Планета

Об'єкти зліва на право зверху донизу: Уран, Нептун
Земля, білий карлик Сіріус B, Венера
Марс, Меркурій,
Місяць, Плутон, Хаумеа.

Плане́та (грец. πλανήτης — той, що блукає) — кулясте несамосвітне тіло, що обертається навколо Сонця чи іншої зірки. Орбіта цього обертання дуже близька до еліпсу.

За найсучаснішим означенням, плане́тою сонячної системи вважають астрономічний об'єкт, що обертається навколо Сонця, має достатню масу для того, щоб під дією власної гравітації набути кулястої форми та має «вичищену околицю», тобто, домінує на своїй орбіті. Ті астрономічні об'єкти, що задовольняють двом першим умовам, але не задовольняють третій, називають карликовими планетами.

Планети, що перебувають поза межами Сонячної системи, називають екзопланетами. Планети обертаються навколо зірок і видимі завдяки освітленню їх випромінюванням зірок; крім Сонячної системи, були відкриті поза нашою галактикою у 1992-му році поблизу пульсару PSR В1257+12.

Історія

Ще в давнину люди помітили, що деякі об'єкти на небі змінюють своє розташування відносно інших, непорушних зір. Саме за це «блукання» планети отримали свою назву (грец. πλανήτης — той, що блукає). Греки й римляни називали планети іменами богів: Гермес — Меркурій, Арес — Марс, Зевс — Юпітер, Кронос — Сатурн і Афродіта — Венера. До планет зараховували також Місяць і Сонце^{[Джерело?]}.

Дослідники античності вважали, що всі планети обертаються навколо Землі. Попри це Птолемею вдалося побудувати теорію руху планет, яка дозволяла доволі точно передбачати майбутнє (і минуле) їх розташування серед зір. Вона використовувалася протягом більш ніж тисячі років. у 16 століття Ніколай Коперник запропонував побудову, в якій лише Місяць обертається навколо Землі, а всі інші планети (і , зокрема, Земля) обертаються навколо Сонця. Сам Коперник вважав свою теорію суто уявною, призначеною лише для спрощення розрахунків. Однак інші дослідники дійшли висновку, що така картина набагато краще пояснює спостережувані явища і геліоцентрична система світу стала загальновизнаною.

Вже в Новий час було відкрито ще три планети.

• 1781 р. — Уран (1781, В. Гершель)
• 1846 р. — Нептун (1846, Дж.Адамс, Урбен Ле Вер'є, Й.Галле)
• 1930 р. — Плутон (1930, П. Ловелл, К. Томбо)

За традицією, відкриті у XVIII — XX ст. планети також отримали міфологічні назви: Уран, Нептун, Плутон. Таким чином кількість планет сягла дев'яти.

1995 року відкрито першу позасонячну планету зірки, що перебуває за 50 світлових років від Землі. Зараз їх відомо більше сотні^{[Джерело?]}.

У серпні 2006 статус Плутона було змінено на карликову планету.

Планети Сонячної системи

Сьогодні у Сонячній системі відомо 8 планет: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун. У 2006 р. 26 Генеральна асамблея Міжнародного астрономічного союзу скасувала статус планети для Плутона. Планети земної групи  — Меркурій, Венера, Земля, Марс) близькі за розмірами і будовою, середня густина їх речовини становить 5,52-3,97 г/см³. До цієї групи примикають деякі великі супутники планет, які схожі за своїми характеристиками до планет земної групи. Це супутники Юпітера Ганімед, Іо, Європа, Каллісто і супутник Сатурна — Титан.

Приблизні розміри планет відносно одна одної та Сонця

Утворилися планети з газопилової хмари навколо Сонця. Подібні пилові хмари (диски) можна сьогодні спостерігати біля деяких зірок нашої галактики. З погляду гірничої справи як сировинний ресурс майбутнього найбільший інтерес становлять астероїди і найближчі до Землі планети — Місяць та Марс.

Всі параметри нижче вказані відносно їх значень для Землі:

^* Абсолютні значення наведені в статті Земля.
^** Негативне значення тривалості доби означає обертання планети навколо своєї вісі в протилежну, у порівнянні з орбітальним рухом, сторону.

