Sólkerfið okkar

Sólkerfið er hverfið okkar í geimnum. Í miðju þess er stjarna, sólin okkar, og um hana ganga reikistjörnurnar, tunglin þeirra, smástirni, halastjörnur og loftsteinar. Allir hnettir, stórir sem smáir, á sporbaug umhverfis sólina eru hluti af sólkerfinu okkar. Sólkerfið okkar er hluti af miklu stærra kerfi sem heitir Vetrarbrautin.

Í sólkerfinu okkar eru átta reikistjörnur. Þær eru (í réttri röð frá sólinni):

1. Merkúríus

2. Venus

3. Jörðin

4. Mars

5. Júpíter

6. Satúrnus

7. Úranus

8. Neptúnus

Einnig eru fimm dvergreikistjörnur:

1. Ceres

2. Plútó

3. Hámea

4. Makemake

5. Sedna

Hvernig varð sólkerfið okkar til?

Sólir og reikistjörnur verða til úr geimþoku eins og þessari. Þetta er Sverðþokan í Óríon. Mynd: NASA/ESA

Fyrir um það bil 4.600 milljón árum var sólin ekki til. Ekki Jörðin heldur — bara risavaxið ský úr gasi og ryki sem við köllum geimþoku.

Skýið var aðallega úr vetni og helíumi, tveimur algengustu efnunum í alheiminum. Það varð til þegar eldri stjörnur sprungu og dreifðu innviðum sínum um geiminn. Innviðir þessara sprungnu stjarna var hráefnið í sólina, reikistjörnurnar og lífið sjálft.

Fyrir einhvern utanaðkomandi kraft, til dæmis höggbylgju frá stjörnu sem sprakk, byrjaði geimþokan að falla saman og þéttast.

Gas og ryk féll í átt að miðjunni þar sem efnið var þéttast og þyngdarkrafturinn mestur.

Við það byrjaði skýið að snúast í kringum miðjuna. Þá flattist það út og varð eins og skífa eða pönnukaka í laginu.

Miðjan dró til sín sífellt meira efni. Hún óx og óx. Á sama tíma byrjuðu smærri efnisklumpar að myndast umhverfis miðjuna.

Þessir klumpar urðu að lokum reikistjörnur, tungl, smástirni og halastjörnur.

Teikning listamanns af gas- og rykskífu í kringum unga stjörnu. Í miðjunni er ung stjarna, nýkviknuð, en í kring er efnið sem varð að reikistjörnum, tunglum, smástirnum og halastjörnum. Einhvern vegin svona leit sólkerfið okkar út fyrir 4.600 milljónum ára. Mynd: ESO

Klumparnir hitnuðu mjög þegar þeir söfnuðu til sín sífellt meira efni. Því meira efni sem þeir söfnuðu, því stærri og heitari urðu þeir.

Jörðin er til dæmis enn mjög heit að innan eftir þetta. Hitinn í Jörðinn er sem sagt afgangshiti frá því að Jörðin varð til!

Að lokum varð svo mikill hiti og þrýstingur í miðju skýsins að það byrjaði að breyta vetni í helíumi.

Þá kviknaði á sólinni!

Nýfædd sólin var heit og gaf frá sér mikið ljós og sterka vinda sem blésu gasi og ryki burt. Þess vegna urðu reikistjörnurnar sem eru næst sólinni, eins og Jörðin, ekki vaxið meira en utar urðu reikistjörnurnar miklu stærri og úr gasi.

En hvernig vitum við þetta?

Við sjáum þetta gerast í kringum okkur! Með sjónaukum sínum hafa stjörnufræðingar séð stjörnur fæðast og fundið reikistjörnur í mótun. Hér er til dæmis hægt að lesa um það.

Hvað er sólkerfið stórt?

Sólin í samanburði við reikistjörnurnar og dvergreikistjörnurnar í sólkerfinu okkar. Mynd: Roberto Ziche

Sólkerfið okkar er risavaxið. Það er svo stórt að erfitt er að ímynda sér það. Fjarlægðir milli reikistjarna eru svo miklar að geimför eru marga mánuði, jafnvel ár, að ferðast á milli þeirra.

Ef við smækkuðum sólkerfið þannig að sólin væri á stærð við fótbolta, hversu stór væri þá Jörðin og hvað væri hún langt í burtu? En Júpíter eða Plútó?

Sólin okkar er næstum 110 sinnum stærri að þvermáli en Jörðin. Ef sólin væri á stærð við fótbolta væri Jörðin á stærð við poppbaun í um það bil 23 metra fjarlægð (prófaðu að leggja niður fótbolta og taka 23 stór skref með poppbaun í hendinni).

Í þessu líkani væri Júpíter á stærð við jarðarber í 115 metra fjarlægð.

Satúrnus væri eins og hindber í næstum 220 metra fjarlægð frá fótboltanum.

