Planetų dydžių įvairovė mūsų Saulės sistemoje padeda suprasti ne tik jų kilmę ar sandarą, bet ir bendrus dangaus kūnų formavimosi principus. Stebint, kaip planetos išsidėsčiusios pagal savo masę ir skersmenį, atsiskleidžia aiškūs modeliai, paaiškinantys, kodėl kai kurios iš jų virto milžiniškomis dujinėmis sferomis, o kitos – kietomis, nedidelėmis uolinėmis planetomis. Šis dydžių spektras taip pat leidžia geriau suprasti, kaip Saulės sistemos raida paveikė jos dinamiką, gyvybės galimybes ir planetų tarpusavio sąveiką.
Uolinės planetos: kodėl jos tokios mažos?
Arčiausiai Saulės esančios planetos – Merkurijus, Venera, Žemė ir Marsas – priklauso vadinamajai uolinių (terestrinių) planetų grupei. Jos pasižymi palyginti nedideliu dydžiu, kieta pluta ir metališku branduoliu. Tačiau jų mažumas nėra atsitiktinumų rezultatas.
Saulės sistemos pradžioje intensyvus Saulės vėjas išsklaidė lengvuosius dujų komponentus, todėl vidinėje dalyje liko tik sunkesnės medžiagos. Tai lėmė, kad vidinės planetos galėjo formuotis tik iš akmenų ir metalo. Kadangi dujų buvo nepakankamai, šios planetos negalėjo išaugti iki milžiniškų matmenų, o jų atmosferos liko santykinai plonos.
Planetų dydžiai uolinėje zonoje taip pat atskleidžia sąveikas ankstyvuoju laikotarpiu. Manoma, kad Žemė ir Venera galėjo konkuruoti dėl medžiagos, o Marsas galėjo nebeužaugti iki panašaus dydžio dėl netoliese besiformavusio Jupiterio gravitacinės įtakos.
Dujiniai milžinai: didžiausios Saulės sistemos planetos
Už asteroidų žiedo prasideda dujinių ir ledo milžinų pasaulis – daug didesnių planetų grupė. Joms priklauso Jupiteris, Saturnas, Uranas ir Neptūnas. Šios planetos stulbina savo dydžiu – Jupiteris yra didesnis už visas kitas planetas kartu sudėjus.
Jų masyvumas paaiškinamas tuo, kad jos formavosi toliau nuo Saulės, kur temperatūra buvo pakankamai žema, kad susikauptų didžiuliai kiekiai ledo ir dujų. Kai tik susiformavo pakankamai dideli kieti branduoliai, jie pradėjo traukti aplinkines dujas, todėl jų masė augo eksponentiškai.
Šių planetų dydžiai rodo ir kitą įdomų reiškinį – viršijus tam tikrą masę, planetos nebesiplečia proporcingai toliau kaupiamai medžiagai. Tai matyti Jupiterio pavyzdyje: nors jis masyviausias, Saturnas, turėdamas mažesnę masę, yra vos nežymiai mažesnis skersmens. Tokios savybės leidžia mokslininkams gilintis į planetų vidinę struktūrą ir dujų slėgio poveikį jų formai.
Ledo milžinai: dydžiu mažesni, bet struktūriškai unikalūs
Uranas ir Neptūnas yra vadinami ledo milžinais, nes jų sudėtyje vyrauja vanduo, amoniakas ir metanas – taip vadinamasis „ledas” planetologijoje. Nors jie mažesni nei Jupiteris ir Saturnas, jų dydžiai vis tiek gerokai pranoksta bet kurią uolinę planetą.
Jų išskirtinumas – ne tik dydis, bet ir energinė dinamika. Uranas yra vienintelė planeta, kurios sukimosi ašis pakrypusi beveik 90 laipsnių, o tai leidžia manyti, kad ankstyvuoju laikotarpiu ji patyrė milžinišką susidūrimą. Neptūnas, nors ir mažesnis už Uraną, pasižymi intensyvia vėjų bei audrų sistema, kuri prieštarauja logikai, kaip tokia maža (palyginti su Jupiteriu) planeta gali išlaikyti tokią aktyvią atmosferą.
Ką planetų dydžiai atskleidžia apie Saulės sistemos formavimąsi?
Planetų dydžių pasiskirstymas suteikia daug svarbios informacijos apie Saulės sistemos evoliuciją. Viena iš pagrindinių įžvalgų – tai, kad planetų formavimosi procesai nėra vienodi visose vietose. Atstumas nuo Saulės nulemia, iš kokių medžiagų planetos formuojasi ir kokius dydžius gali pasiekti.
- Arčiau Saulės – mažos, kietos, metalinės planetos.
- Toliau – didžiulės dujinės ir ledo planetos, galinčios pritraukti milžiniškus dujų kiekius.
- Asteroidų žiedas tarp jų rodo regioną, kuriame dėl Jupiterio traukos niekad nesusiformavo didelė planeta.
Be to, planetų dydžiai padeda suprasti migracijos teorijas. Kai kurie modeliai teigia, kad Jupiteris iš pradžių buvo judėjęs arčiau Saulės, bet vėliau grįžo į dabartinę orbitą. Toks judėjimas būtų galiąs sumažinti Marsą ir paveikti asteroidų juostos formavimąsi.
Dažniausiai užduodami klausimai (DUK)
Kodėl Jupiteris toks didelis?
Jupiteris formavosi toje Saulės sistemos dalyje, kur buvo daug ledo ir dujų, todėl jis galėjo greitai užaugti iki masyvaus branduolio, kuris traukė papildomas dujas. Tai leido jam tapti didžiausia planeta.
Kodėl Merkurijus toks mažas?
Merkurijaus mažumas aiškinamas intensyvia Saulės įtaka ankstyvuoju periodu, kuri išsklaidė lengvas medžiagas ir neleido planetai užaugti. Be to, manoma, kad jis galėjo netekti dalies masės dėl susidūrimo.
Ar planetų dydžiai keičiasi laikui bėgant?
Kietos uolinės planetos praktiškai nekeičia savo dydžio, tačiau dujinės gali nežymiai trauktis, nes netenka dalies šilumos ir energijos. Vis dėlto šie pokyčiai nėra pastebimi kasdienio stebėjimo mastu.
Ar egzoplanetose matoma panaši dydžių įvairovė?
Taip, kitose planetinėse sistemose aptinkama įvairių dydžių planetų – nuo mažų uolinių iki „karštųjų Jupiterių”. Tai rodo, kad mūsų Saulės sistema nėra unikali, tačiau jos dydžių išsidėstymas laikomas vienu iš labiausiai subalansuotų.
Planetų dydžių tyrimų svarba šiuolaikinei astronomijai
Dydžių analizė astronomijoje yra esminė norint suprasti, kuriuose pasauliuose gali egzistuoti gyvybė, kaip vystėsi planetų atmosfera, ir kokios sąlygos būdingos skirtingiems dangaus kūnams. Mūsų Saulės sistemos dydžių modeliai tampa atspirties tašku tiriant tūkstančius egzoplanetų, o tai leidžia geriau suprasti Visatos įvairovę ir mūsų vietą joje.
