A Nap

A Nap a Naprendszer központi csillaga. Körülötte kering a Föld, valamint a Naprendszerhez tartozó bolygók, törpebolygók, kisbolygók, üstökösök, stb.. A Földtől körülbelül 150 millió km távolságra van, ami fénysebességgel 8,3 perc. A Nap tartalmazza a Naprendszer anyagának 99,8%-át, átmérője 109 földátmérő. 73,5%-ban hidrogénből áll, amely a központjában zajló magfúzió során héliummá alakul. Az ennek során felszabaduló, majd a világűrbe szétsugárzott energia nélkülözhetetlen a legtöbb földi élőlény számára: fénye a növények fotoszintézisét, hője pedig az elviselhető hőmérsékletet biztosítja. Éltető ereje miatt a Nap kiemelkedő kulturális és vallási jelentőséggel bír. Fénye és hője mellett különböző tudományágak szempontjából is rendkívül fontos, mert bizonyos jelenségeket nem tudunk mesterségesen előállítani, csak a Napon megfigyelni. Ezek a tudományágak: plazmafizika, magnetohidrodinamika, atomfizika, részecskefizika. A Nap mintegy 10 milliárd évig tartó fősorozatbeli fejlődésének a felénél jár. A fűtőanyagát jelentő hidrogén elhasználása után, 5 milliárd év múlva vörös óriássá duzzad, majd a külső rétegeiből planetáris köd képződik, magja pedig magába roskadva fehér törpévé alakul. Ez egyúttal a földi élet pusztulását fogja magával hozni. Mivel anyagát képlékeny plazma alkotja, a különböző szélességi körön levő területei eltérő sebességgel forognak; az egyenlítői területek 25, míg a sarkvidékek csak 35 naponként fordulnak körbe. Az eltérés miatt erős mágneses zavarok lépnek fel, amelyek napkitörések és – különösen a mágneses pólusok 11 évente bekövetkező felcserélődésének idején megszaporodó – napfoltok kialakulásához vezetnek. A Nap élete első ciklusában lévő csillag, a G2V színképosztályba tartozik, valamivel nagyobb és forróbb, mint a legtöbb csillag. A G2 jelölés lényegében egy felszíni hőmérsékleti tartományra – az 5800–5900 kelvin körüli felszíni hőmérsékletre – utal, amely egyben meghatározza fehér színét is, továbbá az adott felszíni hőmérsékletére érzékeny abszorpciós vonalak intenzitásaira, lényegében arra, hogy a színképében ionizált és semleges fémek színképvonalait lehet felismerni, nagyon gyenge hidrogénvonalak jelenléte mellett. A V jelölés pedig luminozitásának jelölése, amely a Napot a fősorozatbeli csillagok közé sorolja: a belsejében zajló folyamatok egyensúlyban vannak, nincs összeomló vagy felfúvódó állapotban. A Nap közel tökéletes gömb alakú égitest, amely saját tengelye körül forog, így a hidrosztatikai egyensúlyban levő gömb fizikai megtestesülése. Lapultsága igen kicsi: az egyenlítő mentén csak 10 km-rel szélesebb, mint a sarkokon. A viszonylag lassú tengelyforgás miatt – az átlagos forgási periódusa 28 nap – az egyenlítőn a centrifugális erő 18 milliószor kisebb a felszínen ható gravitációs erőnél, emiatt a centrifugális erő alaktorzító hatása minimális. A bolygók gravitációs ereje sem befolyásolja mérhetően a Nap alakját, mert egyrészt túlságosan is távol vannak a Naptól - a tömegközéppontok távolsága a nap átmérőjének sokszorosa, így az alakot befolyásoló gravitációs erőkülönbség elhanyagolható -, másrészt azok tömege még együtt is elenyésző a Napéhoz képest (a Nap tömege kb. 750-szer nagyobb, mint a gravitációs terében mozgó valamennyi bolygó és más égitest össztömege).

