Solsystemet

For 4,6 milliarder år siden i vores galakse, Mælkevejen, kollapsede en lille del af en gigantisk sky af støv og gas. Her var der molekyler og atomer, som senere blev byggeklodser for både stjerner, planeter og alt det liv, vi har her på Jorden, inklusiv os mennesker. Det var i centrum af en sådan sky af atomer og molekyler, at Solen blev til. Elementerne blev sammentrukket af tyngdekraften, og stoffet, der faldt ind mod midten af skyen, blev så varmt, at brint kunne smelte sammen og blive til helium.

Længere væk fra Solen, hvor temperaturerne var lavere, blev planeterne dannet. I vores solsystem har vi otte planeter: Merkur, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun. Pluto, der engang blev anset for at være en planet, er i dag kategoriseret som en af Solsystemets fem dværgplaneter. Udover Solen, planeter og dværgplaneter består vores solsystem også af måner, kometer og asteroider.

Solen

Alle planeter i solsystemet kredser om vores egen stjerne, Solen.

Solen – stjernen, der er centrum for vores solsystem – befinder sig i en af Mælkevejens arme, og udgør 99,8 % af Solsystemets masse. Planeterne udgør altså kun 0,2 % af massen i vores solsystem. Selv om Solen er en såkaldt ‘gul dværgstjerne,’ hører vores solsystems stjerne til blandt de 5 % af Mælkevejens største stjerner og er 333.000 gange så stor som Jorden.

Som alle andre stjerner er Solen en kugle af glødende gasser. Der er hovedsageligt tale om brint og helium. I det 15 millioner grader varme og voldsomme miljø i Solens kerne forvandles hundrede millioner tons brintkerner til helium hvert sekund. Sådan producerer Solen energi. Det tager i gennemsnit hundrede af tusinde eller endda flere millioner af år, før energien når ud til Solens overflade.

Solen udstråler energi indenfor alle bølgelængder af det elektromagnetiske spektrum – både det lys, vi kan se, men også UV-, infrarødt-, radio- og gammastråling, som vi mennesker ikke kan se. Vi kan dog se Solen i forskellige bølgelængder med en række forskellige teleskoper, der er følsomme over for hver sin del af det elektromagnetiske spektrum.

Da Galileo Galilei rettede sit teleskop mod Solen, opdagede han solpletter – områder af den synlige overflade, som er ca. 2000 grader koldere end resten af overfladen. Solpletterne ligner mørke områder på solskiven, men de ser kun mørke ud, fordi de er koldere end omgivelserne.  Solen er en vigtig drivkraft for Jordens miljø, og den vigtigste betingelse for livet på vores planet. Derfor er studiet af Solen en vigtig gren indenfor astronomien, og kan for eksempel give os mere viden om den rige aktivitet i Solens atmosfære, hvor der jævnligt slynges millioner af tons materiale ud i soleksplosioner.

Merkur

Merkur er den planet, som er tættest på Solen med en gennemsnitsafstand på ca. 58 millioner kilometer.

Merkur er den mindste blandt vores solsystems planeter – den er ikke meget større end Månen! De gamle grækere troede, at Merkur var to planeter. Når Merkur var øst for Solen, kaldte de planeten ‘Apollo’, og når den var vest for Solen, kaldte de den ‘Hermes’. Den græske filosof og matematiker Pythagoras opdagede dog, at der kun var tale om én planet. I dag står videnskaben overfor mange udfordringer i forhold til at lære mere om Merkur. Fra Jorden er det vanskeligt at se Merkur, og rumteleskopet Hubble Space Telescope, som er i kredsløb omkring Jorden, kan heller ikke se direkte mod Merkur, fordi Solens varme og lys vil skade det dyrebare teleskop.

