Zvezdna učna pot

POSTAJA 4: Osončje

Osončje

Glavno telo našega Osončja je Sonce, ki s svojo gravitacijsko silo veže nase druga telesa Osončja:

  • osem planetov (in njihove lune),
  • nekaj pritlikavih planetov in
  • majhna telesa Osončja (asteroidi, meteoroidi, kometi).

Osončje, Vir: NASA

4.1. Sonce

Sonce je nam najbližja zvezda. Je povsem običajna zvezda rumenkaste barve in po velikosti med manjšimi zvezdami. Njegova masa je mₛ = 2 . 10³⁰ kg in predstavlja 99,8% vse mase v Osončju, polmer rₛ = 700.000 km in povprečna gostota ƍₛ = 1300 kg/m³.

Sonce se vrti okoli svoje osi, ki je nagnjena za 7,25 ° glede na ekliptiko. Ne vrti se kot togo telo, ampak je obhodni čas delov Sonca, ki so blizu ekvatorju, krajši (okoli 25,6 dni) kot obhodni čas delov blizu pola (okoli 33,5 dni). Na površju Sonca je temperatura okrog 5800 K, v središču pa okrog 15 milijonov stopinj. Pri visoki temperaturi in visokem tlaku v središču lahko potekajo jedrske reakcije, ki so vir Sončeve energije.

Sonce je sestavljeno iz 74 % vodika, 25% helija in 1% težjih elementov. V notranjosti je snov popolnoma ionizirana (sestavljena iz atomskih jeder in prostih elektronov), v zunanjih plasteh, kjer je temperatura nekoliko nižja, pa so tudi ioni in atomi. V središču Sonca je jedro oz. sredica, v kateri potekajo jedrske reakcije.

Zgradba sonca, Vir: Thinglink

Plastem nad konvekcijsko plastjo pravimo s skupno besedo Sončeva atmosfera. Sestavlja jo šest glavnih območij: fotosfera, minimum temperature, kromosfera, prehodno območje, korona in heliosfera.

Sončeve pege

Da Sonce ni popolna krogla, ampak se na njem nekaj dogaja, lahko najenostavneje vidimo v pojavu Sončevih peg. Sončeve pege so dobro omejena območja na Sončevi površini, ki so videti temnejša od okolice zaradi nižje temperature v njih. V pegah je zelo močno magnetno polje, ki zavira konvekcijo in tako znižuje količino energije, ki pride iz vroče notranjosti Sonca v ta območja. Sončeve pege so velike od okoli 20 km do 100.000 km, živijo od nekaj dni do nekaj mesecev (odvisno od velikosti: večje običajno živijo dlje), pogosto nastajajo v parih (pegi v paru imata nasprotno magnetno polarnost) in v večjih skupinah. Z opazovanjem premikanja peg po Sončevi ploskvi lahko izmerimo periodo vrtenja Sonca. Prisotnost Sončevih peg opišemo z Wolfovim številom.

Sončeve pege, Vir: Spaceweatherlive

Sončeve pege opazujejo že več kot 250 let. Podatki kažejo, da se to število spreminja s periodo okoli 11 let. Pravimo, da je to perioda Sončeve aktivnosti.

4.2. Planeti

V Osončju je osem planetov, ki si sledijo po oddaljenosti od Sonca: Merkur, Venera, Zemlja, Mars, Jupiter, Saturn, Uran in Neptun. Najpogosteje se uporablja delitev na notranje (majhne, kamnite) in zunanje ( velike, plinaste ) planete.

Planeti, vir: Wikipedia

Gibanje planetov V Soncu je zbrano 99,8% vse mase Osončja, zato je gravitacijska sila Sonca na planete veliko večja kot so gravitacijske sile med posameznimi planeti. Gibanje posameznega planeta okoli Sonca opišemo s Keplerjevimi zakoni. Tirnice planetov okoli Sonca so elipse, ki pa se večinoma ne razlikujejo zelo od krožnic: najbolj sploščena je tirnica Merkurja z ekscentričnostjo e = 0,2, drugi planeti pa imajo e med 0,007 in 0,093. Tirnice planetov ležijo v ravninah, ki so le za majhne kote nagnjene glede ekliptiko (ravnino Zemljine tirnice).

Temperatura na planetih in atmosfera Nanjo vpliva več dejavnikov: oddaljenost od Sonca, gostota in sestava atmosfere, dolžina dneva, razpadi radioaktivnih elementov, gravitacijsko krčenje planeta. Najpomembnejša je oddaljenost od Sonca, saj gostota svetlobne energije, ki jo planet prejme od Sonca, pada s kvadratom oddaljenosti. Ce se planet vrti počasi, ima njegova nočna stran dovolj časa, da se zelo ohladi, zlasti če planet nima atmosfere, v kateri bi vetrovi prenašali energijo s toplejše poloble na hladnejšo. Atmosfera vpliva na temperaturo, od temperature pa je odvisno ali planet sploh ima atmosfero. Če je temperatura visoka, lahko plini (zlasti lahki plini, kot sta vodik in helij) pobegnejo gravitacijski sili planeta.

