Sistemul solar De la Wikipedia, enciclopedia liberă Sistemul solar Planetele şi planetele pitice din sistemul solar. Dimensiunile sunt la scară. Distanţele de la Soare nu sunt la scară. Caracteristici generale Vârstă 4,568 Ga Localizare Norul Interstelar Local , Bula Locală , Braţul Orion , Calea Lactee Masă 1,9919x10 30 kg (1,0014 M☉ ) Cea mai apropiată stea Proxima Centauri (4,22 al ), sistemul Alpha Centauri (4,37 al) Cel mai apropiat sistem planetar Sistemul Alpha Centauri (4,37 al) Sistem Semiaxa mare a celei mai îndepărtate planete (Neptun ) 4,503 miliarde de km (30,10 ua ) Stele 1: Soarele Planete 8: Mercur , Venus , Pământ , Marte , Jupiter , Saturn , Uranus şi Neptun Planete pitice 5 (UAI ): Ceres , Pluto , Haumea , Makemake şi Eris ; sute de candidaţi suplimentari[1] Nr. sateliţilor naturali cunoscuţi ≈ 420 (173 ai planetelor[2] , 8 ai planetelor pitice şi 240 de corpuri pitice[3] ) Nr. planetelor minore 624.731 (16 iulie 2013)[4]
Transcript
Sistemul solar
De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Sistemul solar
Planetele şi planetele pitice din sistemul solar. Dimensiunile sunt la scară. Distanţele de la Soare nu
sunt la scară.Caracteristici generale
Vârstă 4,568 Ga
LocalizareNorul Interstelar Local, Bula Locală, Braţul Orion, Calea Lactee
Masă 1,9919x1030 kg(1,0014 M☉)
Cea mai apropiată steaProxima Centauri (4,22 al), sistemul Alpha Centauri (4,37 al)
Cel mai apropiat sistem planetar Sistemul Alpha Centauri (4,37 al)Sistem
Semiaxa mare a celei mai îndepărtate planete
(Neptun)
4,503 miliarde de km(30,10 ua)
Stele 1: Soarele
Planete8: Mercur, Venus, Pământ, Marte, Jupiter, Saturn, Uranus şi Neptun
Planete pitice5 (UAI): Ceres, Pluto, Haumea, Makemake şi Eris; sute de candidaţi suplimentari[1]
Nr. sateliţilor naturali cunoscuţi≈ 420 (173 ai planetelor[2], 8 ai planetelor pitice şi 240 de corpuri pitice[3])
Nr. planetelor minore catalogate624.731 (16 iulie 2013)[4]625.782 (13 septembrie 2013)[2]
asteroizi şi obiecte similare 622.545, dintre care 369.956 fiind numerotaţi (13 septembrie 2013)[2]
comete 3.263, dintre care 364 fiind numerotate (15 aprilie 2014)[2]
Nr. sateliţilor sferici identificaţi 19Orbita în jurul centrului galactic
Înclinarea planului invariabil în raport cu 60,19°
planul galacticDistanţa de la centrul galaxiei (27 000 ± 1 000) al
Viteză orbitală 220 km/sPerioadă orbitală 225–250 Ma
Proprietăţile stelei (stelelor)Tip spectral G2V
Distanţa liniei de gheaţă ≈ 5 ua[5]Distanţa falezei Kuiper ≈ 50 ua
Distanţa şocului terminal ≈ 75 - 90 uaDistanţa heliopauzei ≈ 120 uaRaza sferei lui Hill ≈ 1–2 al
modifică Sistemul solar (scris şi Sistemul Solar[a]) este format din Soare împreună cu sistemul său planetar (care cuprinde opt planete împreună cu sateliţii lor naturali) şi alte obiecte non-stelare.[b]
Sistemul este situat într-unul dintre braţele exterioare ale galaxiei Calea Lactee (mai precis în Braţul Orion), galaxie care are cca. 200 de miliarde de stele.
El s-a format acum 4,6 miliarde de ani, ca urmare a colapsului gravitaţional al unui gigant nor molecular. Cel mai masiv obiect este steaua centrală - Soarele, al doilea obiect ca masă fiind planeta Jupiter. Cele patru planete interioare mici, Mercur, Venus, Pământul şi Marte, numite planete terestre / planete telurice, sunt compuse în principal din roci şi metal. Cele patru planete exterioare, numite giganţi gazoşi, sunt mult mai masive decât cele telurice. Cele mai mari două planete, Jupiter şi Saturn, sunt compuse în principal din hidrogen şi heliu; cele două planete mai îndepărtate, Uranus şi Neptun, sunt compuse în mare parte din substanţe cu o temperatură de topire relativ ridicată (comparativ cu hidrogenul şi heliu), numite gheţuri, cum ar fi apa, amoniacul şi metanul. Ele sunt denumite „giganţi de gheaţă” (termen distinct de cel de „gigant gazos”). Toate planetele au orbite aproape circulare dispuse într-un disc aproape plat numit plan ecliptic.
Sistemul solar prezintă câteva regiuni unde se află diferite obiecte mici.[b] Centura de asteroizi, situată între Marte şi Jupiter, este similară din punct de vedere al compoziţiei cu planetele terestre, deoarece o mare parte dintre obiecte sunt compuse din rocă şi metal. Dincolo de orbita lui Neptun se află centura Kuiper şi discul împrăştiat; multe dintre obiectele transneptuniene sunt în mare parte compuse din gheţuri. Printre aceste obiecte, de la câteva zeci până la mai mult de zece mii de obiecte pot fi suficient de mari pentru a fi fost rotunjite de propria gravitaţie.[10] Astfel de obiecte sunt denumite planete pitice. Planetele pitice identificate până în prezent includ asteroidul Ceres şi obiectele transneptuniene: Pluto, Eris, Haumea şi Makemake.[b] În plus, în aceste două regiuni se află diferite alte corpuri mici, cum ar fi comete, centauri şi materie interplanetară. Şase planete, cel puţin trei planete pitice şi multe alte corpuri mici au sateliţi naturali care se rotesc în jurul lor.[c] Fiecare planetă exterioară este înconjurată de inele planetare alcătuite din praf şi alte obiecte mici.
Vântul solar (un flux de plasmă de la Soare) creează în mediul interstelar o bulă cunoscută ca heliosferă, care se extinde până la marginea discului împrăştiat. La limita sa exterioară se află Norul lui Oort, care reprezintă doar un câmp de resturi rămase după crearea planetelor, fiind considerat a fi sursa pentru cometele cu perioadă lungă. El se întinde până la o distanţă aproximativ de o mie de ori mai mare decât heliosfera. Heliopauza este punctul în care presiunea vântului solar este egală cu presiunea opusă a vântului interstelar.