	Планета	Екваторіальний діаметр (земних діаметрів)	Маса (земних мас)	Орбітальний радіус (а. о.)	Орбітальний період (років)	Доби (земних діб)	Супутники
	Меркурій	0,382	0,06	0,38	0,241	58,6	відсутні
	Венера	0,949	0,82	0,72	0,615	−243**	відсутні
	Земля*	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1
	Марс	0,53	0,11	1,52	1,88	1,03	2
	Юпітер	11,2	318	5,20	11,86	0,414	67[Джерело?]
	Сатурн	9,41	95	9,54	29,46	0,426	62
	Уран	3,98	14,6	19,22	84,01	−0,718**	27
	Нептун	3,81	17,2	30,06	164,79	0,671	13

---

Будова

Планети Сонячної системи поділяють на дві групи — планети земної групи та планети-гіганти. Для планет земної групи характерна більша середня густина. Можна припустити, що Меркурій, густина якого більша порівняно з іншими планетами, має щільне залізне ядро, у якому міститься близько 60 % маси планети; Венера, за масою та густиною подібна до Землі, має у своєму центрі ядро, багатше на залізо, ніж земне, а густина силікатів у її оболонці дещо більша, ніж у оболонці Землі; Земля має складну структурну оболонку (мантію), що сягає глибини 2900 км, а нижче розташовано ядро, очевидно металеве (залізне), на межі з мантією — рідке, а в центрі — тверде; у Марса, який має порівняно малу густину, якщо і є залізне ядро, то воно невелике (не більше ніж 30 % радіуса), а густина силікатних порід його оболонки дещо більша, ніж у Землі.

У планет-гігантів дуже низька середня густина, їх атмосфери складаються переважно з водню та гелію. Їх речовина, подібна до сонячної. Існує гіпотеза, що Юпітер має рідке металеве ядро, оскільки його магнітне поле значно потужніше, ніж у Землі. Подібну з Юпітером структуру має Сатурн. Щільніші Уран і Нептун, вочевидь, мають ядро із суміші води, аміаку й метану в рідкій або твердій фазі, оточене масивною воднево-гелієвою атмосферою, на яку припадає, однак, лише близько 10% маси.

Планети-гіганти

У планет-гігантів Юпітера, Сатурна, Урана, Нептуна середня густина становить 1,4 г/см³, тобто близька до сонячної. Юпітер і Сатурн, як і Сонце, складаються в основному, з водню та гелію. У Сатурна, Юпітера, Урана й Нептуна є система кілець, утворених кам'янистими й крижаними брилами. Найбільші вони у Сатурна — їх ширина сягає 137000 км.

Планети земної групи

Меркурій — перша планета Сонячної системи. Має найекстремальніші температурні характеристики серед планет земної групи: температура вдень сягає +427 °C, вночі — до −183 °C. Порівняно велика середня густина — 5,44 г/см³, очевидно, зумовлена відносно великим ядром, багатим на залізо, яке становить 42% від об'єму планети (ядро Землі — 16%, Марса — 9%).

Венера — друга планета Сонячної системи. Серед планет земної групи має найгустішу атмосферу, що складається переважно з вуглекислого газу. Товстий 15-кілометровий шар хмар, що містить концентровану сірчану кислоти сприяє так званому «парниковому ефекту». Температура поверхні — близько 464 °C, тиск — близько 93 атм. На поверхні є рівнини, гори, кратери, розломи, камені. Близько 85 % поверхні Венери — рівнини і вулканічні низини з борознами, (каньйонами, які утворено потоками лави). Найбільша в Сонячній системі борозна — Балтійська долина — має довжєину 6800 км. Венеріанські породи за складом близькі до земних. Середня товщина венеріанської кори — 20 — 40 км, масивне залізне ядро займає близько 12% від об'єму планети, межа між ядром і мантією перебуває на глибині близько половини діаметра планети. Там відсутня тектоніка плит і дрейф континентів, що властиві Землі. Натомість характерним є так званий мантійний плюмаж — підняття гарячої мантійної речовини, що обумовлює виникнення круглих або еліптичних утворень діаметром сотні кілометрів — корон, всередині яких багато вулканів і лавових потоків.

Земля — третя планета Сонячної системи. Обертається навколо зірки еліптичною орбітою (дуже близької до кругової) із середньою швидкістю 29,765 км/с на середній відстані 149,6 млн км з періодом 365,24 доби. Земля має супутник — Місяць, що обертається навколо Землі на середній відстані 384 400 км. Нахил земної осі до площини екліптики становить 66°33`22``. Період обертання планети навколо своєї осі — 23 год 56 хв 4,1 сек. Обертання навколо своєї осі спричиняє зміну дня і ночі, а нахил осі разом із обертанням навколо Сонця — зміну пір року.