4.2.1. Merkur

Merkur je Soncu najbližji planet. Velika polos njegovega tira je a = 0,39 a. e., njegova oddaljenost od Sonca pa se precej spreminja (od 0,30 a. e. do 0,47 a. e.). Ravnina njegove tirnice je nagnjena za i = 7° glede na ekliptiko.

Za en obhod okoli Sonca potrebuje 88 dni. Čas, v katerem se Merkur enkrat zavrti okoli svoje osi glede na zvezde (zvezdni dan ali vrtilna doba), je 58,6 dni.

Merkur je najmanjši planet v Osončju. Njegov polmer je 2440 km, masa 0,055 mase Zemlje in povprečna gostota ρ = 5400 kg/m³. Sestavljajo ga kovinske in silikatne snovi. Zaradi bližine Soncu in majhne mase Merkur nima atmosfere. Odsotnost atmosfere in dolg Sončev dan imata za posledico, da je temperatura na površju Merkurja zelo različna: od - 170° C ponoči do 430 ° C podnevi. Merkurjeva os vrtenja je skoraj povsem pravokotna na ravnino njegove tirnice (nagnjena je le za 2'), zato so letni časi na severni in južni polobli enaki oz. istočasni. Letne čase na Merkurju povzroča spreminjanje njegove oddaljenosti od Sonca (ne nagnjenost osi vrtenja kot na Zemlji).

Merkur, vir: NASA

Površje Merkurja je posejano z udarnimi kraterji, kar nam pove, da je zelo staro in da je Merkur geološko neaktiven že milijarde let. Notranjo zgradbo Merkurja razdelimo na: jedro, plašč in skorjo.

Merkur nima nobene lune.

4.2.2. Venera

Drugi planet od Sonca je Venera. Velika polos njenega tira je 0,723 a. e., njena razdalja od Sonca spreminja od 0,718 a. e. do 0,728 a. e. Glede na ekliptiko je ravnina njene tirnice nagnjena za 3,4°. Venerino leto traja slabih 225 dni. Venera se zelo počasi vrti okoli lastne osi: en obrat glede na zvezde traja kar 243 dni, kar je dlje kot en obhod okoli Sonca. Okrog lastne se osi vrti v nasprotno smer kot drugi planeti in kot se giblje okoli Sonca ( retrogradno vrtenje ).

Veneri pogosto pravijo 'Zemljina dvojčica' saj ji je zelo podobna po velikosti in masi. Polmer Venere je 6050 km, masa 0,815 mase Zemlje, povprečna gostota pa 5200 kg/m³. Vendar pa se razmere na površju Venere zelo razlikujejo od razmer na Zemlji. Venera ima namreč zelo gosto atmosfero, sestavljeno iz 96,5% ogljikovega dioksida in 3,5% dušika. Na vrhu atmosfere je plast oblakov iz žveplovega dioksida in žveplove kisline, ki odbijajo okrog 90% svetlobe, ki pade nanje in nam preprečujejo videti Venerino površje. Tlak na površju Venere je okrog 92-krat višji kot na površju Zemlje.

Atmosfera iz ogljikovega dioksida in oblaki iz žveplovega dioksida povzročajo na Veneri zelo močan učinek tople grede, zaradi česar je temperatura na Veneri žgočih 460° C. Gosta atmosfera in vetrovi povzročijo, da je temperatura na Veneri praktično povsod enaka. Ker sta nagnjenost osi vrtenja glede na ravnino tirnice in sploščenost tira zelo majhni, tudi letni časi ne povzročajo večjega sezonskega spreminjanja temperature.

Venera, vir: NASA

Površje Venere smo pričeli spoznavati šele v dobi vesoljskih sond. Je zelo mlado in kaže močno vulkansko aktivnost. Okrog 80% površja pokrivajo gladke, vulkanske ravnine, preostanek pa dva višja 'kontinenta". Na površju Venere je okrog 170 vulkanov večjih od 100 km in le nekaj nedavnih (300 - 600 milijonov let starih) udarnih kraterjev. Poleg gor, dolin, ravnin in razpok, ki so običajni za površje kamnitega planeta, je na Venerinem površju tudi nekaj posebnih površinskih struktur.

