Każda wiedza przechodzi szereg etapów jej powstawania. Wraz ze zmianą teorii i gromadzeniem danych następuje również zaostrzenie i doprecyzowanie terminologii. Ten proces również nie ominął astronomii. Definicja pojęcia „planety” ewoluowała przez wiele stuleci, a nawet tysiącleci. Samo słowo ma pochodzenie greckie. Planeta to w rozumieniu starożytnych mieszkańców Peloponezu każdy obiekt poruszający się po niebie. W tłumaczeniu słowo to oznacza „wędrowny wędrowiec”. Grecy odnosili się do nich zarówno niektórymi gwiazdami, jak i Księżycem. Zgodnie z tym rozumieniem Słońce jest również planetą. Od tego czasu nasza wiedza o kosmosie znacznie się poszerzyła i dlatego takie użycie tego terminu zmyliłoby obszerne prace o wszechświecie. Odkrycie szeregu nowych obiektów doprowadziło do konieczności zrewidowania i ujednolicenia definicji planety, czego dokonano w 2006 roku.
Trochę historii
Zanim przejdziemy do nowoczesnej koncepcji, omówimy pokrótce ewolucję ładunku semantycznego tego terminu zgodnie ze światopoglądami przyjętymi w danej epoce. Uczone umysły wszystkich starożytnychcywilizacje, od sumeryjsko-akadyjskiej po grecką i rzymską, nie ignorowały nocnego nieba. Zauważyli, że niektóre obiekty są względnie nieruchome, podczas gdy inne są w ciągłym ruchu. W starożytnej Grecji nazywano je planetami. Co więcej, dla astronomii starożytności charakterystyczne jest, że Ziemia nie znalazła się na liście „wędrujących wędrowców”. W czasach świetności pierwszych cywilizacji panowała opinia, że nasz dom jest nieruchomy, a planety „krążą” wokół niego.
Almagest
Wiedza Babilończyków, zebrana i przetworzona przez starożytnych Greków, zaowocowała harmonijnym geocentrycznym obrazem świata. Zostało to zapisane w dziele Ptolemeusza, stworzonym w II wieku naszej ery. „Almagest” (tzw. traktat) zawierał wiedzę z różnych dziedzin, w tym astronomii. Wskazał, że wokół Ziemi znajduje się system planet, które nieustannie poruszają się po orbitach kołowych. Były to Księżyc, Merkury, Wenus, Słońce, Mars, Jowisz i Saturn. Ta idea budowy wszechświata była najważniejsza przez aż 13 wieków.
Model heliocentryczny
Słońce i księżyc zostały pozbawione statusu „planety” dopiero w XVI wieku. Renesans przyniósł wiele zmian w poglądach naukowych Europejczyków. Opracowano model heliocentryczny, zgodnie z którym planety, w tym Ziemia, poruszały się wokół Słońca. Nasz dom nie jest już centrum wszechświata.
Po około stuleciu odkryto księżyce Jowisza i Saturna. Przez pewien czas nazywano je planetami, ale w końcu im i Księżycowi przypisano tytułsatelity.
Do mniej więcej połowy XIX wieku każde ciało poruszające się wokół Słońca było uważane za planetę. W tym czasie odkryto dużą liczbę obiektów, które zajmowały region między Marsem a Jowiszem, a na początku lat 50. ubiegłego wieku naukowcy doszli do wniosku, że wszystkie mają cechy, które umożliwiają ich rozróżnienie do osobnej klasy. Asteroidy pojawiły się więc na mapie kosmosu. Od tego czasu w literaturze popularne stało się określenie „mniejsza planeta” - to kolejne określenie asteroidy. Planety w zwykłym sensie zaczęto nazywać tylko dość dużymi obiektami, których orbita przebiega wokół Słońca.