Форма Землі — геоїд, приблизно — еліпсоїд. Середній радіус Землі становить 6371,032 км, екваторіальний — 6378,16 км, полярний — 6356,777 км. Площа поверхні земної кулі 510 млн км², об'єм — 1.083 * 10¹² км², середня густина 5518 кг/м³. Маса Землі становить 5976 × 10²¹ кг. Земля має магнітне і тісно зв'язане з ним електричне поля. Гравітаційне поле Землі зумовлює її сферичну форму й існування атмосфери.

Марс — четверта планета Сонячної системи. За даними марсоходів Spirit i Opportunity, температура на планеті вдень сягає +20 °C, а вночі опускається до −125 °C. Склад атмосфери: СО₂ (95 %), N₂ (~ 2,5 %), Ar (1,5-2,0 %),Н₂О (до 0,1 %), СО(0,06 %). Частими є пилові бурі зі швидкістю вітру до 100 м/с. Марсіанські породи мають схожість із земними. На поверхні є вулканічні гори, підняття, пустелі з кратерами. Перепади висот — 30 км (на Землі — 20 км). Є полярні шапки: їх верхній шар складається з замерзлого вуглекислого газу, нижній — із водяного льоду). Імовірний радіус ядра планети — 1300 — 2000 км. Товщина літосфери, яка не поділяється на окремі плити, становить близько 200 км. Породи поверхні мають вік 3,8 млрд років.

Супутник Юпітера — Ганімед має діаметр 5268 км і більший за Меркурій — це найбільший супутник у Сонячній системі. Вважають, що його поверхню вкрито льодом і кам'янистими породами. Іо має понад 80 активних вулканів. Це єдиний аналог Землі за вулканічною активністю. Європа, найбільш імовірно, вкрита океанами води, — це також аналог Землі, але вже за наявністю великої кількості води у рідкому стані. Каллісто теж, імовірно, має на поверхні воду (лід) і кам'янисті породи. Титан має діаметр 5150 км і теж більший за Меркурій. Його щільна атмосфера складається переважно з азоту і невеликої кількості інших газів (метану та ін.). Вважається, що сучасні умови на Титані аналогічні тим, які існували на Землі до виникнення на ній життя.

Характеристики планет

Попри те, що кожна планета є унікальною за своїми фізичними характеристиками, серед них можна спостерігати чимало спільного, починаючи з наявності природних супутників, кілець та інших спільних ознак. Ці особливості розпізнають за характерними ознаками — динамічними та фізичними характеристиками для кожної з планет.

Динамічні характеристики

Динамічні характеристики планет пов'язані з усіма динамічними ознаками планети, як тіла в просторі, тобто, особливості руху небесного тіла (планети) у просторі. До них належать характеристики орбіти, нахил осі обертання, обертання та інші динамічні ознаки планет.

Орбіта планети

Відповідно до визначення, планета є тілом, що обертається навколо зірки. Таким чином виключається можливість існування окремих планет, які можна було б назвати «планетами-одинаками». Траєкторія руху в гравітаційному полі іншого тіла (наприклад, зорі) має назву орбіти. Вона може мати форму кола, еліпса, параболи або гіперболи. У Сонячній системі всі планети обертаються своїми орбітами в одному напрямку, у тому ж, у якому обертається навколо своєї осі й Сонце. Але принаймні одна з нещодавно відкритих екзопланет, WASP-17b, обертається в протилежний бік щодо обертання своєї зорі.

Еліпс Кеплера з визначальними елементами орбіти

Період, протягом якого планета робить оберт навколо зірки, називається сидеричним періодом обертання або планетарним роком. Тривалість року дуже залежить від відстані планети до зірки, адже якщо планета перебуває далеко від зірки, то вона рухатиметься повільніше (оскільки на неї слабше впливатиме гравітації зірки), і, крім того, вона має здолати довший шлях.

Оскільки орбіта жодної з відомих планет не є точним колом, відстань між Сонцем і планетою на її орбіті змінюється. Точка орбіти, в якій планета найближче підходить до Сонця, має назву перигелій, тоді як найвіддаленіша точка орбіти називається афелій. Оскільки в перигелії планета перебуває найближче до світила, наслідком є збільшення швидкості руху планети, подібно до того, як високо кинутий камінь прискорюється, наближаючись до землі, а коли планета перебуває в афелії, її швидкість зменшується, подібно до того як той же кинутий вгору камінь сповільнюється у верхній точці свого польоту.

Орбіта будь-якої з планет визначається кількома елементами:

• Ексцентриситет — визначає наскільки планетарна орбіта витягнута. Орбіти з невеликим (близьким до нуля) ексцентриситетом мають форму, близьку до кола, тоді як орбіти з великим (близьким до одиниці) ексцентриситетом еліптичної (витягнутої) форми. У планет Сонячної системи ексцентриситети невеликі, і їх орбіти майже як коло. Комети і об'єкти поясу Койпера (як і численні екзопланети) мають великий ексцентриситет та, відповідно, високоеліптичні орбіти.

