Mūsų kosminiai namai, Saulės sistema, yra be galo dinamiška ir įvairialypė erdvė, kurioje skrieja patys įvairiausi kosminiai kūnai – nuo mažiausių asteroidų iki didžiulių dujų sferų, savo mase tūkstančius kartų pranokstančių mums pažįstamą pasaulį. Kai pradedame tyrinėti šią kosminę kaimynystę, vienas pirmųjų klausimų, kuris kyla tiek astronomijos entuziastams, tiek mokslininkams, yra susijęs su mąsteliu. Koks yra tikrasis mūsų Žemės dydis, lyginant su kitais dangaus kūnais? Nors kasdieniniame gyvenime Žemė mums atrodo neaprėpiamai didelė, o jos vandenynai ir žemynai sudaro visą mūsų suvokiamą realybę, kosminiame fone ji tėra tik nedidelis taškelis. Norint geriau suprasti savo vietą visatoje, būtina pažvelgti į visas planetas, jas išrikiuoti ir įvertinti, kokiomis savybėmis pasižymi kiekviena iš jų. Tai nėra vien tik sausa statistika ar atstumai kilometrais – planetos dydis tiesiogiai lemia jos gravitacijos stiprumą, atmosferos tankį, palydovų skaičių ir, svarbiausia, gebėjimą sukurti palankias sąlygas gyvybei.
Planetų dydžio matavimo kriterijai: kaip tai daro astronomai?
Prieš pradedant detaliai reitinguoti planetas, labai svarbu suprasti, kokiais fiziniais kriterijais remiasi mokslininkai nustatydami jų dydį. Dažniausiai astronomijoje planetų dydis nustatomas pagal jų pusiaujo skersmenį. Kadangi dauguma planetų dėl savo sukimosi aplink ašį nėra idealiai apvalios sferos – jos yra šiek tiek suplokštėjusios per ašigalius ir išsipūtusios ties pusiauju – pusiaujo skersmuo suteikia patį tiksliausią supratimą apie objekto tūrį. Kitas labai svarbus kosminis matas yra masė. Tačiau verta atkreipti dėmesį, kad masė ir fizinis skersmuo ne visada tiesiogiai koreliuoja, nes planetos yra sudarytos iš skirtingų medžiagų ir pasižymi skirtingu tankiu. Pavyzdžiui, milžiniškos dujų planetos tūrio atžvilgiu yra neįtikėtinai didelės, tačiau jų vidutinis tankis yra kur kas mažesnis nei kompaktiškų uolinių planetų, tokių kaip Žemė. Šiame straipsnyje mes planetas rikiuosime pagal jų fizinį skersmenį, pradedant nuo mažiausios ir keliaujant link pačių didžiausių Saulės sistemos gigantų.
Dvi skirtingos pasaulių kategorijos: uolinės planetos ir dujų milžinės
Mūsų sistemos planetos natūraliai skirstomos į dvi pagrindines grupes, kurios skiriasi ne tik savo chemine sudėtimi, bet ir fiziniais gabaritais. Pirmąją grupę sudaro vidinės, uolinės planetos, dar vadinamos Žemės grupės planetomis. Joms priklauso Merkurijus, Marsas, Venera ir Žemė. Šie pasauliai pasižymi kietu paviršiumi, dideliu tankiu ir palyginti nedideliais matmenimis. Antroji grupė yra išorinės planetos, žinomos kaip dujų ir ledo milžinės: Jupiteris, Saturnas, Uranas ir Neptūnas. Šios planetos neturi kieto paviršiaus, ant kurio būtų galima nusileisti, jų atmosferas sudaro lengvosios dujos, tokios kaip vandenilis ir helis, o skersmenys ir masės dešimtimis ar net šimtais kartų viršija uolinių planetų rodiklius. Šis esminis atskyrimas padeda geriau suvokti, kodėl dydžių skirtumai mūsų sistemoje yra tokie drastiški.