Greyið litli Plútó væri svo á stærð við títuprjónshaus í 920 metra fjarlægð frá fótboltanum!

Fjarlægasta fyrirbærið sem við þekkjum í sólkerfinu, Sedna, væri einnig títuprjónshaus eins og Plútó — í um 20 kílómetra fjarlægð frá fótboltanum!

Sólkerfið er augljóslega risavaxið!

Hvaða reikistjörnur eru bergreikistjörnur?

Reikistjörnurnar í innri hluta sólkerfisins — Merkúríus, Venus, Jörðin og Mars — eru úr bergi. Þær hafa því fast yfirborð. Þess vegna eru þær oft kallaðar bergreikistjörnur. Bergreikistjörnurnar eru minnstu reikistjörnur sólkerfisins. Þú getur séð stærðarhlutföllin hér undir.

Bergreikistjörnurnar Merkúríus, Venus, Jörðin og Mars. Merkúríus er minnstur, þá Mars, svo Venus og loks Jörðin. Mynd: Lunar and Planetary Institute

Hvaða reikistjörnur eru gasrisar?

Í ytri hluta sólkerfisins eru fjórar reikistjörnur — Júpíter, Satúrnus, Úranus og Neptúnus. Þær eiga það allar sameiginlegt að vera úr lofttegundum (gasi). Þær eru allar miklu stærri en Jörðin og eru þess vegna oft kallaðar gasrisarnir. Hér undir sjást stærðarhlutföllin.

Gasrisarnir Júpíter, Satúrnus, Úranus og Neptúnus. Úranus er örlítið stærri Neptúnus. Satúrnus er næst stærstur g Júpíter stærstur. Mynd: Lunar and Planetary Institute

Gasrisarnir hafa ekkert fast yfirborð. Því er ekki hægt að lenda geimfari á þeim. Hvernig myndir þú þá rannsaka þær?

Af hverju eru reikistjörnurnar mismunandi á litinn?

Yfirborð tunglsins er grátt og dökkt en Jörðin er litríkari með blá höf, hvít ský og hvíta jökla, grænan gróður og brún meginlönd . Myndina tóku geimfarar í Apollo 8.

Reikistjörnur eru mismunandi á litinn vegna þess að þær eru úr mismunandi efnum. Efnin á yfirborðum og í lofthjúpum reikistjarnanna draga í sig eða endurvarpa sólarljósi á mismunandi hátt. Það ræður litbrigðunum.

Merkúríus er öskugrár eða svartur. Yfirborð hans er nefnilega að mestu úr dökku gosbergi, svipuðu því sem kemur upp í eldgosum á Íslandi.

Venus er sveipuð þykkum lofthjúpi úr koldíoxíði og skýjum úr brennisteinssýru. Þessi efni gefa henni ljósgulan lit. Yfirborð Venusar er dökkt því það er að mestu úr dökku gosbergi.

Jörðin fær bláa litinn sinn frá höfunum og lofthjúpnum. Úr geimnum að sjá sjást líka hvít ský, hvítur snjór, grænn gróður og brúnn litur eyðimarkanna.

Mars er þakinn örfínum ryðrauðum rykögnum. Ryðið gefur Mars appelsínugulan lit. Undir ryklaginu er hins vegar víðast hvar dökkt gosberg.

Júpíter er að mestu úr vetni og helíumi en inniheldur líka vatnsgufu, ammóníak og önnur efni. Ský úr þessum efnum eru ýmist hvít, appelsíngul, brún eða rauð.

Satúrnus er líka að mestu leyti úr vetni og helíumi en inniheldur líka ammóníak, vatnsgufu og önnur efni sem gefa honum gulbrúnan lit.

Úranus inniheldur mikið vetni og helíum en líka metan sem gefur honum grænbláan lit.

Neptúnus inniheldur líka vetni, helíum og metan sem gefur honum bláan lit.

Hvað eru halastjörnur, smástirni og loftsteinar?

Ungur stjörnuáhugamaður með brot úr smástirni: Loftstein úr járni! Mynd: Una Björk Kjerúlf

Í sólkerfinu okkar er aragrúi lítilla hnatta. Þeir eru leifar frá því að sólkerfið okkar varð til; hnettir sem ekki urðu að reikistjörnum eða tunglum.

Við köllum þessar leifar ýmist halastjörnur, smástirni eða loftsteina, allt eftir stærð og efnasamsetningu.

Halastjörnurnar eru úr vatnsís og ryki. Þess vegna eru þær stundum kallaðar skítugir snjóboltar. Útlitslega eru halastjörnur ekki ólíkar ísjökunum á Jökulsárlóni.

Þær eru reyndar töluvert skítugri og nánast kolsvartar. Þær eru líka stærri en ísjakarnir á Jökulsárlóni.

Sumar eru á stærð við fjöll eins og Esjuna en aðrar mun stærri (þó miklu minni en Jörðin og tunglið).