O notranji zgradbi Venere ni znanega veliko. Iz podobnosti z Zemljo glede velikosti in gostote sklepajo, da je podobna tudi notranja zgradba: tekoče jedro, plašč in skorja. železovo jedro naj bi imelo polmer okrog 3000 km, obdaja pa ga staljen kamnit plašč. Glavna razlika je, da na Veneri ni dokazov o premikih tektonskih plošč, kar je morda posledica zelo močne skorje.

Venera nima nobene lune.

4.2.3. Zemlja

Tretji planet od Sonca je Zemlja. Velika polos Zemljinega tira je 1 a. e =149 598 261 km ( 1 a. e. ), oddaljenost Zemlje od Sonca spreminja od 0,9833 a. e. do 1,0167 a. e.. En obhod okoli Sonca naredi v 365,25 dneh. Okrog svoje osi se relativno hitro vrti: en obrat glede na zvezde naredi v 23h 56m 4s, en Sončev dan pa traja točno 24 ur. Os vrtenja je nagnjena za 23,5° glede na ravnino tirnice/ ekliptiko. Nagnjenost osi vrtenja je vzrok za letne čase: ko je na severni polobli zima, je na južni polobli poletje in obratno. Temperatura na Zemlji je od -40° C do +50° C in omogoča obstoj tekoče vode.

Zemljin polmer je rz = 6370 km, masa mz = 5,97 x 1024 kg in povprečna gostota ρz = 5500 kg/m³. Zemlja je iz železa (32,1%), kisika (30,1%), silicija (15,1%), magnezija (13,9%), žvepla (2,9%) in drugih elementov.

Zemlja, vir: NASA

Ima 100 km debelo atmosfero, ki je sestavljena iz 78% dušika,21% kisika in 1% argona, ogljikovega dioksida, idr. Zračni tlak na površju je 105 Pa. Vremenski pojavi, kot so veter, dež in sneg, povzročajo erozijo tal in spreminjajo površje. Zemlja je edini planet, ki ima tektonske plošče. Premiki teh plošč povzročajo potrese in vulkane in obnavljajo površje. Površje Zemlje je tako staro le okrog 100 milijonov let. Na njem najdemo malo udarnih kraterjev, eden večjih je krater v Arizoni v ZDA.

Zemlja je posebna po tem, da 71% njenega površja prekriva tekoča voda. Velika večina vode (97%) je v morjih. Po današnjem razumevanju je bila tekoča voda ključnega pomena za nastanek in razvoj življenja.

Zemlja je edino telo v Osončju (in vesolju) za katerega vemo, da na njem obstaja ali je obstajalo življenje. Možno je, da življenje obstaja tudi kje drugje v vesolju, vendar ga doslej še niso odkrili. Poleg tekoče vode je ključnega pomena za obstoj življenja tudi ozračje, ki absorbira ultravijolično, rentgensko in gama svetlobo, ki prihaja iz vesolja, in bi sicer poškodovala celice živih bitij. Obstoju življenja je v pomoč tudi Zemljino magnetno polje, ki nas ščiti pred nabitimi delci s Sonca (Sončevim vetrom). Nabite delce usmeri proti severnemu in južnemu magnetnemu polu, kjer vzbudijo molekule v ozračju, ki nato ob vračanju v nižja energijska stanja, oddajajo svetlobo, ki jo vidimo kot polarni sij. Vir Zemljinega magnetnega polja je vrtenje in raztaljena notranjost (dinamo efekt).

Zemlja in Luna

Zemlja ima en naravni satelit - Luno. Lunin polmer je približno četrtina Zemljinega oz. rₗ = 1737 km. Njena masa je dober odstotek mase Zemlje ali natančneje mₗ = 1/81mase Zemlje, kar pomeni, da ima Luna nižjo povprečno gostoto od Zemlje: 3350 kg/m³. Luna je glede na Zemljo precej velika - noben drug planet v Osončju nima relativno gledano tako velike lune. Luna nima atmosfere, pogled na njeno od udarnih kraterjev razbrazdano površje pa nam pove, da gre za zelo staro površje, po ocenah okoli 4 milijarde let. Dolžina dneva na Luni traja en sinodski mesec, zato se temperaturi na osvetljeni in neosvetljeni strani zelo razlikujeta: od -170° C do +120° C.

