Solsystemet er en smuk ting at se på. Med sine fire jordiske planeter, fire gasgiganter, adskillige mindre planeter bestående af is og sten og utallige måner og mindre objekter er der simpelthen ikke mangel på ting at studere og blive betaget af. Læg dertil vores sol, et asteroidebælte, Kuiperbæltet og mange kometer, og du har nok til at holde dig beskæftiget resten af dit liv.
Men hvorfor er det lige præcis, at de større legemer i solsystemet er runde? Uanset om vi taler om måner som Titan eller den største planet i solsystemet (Jupiter), så synes store astronomiske legemer at foretrække formen af en kugle (om end ikke en perfekt kugle). Svaret på dette spørgsmål har noget at gøre med, hvordan tyngdekraften virker, for ikke at nævne hvordan Solsystemet blev til.
Formation:
I henhold til den mest almindeligt accepterede model for stjerne- og planetdannelse – også kendt som nebelhypotesen – begyndte vores Solsystem som en sky af hvirvlende støv og gas (dvs. en tåge). Ifølge denne teori skete der for ca. 4,57 milliarder år siden noget, som fik skyen til at kollapse. Dette kunne have været resultatet af en forbipasserende stjerne eller chokbølger fra en supernova, men slutresultatet var et gravitationskollaps i midten af skyen.
På grund af dette kollaps begyndte lommer af støv og gas at samle sig i tættere områder. Efterhånden som de tættere områder trak mere stof ind, fik bevarelse af bevægelsesmængden dem til at begynde at rotere, mens det stigende tryk fik dem til at varme op. Det meste af materialet endte i en kugle i centrum og dannede Solen, mens resten af stoffet fladede ud til en skive, der kredsede omkring den – dvs. en protoplanetarisk skive.
Planeterne blev dannet ved akkretion fra denne skive, hvor støv og gas graviterede sammen og smeltede sammen til stadig større legemer. På grund af deres højere kogepunkter var det kun metaller og silikater, der kunne eksistere i fast form tættere på solen, og disse ville i sidste ende danne de jordiske planeter Merkur, Venus, Jorden og Mars. Da metalliske elementer kun udgjorde en meget lille del af solens tåge, kunne de jordiske planeter ikke vokse sig særligt store.
Derimod blev kæmpeplaneterne (Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun) dannet hinsides det punkt mellem Mars’ og Jupiters baner, hvor materialet er køligt nok til, at flygtige isforbindelser kan forblive faste (dvs. frostlinjen). Isen, der dannede disse planeter, var mere rigelig end de metaller og silikater, der dannede de indre jordiske planeter, hvilket gjorde det muligt for dem at blive massive nok til at indfange store atmosfærer af brint og helium.
Resterne, der aldrig blev til planeter, samledes i regioner som Asteroidebæltet, Kuiperbæltet og Oortskyen. Det er altså sådan og sådan, at solsystemet blev dannet i første omgang. Hvorfor er det, at de større objekter blev dannet som kugler i stedet for f.eks. firkanter? Svaret på dette har noget at gøre med et begreb, der kaldes hydrostatisk ligevægt.
Hydrostatisk ligevægt:
I astrofysiske termer henviser hydrostatisk ligevægt til den tilstand, hvor der er balance mellem det termiske tryk udadtil indefra en planet og vægten af det materiale, der trykker indadtil. Denne tilstand opstår, når et objekt (en stjerne, planet eller planetoide) bliver så massivt, at den tyngdekraft, de udøver, får dem til at kollapse i den mest effektive form – en kugle.
Typisk set når objekter dette punkt, når de overstiger en diameter på 1.000 km (621 mi), selvom dette også afhænger af deres massefylde. Dette begreb er også blevet en vigtig faktor for at afgøre, om et astronomisk objekt vil blive betegnet som en planet. Dette var baseret på den resolution, der blev vedtaget i 2006 af den 26. generalforsamling for Den Internationale Astronomiske Union.
I overensstemmelse med resolution 5A er definitionen af en planet følgende:
- En “planet” er et himmellegeme, der (a) er i kredsløb om Solen, (b) har tilstrækkelig masse til, at dets selvtyngdekraft kan overvinde de stive legemskræfter, så det antager en form i hydrostatisk ligevægt (næsten rund), og (c) har ryddet nabolaget omkring sit kredsløb.
- En “dværgplanet” er et himmellegeme, der (a) er i kredsløb om Solen, (b) har tilstrækkelig masse til, at dens selvtyngdekraft kan overvinde de stive legemskræfter, så den antager en hydrostatisk ligevægtsform (næsten rund) , (c) ikke har ryddet nabolaget omkring sin bane, og (d) ikke er en satellit.
- Alle andre objekter, bortset fra satellitter, der kredser om Solen, skal samlet betegnes som “små solsystemlegemer”.
Så hvorfor er planeterne runde? Tja, en del af det er fordi, at når objekter bliver særligt massive, så favoriserer naturen, at de antager den mest effektive form. På den anden side kan vi sige, at planeter er runde, fordi det er sådan, vi vælger at definere ordet “planet”. Men så igen, “en rose ved et andet navn”, ikke sandt?
Vi har skrevet mange artikler om solplaneterne til Universe Today. Her er Hvorfor er jorden rund, Hvorfor er alting kugleformet, Hvordan blev solsystemet dannet, og her er nogle interessante fakta om planeterne.
Hvis du gerne vil have mere information om planeterne, så tjek NASA’s side om udforskning af solsystemet, og her er et link til NASA’s solsystemsimulator.
Vi har også optaget en række episoder af Astronomy Cast om hver eneste planet i solsystemet. Start her, episode 49: Merkur.