9.1 Centura Kuiper 9.2 Pluto şi Charon 9.3 Makemake şi Haumea 9.4 Discul împrăştiat
9.4.1 Eris 10 Regiuni mai îndepărtate
10.1 Heliopauză 10.2 Sedna 10.3 Norul lui Oort 10.4 Limite
11 Contextul galactic 11.1 Vecinătate
12 Sistemul Solar în imagini 13 Note 14 Referinţe 15 Bibliografie 16 Legături externe 17 Vezi şi
Descoperire şi explorare
Planetele sistemului solar reprezentate la scară: Jupiter şi Saturn (rândul de sus), Uranus şi Neptun (mijloc), Pământul şi Venus (jos mijloc), Marte şi Mercur jos
Timp de câteva mii de ani umanitatea, cu puţine excepţii, nu a recunoscut existenţa sistemului solar. Oamenii credeau că Pământul se află în centrul Universului şi este cu totul diferit de celelalte obiecte divine şi eterice care se mişcă pe cer. Deşi filozoful grec Aristarh din Samos a speculat despre reorganizarea heliocentrică a cosmosului,[11] Nicolaus Copernicus a fost primul astronom care a dezvoltat un sistem matematic heliocentric predictiv.[12] Succesorii săi din secolul al XVII-
lea (Galileo Galilei, Johannes Kepler şi Isaac Newton) au avut o înţelegere a fizicii care i-a condus la admiterea graduală a ideii că Pământul se roteşte de fapt în jurul Soarelui şi că celelalte planete sunt guvernate de aceleaşi legi ale fizicii care guvernează şi Pământul. În plus, inventarea telescopului a condus la descoperirea unor planete şi sateliţi noi. În timpurile mai recente, îmbunătăţiri ale telescoapelor şi folosirea navelor spaţiale fără echipaj au deschis drumul studierii fenomenelor geologice din sistemul solar (studiul munţilor şi craterelor de impact) şi a fenomenelor meteorologice sezoniere de pe unele planete (cum ar fi norii, furtunile de nisip şi calotele de gheaţă).
Structură şi compoziţie
Orbitele obiectelor din sistemul solar la scară progresivă (în sensul acelor de ceasornic, începând din stânga sus).
Reprezentare a sistemului solar în care se poate observa planul orbitei Pământului în jurul Soarelui în 3D. Mercur, Venus, Pământul şi Marte sunt arătate în ambele imagini; cea din dreapta reprezintă o revoluţie completă a planetei Jupiter, în timp ce Saturn şi Uranus efectuează mai puţin decât o revoluţie întreagă.
Componentul principal al sistemului solar este Soarele, o stea de tip G2
din secvenţa principală ce conţine 99,86% din masa cunoscută a sistemului şi îl domină din punct de vedere gravitaţional.[13] Cele mai mari patru corpuri ce orbitează în jurul Soarelui, giganţii gazoşi, constituie circa 99% din masa rămasă, Jupiter şi Saturn deţinând împreună mai mult de 90%.[d]
Majoritatea obiectelor mari care orbitează în jurul Soarelui se află în apropierea planului orbitei Pământului, cunoscut şi ca ecliptică. Orbitele planetelor sunt foarte apropiate de ecliptică în timp ce orbitele cometelor şi ale obiectelor din centura Kuiper au adesea unghiuri de intersecţie cu ecliptica destul de mari.[17] [18] Toate planetele şi majoritatea celorlalte obiecte orbitează în jurul Soarelui în aceeaşi direcţie în care se roteşte acesta (în sens invers acelor de ceasornic, privit de deasupra polului nordic solar).[19] Există excepţii, cum ar fi cometa Halley.
Structura generală a regiunilor cartografiate ale sistemului solar constă din: steaua centrală – Soarele, patru planete interioare relativ mici înconjurate de o centură de asteroizi din rocă şi, alţi patru giganţi de gaz – înconjuraţi la rândul lor de centura Kuiper şi alte obiecte îngheţate. Sistemul Solar interior include primele patru planete terestre şi centura de asteroizi. Sistemul solar exterior se află dincolo de centura de asteroizi, incluzând cei patru giganţi gazoşi (cunoscuţi şi ca planete joviene).[20] După descoperirea centurii Kuiper, zonele mărginaşe ale sistemului solar sunt considerate a fi o regiune distinctă, aflată dincolo de orbita planetei Neptun.[21]
Majoritatea planetelor din sistemul solar posedă un sistem secundar propriu, fiind orbitate de obiecte planetare denumite sateliţi naturali, sau luni (dintre care două sunt mai mari decât planeta Mercur) sau, în cazul giganţilor gazoşi, de către inele planetare (benzi subţiri de particule mici care gravitează în jurul planetei la unison). Majoritatea celor mai mari sateliţi naturali se află în rotaţie sincronă cu perioada lor de revoluţie, una dintre feţele lor fiind totdeauna îndreptată către planeta orbitată.
Legile lui Kepler cu privire la mişcarea planetară descriu orbitele obiectelor din jurul Soarelui. Urmând legile lui Kepler, fiecare dintre aceste obiecte se mişcă de-a lungul unei elipse, într-unul
dintre focarele acesteia aflându-se Soarele. Obiectele mai apropiate de Soare (cu o semiaxă majoră mai mică) se deplasează mai repede, fiind influenţate mai puternic de către gravitaţia Soarelui. Pe o orbită eliptică, distanţa unui corp faţă de Soare variază de-a lungul perioadei sale de revoluţie (denumită „an”). Cel mai apropiat punct faţă de Soare de pe orbita unui obiect este numit periheliu, în timp ce punctul cel mai îndepărtat se numeşte afeliu. Orbitele planetelor sunt aproape circulare, dar multe comete, asteroizi şi obiecte din cadrul centurii Kuiper au orbite foarte eliptice. Poziţiile corpurilor în sistemul solar pot fi prezise folosindu-se modele numerice.
Deşi Soarele domină sistemul prin masa sa, el măsoară doar 2% din momentul cinetic [22] , datorat rotaţiei diferenţiale din interiorul Soarelui gazos.[23] Planetele, dominate de Jupiter, măsoară cea mai mare parte din restul momentului cinetic datorat combinaţiei dintre masele, orbitele şi distanţele lor faţă de Soare, cometele având cel mai probabil şi ele o contribuţie semnificativă la total.[22]
Datorită distanţelor vaste implicate, multe reprezentări ale sistemului solar arată orbitele la aceeaşi depărtare. În realitate cu cât o planetă sau o centură este mai departe de Soare, cu atât distanţa dintre ea şi orbita precedentă este mai mare, existând totuşi şi unele excepţii. De exemplu, Venus se află la aproximativ 0,33 unităţi astronomice (UA)[e] mai departe de Soare decât Mercur, în timp ce Saturn se află la 4,3 UA depărtare de Jupiter, iar Neptun la 10,5 UA de Uranus. Au fost făcute încercări pentru a determina relaţia dintre aceste distanţe orbitale (de exemplu, legea Titius–Bode),[24] dar nu a fost acceptată nicio teorie de acest fel.