Велика піввісь

• Велика піввісь це відстань від планети до центра еліпса. Ця відстань не дорівнює відстані до планети у апоастрі чи періастрі, бо центральна зірка розташована не у центрі еліпса, а у його фокусі.

• Нахил орбіти — кут між площиною орбіти і базовою площиною. У Сонячній системі базовою площиною вважають площину орбіти Землі, яку називають екліптикою. Орбіти всіх восьми планет Сонячної системи перебувають поблизу площини екліптики, тоді як комети і об'єкти поясу Койпера, наприклад Плутон, мають орбіти з більшими кутами нахилу . Для екзопланет такою площиною вважають небесну площину на оглядовій лінії з Землі.
  Точки, де планета перетинає базову площину, називаються висхідними і низхідними вузлами орбіти. Довгота висхідного вузла — це кут між базовою площиною і висхідним вузлом орбіти^{[Джерело?]}. Аргумент періастра (або аргумент перигелію) це кут між орбітальним висхідним вузлом і періастром (найближчою до зірки точкою на орбіті планети).

Нахил осі

Нахил Земної осі — приблизно 23°

Планети мають різні кути осьового нахилу, тобто, вони лежать під певним кутом до площини екватора материнської зірки. Саме тому, кількість світла одержуваного тією чи іншою півкулею змінюється протягом року; оскільки північна півкуля планети більше освітлюється, аніж ніж південна півкуля, або ж навпаки. Як наслідок, на більшості планеті відбувається зміна сезонів, тобто, зміна клімату протягом року. Час, коли одна з півкуль найбільше обернена до Сонця, називається сонцестоянням. Протягом одного обертання орбітою (одного витка планети по своїй орбіті) трапляється два сонцестояння; коли кожна з півкуль перебуває в літньому сонцестоянні і день там найдовший, тоді як інша півкуля перебуває в зимовому сонцестоянні, з його надзвичайно коротким днем. Внаслідок такого розташування, півкулі отримують різну кількість світла і тепла, що слугує причиною щорічних змін погодних умов на планеті.

Осьовий нахил Юпітера надзвичайно малий, і сезонні зміни там мінімальні, тоді, як Уран, навпаки, має настільки великий осьовий нахил, що обертається навколо Сонця практично «на боці», і під час сонцестоянь одна з його півкуль або постійно перебуває під Сонячним світлом, або постійно знаходиться в темряві . Що стосується екзопланет, то їх осьові нахили невідомі напевно, проте більшість «гарячих Юпітерів», теоретично, мають дуже малий нахил осі, що є результатом близькості до самої зірки.

Обертання планети

Обертання Землі навколо своєї осі

Крім того, що планети обертаються по своїй орбіті навколо зірки, вони ще й обертаються навколо своєї осі. Період обертання планети навколо осі отримав визначення — доба. Більшість планет Сонячної системи обертаються навколо своєї осі в тому ж напрямку в якому вони обертаються навколо своєї зірки — Сонця, тобто, проти годинникової стрілки, що відмічено відносно північного полюса Сонця. Тоді як дві планети — Венера і Уран обертаються за годинниковою стрілкою, хоча екстремальний осьовий нахил Урану породжує суперечки, що ж вважати південним і північним полюсом самої планети, як наслідок, чи обертається він проти годинникової, а чи за годинниковою стрілкою, однак якої б думки не дотримувалися сперечальники, щодо обертання Урану, але визнають його ретроградний тип обертання щодо його орбіти. Також спостерігається суттєва різниця між довжиною доби на планетах: адже Венері потрібно 243 Земних доби для одного обертання навколо осі, тоді як газовим гігантам всього кілька годин. Період обертання для екзопланет не відомий, проте, близьке розташування до зірок «гарячих Юпітерів» означає що на одній стороні планети панує вічна ніч, а на другий вічний день (оскільки орбіта і обертання синхронізовані).