Visos Saulės sistemos planetos nuo mažiausios iki didžiausios
Žemiau pateikiame išsamų visų aštuonių planetų sąrašą, išdėstytą pagal jų dydį. Ši seka puikiai iliustruoja, koks įvairus ir kontrastų kupinas yra mūsų planetinis regionas.
8. Merkurijus – arčiausiai Saulės esantis mažylis
Merkurijus užima pačią paskutinę vietą pagal dydį, tapdamas mažiausia oficialiai pripažinta Saulės sistemos planeta. Jo pusiaujo skersmuo siekia vos 4 879 kilometrus. Šis uolinis pasaulis yra tik šiek tiek didesnis už mūsų Mėnulį. Dėl to, kad Merkurijus yra labai arti Saulės, jis neturi jokios reikšmingos atmosferos, kuri galėtų sulaikyti šilumą. Todėl dieną planetos paviršius įkaista iki ekstremalios temperatūros, o naktį drastiškai atšąla. Nors ir mažas, Merkurijus yra nepaprastai tankus objektas, nes didžiąją jo dalį sudaro masyvus geležies branduolys.
7. Marsas – raudonoji planeta, slepianti didžiulį potencialą
Antroji mažiausia planeta yra Marsas, kurio pusiaujo skersmuo yra apie 6 779 kilometrai – tai maždaug pusė Žemės skersmens. Nors Marsas yra palyginti mažas, jis pasižymi vienais įspūdingiausių geologinių darinių visoje Saulės sistemoje. Būtent čia stūkso Olimpo kalnas (Olympus Mons) – aukščiausias žinomas ugnikalnis, kuris net tris kartus viršija Žemės Everesto aukštį, bei driekiasi milžiniška Marso kanjonų sistema. Marso dydis lėmė tai, kad jo gravitacija yra gana silpna, todėl per milijardus metų planeta prarado didžiąją dalį savo pirminės atmosferos.
6. Venera – pragariška Žemės dvynė
Šeštoje vietoje yra Venera, kurios skersmuo siekia 12 104 kilometrus. Venera dažnai vadinama Žemės dvyne arba seserimi, nes jos fizinis dydis ir masė yra labai artimi mūsų planetai. Vis dėlto, šis panašumas tėra išorinis. Veneros atmosfera yra neįtikėtinai tanki ir sudaryta daugiausia iš anglies dioksido, kas sukuria stiprų šiltnamio efektą. Dėl šios priežasties paviršiaus temperatūra čia yra pakankamai aukšta, kad ištirpdytų šviną. Nors Veneros matmenys beveik prilygsta Žemės gabaritams, sąlygos ten yra visiškai netinkamos jokiai mums žinomai gyvybės formai.
5. Žemė – mūsų unikali oazė
Štai čia, penktojoje vietoje, išdidžiai atsiduria mūsų gimtoji planeta Žemė. Jos pusiaujo skersmuo yra lygiai 12 742 kilometrai. Svarbu pabrėžti, kad nors bendrame sąraše Žemė yra tik vidutiniokė, ji yra pati didžiausia iš visų keturių uolinių planetų. Mūsų planetos dydis, masė ir atstumas nuo Saulės susiklostė taip, kad leido susidaryti ir išlikti skystam vandeniui bei palaikyti tirštą, gyvybę saugančią atmosferą. Būtent Žemės gabaritai užtikrina tinkamą gravitacinę trauką, kurios reikia išlaikyti kvėpavimui būtinas dujas ir apsaugoti paviršių nuo pražūtingos kosminės radiacijos.
4. Neptūnas – atšiaurusis ledo milžinas
Peržengę asteroidų žiedą ir pasiekę išorines planetas, susiduriame su visiškai kitokio masto pasauliais. Ketvirtoje vietoje pagal dydį yra Neptūnas, kurio skersmuo siekia 49 244 kilometrus. Tai yra beveik keturis kartus daugiau nei Žemės skersmuo. Neptūnas priklauso ledo milžinių kategorijai, nes jo viduje slypi didžiuliai kiekiai vandens, amoniako ir metano ledų mišinio, gaubiamo storos atmosferos. Šioje planetoje siaučia patys stipriausi vėjai visoje Saulės sistemoje, kurių greitis gali viršyti garso greitį.