Þegar halastjörnurnar heimsækja innra sólkerfið byrja þær að gufa upp. Þá myndast halinn sem þær eru frægar fyrir.

Smástirni eru úr bergi og málmum. Þau geta verið á stærð við bíl upp í á stærð við stærstu fjöll eða lönd.

Loftsteinar eru smæstu agnirnar á sveimi um sólina. Þeir eru líka úr bergi og málmum eins og smástirnin, enda brot úr þeim!

Þegar loftsteinar falla í gegnum lofthjúp Jarðar sjáum við stjörnuhrap.

Hvað hafa reikistjörnurnar mörg tungl?

Stærðarhlutföll reikistjarnanna og tungla þeirra. Samsett mynd © 2011 Emily Lakdawalla, The Planetary Society. Myndir NASA/JPL og JHUAPL/CIW. Myndvinnsla: Bjorn Jonsson; Mattias Malmer; Ted Stryk; Gordan Ugarkovic. TNO teikningar eftir A. Feild (STSCI)

Þau fyrirbæri sem eru á sveimi um reikistjörnurnar köllum við tungl.

Í dag vitum við að reikistjörnurnar hafa samanlagt 173 tungl! Og þau gætu verið fleiri!

Júpíter, stærsta reikistjarnan í sólkerfinu, hefur flest, 67, en Satúrnus næstflest, 62. Merkúríus og Venus eru einu reikistjörnurnar sem hafa engin tungl.

Á myndinni hér til hliðar má sjá stærðir tunglanna í samanburði við reikistjörnurnar.

Reikistjarna	Fjöldi tungla	Stærsta tungl
Merkúríus	0
Venus	0
Jörðin	1	Máninn
Mars	2	Fóbos
Júpíter	67	Ganýmedes
Satúrnus	62	Títan
Úranus	27	Títanía
Neptúnus	14	Tríton
Samtals:	173	Ganýmedes

Hvaða geimfar er komið lengst út í geiminn?

Voyager geimflaugin. Sjá má gullhúðaða diskinn undir hvíta loftnetinu. Á honum eru skilaboð frá Jarðarbúum. Mynd: NASA

Voyager 1 geimflaugin er sá manngerði hlutur sem er kominn lengst að heiman. Flaugin var send út í geiminn árið 1977. Hún flaug fyrst framhjá Júpíter árið 1979 og síðan Satúrnusi áður en hún yfirgaf reikistjörnurnar.

Voyager 1 er nú meira en 123 sinnum lengra frá sólinni en Jörðin. Þetta er svo mikil fjarlægð að það tekur skilaboð næstum 18 klukkustundir að berast frá honum til Jarðar með hraða ljóssins (mesta hraða sem til er í alheiminum)!

Voyager 1 er hraðfleygasta farartæki sem menn hafa smíðað. Flaugin ferðast á 17 km hraða sekúndu. Það er meira en 61.000 km á klukkustund, þúsund sinnum hraðar en hraði bíls innanbæjar!

Til að setja þennan hraða í samhengi er áhugavert að finna út hve lengi Voyager væri að ferðast frá Reykjavík til Akureyrar. Loftlínan milli Reykjavíkur og Akureyrar er um 250 km. Deilum þeirri vegalengd með hraða Voyagers 1 og fáum út um það bil 15 sekúndur! Voyager 1 væri sem sagt innan við 15 sekúndur að ferðast frá Reykjavík til Akureyrar!

Frá Reykjavík til Kaupmannahafnar eru um 2.100 km. Voyager 1 væri þá rétt rúmlega tvær mínútur að ferðast þangað!

Þrátt fyrir þennan ógnarhraða væri Voyager 1 meira en 70 þúsund ár að ferðast til næstu stjörnu.

Voyager 1 siglir nú til stjarnanna. Á flauginni eru gullhúðuð koparplata sem á eru myndir og hljóð frá Jörðinni. Segja mætti að Voyager 1 sé nokkurs konar flöskuskeyti sem Jarðarbúar hafa varpað í mesta haf sem til er: Alheimshafið. Ef svo ólíklega vill til að geimverur fyndu Voyager 1 gætu þær hugsanlega spilað diskinn og lært sitthvað um lífið á Jörðinni.

Eru til önnur sólkerfi?

Já! Fyrsta reikistjarnan í öðru sólkerfi fannst árið 1995. Síðan hafa stjörnufræðingar fundið næstum 1.000 reikistjörnur utan okkar sólkerfis, svokallaðar fjarreikistjörnur.

Hér er hægt að lesa meira um önnur sólkerfi.

Lærðu meira um sólkerfið

• NASA Eyes on the Solar System — Slástu í för með geimförum í sólkerfinu okkar

• NASA/JPL Photojournal — Myndasafn NASA/JPL af sólkerfinu

Höfundur: Sævar Helgi Bragason