[component-figure src="/user/pages/06.zvezdna-ucna-pot/04.osoncje/slika_7a_zemlja_vir_wikimedia.jpg" caption="Zemlja in Luna, vir: Wikimedia full_width=true ctheme="dark"]

Na površju Lune lahko s prostimi očmi opazimo temna območja, ki se imenujejo morja, ker so nekoč mislili, da so napolnjena z vodo. Danes vemo, da so to območja strjene lave, ki je večinoma napolnila depresije nastale zaradi udarcev meteoroidov, asteroidov in kometov. Svetlejša območja so višavja. Z daljnogledom ali teleskopom opazimo na Luninem površju veliko število udarnih kraterjev. Po ocenah je samo na tej strani Lune, ki je obrnjena proti Zemlji, okrog 300.000 kraterjev večjih od 1 km. Večina jih je poimenovanih po znanstvenikih in raziskovalcih ( tudi Vega in Stefan ). Relativna velikost Lune glede na njen planet je izziv za znanstvenike, ki poskušajo razložiti njen nastanek. Po najbolj sprejeti teoriji je Luna nastala, ko se je pred skoraj 4,5 milijardami let v Zemljo zaletelo neko telo, po velikosti primerljivo z Marsom. Iz zunanjih delov Zemlje, ki so se ob trku odtrgali z nje, je nastala Luna. To razloži, zakaj je gostota in sestava Lune podobna kot gostota in sestava zunanjih plasti Zemlje.

4.2.4. Mars

Četrti planet od Sonca je Mars. Velika polos njegovega tira je 1,523 a. e., njegova razdalja od Sonca pa se spreminja od 1,381 a. e. do 1,666 a. e. Ravnina njegove tirnice je glede na ekliptiko nagnjena za 1,85°. Marsovo leto traja 687 dni ali 1,88 Zemljinega leta. Okrog svoje osi se Mars zavrti glede na zvezde v 24,6 urah. Os vrtenja Marsa je nagnjena za 25,2° glede na ravnino tirnice. Zato ima Mars letne čase, podobno kot Zemlja.

Mars je drugi najmanjši planet Osončja. Je približno pol manjši od Zemlje, njegov polmer je okrog 3400 km ali 0,53 polmera Zemlje , masa 0,107 mase Zemlje, povprečna gostota pa 4000 kg/m. Ima tanko atmosfero, ki je sestavljena iz 95% ogljikovega dioksida, 3% dušika ter 1,7% argona in drugih plinov, med temi 0,1 - 0,4% kisika. Tlak na dnu atmosfere je veliko nižji od tlaka na Zemlji. Atmosfera je zelo suha. Temperatura na Marsu je med -143_ C in +35° C.

Mars, vir: NASA

Površje vsebuje veliko železovega oksida, kar daje Marsu njegovo značilno rdečkasto barvo. Na njem najdemo tako udarne kraterje kot tudi vulkane, doline, puščave in polarne kape, podobno kot na Zemlji. Polarne kape na Marsu so iz vodnega ledu in iz suhega ledu oz. zamrznjenega ogljikovega dioksida, obstajajo pa tudi oblaki, v katerih je zamrznjena voda. Voda v obliki ledu obstaja tudi v prostranih, zamrznjenih jezerih globoko pod planetovim suhim, prašnim površjem, tekoče vode pa danes na Marsu ni.

Na površju Marsa se nahaja vulkanska gora Olympus Mons, ki je z več kot 20 km višine druga najvišja gora v Osončju in najvišja na katerem od planetov (najvišja gora v Osončju je 22-km Rheasilvia Mons na asteroidu Vesta). Čez Marsovo površje se v bližini njegovega ekvatorja razteza okoli 4000 km dolg kanjon Valles Marineris, ki spada med največje sisteme kanjonov.

V središču Marsa je deloma raztaljeno jedro, ki ima polmer okrog 1800 km in je večinoma iz železa, niklja in žvepla. Obdaja ga silikatni plašč, ki je bil nekoč vulkansko in tektonsko aktiven. Plašč pokriva okrog 50 km debela skorja iz silicija, kisika, železa, magnezija in drugih elementov.

Mars ima 2 luni: Fobos (Strah) in Deimos (Groza), ki sta majhni (10 - 30 km), nepravilne oblike in sta verjetno ujeta asteroida.

Mars so obiskale številne sonde: nekatere so se utirile v tirnico okoli planeta in pošiljale na Zemljo posnetke površja, druge so na njem pristale, v zadnjih letih pa so na Mars uspešno poslali roverje - samostojna vozila, ki potujejo po Marsovem površju, ga slikajo in jemljejo ter analizirajo vzorce tal ( Opportunity Rover in Curiosity Rover).

4.2.5. Jupiter

Jupiter je peti planet od Sonca in prvi od zunanjih planetov. Velika polos njegovega tira je 5,20 a. e, njegova razdalja od Sonca se spreminja od 4,95 a. e. do 5,46 a. e.. Jupitrovo leto traja 11,86 Zemljinih let. Okrog svoje osi se zavrti v 9,9 urah, os vrtenja pa je nagnjena samo za 3,1°. Temperaturo med ekvatorialnimi in polarnimi deli v veliki meri izenačuje konvekcija znotraj planeta.