A Föld

A Föld (görögül: Γαῖα - Gaia, latinul: Terra) a Naptól számított harmadik bolygó a Naprendszerben. A legnagyobb átmérőjű, tömegű és sűrűségű az ismert Föld-típusú bolygók közül. Több millió faj,[11] köztük az ember élőhelye is. A Föld a világegyetem egyetlen olyan bolygója, amelyről tudjuk, hogy életet hordoz. Jelenlegi ismereteink szerint 4,44–4,54 milliárd éve alakult ki, és a felszínén mintegy egy milliárd év múlva az élet is megjelent. Azóta a bioszféra jelentősen megváltoztatta az atmoszférát, és más, biotikus összetevőit. Ezzel lehetőség nyílt az aerob organizmusok osztódásos szaporodására, és létrejött az ózonréteg, amely megszűri a Nap felől érkező ultraibolya sugárzást. A Föld felszínét a Föld mágneses mezője védi a nagyenergiájú kozmikus sugárzástól. A Naprendszer külső körülményei a várakozások szerint még mintegy 1,5 milliárd évig támogatják az élet jelenlétét, de ezután a mind fényesebbé váló Nap el fogja tüntetni a bioszférát. A földkéreg több különálló részre, tektonikai lemezekre töredezett, és ezek az elmúlt évmilliók során, és jelenleg is folyamatosan mozognak egymáshoz képest. A felszín nagyjából 71 százalékát sós vizű óceánok, a fennmaradó területet kontinensek és szigetek foglalják el. Nem tudunk más olyan bolygóról, aminek felszínén folyékony víz található, márpedig az a földi élet elengedhetetlen feltétele. A Marson valaha volt víz, de ma már csak legfeljebb nyomokban, jéggé fagyva fordulhat elő. A Föld belseje aktív maradt. A Föld több objektummal is gravitációs kapcsolatban áll a világűrben. Ezek közül legjelentősebb a Nap és a Hold. Jelenleg, amíg a Föld megkerüli a Napot, addig nagyjából 366,26-szor megfordul saját tengelye körül. Ez az időszak egy sziderikus év, ami nagyjából 365,26 sziderikus napig tart. A Föld tengelyének ferdesége a keringési síkra bocsátott merőlegeshez képest 23,4°. Ennek következményei az évszakok. A Föld egyetlen természetes holdja, a feltételezett 4,53 milliárd éve létrejött Hold vonzása alakította ki az árapályt, amely egyensúlyban tartja a tengelyferdeséget és valamelyest lassítja a bolygó forgását. Az óceánok kialakulásában egyes elméletek szerint a bolygó történetének korai szakaszában nagy szerepet játszott egy üstököseső. Később a felszínt kisrészt kisbolygók becsapódásai alakították még, azonban ezek szerepe elhanyagolható a tektonika és a lepusztulás mellett. A bolygó egész felszínét belakó emberiség az ásványkincseket és az élőlényeket is hasznosítja. A nagyjából 200 szuverén állam kapcsolatainak fő formái a diplomácia, az utazás, a kereskedelem és a hadi tevékenységek. Az emberek sokféleképpen képzelték el a Föld jellegét és kialakulását az isteni megszemélyesítéstől a lapos Föld elméletén át napjaink integrált, tudományos világképéig. Ember először 1961-ben hagyta el bolygónkat, amikor Jurij Gagarin fölrepült a világűrbe. A Föld hét másik bolygótársával, a körülöttük keringő holdakkal, kisbolygókkal, törpebolygókkal, üstökösökkel és meteorokkal, valamint csillagunkkal, a Nappal együtt a Naprendszer tagja. Galaxisunk, a Tejútrendszer 200–400 milliárd csillagból áll. (Az átlagos Föld-Nap távolságot csillagászati egységnek (CsE) nevezzük.) Az emberiség évezredek óta kutatja a Föld keletkezésének a titkát. Az ókori és középkori tudósok Istennek tulajdonították a Föld keletkezését. Az 1700-as években a természettudományok fejlődése rohamosan felgyorsult, ennek következtében egyre több elmélet született a Föld keletkezésére vonatkozólag. A mai modern teóriák a régebbi elméletek részleteit is tartalmazzák, miszerint: a Nap és bolygói por- és gázfelhőből alakultak ki. Ez az anyag kb. 4,6 milliárd éve kezdett összehúzódni, forgása felgyorsult. A középpontban kialakuló sűrű gázgömbből alakult a Nap, a kívül maradt felhőben pedig kristályos anyagok maradtak fenn és csapódtak ki a fokozatos lehűlés következtében. A Nap körüli felhő kristályos anyaga fokozatosan csomósodott előbb kis méretű égitestekké (planetezimálok), majd nagyobb tömegű égitestekké, végül a bolygókká.

