest unikalna wśród ciał niebieskich wewnętrznego Układu Słonecznego, podobnie jak charakterystyczne płyty tektoniczne.
Mars
Znany również jako Czerwona Planeta, Mars jest mniejszy od Wenus i Ziemi, ma "tylko" 0,107 masy Ziemi. Jego atmosfera jest raczej cienka i rzadka, składa się z dużej ilości dwutlenku węgla i niewielkiej ilości pary wodnej. Często bierze udział w wielkich burzach pyłowych, podczas których bardzo silne wiatry, o prędkości do 100 kilometrów na godzinę, erodują powierzchnię planety i zmieniają ją. Odrzucony pył pozostaje zawieszony w powietrzu, nadając planecie typowy czerwonawy kolor, wraz z dużą ilością żelaza znajdującego się w marsjańskiej glebie.
Zewnętrzny Układ Słoneczny
Możemy myśleć o zewnętrznym Układzie Słonecznym jako "domu" gazowych olbrzymów i ich satelitów, z których niektóre są tak duże jak planety. Czasami nazywane planetami Jowisza, planety zewnętrznego Układu Słonecznego mają większą zawartość pierwiastków lotnych, takich jak woda, amoniak i metan, niż ich bardziej skaliste i gęste "kuzynki" z wewnętrznego Układu Słonecznego. Te cztery masywne ciała niebieskie stanowią łącznie 99% znanej masy krążącej wokół Słońca, a są to Jowisz, Saturn, Uran i Neptun.
Jowisz
Największą planetą w Układzie Słonecznym jest Jowisz, o masie 2,5 razy większej niż masa wszystkich pozostałych planet razem wziętych. Wiemy, że składa się ona z zewnętrznej warstwy gazowej, zawierającej głównie wodór i hel, a w mniejszym stopniu metan, amoniak i parę wodną. Warstwa wewnętrzna jest bardziej zwarta ze względu na obecność metalicznego wodoru pod ciśnieniem 3 milionów atmosfer. Jowisz ma 79 znanych naturalnych satelitów, a cztery największe, Ganymede, Callisto, Io i Europa, wykazują podobieństwo do planet ziemskich.
Saturn
Odróżniający się od innych dzięki swojemu systemowi pierścieni, Saturn jest planetą Układu Słonecznego o dość dużej masie, 95 razy większej od masy Ziemi, o bardzo dużej powierzchni i bardzo małej gęstości, najniższej spośród wszystkich planet Układu Słonecznego. Istnieją 82 znane satelity, z których jeden, Tytan, jest większy od Merkurego i jest jedynym satelitą w Układzie Słonecznym z gęstą atmosferą składającą się z azotu i metanu. Chociaż ma dość dużą prędkość obrotową, potrzebuje prawie 30 lat, aby wykonać pełny obrót wokół Słońca.
Uran
Unikalna planeta Jowisza z atmosferą bogatą w wodór, hel i metan, Uran jest najmniej masywną planetą zewnętrzną. W porównaniu z innymi gazowymi olbrzymami, jego jądro jest bardzo zimne i w rezultacie nie wypromieniowuje w przestrzeń kosmiczną zbyt wiele ciepła. Uran składa się z trzech warstw: warstwy powierzchniowej zawierającej wodór cząsteczkowy, warstwy pośredniej zawierającej wodę i metale w fazie ciekłej oraz warstwy wewnętrznej zawierającej skaliste jądro. Uran ma 27 znanych satelitów, z których największe to Tytania, Oberon, Umbriel, Ariel i Miranda.
Neptun
Neptun różni się od innych planet atmosferą, która jest bogata w poszczególne procenty wodoru, helu i metanu, oraz pasmową strukturą i systemem pierścieni osadzonych wokół samej planety. Neptun ma 13 znanych satelitów, z których największy, Tryton, jest wciąż aktywny geologicznie. Jest to planeta Układu Słonecznego, która nadal pozostaje częściowo nieznana, ze względu na jej oddalenie, które nie pozwala na zbyt wyraźny widok. Jest na pewno mniejszy, ale gęstszy od Urana i wypromieniowuje więcej wewnętrznego ciepła.