NASA har dog lanceret missioner for at få mere viden om vores solsystems inderste planet. Rumsonden Mariner 10 passerede planeten tre gange i midten af 1970’erne, og Messenger-rumsonden fløj fra 2008-2009 forbi Merkur tre gange, og blev i 2011 bragt i omløb omkring planeten. Messenger styrtede ned på Merkur i 2015, efter at rumsonden løb tør for brændstof.  Merkur er opkaldt efter den romerske gud, som minder om den græske Hermes. Ligesom gudernes bevingede budbringer bevægede sig hurtigt, varer Merkurs kredsløb om Solen kun 88 dage – det er dobbelt så hurtigt som Merkurs døgn, på 176 jord-dage. Merkur har næsten ingen atmosfære, og blandt Solsystemets planeter er Merkur den planet, som har de største temperatursvingninger – fra hele 430 ℃ i løbet af Merkurs dag til -183 ℃ under Merkurs lange nat.

Venus

Venus er er opkaldt efter den romerske kærlighedsgudinde, og har en overfladetemperatur på omkring 480 ℃.

Venus’ varme temperatur skyldes, at Venus’ atmosfære stort set kun består af CO2, der er en drivhusgas. Det vil sige, at varmen bliver holdt inden for atmosfæren ligesom i et drivhus. Det tætte skylag omkring Venus består af koncentreret svovlsyre, og det regner også med svovlsyre, men fordi Venus er så varm, når regnen aldrig frem til planetens overflade.

Planeter lyser ikke af sig selv, men de reflekterer lyset fra Solen. Venus er den planet i vores solsystem, som skinner klarest, fordi dens skylag reflekterer Solens lys. Den skinner så klart, at det har ført til en række misforståelser gennem historien.

Under 2. Verdenskrig affyrede jægerpiloter til tider skud efter Venus, fordi de troede at planeten var et fjendtligt fly, og Venus’ klare lys har givet anledning til mange rygter om UFO’er. Mens Venus’ overflade ikke kan ses direkte, fordi planeten er dækket af et tykt lag skyer, lavede NASAs rumfartøj Magellan fra 1990-1994 billeder af det, der gemte sig bag skyerne ved hjælp af radarteknik. Billederne afslørede et goldt, fladt stenlandskab, af og til beklædt af bjerge, dale og udslukte vulkaner.

Venus er vores nærmeste nabo i Solsystemet, og man kan finde flere ligheder mellem Venus og Jorden. De to planeter er næsten lige så store, og der er kun 2 % forskel på det materiale, som de hver især består af.

Jorden

Vores egen planet jorden er den tredje i rækken af planeter fra Solen.

Jordens afstand fra Solen, dens tyngdekraft, samt Jordens atmosfære er alt sammen med til at skabe betingelserne for flydende vand. Ca. 2/3 af Jordens overflade er dækket af vand, hvilket var essentielt, for at livet på Jorden kunne opstå. Jorden er stadig den eneste planet, hvor vi med sikkerhed ved, at der findes liv. Hvordan og hvornår livet på Jorden opstod, diskuteres stadig ivrigt. Livet på Jorden er ca. 4 milliarder år gammelt, mens Homo sapiens kom frem for omkring 200.000 år siden – menneskets evolution er derfor kun en meget lille del af Jordens historie.

Jordens udseende har ændret sig meget, siden planeten blev dannet for omkring 4,6 milliarder år siden. Lithosfæren, Jordens skorpe, og den øverste del af kappen, er opdelt i en række plader, der gennem Jordens historie er kollideret, har skubbet sig fra hinanden, og har skrabet op og ned ad hinanden. De tektoniske plader bevæger sig kun et par centimeter om året, men det har alligevel været nok til, at Jordens kontinenter flere gange har dannet ét superkontinent. Sidste gang det skete, var for omkring 200 millioner år siden, da vores klode var domineret af superkontinentet Pangæa.

Under jordskorpen findes Jordens kappe – den største del af Jordens indre, som især består af faste bjergarter, men alligevel har en grynet, halvflydende konsistens. Allerinderst i vores planet findes en kerne af nikkel og jern, der er lige så varm som Solens overflade, men fordi trykket er så højt, kan den inderste del af kernen ikke smelte. Den indre del af kernen drejer dog rundt i en flydende yderkerne, og det er strømmene i yderkernen, der, sammen med Jordens rotation, er årsag til Jordens magnetfelt. Det er ikke muligt at bore ned til Jordens kerne, men vi kender til Jordens indre opbygning fra målinger af seismiske bevægelser indeni Jorden. De seismiske målinger laver man for eksempel, når et jordskælv finder sted. Så går der bølger gennem Jorden, og disse bølger opfører sig forskelligt, alt efter i hvilket materiale og hvor i Jordens indre, de befinder sig.