A Merkúr

A Merkúr a Naprendszer legbelső és legkisebb bolygója, a Nap körüli keringési ideje 88 nap. A Merkúr a Földről nézve fényesnek látszik, magnitúdója −2,0 és 5,5 között változik, azonban nehéz észlelni, mert a Földről nézve a Naptól mérhető legnagyobb szögtávolsága csak 28,3°. Reggel vagy este szürkületkor lehet megfigyelni. A bolygóról viszonylag keveset tudunk. A Merkúrt meglátogató két űreszköz közül az első a Mariner–10 volt, amely 1974–1975-ben a bolygó felszínének csupán 45%-át térképezte fel. A második a MESSENGER, amely további 30%-ot mutatott meg a bolygó felszínéből, amikor 2008. január 14-én elrepült mellette. Ez az űreszköz 2008. október 6-án és 2009. szeptember 29-én még kétszer elhaladt a bolygó mellett, 2011. március 19-én bolygó körüli pályára állt, mintegy 200 kilométerre a felszíntől – adatokat gyűjt, azokat a Földre továbbítja, miután a maximális magasságba került, 15 000 kilométerre a felszíntől. Ekkortól tovább tanulmányozza és feltérképezi az egész égitestet. A Merkúr sok tekintetben hasonlít a Holdra: felszínét számos kráter borítja, nincs természetes holdja, és nincs állandó légköre. Azonban a Holddal ellentétben nagy, vasat tartalmazó magja van, melynek következtében rendelkezik mágneses mezővel, melynek erőssége a földinek körülbelül 1%-a. Magjának relatív mérete miatt kivételesen nagy a bolygó sűrűsége. Felszíni hőmérséklete 90 és 700 K (-183 és 427 °C) között változik. Ahol a Nap éppen merőlegesen éri a felszínt, ott van a legmelegebb, és a sarkokhoz közeli kráterek mélyén mérik a leghidegebbet. A Merkúr felszíne megjelenésében nagyban hasonlít a Holdéra; kiterjedt tengerszerű síkságok és sok kráter jelzi, hogy felszíne már több milliárd éve változatlan. Mivel a Merkúr felszínéről ismertté vált dolgok a Mariner repülésének és a nagy felbontású űrtávcsövek megfigyeléseinek köszönhetők, ezt a bolygót ismerjük legkevésbé a Föld-típusú bolygók közül. A mostani MESSENGER-utazás eredményeinek feldolgozását követően bővülni fog ez a tudásállomány. Például a kutatók egy szokatlan krátert fedeztek fel, amelyben sugárirányban árkok húzódnak, és amit „pók”-nak neveztek el. Az albedo jelenségek olyan területekre utalnak, melyeknek nagyobb a visszaverő-képessége. A Merkúron találhatóak gyűrt hegységek, a Holdon találhatókhoz hasonló felföldek, síkságok, sziklás vidékek, szakadékok és völgyek is. A Merkúrt 4,6 milliárd évvel ezelőtti kialakulásakor és rövid ideig azt követően is sok üstökös- és aszteroidabecsapódás érte. Egy második hullám is elérhette, 3,8 milliárd évvel ezelőtt, amit „késői heves bombázás”-nak neveznek. Ezalatt a heves kráterkialakulásokkal jellemezhető időszak alatt teljes felszínén külső behatások érték, amit a légkör hiánya megkönnyített, mert ez sem lassította a becsapódásokat. Ebben az időben a bolygón heves vulkanikus aktivitás volt tapasztalható, melynek következtében a Holdon megtalálható holdtengerekhez hasonló mélyedések jöttek létre. Ezek közé tartozik a Caloris-medence is. Mióta 2008 októberében a MESSENGER elrepült a Merkúr mellett, a kutatóknak nagyobb rálátásuk van a Merkúr kaotikus természeti képére. A bolygó felszíne sokkal változatosabb, mint akár a Marsé, akár a Holdé, melyeknek hasonló tulajdonságokkal jellemezhető a felszíne (tengerek, felföldek stb.).