Soarele – ce cuprinde aproape toată materia din sistemul solar – este compus în proporţie de aproximativ 98% din hidrogen şi heliu.[25] Jupiter şi Saturn, care cuprind aproape întreaga materie rămasă, au în compoziţia atmosferei circa 98% din aceleaşi elemente.[26] [27] Există un gradient al compoziţiei în sistemul solar, determinat de căldura şi presiunea de radiaţie a luminii care provin de la Soare; obiectele care sunt mai aproapiate de Soare, sunt mult mai afectate de căldură şi presiunea luminii, fiind compuse din elemente cu temperaturi de topire ridicate. Obiectele care sunt mai depărtate de Soare sunt compuse în mare parte din materiale cu temperaturi de topire mai mici.[28] Graniţa din sistemul solar, dincolo de care aceste substanţe volatile se pot condensa este cunoscută sub numele de linia de îngheţ şi se află la aproximativ 5 UA de la Soare.[5]
Obiectele din sistemul solar interior sunt compuse în mare parte din roci,[29] materiale ce conţin compuşi cu puncte de topire ridicate cum sunt silicaţii, fierul sau nichelul, care au rămas în stare solidă în aproape toate condiţiile din nebuloasa protoplanetară.[30] Jupiter şi Saturn sunt compuşi în mare parte din gaze, materiale cu puncte de topire extrem de scăzute şi presiunea de vapori mare, cum ar fi hidrogenul molecular, heliul şi neonul, care s-au aflat întotdeauna în fază gazoasă în nebuloasa iniţială.[30] Gheţurile, ca apa îngheţată, metanul, amoniacul, hidrogenul sulfurat şi dioxidul de carbon,[29] au puncte de topire de până la câteva sute de grade kelvin, în timp ce stările lor depind de presiunea şi temperatura ambiante.[30] Ele pot fi găsite sub formă de gheaţă, lichide sau gaze, în diferite locuri din sistemul solar, în timp ce în nebuloasa iniţială ele erau fie în stare solidă, fie în stare gazoasă.[30] Substanţe îngheţate se găsesc în compoziţia majorităţii sateliţilor planetelor gigante, precum şi în cea a planetelor Uranus şi Neptun (aşa-numiţii giganţi de gheaţă) şi în numeroase obiecte mici care se află dincolo de orbita lui Neptun.[29] [31] Împreună, gazele şi gheţurile sunt cunoscute şi ca volatile.[32]
Un număr de modele ale sistemului solar de pe Pământ au încercat să redea la scară relativă obiectele sistemului solar, dar în mediul antropic. Unele astfel de modele sunt mecanice - cunoscute şi ca planetarii - în timp ce altele se pot extinde de-a lungul mai multor oraşe sau regiuni.[33] Cel mai mare model la scară, Sistemul Solar Suedez, foloseşte arena Ericsson Globe de 110 metri amplasată în Stockholm drept Soare şi, respectând scara, un Jupiter de 7,5 metri la Aeroportul Internaţional Arlanda, de la 40 km depărtare, în timp ce cel mai depărtat obiect, Sedna, este o sferă de 10 cm din Luleå, de la 912 km depărtare.[34] [35]
Distanţa corpurilor din sistemul solar faţă de Soare. Marginile din stânga şi din dreapta ale fiecărei bare corespund periheliului şi afeliului corpului respectiv. Barele lungi denotă excentricitatea orbitală mare.
Geneză şi evoluţieArticol principal: Geneza şi evoluţia sistemului solar.
Reprezentare artistică a sistemului solar la începuturi
Sistemul solar s-a format acum 4,568 miliarde de ani, în urma colapsului gravitaţional al unei regiuni din cadrul unui vast nor molecular.[36] Acest nor iniţial avea un diametru de mai mulţi ani-lumină şi a dat naştere, probabil, mai multor stele.[37] La fel ca şi majoritatea norilor moleculari, acesta era constituit, în principal, din hidrogen, mai puţin heliu şi cantităţi mici de elemente mai grele formate în generaţiile anterioare de stele. Când regiunea care avea să devină sistemul solar, denumită şi nebuloasă pre-solară,[38] a suferit un colaps, conservarea momentului cinetic a determinat-o să se rotească mai repede. Centrul, unde s-a concentrat cea mai mare parte a masei, a devenit din ce în ce mai fierbinte în raport cu discul din jur.[37] Nebuloasa în contracţie, rotindu-se tot mai repede, a început să se aplatizeze şi a luat forma unui disc protoplanetar cu un diametru de aproximativ 200 UA,[37] având o protostea fierbinte şi densă în centru.[39] [40] Protoplanetele formate în urma acreţiei din acest disc de praf şi gaz[41] interacţionau gravitaţional, formând - prin contopire - corpuri din ce în ce mai mari. Sute de protoplanete au putut exista în sistemul solar timpuriu, dar acestea fie au fuzionat, fie au fost distruse, formând planete şi planete pitice, iar resturile devenind obiecte minore.
Din cauza punctului lor de fierbere foarte mare, numai metalele şi silicaţii au putut rezista în sistemul solar interior fierbinte, aproape de Soare, iar acestea au format planetele de rocă Mercur, Venus, Terra şi Marte. Deoarece elementele metalice constituiau doar o fracţiune foarte mică din nebuloasa solară, planetele terestre nu au putut deveni foarte mari. Giganţii gazoşi (Jupiter, Saturn, Uranus şi Neptun) s-au format mai departe de Soare, dincolo de linia de îngheţ: punctul dintre orbita lui Marte şi a lui Jupiter începând de la care materia este suficient de rece pentru a permite compuşilor volatili să rămână solizi. Gheţurile care formau aceste planete au fost mai numeroase decât metalele şi silicaţii, care formau planetele terestre interioare, permiţându-le să devină destul de masive pentru a capta atmosfere mari de hidrogen şi heliu, elementele cele mai uşoare şi mai abundente. Resturile care nu au devenit planete s-au concentrat în regiuni ca centura de asteroizi, centura Kuiper şi norul lui Oort. Modelul de la Nisa este o explicaţie a creării acestor regiuni, precum şi a modului în care planetele exterioare s-au putut forma în poziţii diferite şi au migrat, ajungând să aibă orbitele lor actuale prin diverse interacţiuni gravitaţionale.
După 50 de milioane de ani, presiunea şi densitatea hidrogenului din centrul protostelei au devenit suficient de mari pentru ca să înceapă fuziunea termonucleară.[42] Temperatura, viteza de reacţie, presiunea, precum şi densitatea au crescut până când a fost atins echilibrul hidrostatic: presiunea termică a egalat forţa gravitaţională. În acel moment, Soarele a devenit o stea din secvenţa principală de stele.[43] Vântul solar a creat heliosfera şi a măturat gazul şi praful rămase din discul protoplanetar în spaţiul interstelar, punând capăt procesului de formare a planetelor.
Sistemul solar va rămâne aproximativ aşa cum îl ştim astăzi până când hidrogenul din nucleul Soarelui va fi complet transformat în heliu, eveniment ce va avea loc peste 5,4 miliarde de ani. Acest lucru va pune sfârşit perioadei principale de viaţă a Soarelui. În acel moment, nucleul Soarelui va suferi un colaps, iar energia produsă va fi mult mai mare decât în prezent. Straturile exterioare ale Soarelui se vor extinde, diametrul ajungând de circa 260 de ori mai mare decât în momentul actual şi Soarele va deveni o gigantă roşie. Din cauza faptului că suprafaţa sa va creşte foarte mult, ea va fi considerabil mai rece decât va fi fost în perioada principală a vieţii lui (cu maximum 2600 K).[44] În urma măririi Soarelui, Mercur şi Venus se vor vaporiza iar planeta
Pământ va deveni nelocuibilă, zona locuibilă mutându-se la orbita lui Marte. În cele din urmă, nucleul nu va mai fi suficient de fierbinte pentru fuziunea heliului; Soarele va arde heliul pentru o fracţiune a timpului în care a ars hidrogenul din nucleu. Soarele nu este destul de masiv pentru a începe fuziunea elementelor mai grele, şi reacţiile nucleare din nucleu vor scădea. Straturile sale exterioare vor fi ejectate în spaţiu, lăsând în urmă o pitică albă, un obiect extraordinar de dens, având jumătate din masa iniţială a Soarelui (de mărimea Pământului).[45] Straturile exterioare ejectate vor forma ceea ce este cunoscut sub numele de nebuloasă planetară, împrăştiind în mediul interstelar unele din materialele din care s-a format Soarele, dar şi elemente mai grele, cum ar fi carbonul, create în Soare.
SoareleArticol principal: Soare.