XX wiek
Ostatni wiek upłynął pod znakiem odkrycia dziewiątej planety, Plutona. Znaleziony obiekt po raz pierwszy uznano za większy niż Ziemia. Wtedy okazało się, że jego parametry są gorsze od parametrów naszej planety. To tutaj zaczęły się spory między naukowcami na temat lokalizacji Plutona w klasyfikacji obiektów kosmicznych. Niektórzy astronomowie przypisywali go kometom, inni wierzyli, że jest to satelita Neptuna, który z jakiegoś powodu go opuścił. Pluton nie posiada właściwości charakterystycznych dla standardowych asteroid, ale w porównaniu z innymi „wędrownymi wędrowcami” Układu Słonecznego jest za mały. Odpowiedź na pytanie, czy jest to planeta, naukowcy znaleźli dla siebie dopiero na początku XXI wieku.
definicja 2006
Astronomowie doszli do wniosku, że dla dalszego rozwoju nauki konieczne jest dokładne zdefiniowanie pojęcia "planety". To było towykonany w 2006 roku na posiedzeniu Międzynarodowej Unii Astronomicznej. O pilnej potrzebie decydowała nie tylko kontrowersyjna pozycja Plutona, ale także liczne odkrycia minionego stulecia. Egzoplanety (ciała krążące wokół innych „słońc”) odkryto w układach odległych gwiazd, a niektóre z nich były wielokrotnie większe od masy Jowisza. Tymczasem najbardziej „skromne” z gwiazd, brązowe karły, mają podobną charakterystykę. W ten sposób zatarła się granica między pojęciami „planeta” i „gwiazda”.
Po długiej debacie na spotkaniu IAU w 2006 roku zdecydowano, że planeta jest obiektem o następujących cechach:
- to obraca się wokół Słońca;
- ma wystarczającą masę, aby przyjąć formę równowagi hydrostatycznej (w przybliżeniu okrągłej);
- usunąłem swoją orbitę z innych obiektów.
Nieco wcześniej, bo w 2003 roku, przyjęto tymczasową definicję egzoplanety. Według niego jest to obiekt o masie, która nie osiąga poziomu, przy którym możliwa jest reakcja termojądrowa deuteru. W tym przypadku dolny próg masy dla egzoplanet pokrywa się z progiem ustalonym w definicji planety. Obiekty o masie wystarczającej do zachodzenia termojądrowej reakcji deuteru są uważane za szczególny rodzaj gwiazd, brązowych karłów.
Minus jeden
W wyniku przyjęcia definicji nasz system planet uległ zmniejszeniu. Pluton nie spełnia wszystkich punktów: jego orbita jest „zatkana” innymiciała kosmiczne, których całkowita masa znacznie przekracza ten parametr byłej dziewiątej planety. IAU sklasyfikowała Plutona jako małą planetę i jednocześnie prototyp obiektów transneptunowych, ciał kosmicznych, których średnia odległość od Słońca przekracza odległość Neptuna.
Spór o położenie Plutona jak dotąd nie ustał. Jednak oficjalnie Układ Słoneczny ma dziś tylko osiem planet.
Mniejsi bracia
Wraz z Plutonem takie obiekty Układu Słonecznego jak Eris, Haumea, Ceres, Makemake zostały uwzględnione w liczbie małych lub karłowatych planet. Pierwsza jest częścią Rozproszonego Dysku. Pluton, Makemake i Haumea są częścią Pasa Kuipera, podczas gdy Ceres jest obiektem Pasa Asteroid. Wszystkie z nich mają dwie pierwsze cechy planet zapisane w nowej definicji, ale nie odpowiadają trzeciemu akapicie.
Tak więc Układ Słoneczny składa się z 5 planet karłowatych i 8 „pełnych”. Istnieje ponad 50 obiektów Pasa Asteroid i Pasa Kuipera, które wkrótce mogą otrzymać pomniejszy status. Ponadto dalsze badania tego ostatniego mogą zwiększyć listę o kolejne 200 ciał kosmicznych.
Kluczowe funkcje
Wszystkie planety krążą wokół gwiazd, głównie w tym samym kierunku, co sama gwiazda. Obecnie wiadomo, że tylko jedna egzoplaneta porusza się w kierunku przeciwnym do gwiazdy.
Trajektoria planety, jej orbita, nigdy nie jest idealnym okręgiem. Obracając się wokół gwiazdy, ciało kosmiczne albo zbliża się do niej, albo oddala się od niej. Co więcej, podczas zbliżania się planeta zaczyna poruszać się szybciej, podczas oddalania zwalnia.