Jupiter je največji in najmasivnejši planet Osončja. Njegov polmer je za okrog 11 Zemljinih polmerov. Masa Jupitra je 318 mas Zemlje ali približno tisočinka Sončeve mase, povprečna gostota pa 1300 kg/m³,kar je malo več kot gostota tekoče vode.

Jupiter, vir: NASA

Jupiter nima trdne površine, ampak je večinoma iz tekoče (kapljevine) in plinaste snovi, po sestavi približno iz tri četrtine vodika in četrtine helija. Pravimo mu plinasti velikan. Domnevajo, da ima Jupiter gosto trdno jedro iz mešanice kovin in skalnatih materialov pri zelo visokem tlaku in visoki temperaturi. Obdaja ga gosta plast tekočega kovinskega vodika, ki sega vse do okrog 80% polmera. Nad njo je plast tekočega molekularnega vodika. Na vrhu je 5000 km debela atmosfera sestavljena iz 90% vodika, 10% helija in manj kot pol odstotka metana in amonijaka. Temperatura v zgornjih plasteh atmosfere je od -160°C do +110° C.

Jupiter je nenehno pokrit s plastmi oblakov iz amonijaka, ki se nahajajo na različnih oddaljenostih od ekvatorja in imajo različne barve. V pasovih in zonah pihajo močni vetrovi, ki dosegajo v višjih plasteh hitrosti do 150 m/s, v nižjih plasteh pa tudi do 500 m/s. Različni pasovi in zone imajo različne obhodne čase, saj se Jupiter ne vrti kot togo telo. Pri vsem tem dogajanju v atmosferi nastajajo vrtinci, ki so lepo vidni tudi s šolskimi teleskopi. Največji med njimi je znana Velika rdeča pega.

Jupiter, vir: NASA

Jupiter ima 79 lun, od tega jih je več kot 50 manjših od 10 km in so bile odkrite po letu 1975. Največje so štiri lune: Io, Evropa, Ganimed in Kalisto, ki jih je odkril Galileo Galilej pred dobrimi štiristo leti in jim rečemo Galilejeve lune:

  • Jupitru najbližji Io je geološko-vulkansko najbolj aktivno telo v Osončju, kar je posledica tega, da ga nenehno gnetejo plimske sile Jupitra in ostalih Galilejevih lun. Njegov polmer je okrog 1800 km ali četrtina Zemljinega.
  • Evropa je s polmerom 1560 km najmanjša med Galilejevimi lunami in malenkost manjša od Lune. Njena ledena površina je precej gladka in svetla, na njej je veliko nekakšnih trakov in črt ter malo kraterjev. Domnevajo, da je pod ledeno skorjo 100 km globok ocean tekoče vode.
  • Ganimed ima polmer 2630 km, kar je približno 1,5-kratni polmer Lune, in je največja luna v Osončju, večja celo od planeta Merkur. Njegova površina ima temna, zelo stara območja, polna udarnih kraterjev in nekoliko mlajša (a še vedno stara) svetlejša območja, ki se ponekod v obliki trakov raztezajo čez površje lune.
  • Kalisto je druga največja Galilejeva luna in četrta po oddaljenosti od Jupitra. Njeno površje je temno in posejano s svetlimi udarnimi kraterji.

Galilejeve lune so lepo vidne s šolskimi teleskopi, njihov kratek obhodni čas okoli Jupitra pa omogoča, da opazimo spremembo njihovega položaja že v nekaj urah.

4.2.6. Saturn

Saturn je šesti planet od Sonca. Velika polos njegovega tira je skoraj dvakrat večja od Jupitrove: 9,58 a. e, njegova razdalja od Sonca se spreminja od 9,05 a. e. do 10,11 a. e. Saturnovo leto traja 29,46 Zemljinih let. Okrog svoje osi se zavrti v 10,57 urah, os vrtenja je nagnjena za 26,7° glede na ravnino tirnice, zato lahko vsakih 15 let lepo vidimo severno ali južno poloblo in Saturnove obroče. Temperatura v zgornjih plasteh atmosfere je od -190° C do +140° C.

Saturn je drugi največji in najmasivnejši planet Osončja. Njegov polmer je za okrog 9 Zemljinih polmerov, masa Saturna je 95 mas Zemlje, povprečna gostota pa 700 kg/m³, kar pomeni, da je Saturn v povprečju redkejši od vode.

Saturn, vir: NASA

Saturn nima trdne površine, ampak je večinoma iz tekoče (kapljevine) in plinaste snovi in po notranji zgradbi podoben Jupitru. Ima gosto, trdno jedro, veliko okrog 25.000 km, ki ga obdaja plast tekočega kovinskega vodika, tej pa sledi plast tekočega molekularnega vodika, ki postopno z višino prehaja v plin. Na vrhu je 1000 km debela plast atmosfere iz vodika (96%), helija (3%), metana in amonijaka. Tudi Saturn ima v atmosferi vetrove in rumenkaste pasove oblakov, ki pa so manj barviti in izraziti, ker jih prekriva meglica iz vodika, amonijaka in metana.