Чиста орбіта

Один з критеріїв, що визначає небесне тіло як планету - це вільні від інших подібних об'єктів околиці її орбіти. Планета, яка накопичила достатню масу, своїм гравітаційним впливом має зібрати всі тіла поблизу своєї орбіти і приєднати їх (чи перетворити на супутники), або навпаки — розігнати. Таким чином, вона перебуватиме на своїй орбіті в ізоляції, не поділяючи її з іншими об'єктами, які порівняні за розміром. Цей критерій статусу планети було ухвалено Міжнародним астрономічним союзом у серпні 2006 року. Саме за цим критерієм Плутон було позбавлено статусу планети, а Ерида і Церера так і не набули його. Зазначені тіла належать до карликових планет. Слід зазначити, що ухвалене визначення планети наразі стосується лише планет Сонячної системи. Потужними телескопами було виявлено деяку кількість зоряних систем, які перебувають на стадії протопланетарного диска мають ознаки «чистих орбіт» у протопланет.

Див. також

• Сонячна система
• Планетологія
• Список можливих екзопланетних систем

Література

• Словник античної міфології
• Мала гірнича енциклопедія. В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: Донбас, 2004. — ISBN 966-7804-14-3.
• Albrecht Unsöld; Bodo Baschek, W.D. Brewer (translator) (2001). The New Cosmos: An Introduction to Astronomy and Astrophysics. Berlin, New York: Springer. ISBN 3-540-67877-8.
• Scharringhausen. Curions About Astronomy: What is the difference between astronomy and astrophysics?. Retrieved on 2007-06-20.
• M. Hack. Alla scoperta del sistema solare, Milano, Mondadori Electa, 2003. 264
• John Martineau. Armonie e geometrie nel sistema solare, Diegaro di Cesena, Macro, 2003.
• Beatrice McLeod. Sistema solare, Santarcangelo di Romagna, RusconiLibri, 2004.
• (EN) Lucy-Ann McFadden; Paul Weissmanl; Torrence Johnson. Encyclopedia of the Solar System, 2a ed. Academic Press, 2006. pagine 412 ISBN 0-12-088589-1
• Herve Burillier. Osservare e fotografare il sistema solare, Il castello, Trezzano sul Naviglio, 2006.
• Marc T. Nobleman. Il sistema solare, Trezzano sul Naviglio, IdeeAli, 2007.
• F. Biafore. In viaggio nel sistema solare. Un percorso nello spazio e nel tempo alla luce delle ultime scoperte, Gruppo B, 2008. 146
• M. Rees. Universo. Dal big bang alla nascita dei pianeti. Dal sistema solare alle galassie più remote, Milano, Mondadori Electa, 2006. 512
• Jan Osterkamp: Transpluto will in den exklusiven Sonnensystem-Planetenklub. In: Die Zeit, vom 1. August 2005 (Online).
• Peter Janle: Das Bild des Planetensystems im Wandel der Zeit. Teil 1. Vom Altertum bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts. In: Sterne und Weltraum. 45, 2006, 1, S. 34–44. ISSN 0039-1263
• Peter Janle: Das Bild des Planetensystems im Wandel der Zeit. Teil 2. Vom 19. Jahrhundert bis heute. In: Sterne und Weltraum. 45, 2006, 4, S. 22–33. ISSN 0039-1263
• Gibor Basri, Michael E. Brown: Planetesimals to Brown Dwarfs: What is a Planet? in: Annual Review of Earth and Planetary Sciences, vol. 34, p. 193–216 (05/2006)
• Thorsten Dambeck: Planeten, geformt aus Gas und Staub, in GEO kompakt Nr. 6, März 2006, Seite 28-34, ISSN 1614-6913
• Katharina Lodders, Bruce Fegley: The planetary scientist's companion. Oxford Univ. Press, New York, NY 1998, ISBN 0-19-511694-1
• W.T. Sullivan, J.A. Baross: Planets and life - the emerging science of astrobiology.Cambridge Univ. Press, Cambridge 2007, ISBN 978-0-521-53102-3
• Rudolf Dvorak: Extrasolar planets - formation, detection and dynamics. WILEY-VCH, Weinheim 2008, ISBN 978-3-527-40671-5
• Claudio Vita-Finzi: Planetary geology - an introduction.Terra, Harpenden 2005,ISBN 1-903544-20-3
• Günter D. Roth: Planeten beobachten. Spektrum, Akad. Verl., Berlin 2002, ISBN 3-8274-1337-0

Посилання

• Веб-сайт «International Astronomical Union»
• Фатофурнал NASA
• «NASA Planet Quest» – Exoplanet Exploration
• Ілюстрований каталог щодо планет та Сонячної системи
• Критері визначення планет та їх класифікації за Стерном та Левінсоном
• Веб-сайт «Planetary Science Research Discoveries»
• Коли утворювались планети
• Каталог экстрасонячних планет
• Веб-сайт «Planetary Data System NASA»
• Пошуковик знимків на веб-сайте NASA
• Щодо планет та їх визначень