Tranzit al planetei Venus prin faţa discului solar
Soarele este steaua sistemului solar şi de departe cel mai important component al acestuia. Masa sa mare (egală cu 332.900 de mase terestre)[46] produce în nucleul său temperaturi şi densităţi suficient de ridicate ca să susţină fuziunea nucleară,[47] care eliberează o cantitate enormă de energie, din care cea mai mare parte radiază în restul sistemului sub formă de radiaţii electromagnetice, cu vârful situat în spectrul de 400-700 nm al luminii vizibile.[48]
Soarele este clasificat ca fiind o pitică galbenă de tipul G2, dar acest nume poate induce în eroare, din moment ce comparativ cu majoritatea stelelor din galaxia noastră, Soarele este mai mare şi mai luminos.[49] Stelele sunt clasificate cu ajutorul diagramei Hertzsprung–Russell, o diagramă care reprezintă grafic luminozitatea stelelor împreună cu temperatura de la suprafaţa lor. În general, stelele mai fierbinţi sunt mai luminoase. Stelele care satisfac această relaţie sunt denumite stele din secvenţa principală, iar Soarele se află chiar în mijlocul acestei secvenţe. Totuşi, stelele mai luminoase şi mai fierbinţi decât Soarele sunt rare, în timp ce stelele cu mult mai fade şi mai reci, cunoscute şi ca pitice roşii, sunt comune, reprezentând 85% din totalul stelelor din galaxie.[49] [50]
Unele dovezi sugerează că poziţia Soarelui în secvenţa principală poate înseamna că acesta se află la mijlocul ciclului de viaţă al unei stele, pentru că nu şi-a consumat încă rezerva de hidrogen folosit pentru fuziunea nucleară. Soarele devine tot mai luminos; mai devreme în evoluţia sa, luminozitatea era doar 70% din cea actuală.[51]
Soarele face parte din populaţia I de stele; a luat naştere în faza târzie a evoluţiei universului şi astfel conţine mai multe elemente mai grele decât hidrogenul şi heliul (numite „metale”, în context astronomic) decât stelele mai vechi ce fac parte din populaţia a II-a.[52] Elementele chimice mai grele decât hidrogenul şi heliul s-au format în nucleele stelelor vechi care au explodat, aşadar prima generaţie de stele a trebuit să dispară pentru ca universul să se poată îmbogăţi cu aceste elemente. Stelele mai vechi conţin mai puţine metale, în timp ce stelele născute mai târziu conţin mai multe. Se crede că acest conţinut mai bogat în metale a fost crucial pentru ca Soarele să dezvolte un sistem planetar, deoarece planetele se formează prin acreţia „metalelor”.[53]
Spirala lui Parker
Mediul interplanetarArticole principale: Mediul interplanetar şi Heliosferă.
Împreună cu lumina, Soarele radiază un flux continuu de particule încărcate (plasmă) cunoscute ca vânt solar. Acest flux de particule se răspândeşte spre exterior, cu o viteză de aproximativ 1,5 milioane de kilometri pe oră,[54] creând o atmosferă fragilă (heliosfera) care pătrunde în sistemul
solar până la cel puţin 100 UA (vezi heliopauză).[55] Această materie extrem de rarefiată este cunoscută sub numele de mediu interplanetar. Activitatea de pe suprafaţa Soarelui, cum ar fi erupţiile solare şi ejecţia masei coronale, perturbă heliosfera, generând vremea cosmică şi cauzând furtuni geomagnetice.[56] Cea mai mare structură din cadrul heliosferei este stratul de curent heliosferic, în formă de spirală, creat de acţiunea câmpului magnetic rotativ al Soarelui asupra mediului interplanetar.[57] [58]
Câmpul magnetic al Pământului împiedică atmosfera sa de a fi deposedată de vântul solar. Venus şi Marte nu au câmp magnetic şi ca rezultat, vântul solar face ca atmosferele lor să se împrăştie treptat în spaţiu.[59] Ejecţiile masei coronale şi alte fenomene similare aruncă în spaţiu un câmp magnetic şi cantităţi imense de materie de pe suprafaţa Soarelui. Interacţiunea acestui câmp magnetic şi a materialelor cu câmpul magnetic al Pământului provoacă apariţia de particule încărcate în atmosfera superioară a Pământului, unde interacţiunea lor creează aurorele observabile în apropierea polilor magnetici.
Radiaţiile cosmice provin din afara sistemului solar. Heliosfera şi câmpurile magnetice planetare (pentru planetele care le au) apără parţial sistemul solar de particulele interstelare cu înaltă energie care formează razele cosmice. Densitatea razelor cosmice în mediul interstelar şi puterea câmpului magnetic al Soarelui se schimbă în perioade lungi de timp, astfel încât nivelul de penetrare a radiaţiilor cosmice în sistemul solar variază, deşi este necunoscut cât de mult.[60]
Mediul interplanetar conţine cel puţin două regiuni în formă de disc alcătuite din praf cosmic. Prima, norul de praf zodiacal, se află în sistemul solar interior şi cauzează lumina zodiacală. Probabil ea s-a format în urma coliziunilor din centura de asteroizi provocate de interacţiunea cu planetele.[61] Cea de-a doua se întinde de la aproximativ 10 UA până la aproximativ 40 UA şi a fost creată, probabil, de coliziuni similare din cadrul centurii Kuiper.[62] [63]
Sistemul solar interiorSistemul solar interior este numele tradiţional pentru regiunea care cuprinde planetele terestre şi asteroizii.[64] Obiectele din această regiune sunt compuse în mare parte din silicaţi şi metale, fiind relativ aproape de Soare; raza întregii regiuni este mai mică decât distanţa dintre orbitele lui Jupiter şi Saturn.
Planete interioare
Articol principal: Planetă telurică.
Planetele interioare. De la stânga la dreapta: Mercur, Venus, Pământ şi Marte în culorile originale, cu dimensiuni la scară (excepţie fac distanţele dintre planete).
Cele patru planete interioare sau telurice / terestre au o compoziţie densă, de roci, cu puţini sau chiar fără sateliţi şi fără sisteme de inele. Ele sunt compuse în mare parte din minerale refractare, cum ar fi silicaţii, care formează scoarţele şi mantalele planetelor, şi metale ca fierul şi nichelul, care formează nucleele planetare. Trei din cele patru planete interioare (Venus, Terra şi Marte) au o atmosferă destul de densă pentru a genera vremea; toate au cratere de impact şi caracteristici tectonice de suprafaţă, cum ar fi rifturi şi vulcani. Termenul de „planetă interioară” nu trebuie confundat cu termenul de „planetă inferioară”, care desemnează planetele mai apropiate de Soare decât Pământul (adică Mercur şi Venus).
Mercur
Mercur (0,4 UA de la Soare) este cea mai apropiată planetă de Soare şi cea mai mică planetă din sistemul solar (0,055 mase terestre). Mercur nu are niciun satelit natural, iar singurele caracteristici geologice cunoscute, în afara craterelor de impact, sunt crestăturile din scoarţă,
care cel mai probabil se datorează unei perioade timpurii de contracţie din trecutul său.[65] Atmosfera planetei Mercur este aproape neobservabilă şi este formată din atomi desprinşi de pe suprafaţa sa de către vântul solar.[66] Apariţia nucleului său de fier relativ mare şi mantaua subţire nu au fost încă suficient explicate. Ipotezele includ faptul că straturile exterioare au fost dezagregate în urma impactului cu un obiect gigantic şi că acreţia completă a fost împiedicată de energia Soarelui tânăr.[67] [68]
Venus
Planeta Venus (0,7 UA de la Soare) este asemănătoare ca mărime cu Pământul (0,815 mase terestre) şi, la fel ca şi Terra, are o manta subţire de silicat deasupra unui nucleu de fier, o atmosferă substanţială şi indicii ale unei activităţi geologice interne. Totuşi, planeta este mult mai uscată decât Pământul iar atmosfera sa este de nouăzeci de ori mai densă. Venus nu are niciun satelit natural. Este cea mai fierbinte planetă, temperaturile de la suprafaţă depăşind 400 °C, cel mai probabil din cauza cantităţii de gaze cu efect de seră din atmosferă.[69] Nu a fost detectată nici o dovadă definitivă a unei activităţi geologice la momentul actual pe Venus, dar planeta nu are un câmp magnetic care să prevină epuizarea atmosferei sale substanţiale, ceea ce sugerează că aceasta este încontinuu alimentată de către erupţiile vulcanice.[70]
Pământ
Pământul (de asemena şi Terra; 1 UA de la Soare) este cea mai mare şi cea mai densă planetă interioară, singura despre care se cunoaşte la momentul actual că este geologic activă şi singurul loc din sistemul solar unde se cunoaşte că există viaţă.[71] Hidrosfera sa lichidă este unică printre planetele terestre, iar Terra este singura planetă unde au fost observate plăci tectonice. Atmosfera Pământului diferă radical faţă de cea a altor planete, fiind shimbată de prezenţa vieţii şi conţinând aproximativ 21% de oxigen liber.[72] Planeta Pământ are doar un satelit natural, Luna, care este singurul satelit mare al unei planete terestre din sistemul solar.