Saturn je najbolj znan po svojem obroču ali sistemu obročev. Saturnov obroč je odkril že leta 1610 Galileo Galilej, ki pa s svojim teleskopom ni mogel razločiti njegove oblike. To je uspelo 45 let kasneje Christianu Huygensu, Giovanni Cassini pa je leta 1675 odkril temno vrzel v obroču, ki ga na videz deli v dva dela in jih rečemo Cassinijeva vrzel.

Ocenjena debelina obročev je od okrog 10 metrov do 1 kilometra. Sestavljajo jih delci iz vodnega ledu (99,9%) velikosti od 1 cm do 10 m. Saturnov obroč je zelo star, toliko kot sam Saturn.

Saturn ima vsaj 62 lun. Največja med njimi je Titan, ki ima polmer 2580 km in je druga največja luna v Osončju ter edina luna v Osončju, ki ima gosto atmosfero. Atmosfera je rumene barve, večinoma iz dušika in zakriva pogled na Titanovo površje. Šele sonda Cassini-Huygens, ki je na njem pristala leta 2005, nam ga je razkrila in pokazala, da so na njem reke, jezera in morja iz ogljikovodikov, verjetno tekočega metana in etana. Na Titanu naj bi padal metanov dež. Nekateri menijo, da bi lahko na Titanu (in Enkeladu) obstajalo življenje v obliki mikrobov.

4.2.7. Uran

Uran so že pred njegovim uradnim odkritjem večkrat opazili na nebu, vendar so ga zamenjali za zvezdo. Kot nov planet ga je odkril William Herschel leta 1781.

Uran je sedmi planet od Sonca. Velika polos njegovega tira je okrog dvakrat večja od Saturnove: 19,23 a. e, njegova razdalja od Sonca se spreminja od 18,37 a. e. do 20,08 a. e. Uranovo leto traja 84,32 Zemljinih let. Na Uranovi oddaljenosti od Sonca je gostota svetlobnega toka okrog 400 - krat nižja kot na Zemlji, tako da je temperatura v zgornjih plasteh atmosfere le okrog - 220° C.

Uran, vir: NASA

Okrog svoje osi se Uran zavrti v 17,24 urah, os vrtenja pa je nagnjena za 97,8° glede na ravnino tirnice, kar pomeni, da leži skoraj v ravnini tirnice (kot da se Uran del poti okoli Sonca kotali). Posledica tega je, da tekom Uranovega leta polarna območja v povprečju prejmejo več energije od Sonca kot ekvatorialna. Kljub temu pa je Uran bolj vroč na ekvatorju kot na polih.

Uran je tretji največji in četrti najmasivnejši planet Osončja. Njegov polmer je okrog 25.000 km ali za okrog 4 premere Zemlje. Masa Urana je 14,5 mas Zemlje, povprečna gostota 1300 kg/m³ pa je podobna Jupitrovi. Uran ima v notranjosti tri plasti: skalnato (silikatno-železo-nikljevo) jedro, plašč iz vode, amonijaka in metana. ter zunanja plast plinastega vodika in helija. Zgradba Urana in Neptuna je drugačna od zgradbe Jupitra in Saturna, saj v njima prevladuje led nad plini, zato jima pravimo ledena velikana. Uran nima trdne površine. Kar vidimo je njegova zelo enakomerna modrikasta atmosfera, ki je večinoma iz molekularnega vodika in helija, barvo pa dobiva zaradi absorpcije svetlobe v metanu. Uran ima šibek obroč iz temnih delcev velikosti od mikrometra do 10 cm. Ima številne lune; izmed 27 znanih Uranovih lun je 5 glavnih: Miranda, Ariel, Umbriel, Titanija in Oberon.

4.2.8. Neptun

Čeprav so Neptun nekajkrat opazili že prej, so ga odkrili kot planet na podlagi motenj, ki jih je povzročal na gibanje Urana. Za odkritelje veljajo Urbain Le Verrier, John Couch Adams in Johann Galle, za leto odkritja pa 1846.

Neptun je osmi in najbolj oddaljeni planet od Sonca, saj je velika polos njegovega tira 30,1 a. e., njegova razdalja od Sonca se spreminja od 29,77 a. e. do 30,44 a. e. Neptunovo leto traja 164,79 Zemljinih let. Vrtilna doba Neptuna je 16,11 ur, os vrtenja je nagnjena za 28, 3° glede na ravnino tirnice. Temperatura na površju Neptuna je okrog -200° C.