Månen

Månens landskab er goldt, og dækket af kratere, som skyldes meteornedslag.

De fleste kratere stammer fra tidligt i Månens historie, fra perioden som man kalder Det Store Bombardement (Late Heavy Bombardment, for ca. 4,1-3,8 milliarder år siden). Fordi Månen ikke har nogen atmosfære, møder meteorerne ingen modstand, før de kolliderer med Månens overflade, og der er ingen vind og vejr til at udviske kraterne. Store meteornedslag sker langt mere sjældent i dag. Et af disse kratere, Tycho, er opkaldt efter den danske astronom Tycho Brahe. Selv om Månens tyngdekraft kun er 1/6 af Jordens, ændres både Månens og Jordens form en anelse på grund af hinandens tyngdekraft. Tidevandet her på Jorden er et resultat af tiltrækningen fra Månen.

Satellitter er ikke kun menneskeskabte konstruktioner, som kan hjælpe os med at observere og indsamle data, at se TV og høre radio, eller kommunikere. En satellit defineres som noget, der er i kredsløb om et himmellegeme. Månen er i kredsløb om Jorden, og vi kalder den en naturlig satellit. Vores måne er en blandt Solsystemets over 170 kendte måner. Fra Jorden ser vi altid Månen fra den samme side. Den har det, man kalder en bundet rotation. I forbindelse med de seks Apollo-landinger fra 1969-1972 har astronauter indsamlet store mængder data om Månen.

Mars

Mars’ overflade består af vulkansk basalt og har et rigt indhold af jern – det er derfor, den er rød.

Der er fundet små mængder af vand, der flyder på Mars’ overflade, som er en essentiel betingelse for liv. Der er dog næsten ingen atmosfære på Mars, hvilket menes at være grunden til, at det vand, som formentlig engang var at finde i floder og søer på Mars’ overflade, for længst er fordampet.

Af og til kan der opstå støvstorme i planetens ørkenlignende landskab, som er i stand til at dække hele planeten. Mars har iskapper ved begge poler. På den nordlige halvkugle er der flade lavasletter, og der er store, inaktive vulkaner ved ækvator, mens den sydlige halvkugle er domineret af mange kratere fra meteornedslag. Inden for de seneste 60 år er mere end 40 missioner blevet sendt ud for at undersøge Mars. Mars er blevet studeret ved hjælp af rumfartøjer, som er fløjet forbi, været i kredsløb omkring eller er landet på planetens overflade. En af dem er Curiosity, som landede på Mars i 2012. Curiosity er en rover, som er en robot med hjul på. Den kører stadig rundt på Mars’ overflade og er udstyret med kameraer og måleinstrumenter, som giver os mere viden om planeten. Man har planer om at sende endnu en Rover-mission til Mars i 2020, og der arbejdes nu på muligheder i forhold til at sende et hold astronauter til Mars.

Mange har gennem tiderne troet, at den røde planet husede intelligent liv. I 1800-tallet og begyndelsen af 1900-tallet florerede ideer som, at man burde signalere til marsboere ved hjælp af et gigantisk tegn markeret i Sibiriens snelandskab, og at marsboere havde bygget et intrikat kanalsystem på Mars’ overflade. Andre har, så sent som i 1970’erne, været overbevist om, at der var pyramider på Mars, som var mange hundrede gange så store som Egyptens pyramider.

Jupiter

Jupiters masse er to en halv gange større end alle de andre planeters masse tilsammen.

Jupiter er næsten fem gange så langt væk fra Solen som Jorden, og længden af Jupiters år svarer til 12 Jord-år. En gaskæmpe som Jupiter består mest af gas, men det er muligt, at der i centrum af Jupiters indre er en fast kerne, som er omtrent den samme størrelse som Jorden.