3. Uranas – pasvirusi mįslė
Iškart po Neptūno, trečiąją poziciją užima Uranas. Jo skersmuo yra šiek tiek didesnis ir sudaro 50 724 kilometrus. Uranas yra unikali planeta, išsiskirianti savo neįprastu sukimusi – atrodo, lyg planeta riedėtų savo orbita gulėdama ant šono. Astronomai spėja, kad tokį ekstremalų ašies pasvirimą galėjo lemti katastrofiškas susidūrimas su kitu masyviu kosminiu kūnu ankstyvuoju Saulės sistemos formavimosi laikotarpiu. Urano atmosfera, kurioje gausu metano, suteikia planetai išskirtinį blyškiai žydrą atspalvį.
2. Saturnas – žiedų valdovas
Antroji pagal dydį planeta mūsų sistemoje yra įspūdingasis Saturnas. Jo skersmuo siekia net 116 460 kilometrų. Saturnas geriausiai žinomas dėl savo ryškių, sudėtingų žiedų sistemų, kurios sudarytos iš nesuskaičiuojamos galybės ledo ir uolienų gabalėlių. Nors planeta yra milžiniška, ji pasižymi vienu įdomiu faktu – Saturno vidutinis tankis yra toks mažas, kad, teoriškai radus pakankamai didelį vandens baseiną, ši gigantiška planeta jame plūduriuotų kaip obuolys.
1. Jupiteris – neabejotinas Saulės sistemos karalius
Sąrašo viršūnėje karaliauja Jupiteris – didžiausia ir masyviausia Saulės sistemos planeta. Jos pusiaujo skersmuo yra stulbinantys 139 820 kilometrų. Į Jupiterio vidų tilptų daugiau nei tūkstantis tokių planetų kaip Žemė, o jo masė daugiau nei du su puse karto viršija visų kitų sistemos planetų mases kartu sudėjus. Ši dujų milžinė sudaryta daugiausia iš vandenilio ir helio, o jos atmosferoje siaučia milžiniškos audros. Pati žymiausia iš jų – Didžioji raudonoji dėmė, audra, kuri yra platesnė už visą mūsų Žemės planetą ir be perstojo siaučia jau kelis šimtus metų.
Žemės pozicija: kodėl penktoji vieta yra optimali gyvybei?
Nors Žemė yra tik penkta pagal dydį visoje Saulės sistemoje, ši konkreti pozicija ir fiziniai matmenys yra tiesiogiai atsakingi už tai, kad mes šiandien galime čia egzistuoti. Žemės dydis sukuria trauką, kuri yra „aukso viduriukas” – ji pakankamai stipri, kad išlaikytų atmosferą su gyvybei būtinu deguonimi, tačiau pakankamai silpna, kad paviršiuje nesusidarytų gniuždantis atmosferos slėgis, kokį matome dujų milžinėse.
Be to, Žemės tūris leido jai išsaugoti didžiulį kiekį vidinės šilumos, likusios nuo planetos formavimosi laikų. Ši šiluma palaiko skystą išorinį planetos branduolį, kuriam sukantis generuojamas galingas magnetinis laukas. Magnetinis laukas veikia kaip nematomas apsauginis skydas, atremiantis pavojingus Saulės vėjus ir kosminę radiaciją, kurie priešingu atveju tiesiog „nupūstų” mūsų atmosferą į kosmosą, kaip tai nutiko Marsui. Jeigu Žemė būtų gerokai mažesnė, ji būtų greitai atvėsusi, praradusi savo magnetinį lauką ir tapusi negyvu akmeniu. Taigi, būti didžiausia iš uolinių planetų yra kritiškai svarbus faktorius biologinės įvairovės išsaugojimui.