Marte
Marte (1,5 UA de la Soare) este mai mic decât Terra şi Venus (are 0,107 mase terestre). Planeta posedă o atmosferă formată în mare parte din dioxid de carbon, cu o presiune la suprafaţă de 6,1 milibari (aproximativ 0,6% din presiunea atmosferică de la suprafaţa Pământului).[73] Suprafaţa sa, brăzdată de vulcani vaşti ca Olympus Mons şi rifturi cum ar fi Valles Marineris, reprezintă o dovadă a activităţilor geologice care au persistat până relativ recent, cu două milioane de ani în urmă.[74] Culoarea sa roşiatică provine de la oxizii de fier (rugină) din sol.[75] Marte are doi sateliţi naturali foarte mici (Deimos şi Phobos) despre care se crede că au fost asteroizi capturaţi de gravitaţia planetei.[76]
Imagine ce reprezintă centura de asteroizi (cu alb), troienii lui Jupiter (cu verde), familia Hilda (cu portocaliu) şi asteroizii din apropierea Pământului.
Asteroizii sunt obiecte mici din sistemul solar [b] , compuse în mare parte din roci refractare şi minerale metalice, la care se mai adăugă gheaţa.[77]
Centura de asteroizi se află între planetele Marte şi Jupiter, la o distanţă cuprinsă între 2,3 şi 3,3 UA de la Soare. Se crede ea e alcătuită din resturile rămase în urma formării sistemului solar, care nu au reuşit să se unească din cauza interferenţei gravitaţionale a lui Jupiter.[78]
Mărimea asteroizilor variază de la câteva sute de kilometri până la mărimi microscopice. Toţi asteroizii, cu excepţia celui mai mare, Ceres, sunt clasificaţi ca obiecte mici ale sistemului solar.[79]
Centura de asteroizi conţine zeci de mii, posibil milioane, de obiecte ce au un diametru mai mare de un kilometru.[80] Cu toate acestea, masa totală a centurii de asteroizi măsoară în jur de o miime din masa terestră.[16] În centura de asteroizi, obiectele sunt foarte rarefiate; navele spaţiale au trecut cu uşurinţă prin aceasta fără niciun incident. Asteroizii cu diametre între 10 şi 10−4 metri sunt denumiţi meteoroizi.[81]
Ceres
Ceres (2,77 UA de la Soare) este cel mai mare asteroid, o protoplanetă şi o planetă pitică.[b] Are un diametru puţin mai mic de 1000 km şi o masă destul de mare pentru ca propria gravitaţie să-i confere o formă sferică. Când a fost descoperită în secolul al XIX-lea, Ceres a fost considerată o planetă, dar a fost reclasificată ca asteroid în anii 1850, când observaţiile mai ample au dezvăluit existenţa altor asteroizi asemănători.[82] În anul 2006 a fost clasificată ca planetă pitică.
Grupuri de asteroizi
Asteroizii din centura de asteroizi sunt divizaţi în grupuri de asteroizi şi familii de asteroizi, în funcţie de caracteristicile orbitale pe care le au. Sateliţii asteroidali sunt asteroizii care orbitează în jurul unor asteroizi mai mari. Ei nu sunt distinşi atât de clar ca şi sateliţii planetari, câteodată fiind la fel de mari ca şi asteroidul în jurul căruia gravitează. Centura de asteroizi conţine de asemenea şi comete de centură principală, care se poate să fi fost sursa de apă a Pământului.[83]
Troienii lui Jupiter sunt localizaţi în punctele Lagrange L4 sau L5 ale lui Jupiter (regiuni stabile din
punct de vedere gravitaţional care precedă sau urmează planeta pe orbita sa); termenul de troian este folosit de asemenea pentru a desemna corpuri mici din orice punct Lagrange al unei planete sau unui satelit. Asteroizii din familia Hilda sunt într-o rezonanţă de 2:3 cu planeta Jupiter; aceasta
înseamnă că ei orbitează în jurul Soarelui de trei ori la fiecare două orbitări ale lui Jupiter.[84]
În sistemul solar interior există de asemenea asteroizi hoinari, mulţi dintre ei traversând orbitele planetelor interioare.[85]
Sistemul solar exteriorRegiunea exterioară a sistemului solar este locul unde se află giganţii gazoşi şi sateliţii lor. Multe comete cu perioadă scurtă, inclusiv centaurii, orbitează de asemenea în această regiune. Din cauza distanţei foarte mari de la Soare, obiectele solide din sistemul solar exterior conţin o proporţie mai mare de substanţe volatile cum ar fi apa, amoniacul şi metanul, decât planetele de roci din sistemul solar interior, deoarece temperaturile mai reci permit menţinerea acestor compuşi în stare solidă.
Planetele exterioare
Articol principal: Gigant gazos.
De sus în jos: Neptun, Uranus, Saturn şi Jupiter (Montaj cu culorile şi dimensiunile aproximative)
Cele patru planete exterioare sau giganţii gazoşi (uneori numite planete joviene), deţin împreună 99% din masa care orbitează în jurul Soarelui.[d] Jupiter şi Saturn au, fiecare, o masă de zeci de ori mai mare decât cea a Pământului şi sunt formate preponderent din hidrogen şi heliu; Uranus şi Neptun sunt mai puţin masive (având sub 20 de mase terestre) şi sunt compuşi mai mult din gheţuri. Din această cauză, mulţi astronomi cred că ei fac parte dintr-o categorie aparte, „giganţii de gheaţă”.[86] Toţi cei patru giganţi gazoşi au inele, deşi doar sistemul de inele al lui Saturn este uşor de observat de pe Pământ. Termenul de planetă exterioară nu trebuie confundat cu cel de planetă superioară, care desemnează planete din afara orbitei Pământului şi include, astfel, atât planetele exterioare cât şi pe Marte.
Jupiter
Jupiter (5,2 UA), cu o masă de 318 ori mai mare ca cea a Pământului, este de 2,5 mai masiv decât toate celelalte planete din sistemul solar laolaltă. El este compus în mare parte din hidrogen şi heliu. Căldura sa internă destul de mare creează un număr de caracteristici semi-permanente ale atmosferei sale, cum ar fi benzile de nori şi Marea Pată Roşie. Jupiter are 67 de sateliţi cunoscuţi. Cei mai mari patru sateliţi, Ganymede, Callisto, Io şi Europa prezintă similarităţi cu planetele terestre, cum ar fi vulcanismul şi încălzirea internă.[87] Ganymede, cel mai mare satelit din sistemul solar, este mai mare decât planeta Mercur.