Det eneste der er synligt fra Jorden, er de øverste lag af Jupiters atmosfære. Jupiters tykke atmosfære er domineret af kraftige vinde, turbulente skyer og elektriske storme, som ville kunne ødelægge Jorden. Jupiters Store Røde Plet er for eksempel en storm, der er tre gange så stor som Jorden. På grund af Jupiters kraftige magnetfelt er der også store, flotte polarlys. Overgangen mellem planet og atmosfære er bogstaveligt talt flydende – nedenfor atmosfæren møder vi nemlig brint i flydende form. Denne kæmpeplanet rummer altså Solsystemets største hav, men der er ingen bølger og ingen overflade. Vi kender til 79 måner i kredsløb omkring den store planet. Jupiters måner minder mere om Jorden, end Jupiter selv.

Io er den inderste af Jupiters måner, og her er der konstant vulkansk aktivitet. Månen Europa er dækket af vand-is, og det er muligt, at man ville kunne finde flydende vand under overfladen. Derudover er der en tynd atmosfære, som primært består af ilt, så mange mener, at Europa virker som et bud på et af de steder i universet, hvor mennesker ville kunne bo i fremtiden. Ganymedes, Solsystemets største måne, er større end solsystemets inderste planet, Merkur. Hvis Ganymedes var i kredsløb omkring Solen, i stedet for Jupiter, kunne den blive kategoriseret som en planet.

Saturn

Alle gaskæmperne er omgivet af ringe. Ringene består af små is- og stenstykker.

Indholdet i ringe omkring planeter kan være så små som støvkorn, men man kan også finde objekter, der er flere meter på tværs. Saturns ringe, som er de klareste af alle ringene i Solsystemet, er særligt berømte. Da Galileo Galilei observerede ringene, undrede han sig meget over det, der lignede to udstikkende ‘ører’ eller ‘håndtag’ på hver side af Saturn. Den hollandske matematiker og astronom Christiaan Huygens opdagede dog, at ‘ørerne’ var ringe omkring planeten. Nu ved vi, at Saturns ringe består af titusinder af fragmenter af is og sten.

Saturn består hovedsageligt af brint og helium. Den smukke planet er næsten lige så stor som Jupiter, men Saturns tæthed er så lav, at den, hvis den blev placeret på et gigantisk hav, ville flyde ovenpå vandoverfladen. Ligesom på Jupiter er der konstant stormvejr i Saturns atmosfære. Saturns hurtige rotation omkring sig selv medfører en meget høj vindhastighed, og storme kan vare i månedsvis.

Mindst 82 måner er i kredsløb omkring Saturn. Der er otte store måner, og den største af dem er Titan, som også blev opdaget af Christiaan Huygens. Titan er den eneste måne i Solsystemet, som har en tyk atmosfære – den er faktisk tykkere end Jordens. Atmosfæren på Titan består primært af nitrogen, og på Titans overflade har man opdaget, at der er søer af metan, ethan og propan, som alle er kulbrinte. Kulbrinte er organiske stoffer, som er forbindelser af kulstof og brint – alt liv her på Jorden er bygget op af disse typer af kemiske forbindelser. Derfor er byggestenene til liv til stede på Titan, men månen er ikke et oplagt sted at finde liv. Overfladetemperaturen ligger på -180 ℃, så isen, der dækker store dele af Titans overflade, er lige så hård som sten.

Uranus

Uranus og Neptun er i det store og det hele uudforskede territorier.

Uranus kan kun lige netop skimtes med det blotte øje, og først i 1781 opdagede den tysk-britiske astronom og komponist, Sir Frederick William Herschel, ved hjælp af sit teleskop, at Uranus ikke var en stjerne. I stedet påstod Herschel, at der var tale om en komet, men det rejste diskussioner i astronomiske cirkler, og flere begyndte at observere Uranus. To år efter godtog Herschel, at der var tale om en planet. Efter at en række forskellige forslag til navne havde været i spil, endte Uranus med at blive opkaldt efter den græske himmelgud.