Dažniausiai užduodami klausimai (DUK)
Kosmoso tyrimai dažnai žadina smalsumą, todėl žmonėms nuolat kyla klausimų apie planetų dydžius ir jų savybes. Žemiau pateikiame atsakymus į labiausiai paplitusius klausimus šia tema.
- Ar Plutonas vis dar laikomas planeta ir koks jo dydis? Iki 2006 metų Plutonas buvo laikomas devintąja ir pačia mažiausia Saulės sistemos planeta. Tačiau Tarptautinė astronomų sąjunga atnaujino planetos apibrėžimą ir perklasifikavo Plutoną į „nykštukinę planetą”. Jo skersmuo yra tik apie 2 370 kilometrų, o tai reiškia, kad jis yra mažesnis ne tik už Žemę, bet net ir už mūsų Mėnulį.
- Ar Jupiteris gali tapti žvaigžde? Nors Jupiteris yra sudarytas iš tų pačių dujų, kaip ir mūsų Saulė, ir yra didžiausia planeta sistemoje, jo masė yra pernelyg maža, kad jo branduolyje prasidėtų branduolinės sintezės reakcijos. Jupiteryje turėtų būti bent 75 kartus daugiau masės, kad jis taptų pačia mažiausia įmanoma žvaigžde – raudonąja nykštuke.
- Ar Saulės sistemoje yra palydovų, kurie didesni už planetas? Taip, tai labai įdomus faktas. Saulės sistemoje yra du palydovai, kurių skersmenys viršija mažiausios planetos, Merkurijaus, matmenis. Tai yra didžiausias Jupiterio palydovas Ganimedas ir didžiausias Saturno palydovas Titanas.
- Ar Žemės dydis ilgainiui keičiasi? Nors Žemės gabaritai iš esmės atrodo stabilūs, planeta nuolat patiria mikroskopinius pokyčius. Žemė kasmet praranda šiek tiek savo masės dėl dujų (tokių kaip vandenilis) nutekėjimo iš viršutinių atmosferos sluoksnių į kosmosą. Kita vertus, planeta nuolat „priauga” masės dėl ant jos krintančių mikrometeoritų ir kosminių dulkių. Visgi šie procesai yra per menki, kad reikšmingai pakeistų bendrą planetos skersmenį.
Mūsų Saulės sistemos unikalumas egzoplanetų kontekste
Žvelgiant į Žemę kaip į penktąją pagal dydį planetą mūsų sistemoje, verta atkreipti dėmesį į atradimus, padarytus už mūsų Saulės sistemos ribų. Tobulėjant teleskopams, tokiems kaip Kepleris ar Jameso Webbo kosminis teleskopas, astronomai atrado tūkstančius egzoplanetų, skriejančių aplink kitas žvaigždes Paukščių Take. Šie atradimai atskleidė vieną labai netikėtą faktą: patys dažniausiai pasitaikantys planetų tipai mūsų galaktikoje yra vadinamosios „superžemės” (planetos, kurios yra masiškesnės už Žemę, bet mažesnės už Neptūną) bei „mini neptūnai”.
Stebėtina tai, kad mūsų pačių Saulės sistemoje tokio dydžio planetų, kurios užpildytų atotrūkį tarp Žemės ir Neptūno dydžių, visiškai nėra. Ši spraga tarp didžiausios uolinės planetos ir mažiausios ledo milžinės daro mūsų sistemą tam tikra prasme išskirtinę arba net nestandartinę, lyginant su bendra galaktikos tendencija. Kodėl mūsų sistemoje nesusiformavo superžemė, vis dar išlieka aktyvių mokslinių tyrimų tema. Tokie palyginimai dar kartą primena, kad Žemės dydis, vieta ir savybės yra nuostabus, ir galbūt gana retas, kosminių atsitiktinumų rinkinys, kuriam mes turime būti dėkingi už savo pačių egzistenciją.
