Sluneční soustava je krásná věc na pohled. Mezi jejími čtyřmi terestrickými planetami, čtyřmi plynnými obry, mnoha menšími planetami složenými z ledu a hornin a bezpočtem měsíců a menších objektů prostě není nouze o věci, které je třeba studovat a kterými se lze nechat okouzlit. Když k tomu přidáme naše Slunce, pás asteroidů, Kuiperův pás a mnoho komet, máme toho dost na to, abychom vás zaměstnali do konce života.
Ale proč přesně jsou větší tělesa ve Sluneční soustavě kulatá? Ať už mluvíme o měsíci, jako je Titan, nebo o největší planetě Sluneční soustavy (Jupiter), zdá se, že velká astronomická tělesa upřednostňují tvar koule (i když ne dokonalé). Odpověď na tuto otázku souvisí s tím, jak funguje gravitace, nemluvě o tom, jak vznikla Sluneční soustava.
Vznik:
Podle nejrozšířenějšího modelu vzniku hvězd a planet – tzv. mlhovinové hypotézy – začala naše Sluneční soustava jako oblak vířícího prachu a plynu (tj. mlhovina). Podle této teorie se asi před 4,57 miliardami let stalo něco, co způsobilo zhroucení oblaku. Mohl to být důsledek průletu hvězdy nebo rázových vln ze supernovy, ale konečným výsledkem byl gravitační kolaps v centru mračna.
V důsledku tohoto kolapsu se začaly shromažďovat kapsy prachu a plynu do hustších oblastí. Jak hustší oblasti přitahovaly další hmotu, zachování hybnosti způsobilo, že začaly rotovat, zatímco rostoucí tlak způsobil jejich zahřívání. Většina hmoty skončila v kouli ve středu a vytvořila Slunce, zatímco zbytek hmoty se zploštil do disku, který kolem něj kroužil – tj. protoplanetární disk.
Planety vznikly akrecí z tohoto disku, v němž se prach a plyn gravitačně spojovaly a vytvářely stále větší tělesa. Vzhledem k vyšším bodům varu mohly blíže ke Slunci existovat v pevné formě pouze kovy a křemičitany, které nakonec vytvořily terestrické planety Merkur, Venuši, Zemi a Mars. Protože kovové prvky tvořily jen velmi malou část sluneční mlhoviny, nemohly se terestrické planety příliš zvětšit.
Naproti tomu obří planety (Jupiter, Saturn, Uran a Neptun) se zformovaly za bodem mezi oběžnými drahami Marsu a Jupiteru, kde je materiál dostatečně chladný na to, aby těkavé ledové sloučeniny zůstaly v pevném stavu (tj. linie mrazu). Led, z něhož se tyto planety zformovaly, byl hojnější než kovy a křemičitany, z nichž se zformovaly terestrické vnitřní planety, což jim umožnilo nabýt dostatečné hmotnosti, aby zachytily velké atmosféry vodíku a helia.
Zbytky úlomků, které se nikdy nestaly planetami, se shromáždily v oblastech, jako je Pás asteroidů, Kuiperův pás a Oortův oblak. Takto a proč tedy sluneční soustava vůbec vznikla. Proč se větší objekty zformovaly jako koule, a ne jako čtverce? Odpověď na tuto otázku souvisí s pojmem známým jako hydrostatická rovnováha.
Hydrostatická rovnováha:
V astrofyzikální terminologii hydrostatická rovnováha označuje stav, kdy existuje rovnováha mezi vnějším tepelným tlakem z nitra planety a hmotností materiálu, který tlačí dovnitř. Tento stav nastává, jakmile se objekt (hvězda, planeta nebo planetka) stane natolik hmotným, že gravitační síla, kterou působí, způsobí jeho zhroucení do nejefektivnějšího tvaru – koule.
Typicky tohoto bodu objekty dosahují, jakmile překročí průměr 1 000 km (621 mil), i když to závisí také na jejich hustotě. Tento koncept se stal také důležitým faktorem při určování, zda bude astronomický objekt označen jako planeta. Vychází to z rezoluce, kterou v roce 2006 přijalo 26. valné shromáždění Mezinárodní astronomické unie.
V souladu s rezolucí 5A je definice planety následující:
- „Planeta“ je nebeské těleso, které (a) obíhá kolem Slunce, (b) má dostatečnou hmotnost, aby jeho vlastní gravitace překonala síly tuhého tělesa, takže zaujímá hydrostaticky rovnovážný (téměř kulatý) tvar, a (c) vyklidilo okolí své dráhy.
- „Trpasličí planeta“ je nebeské těleso, které a) obíhá kolem Slunce, b) má dostatečnou hmotnost na to, aby jeho autogravitace překonala síly tuhého tělesa, takže zaujme hydrostaticky rovnovážný (téměř kulatý) tvar , c) nevyčistilo okolí své dráhy a d) není družicí.
- Všechna ostatní tělesa, s výjimkou družic, obíhající kolem Slunce se souhrnně označují jako „malá tělesa sluneční soustavy“.
Tak proč jsou planety kulaté? No, částečně je to proto, že když jsou objekty obzvláště hmotné, příroda jim přeje, aby zaujaly co nejefektivnější tvar. Na druhou stranu bychom mohli říci, že planety jsou kulaté, protože jsme se tak rozhodli definovat slovo „planeta“. Ale na druhou stranu, „růže každým jiným jménem“, že?“
Pro Universe Today jsme napsali mnoho článků o slunečních planetách. Zde je článek Proč je Země kulatá, Proč je všechno kulaté, Jak vznikla Sluneční soustava a zde Několik zajímavostí o planetách.
Pokud chcete získat více informací o planetách, podívejte se na stránku NASA věnovanou výzkumu Sluneční soustavy a zde je odkaz na simulátor Sluneční soustavy NASA.
Natočili jsme také sérii dílů pořadu Astronomy Cast o každé planetě Sluneční soustavy. Začněte zde, epizoda 49: Merkur.