Kun én mission har undersøgt de to gaskæmper, som er de yderste i rækken af planeter fra Solen: Voyager 2, som passerede Uranus i 1986 og Neptun i 1989. Uranus har en blågrøn farve, fordi metangassen i atmosfæren absorberer rødt lys, og reflekterer blåt lys. Uranus’ atmosfære er ikke så stormfuld som Jupiters og Saturns. Til gengæld er atmosfæren den koldeste, vi kan finde hos planeter i Solsystemet, med temperaturer helt ned til -224℃. Uranus adskiller sig fra vores solsystems øvrige planeter ved, at Uranus’ rotationsakse hælder næsten 97,8 grader – nærmest som om planeten er væltet og triller rundt om Solen i sin bane. Der er uenighed om, hvorfor Uranus roterer så ‘skævt,’ men én forklaring er, at den usædvanlige hældning skyldes en kollision tidligt i Uranus’ historie.

Neptun

Neptun er 165 år om at kredse en gang rundt om Solen. På Neptun finder vi de kraftigste vinde i Solsystemet – der er målt vindhastigheder på op til 2400 km/t.

Neptun, den planet i vores solsystem, som ligger længst fra Solen, blev ikke direkte opdaget. I 1800-tallet gik det op for astronomer, at Uranus’ blev tiltrukket af et objekt, som man ikke vidste, hvad var. Neptun blev derfor først matematisk forudsagt ud fra den franske astronom Urbain Le Verriers og den britiske astronom og matematiker John Couch Adams’ udregninger i 1845. Eksistensen af vores solsystems ottende planet blev bekræftet i 1846 af den tyske astronom Johann Gottfried Galle, tæt på den position som Adams og Le Verrier havde regnet sig frem til.

Vi kan ikke se Neptun med det blotte øje, så vi har brug for hjælp fra teleskoper for at kunne observere planeten med den kraftige blå farve. Den blå farve kommer af, at metan i Neptuns atmosfære absorberer sollysets røde bølgelængder. Men grunden til, at Neptun har så klar en blå farve er, at lyset trænger dybere ind i atmosfæren, end det er tilfældet på Uranus, der har et blegt grønt udseende.

Da Voyager 2 fløj forbi Neptun i 1989, bekræftede de data, som rumfartøjet indsamlede, at der var 4-5 ringe omkring Neptun. Ringene blev opkaldt efter fem mænd, der alle spillede en central roller i forhold til opdagelsen af Neptun: Adams, Le Verrier, Lassell, Arago og Galle.

Dværgplaneter

I 2006 blev der indført en ny betegnelse for nogle af objekterne i Solsystemet.

Dværgplaneter er en betegnelse, man giver til kloder, som ikke opfylder alle 3 kriterier til at være en planet. Et af kravene er, at en planet skal have ryddet dens bane for andet. Pluto ligger i et område, der hedder Kuipterbæltet, hvor der ligger en masse materiale og roder rundt.

Det betød bl.a., at Pluto ikke længere var en planet – den blev en dværgplanet.

Asteroidebæltet

Bevæger vi os videre fra Mars og væk fra Solen, finder vi Asteroidebæltet, som består af metalliske og stenede objekter, der er i kredsløb omkring Solen.

Asteroider er rester fra dengang vores solsystem tog form, som kan være alt fra kun et par millimeter store, til at have en diameter på flere hundrede kilometer. Omkring 200 millioner af Asteroidebæltets asteroider er større end 1 km. Der er ikke så mange af de helt store asteroider i Asteroidebæltet, men mange asteroider menes at være dele af større asteroider, som blev slået i stykker som følge af kollisioner.

Asteroidebæltet mellem Mars og Jupiters kredsløb markerer adskillelsen mellem de planeter af Solsystemet, der primært består af klippe og metal, og dem, der især er opbygget af brint- og heliumgas. Det er ikke muligt at lande et rumfartøj på Jupiter, Saturn, Uranus eller Neptun – de såkaldte gaskæmper, som kun er faste i deres kerner.