Saturn (9,5 UA), care se distinge prin sistemul său de inele uşor de observat de pe Pământ, este asemănător cu Jupiter din punctul de vedere al compoziţiei atmosferice şi al magnetosferei. Deşi Saturn are 60% din volumul lui Jupiter, el are mai puţin de o treime din masa acestuia (95 de mase terestre), fiind cea mai puţin densă planetă din sistemul solar. Inelele lui Saturn sunt alcătuite din particule mici de rocă şi gheaţă. Saturn are 62 de sateliţi confirmaţi; doi dintre ei, Titan şi Enceladus, poartă semne de activitate geologică, deşi aceştia sunt în mare parte alcătuiţi din gheaţă (criovulcani).[88] Titan, al doilea satelit ca mărime din sistemul solar, este mai mare decât Mercur şi singurul satelit din sistemul solar care posedă o atmosferă substanţială.
Uranus
Uranus (19,6 UA), de 14 ori mai masiv ca Pământul, are masa cea mai mică dintre toate planetele exterioare. Este singura planetă care orbitează în jurul Soarelui înclinată „pe o parte”; înclinaţia axei de rotaţie este de peste nouăzeci de grade faţă de normala la ecliptică. Planeta are un nucleu mult mai rece decât ceilalţi giganţi gazoşi şi cantitatea de căldură radiată în spaţiu este foarte mică.[89] Uranus are 27 de sateliţi cunoscuţi, cei mai mari fiind Titania, Oberon, Umbriel, Ariel şi Miranda.
Neptun
Neptun (30 UA), deşi este puţin mai mic decât Uranus, este mult mai masiv (aproximativ 17 mase terestre) şi prin urmare, mult mai dens. El radiază mai multă căldură internă, dar nu la fel de multă ca Jupiter sau Saturn.[90] Neptun are 13 sateliţi cunoscuţi. Cel mai mare, Triton, este geologic activ, având probabil gheizere de azot lichid.[91] Triton este singurul satelit mare cu o orbită retrogradă. Neptun este însoţit pe orbita sa de o mulţime de planete minore, numite troienii lui Neptun, care au o rezonanţă orbitală de 1:1 cu el.
Centauri
Articol principal: Centaur (planetă minoră).
Centaurii sunt obiecte de gheaţă asemănătoare cometelor, cu o semiaxă mare mai mare decât cea al lui Jupiter (5,5 UA) şi mai mică decât cea a lui Neptun (30 UA). Cel mai mare centaur cunoscut, 10199 Chariklo, are un diametru de aproximativ 250 km.[92] Primul centaur descoperit, 2060 Chiron, a fost, de asemenea, clasificat drept cometă (95P) deoarece acesta dezvoltă o coadă ca şi cometele, atunci când se apropie de Soare.[93]
Cometele sunt obiecte mici din sistemul solar,[b] de obicei cu dimensiuni de doar câţiva kilometri, compuse în mare parte din gheaţă volatilă. Au orbite puternic excentrice şi în general periheliul lor se află între orbitele planetelor interioare iar afeliul, la mare distanţă dincolo de planeta pitică Pluto. Când o cometă intră în sistemul solar interior, apropierea sa de Soare cauzează sublimarea şi ionizarea suprafeţei sale îngheţate, creându-se astfel o coamă, urmată de o coadă lungă de gaz şi praf care este adesea vizibilă cu ochiul liber.
Cometele de perioadă scurtă au perioada orbitală mai scurtă de două sute de ani, iar cele de perioadă lungă au perioade orbitale de ordinul miilor de ani. Se crede că cometele de perioadă scurtă îşi au originea în centura Kuiper, în timp ce cele de perioadă lungă (cum ar fi Hale–Bopp), în norul lui Oort. Multe grupuri de comete, ca Kreutz Sungrazers, s-au format prin fragmentarea unei comete-părinte.[94] Unele comete cu orbite hiperbolice pot să provină din afara sistemului solar, dar determinarea precisă a orbitelor lor este dificilă.[95] Cometele bătrâne, care şi-au consumat mare parte a materialului volatil datorită încălzirii solare, sunt categorizate de obicei ca asteroizi.[96]
Regiunea transneptunianăZona de dincolo de Neptun sau „regiunea transneptuniană” este în mare parte neexplorată. Ea conţine o mulţime de lumi mici (cea mai mare având un diametru de doar o cincime din cel al Pământului şi o masă mult mai mică decât cea a Lunii), compuse în principal din roci şi gheaţă. Această regiune este uneori cunoscută sub numele de „sistemul solar exterior”, deşi alţii folosesc acest termen pentru a desemna regiunea de dincolo de centura de asteroizi. În literatura astronomică internaţională, corpurile cereşti situate în regiunea transneptuniană sunt abreviate, de obicei, ca TNO (Trans-Neptunian Object).[97]
Reprezentarea grafică a tuturor obiectelor din Centura Kuiper cunoscute în anul 2007
Centura Kuiper este un inel mare, plin cu resturi, similar cu centura de asteroizi, în el fiind în principal obiecte care sunt compuse în primul rând din gheaţă.[98] Aceasta se întinde între 30 şi 50 UA de la Soare. Deşi se consideră că conţine zeci de planete pitice, ea este compusă în principal din corpuri mici ale sistemului solar. Multe dintre obiectele mai mari din centura Kuiper, ca Quaoar, Varuna şi Orcus, pot fi recunoscute ca planete pitice dacă vor fi date suplimentare despre ele. Se estimează că acolo sunt peste 100.000 de obiecte cu un diametru mai mare de 50 km, dar masa totală a centurii Kuiper se consideră a fi doar o zecime sau chiar o sutime din masa Pământului.[15] Multe obiecte din centura Kuiper au mai mulţi sateliţi,[99] iar cele mai multe au orbite care le duc în afara planului ecliptic.[100]
Centura Kuiper poate fi împărţită în centura clasică şi rezonantă.[98] Obiectele rezonante au o orbită legată de cea a lui Neptun (de exemplu, orbitează în jurul Soarelui de două ori pentru fiecare trei orbitări ale lui Neptun, sau o dată la fiecare două). Prima rezonanţă are loc în orbita lui Neptun. Centura clasică constă în obiecte care nu au rezonanţă cu Neptun, şi se întinde de la aproximativ 39,4 UA până la 47,7 UA.[101] Obiectele din centura clasică Kuiper se clasifică ca cubewano, după ce a fost descoperit primul obiect de acest fel, (15760) 1992 QB1, şi până acum au o orbită
asemănătoare cu orbita lor iniţială care avea o excentricitate mică.[102]
Pluto şi Charon
Perioada orbitală a lui Pluto este de 248 de ani; orbita lui Pluto are o formă unică printre celelalte planete ale sistemului solar.
Planeta pitică Pluto (distanţa medie de la Soare: aprox. 39 UA) este cel mai mare obiect cunoscut din centura Kuiper. Când a fost descoperit în 1930, era considerat a noua planetă; această clasificare s-a schimbat în 2006, când s-a adoptat o definţie formală mai riguroasă a unei planete. Pluto are o orbită relativ excentrică, înclinată la 17 grade faţă de planul eclipticei, iar distanţa sa faţă de Soare variază între 29,7 UA la periheliu (situat în interiorul orbitei lui Neptun) şi 49,5 UA la afeliu.