Neptun, vir: NASA

Neptun je četrti največji in tretji najmasivnejši planet Osončja. Njegov polmer je okrog 24.500 km ali za okrog 3,8 polmerov Zemlje, masa Neptuna je 17,1 mas Zemlje, povprečna gostota pa 1600 kg/m³. Notranja zgradba Neptuna je podobna Uranovi. Jedro Neptuna je iz železa, niklja in silikatov. Obdaja ga 'ledeni' plašč iz vroče in goste tekoče mešanice vode, amonijaka in metana. Plašč obdaja plast atmosfere iz vodika (80%), helija (19%) in metana, ki predstavlja okrog 5% - 10% mase Neptuna in okrog 10% - 20% njegovega polmera. Tudi Neptun je, tako kot Uran, modrikaste barve, zaradi absorpcije rdeče barve v metanu v atmosferi. V njej je nekaj belkastih oblakov iz zamrznjenega metana in znana Velika temna pega, ki spominja na Veliko rdečo pego na Jupitru.

Neptun ima 13 znanih lun. Daleč največja je Triton (polmer 1350 km), ki ima nagnjeno in retrogradno tirnico, kar kaže na to, da je verjetno ujeti pritlikavi planet.

4.3. Pritlikavi planeti

V Osončju je trenutno znanih pet pritlikavih planetov. Mednje spada tudi Pluton, ki je do leta 2006 veljal za planet. Pluton je bil posebnež med planeti, saj je bil s polmerom 1150 km več kot pol manjši od sicer najmanjšega Merkurja in manjši celo od nekaterih lun.

Pluton so po odkritju uvrstili med planete, saj je bil precej večji od asteroidov in edino tako znano telo onstran Neptunove tirnice. Z razvojem sodobne tehnologije pa so po letu 1990 v zunanjih delih Osončja, onstran Neptunove tirnice, pričeli odkrivati še druga trans-neptunska telesa (TNO - Trans-Neptunian objects). Sprva so bila odkrita telesa bistveno manjša od Plutona, po letu 2002 pa so začeli odkrivati tudi podobno velika telesa. Leta 2005 so odkrili Erido, ki je z več kot 2300 km premera večja od Plutona. S temi odkritji se je pojavilo vprašanje, ali so tudi ta telesa planeti oz. kje potegniti mejo med planeti in 'ne-planeti'?

Mednarodna astronomska zveza (IAU - International Astronomical Union), ki poimenuje astronomska telesa, je morala sprejeti novo definicijo, katero astronomsko telo je planet. Na generalnem zasedanju v Pragi leta 2006 je IAU razdelila telesa v Osončju v tri skupine: majhna telesa, pritlikavi planeti in planeti. Sprejeli so definicijo, da je planet telo, k ustreza trem pogojem:

  1. je na tirnici okoli Sonca;
  2. je pod vplivom lastne gravitacije postalo (približno) okrogle oblike;
  3. je 'očistilo' svojo tirnico okoli Sonca.

Pritlikavi planeti, vir: NASA

Zadnji pogoj je najbolj izmuzljiv in ga Pluton ne izpolnjuje, saj so v njegovem delu Osončja še druga telesa, ki so po velikosti primerljiva z njim. Telo, ki izpolnjuje prva dva pogoja, tretjega pa ne, spada v skupino pritlikavih planetov. Trenutno je v našem Osončju znanih 5 pritlikavih planetov: Ceres leži v asteroidnem pasu na oddaljenosti 2,77 a. e. od Sonca; onstran tirnice Neptuna pa so: Pluton, Haumea (43 a. e.), Makemake (46 a. e.) in Erida (68 a. e.)

4.4. Majhna telesa Osončja

Telesa, ki so na tirnici okoli Sonca, a niso postala (približno) okrogle oblike pod vplivom lastne gravitacije (izpolnjujejo le prvi zgoraj omenjeni pogoj), so majhna telesa Osončja. (Med nje očitno ne spadajo lune, ki se gibljejo okoli svojih planetov.) Med majhna telesa Osončja spadajo: asteroidi, meteoridi in kometi.

Asteroidi in meteoroidi so večinoma kamnita telesa, lahko pa imajo tudi ledeni plašč. V grobem jih delimo glede na velikost: asteroidi so večji od 10 m (nekateri asteroidi so veliki okoli 400 km), meteoroidi pa so manjši, od velikosti prašnih zrn do 10 m. Večina asteroidov in meteoroidov leži v asteroidnem pasu med tirnicama Marsa in Jupitra, točneje med 2,1 a. e. in 3,3 a. e., nekaj pa jih je tudi okrog 2 a. e., 4 a. e. in 5 a. e.