Planety również obracają się wokół swojej osi. Co więcej, wszystkie mają inny kąt nachylenia osi w stosunku do płaszczyzny równika gwiazdy. Dla Ziemi jest to 23º. Ze względu na to nachylenie występują sezonowe zmiany pogody. Im większy kąt, tym ostrzejsze różnice w klimacie półkul. Na przykład Jowisz jest lekko pochylony. W efekcie zmiany sezonowe są na nim prawie niezauważalne. Można powiedzieć, że Uran leży na boku. Tutaj jedna półkula jest zawsze w cieniu, druga w świetle.
Droga bez przeszkód
Jak już wspomniano, planeta jest ciałem kosmicznym, którego orbita jest oczyszczona z wszelkich innych obiektów. Ma wystarczającą masę, aby albo przyciągnąć inne obiekty i zrobić z nich część lub satelity, albo zepchnąć go z orbity. To kryterium w określaniu dzisiejszej planety pozostaje najbardziej kontrowersyjne.
Msza
Wiele charakterystycznych cech planet – kształt, czystość orbity, interakcje z sąsiadami – zależy od jednej definiującej jakości. Oni są masą. Jej wystarczająca wartość prowadzi do osiągnięcia przez ciało kosmiczne równowagi hydrostatycznej, staje się zaokrąglona. Imponująca masa pozwala planecie oczyścić drogę z asteroid i innych mniejszych obiektów. Próg masowy, poniżej którego niemożliwe jest uzyskanie kulistego kształtu ustalany jest indywidualnie i zależy od składu chemicznegoobiekt.
W Układzie Słonecznym największą planetą jest Jowisz. Jego masa jest używana jako pewna miara. 13 Masy Jowisza to górna granica masy planety. Następnie pojawiają się gwiazdy, a raczej brązowe karły. Masa przekraczająca ten limit stwarza warunki do rozpoczęcia termojądrowej fuzji deuteru. Naukowcy znają już kilka egzoplanet, których masa zbliża się do tego progu.
W Układzie Słonecznym najmniejszą planetą jest Merkury, ale w kosmosie odkryto mniej masywne ciała. Rekordzistą w tym sensie jest PSR B1257+12 b krążący wokół pulsara.
Najbliżsi sąsiedzi
Planety Układu Słonecznego dzielą się na dwie grupy: olbrzymy naziemne i gazowe. Różnią się wielkością, składem i kilkoma innymi cechami. Ziemiopodobne to: Merkury, Wenus, Ziemia i Mars - czwarta planeta od Słońca. Są to ciała kosmiczne, składające się głównie ze skał. Największym z nich jest Ziemia, najmniejszym, jak już wspomniano, Merkurym. Jego masa wynosi 0,055 masy naszej planety. Parametry Wenus są zbliżone do ziemskich, a czwarta planeta od Słońca jest jednocześnie trzecią co do wielkości wśród podobnych do Ziemi.
Giganty gazowe, jak sama nazwa wskazuje, są znacznie lepsze pod względem parametrów od poprzedniego typu. Należą do nich Jowisz, Saturn, Uran i Neptun. Charakteryzują się niższą średnią gęstością w porównaniu do planet podobnych do Ziemi. Wszystkie gazowe olbrzymy w Układzie Słonecznym mają pierścienie. Saturn jest najbardziej znany. Ponadto wszystkie charakteryzują się obecnością kilku satelitów. Co ciekawe, większość parametrów maleje wraz z odległością od Słońca, czyli od Jowisza do Neptuna.
Dzisiaj ludziom udało się odkryć wiele egzoplanet. Jednak Ziemia wśród nich nadal ma jedną zasadniczą różnicę: znajduje się w tak zwanej strefie życia, czyli w takiej odległości od gwiazdy, w której powstają warunki potencjalnie odpowiednie do powstania życia. Niestety, jak dotąd niewiele jest podstaw do założenia, że gdzieś istnieje planeta tak „zabawna” jak nasza, na której żyją istoty zdolne do myślenia, tworzenia, a nawet określania, jakie ciała kosmiczne można zaliczyć do planet, oraz który z tego tytułu nie jest godny.