Charon, cel mai mare satelit al lui Pluto, este câteodată descris ca alcătuind un sistem binar cu Pluto, deoarece cele două corpuri orbitează în jurul unui baricentru gravitaţional comun situat
deasupra suprafeţelor lor (aceasta înseamnă că ele par a se „orbita reciproc”). În afară de Charon, sunt cunoscuţi alţi patru sateliţi mai mici care orbitează în jurul planetei Pluto, şi anume: P5, Nix, P4, şi Hydra.
Comparaţie artistică între Eris, Pluto, Makemake, Haumea, Sedna, 2007 OR10, Quaoar, Orcus şi
planeta Pământ.
Pluto are un raport de rezonanţă orbitală de 3:2 cu Neptun, aceasta însemnând că Pluto efectuează două revoluţii complete în jurul Soarelui la fiecare trei revoluţii complete ale lui Neptun. Obiectele din centura Kuiper care posedă aceeaşi rezonanţă orbitală sunt cunoscute ca obiecte obiecte plutino.[103]
Makemake şi Haumea
Planeta pitică Makemake (distanţa medie de la Soare: 45,79 UA), deşi este mai mică decât Pluto, este cel mai mare obiect cunoscut din centura Kuiper clasică (adică el nu prezintă un raport confirmat de rezonanţă orbitală cu Neptun). Makemake este cel mai luminos obiect din centura Kuiper după Pluto. A fost denumită şi desemnată ca planetă pitică în 2008.[7] Orbita sa este mult mai înclinată decât cea a lui Pluto, la 29°.[104]
Haumea (distanţa medie de la Soare: 43,13 UA) are o orbită similară cu cea a lui Makemake, cu excepţia faptului că prezintă o rezonanţă orbitală de 7:12 cu Neptun.[105] Este de aproape aceeaşi mărime ca şi Makemake şi are doi sateliţi naturali. O rotaţie rapidă, cu o perioadă de 3,9 ore, îi conferă o formă alungită şi aplatizată. A fost denumită şi desemnată ca planetă pitică în 2008.[106]
Discul împrăştiat
Articol principal: Discul împrăştiat.
Discul împrăştiat, ce se suprapune peste centura lui Kuiper dar se extinde mult în afara acesteia, este posibila sursă a cometelor de perioadă scurtă. Se crede că obiectele din discul împrăştiat au fost transformate în obiecte neregulate datorită influenţei gravitaţionale a migraţiei timpurii a lui Neptun. Multe astfel de obiecte au periheliul undeva în centura Kuiper dar afeliul mult în afara sa (unele obiecte au afeliul şi la 150 UA depărtare de Soare). Orbitele obiectelor din discul împrăştiat sunt de asemenea foarte înclinate faţă de planul eclipticei, şi adesea sunt chiar perpendiculare pe acesta. Unii astronomi consideră discul împrăştiat a fi pur şi simplu o altă regiune a centurii Kuiper, iar obiectele discului împrăştiat sunt considerate „obiecte împrăştiate din centura Kuiper”.[107] Unii astronomi de asemenea clasifică centaurii ca obiecte împrăştiate de interior ale centurii Kuiper împreună cu obiectele împrăştiate din discul împrăştiat.[108]
Eris
Eris (68 UA distanţă medie faţă de Soare) este cel mai mare obiect cunoscut din discul împrăştiat şi a provocat incertitudini în ceea ce priveşte definirea unei planete, deoarece este cu 25% mai masiv decât Pluto[109] şi are aproximativ acelaşi diametru. Este cea mai masivă dintre planetele pitice cunoscute. Are un singur satelit, Dysnomia. Ca şi în cazul lui Pluto, orbita sa este foarte excentrică, cu periheliul situat la 38,2 UA (aproximativ distanţa de la Pluto la Soare) şi afeliul la 97,6 UA, fiind de asemenea puternic înclinată faţă de planul eclipticei.
Regiuni mai îndepărtatePunctul în care se încheie sistemul solar şi începe spaţiul interstelar nu este definit cu precizie, deoarece graniţele sale exterioare sunt modelate de două forţe distincte: vântul solar şi gravitaţia Soarelui. Limita exterioară a influenţei vântului solar este de aproximativ de patru ori distanţa de la
Pluto la Soare; această heliopauză este considerată începutul mediului interstelar.[55] Cu toate acestea, sfera lui Hill a Soarelui, raza efectivă de dominaţie gravitaţională a sa, se crede că se extinde până la o mie de ori mai departe.[110]
Heliopauză
Harta atomilor energetic neutri a helioînvelişului şi heliopauzei de IBEX. Acreditare: NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio.
Imaginea NASA a helioînvelişului şi heliopauzei.
Heliosfera este împărţită în două regiuni distincte. Vântul solar călătoreşte cu o viteză de până la aproximativ 400 km/s până când se ciocneşte cu vântul interstelar; un flux de plasmă în mediul interstelar. Coliziunea are loc la încetarea şocului, care este aproximativ de 80-100 UA de la Soare din direcţia opusă vântului mediului interstelar şi aproximativ 200 UA de la Soare din direcţia vântului.[111] Aici vântul încetineşte dramatic, se condensează şi devine mai turbulent,[111] formând o structură ovală mare cunoscută sub numele de helioînveliş. Această structură se crede că arată şi se comportă foarte mult ca coada unei comete şi se extinde în exterior până la 40 UA în partea direcţiei opuse vântului, dar coada este de mai multe ori că distanţa decât distanţa direcţiei vântului; dar probele de pe Cassini şi nava spaţială Interstellar Boundary Explorer sugerează că aceasta este, de fapt, forţată într-o formă de bule sub acţiunea de constrângere a câmpului magnetic interstelar.[112] Voyager 1 şi Voyager 2 au raportat că au trecut încetarea şocului şi au intrat în helioînveliş, la 94 UA şi respectiv 84 UA de la Soare.[113] [114] Limita exterioară a heliosferei, heliopauza, este punctul în care vântul solar în cele din urmă se termină şi se începe spaţiului interstelar.[55]
Forma şi marginea exterioară a heliosferei sunt probabil afectate de dinamica fluidelor a interacţiunilor cu mediul interstelar[111] precum şi de câmpuri magnetice solare existente la sud, de exemplu este direct modelat de emisfera nordică care se extinde cu 9 UA mai departe decât emisfera sudică. Dincolo de heliopauza, în jurul valorii de 230 UA, se află arcul de şoc, o „urmă” de plasmă lăsată de Soare când acesta călătoreşte prin Calea Lactee.[115]
Nici o navă spaţială încă nu a depăşit heliopauza, aşa că este imposibil să cunoaşte condiţiile din spaţiul interstelar local. Se aşteaptă ca nava spaţială Voyager NASA va trece în următorul deceniu heliopauza şi va transmite date valoroase privind nivelurile de radiaţii şi vântul solar ce se întoarce spre Pământ.[116] Cât de bine Heliosfera apără sistemul solar de razele cosmice este încă rău cunoscut. O echipă finanţată de NASA a dezvoltat un concept de „Misiune Viziune”, care are scopul de a trimite o sondă spre heliosferă.[117] [118]
Sedna
90377 Sedna (525,86 UA mediu) eu un obiect mare, roşiatic, cu o orbită eliptică care este de aproximativ 76 UA la periheliu şi 928 UA la afeliu şi care durează 12.050 de ani. Mike Brown, omul care a descoperit acest obiect în 2003, afirmă că aceast obiect nu poate face parte din discul împrăştiat sau centura Kuiper astfel cum periheliu este prea îndepărtat ca să poată fi afectat de migraţiea lui Neptun. El şi alţi astronomi consideră că acest obiect este de un tip cu totul nou, în care mai poate fi inclus obiectul 2000 CR105, care are un periheliu de 45 UA şi un afeliu de 415
UA, şi o perioadă orbitală de 3.420 de ani.[119] Brown denumeşte această populaţie ca „norul lui Oort interior”, aşa cum este posibil să se fi format printr-un proces similar, deşi este mult mai aproape de Soare.[120] Sedna este foarte asemănătoare cu o planetă pitică, deşi forma sa încă nu este determinată.