Majhnim telesom, katerih tirnice se približajo ali prečkajo Zemljino tirnico okoli Sonca, pravimo blizu-zemeljska telesa (NEO - Near Earth Objects). Te budno spremljajo s teleskopi in kolikor se da natančno izračunajo njihove tirnice, da bi ugotovili ali bodo kdaj v prihodnosti zadeli Zemljo. Vemo, da so se trki asteroidov in meteoroidov v Zemljo v preteklosti _ze zgodili: domnevajo, da je padec 15 km asteroida na polotok Yucatan v Mehiki pred 65 milijoni let povzročil izumrtje dinozavrov. Zaenkrat ni videti, da bi Zemlji v naslednjih 100 letih pretila večja nevarnost iz vesolja (kljub pogostim svarilom o 'koncu sveta' v medijih).

Asteroidi, vir: NASA

Pogosto pa smo priča vstopu majhnih meteoroidov v Zemljino ozračje: ko meteoroid s hitrostjo okrog 10-70 km/s vstopi v ozračje, se zaradi trenja v zraku segreje in za delček sekunde zasveti ter pusti za sabo svetlo sled na nebu, ki ji rečemo zvezdni utrinek ali meteor. Zelo svetlemu meteorju rečemo bolid. Običajno meteoroid v ozračju na višini okrog 100 km popolnoma zgori. Ce ne zgori popolnoma, ga del pade na Zemljino površje - temu kosu pravimo meteorit.

Meteorji, vir: NASA

Ob določenih datumih v letu lahko opazimo večje število zvezdnih utrinkov ali meteorjev, ki navidezno prihajajo iz istega dela neba oz. radianta. Takim družinam meteorjev pravimo meteorski roj ali meteorski dež. Meteorski roji nastanejo, ko Zemlja prečka tirnico nekega kometa, ki je za sabo vzdolž tirnice pustil drobne ostanke. Ti ostanki vstopijo v ozračje približno iz iste smeri in povzročijo večje število meteorjev. Znani meteorski roji so Perzeidi (navidezno prihajajo iz ozvezdja Perzej, dosežejo maksimum v sredini avgusta in so ostanki kometa Swift-Tuttle), Leonidi (iz ozvezdja Lev, maksimum v sredini novembra, ostanki kometa Tempel-Tuttle) in Geminidi (iz ozvezdja Dvojčka, maksimum v sredini decembra, ostanki asteroida 3200 Phaethon).

4.5. Kometi

Kometi so večinoma ledena majhna telesa Osončja, ki pridejo v notranje dele Osončja, kjer se zaradi Sončeve svetlobe in toplote segrejejo in delno uparijo. V bližini Sonca zato 'zasvetijo' in so ponavadi na nebu vidni nekaj tednov. Jedro kometa je veliko od nekaj sto metrov do nekaj deset kilometrov. Sestavljeno je iz kamnin, prahu in vodnega ledu. Ko ga Sončeva svetloba segreje, z njegove površine izparevajo delci snovi in ustvarjajo kometovo komo in rep, ki vedno kaže v smeri proč od Sonca. Lahko se oblikujeta dva repa: prašni in ionski rep. Na ionski rep deluje pretežno Sončev veter (tok nabitih delcev s Sonca) in kaže točno v smeri proč od Sonca ter je lahko barvast (barva je odvisna od kemijske sestave). Prašni rep sestavljajo delci prahu, ki so ostali za kometom, tako da je ta rep pogosto ukrivljen. Je belkaste barve, saj delci prahu odbijajo Sončevo svetlobo neodvisno od barve.

Komet, vir: NASA

Poznamo komete, ki se Soncu približajo le enkrat, nekateri pa se k Soncu periodično vračajo. Njihovo vrnitev je mogoče dobro napovedati tudi tisočletja v naprej. Delimo jih na kratko-periodične komete, ki imajo periode manj kot okrog 200 let, in dolgo-periodične komete, ki imajo periode daljše od 200 let. Menijo, da kratko-periodični kometi prihajajo iz t.i. Kuiperjevega pasu, ki se razteza onstran Neptunove tirnice od 30 a.e. do 50 a.e. Dolgo-periodični kometi, ki imajo periode od 200 let do nekaj tisoč ali celo milijone let, pa prihajajo iz t.i. Oortovega oblaka, ki naj bi bil sferični oblak ledenih teles, ki obdaja Osončje in leži okrog 50.000 a.e. daleč. Zelo znan komet je Halleyev komet. Edmund Halley je v začetku 18. stoletja odkril, da so kometi, ki so se pojavili v letih 1456, 1531, 1607, 1682 pravzaprav en sam komet in pravilno napovedal, da se bo vrnil leta 1758. Nazadnje smo Halleyev komet videli leta 1986, naslednjič pa bo prišel v bližino Sonca leta 2061.