O redare artistică a norului lui Oort, norului lui Hill şi centurii Kuiper
Norul lui Oort este un nor ipotetic de formă sferică cu până la un trilion de obiecte de gheaţă, care este considerat a fi sursa pentru toate comete de lungă durată şi înconjoară sistemul solar la o distastanţă de aproximativ 50.000 UA (în jur de 1 an-lumină (al)), şi posibil până la 100.000 UA (1,87 al). Acesta este considerat a fi compus din comete care au fost aruncate din sistemul solar interior de interacţiunile gravitaţionale cu planetele exterioare. Obiectele din norul lui Oort se mişcă foarte încet, şi pot fi perturbate de evenimente rare, cum ar fi coliziunile, efectele gravitaţionale ale unei stele în trecere sau mareea galactică, o forţă mareică exercitată de către Calea Lactee.[121][122]
Limite
Vezi şi: Vulcanoid (asteroid), Planeta X, Nemesis (stea ipotetică) şi Tyche (planetă ipotetică)
O mare parte din sistemul solar este încă necunoscut. Câmpul gravitaţional al Soarelui este estimat să domine forţele gravitaţionale ale stelelor din apropierea de 2 ani-lumină (125.000 UA). Estimările mai mici pentru raza norului lui Oort, ca contrast, nu-l pun mai departe de 50.000 UA.[123] În ciuda descoperirilor cum ar fi Sedna, regiunea dintre centura Kuiper şi norul lui Oort, o zonă cu raza de zeci de mii de UA, este încă practic necunoscută. Există, de asemenea, studii în curs de desfăşurare ale regiunii dintre Mercur şi Soare.[124] Mai pot fi descoperite obiecte în regiunile neexplorate ale sistemului solar.
În noiembrie 2012, NASA a anunţat că Voyager 1 a abordat zona de tranzit cu limita exterioară a sistemului solar, instrumentele sale detectând o intensificare bruscă a câmpului magnetic. Nici o schimbare în direcţia câmpului magnetic n-a avut loc, ceea ce oamenii de ştiinţă din NASA interpretează în a indica că Voyager 1 nu a părăsit sistemul solar.[125]
Contextul galactic
Localizarea sistemului solar în raport cu galaxia noastră.
Sistemul solar este localizat în galaxia Calea Lactee, o galaxie spiralată cu un diametru de aproximativ 100 000 de ani-lumină, ce conţine în total circa 200 de miliarde de stele.[126] Ca localizare generală, Soarele se află în cadrul uneia dintre braţele (sau spiralele) exterioare ale Căii Lactee, cunoscut ca Braţul Orion, sau „Pintenul Local”.[127] Soarele se află la aproximativ 25 000 şi 28 000 de ani lumină distanţă de Centrul Galactic,[128] iar viteza sa în raport cu galaxia este de aproximativ 220 de kilometri pe secundă, astfel completează o revoluţie galactică odată la 225-250 de milioane de ani. Această revoluţie este cunoscută în limbajul ştiinţific ca an galactic al sistemului solar.[129] Apexul solar, punctul spre care Soarele se deplasează în mişcarea lui prin Calea Lactee, se află în apropierea stelei strălucitoare Vega, dar la zona mărginaşă dintre constelaţiile Lira şi Hercule.[130] Planul eclipticei se află la un unghi de aproximativ 60° faţă de planul galactic.[f]
Localizarea sistemului solar în galaxie este factorul care a determinat evoluţia vieţii pe Pământ. Orbita sa este aproape circulară, şi vitezele orbitale din apropierea Soarelui sunt aproape la fel de rapide ca şi cele ale braţelor spirale. Prin urmare, Soarele tranzitează braţele galaxiei foarte rar. Deoarece în zona orbitală a Soarelui (adică în zona braţelor spirale) există mai puţine supernove, instabilităţi gravitaţionale şi radiaţii care ar putea distruge sistemul solar, astfel Pământul a avut lungi perioade de stabilitate în care viaţa a putut să prospere.[132] De asemenea, sistemul solar se află poziţionat cu mult în afara zonelor foarte aglomerate cu stele ale centrului galactic. În
apropierea centrului, forţele gravitaţionale venite de la alte stele ar putea smulge obiectele afla în Norul lui Oort şi să trimită multe comete înspre sistemul solar interior, producând coliziune cu probabile implicaţii catastrofale pentru viaţa de pe Pământ. Radiaţiile intense ale centrului galactic ar putea, de asemenea, să perturbe evoluţia formelor de viaţă complexe.[132] Chiar şi pentru localizarea curentă a sistemului solar, unii savanţi au presupus ca acum 35 000 de ani, unele supernove să fi afectat negativ viaţa de pe Pământ, prin aruncarea unor fragmente de nucleu stelar spre Soare sub forma unor fire de praf radioactive şi chiar obiecte mai mari, asemănătoare cometelor.[133]
Vecinătate
În imediata vecinătate galactică a sistemului solar se află Norul Local Interstelar, un nor astronomic dens dintr-o altă regiune împrăştiată cunoscută ca Bula Locală, o cavitate în formă de clepsidră din mediul interstelar de cel puţin 300 de ani lumină în lungime. Bula este saturată cu plasmă de temperatură înaltă ceea ce sugerează că a fost produsă recent de unele supernove.[134]
Sunt relativ câteva stele aflate la mai puţin de zece ani lumină (95 de trilioane de km) de Soare. Cel mai apropiat este sistemul triplu stele Alfa Centauri, din constelaţia Centaurul, aflat la 4,4 ani lumină distanţă şi compus dintr-o pereche de stele (Alfa Centauri A şi B) asemănătoare Soarelui, în jurul cărora gravitează la o distanţă de 0,2 ani-lumină pitica roşie Alfa Centauri C, de o luminozitate relativ mică. Aceasta din urmă este steaua cea mai apropiată de Soare, la o distanţă de 4,24 ani-lumină, motiv pentru care mai este numită „Proxima Centauri”. Următoarele cele mai apropiate stele faţă de Soare sunt piticele roşii Steaua lui Barnard (la 5,9 ani lumină), Wolf 359 (7,8 ani lumină) şi Lalande 21185 (8,3 ani lumină). Cea mai mare stea din lista celor mai apropiate este de departe Sirius, o stea luminoasă din secvenţa principală de stele a cărei masă este asemănătoare cu cea a Soarelui şi orbitată de către o pitică albă denumită Sirius B. Se află la aproximativ 8,6 ani lumină distanţă. Celelalte sisteme stelare mai apropiate de zece ani lumină sunt sistemul binar Luyten 726-8 dintre două stele pitice albe şi roşii (la 8,7 ani lumină) şi pitica roşie solitară Ross 154 (9,7 ani lumină).[135] Cea mai apropiată stea solitară asemănătoare Soarelui este Tau Ceti, localizată la 11,9 ani lumină depărtare. Ea are aproximativ 80% din masa Soarelui, dar doar 60% din luminozitatea sa.[136] Cea mai apropiată planetă extrasolară de sistemul solar se află în preajma stelei Alpha Centauri B. Una dintre planetele confirmate ale acesteia, Alpha Centauri Bb, are cel puţin 1,1 din masa Pământului şi orbitează steaua la fiecare 3,236 zile.[137]