A Vénusz

A Vénusz a második bolygó a Naptól, keringési ideje 224,7 földi nap. Nevét Venusról, a szépség római istennőjéről kapta. A Hold után a legfényesebb objektum az éjszakai égbolton, legnagyobb látszólagos fényessége -4,6 magnitúdó. Maximális fényességénél még nappal is észrevehető. Mivel a Vénusz közelebb van a Naphoz, mint a Föld, és kering körülötte, ezért néhány hónapig a Naptól keletre, később néhány hónapig a Naptól nyugatra látható, változó távolságra. A keringés mindkét szélső pontjának látszólagos távolsága a Naptól, azaz a bolygó legnagyobb kitérése 47,8°, vagyis a Napot legfeljebb három órával követi, illetve előzi meg az égen. A kalauzcsillagok közé tartozik, mivel segítette az embereket utazásaik során a tájékozódásban. Emiatt nagyon kedvelt volt és szívesen adtak különféle hangzatos neveket neki, külön a reggel látható és külön az esti Vénusz számára, mint például a Hajnalcsillag és Esti csillag nevet, amelyből keletkezett a jól ismert Esthajnalcsillag elnevezés. Az ókori görögök a kettőt még két külön égitestnek hitték, Heszperosz (napnyugati) és Foszforosz (fényhozó) néven ismerték. Magyar neveit főleg a szabad ég alatt élő pásztoroktól kaphatta. A bolygó "csillag" elnevezése természetesen csak nem csillagászati értelemben, hanem általános, népies szóhasználatban állja meg a helyét. A Vénusz a Naprendszer egyetlen olyan bolygója, mely női alakról kapta a nevét. Ezen kívül csak három törpebolygó – a Ceres, az Eris és a Haumea visel női nevet. Föld-típusú bolygónak számít, a Föld testvérbolygójának is hívják, mivel a két bolygónak hasonló a mérete, a gravitációs ereje és a tömege. Nagy fényvisszaverő képességű kénsav tartalmú felhőréteg takarja el a fény elől a felszínt. Ez sokáig olyan találgatásoknak adott alapot, melyekre a planetológia csak a 20. század folyamán tudta megadni a választ. A kőzetbolygók közül a Vénusznak van a legsűrűbb légköre, amelyet főleg szén-dioxid alkot. A légköri nyomás a földinek 92-szerese. Hiányzik a szén körforgása, amely biztosítaná, hogy a felszabadult szén visszakerüljön a sziklákba és más felszíni képződményekbe, s a szerves élet hiánya miatt nem jöhet létre ezt elnyelő biomassza sem. Olyan meleg van a felszínen, hogy az egyes feltételezések szerint a felszínen valaha létezett, a földihez hasonló óceánok régen elpárologtak. A helyén csak sivatagszerű síkságok és szikladarabok maradtak. A leginkább elfogadott elmélet szerint az elpárolgott víz kivált, és a bolygó mágneses terének hiányát kihasználva a napszél szétterítette az űrben a hidrogénrészecskéket. A felszínt 1990-94 között térképezte fel a Magellan űrszonda. A bolygó felszíne kiterjedt vulkanizmus nyomait mutatja és a légkörben megtalálható kén több szakértő véleménye szerint napjainkban is aktív vulkanikus folyamatokra utal. A kevés becsapódási kráter arra utal, hogy a felszín fiatal, legfeljebb félmilliárd éves. A legutóbbi időkig talány volt, miért nem kapcsolódik egyik látható kalderához sem lávaömlés nyoma. 2010-ben az európai Venus Express VIRTIS infravörös képalkotó spektrométerének segítségével több vulkán környékén is felfedeztek fiatal, 2,5 millió évesnél fiatalabb lávafolyásokat, azaz a felszín geológiai értelemben ma is aktív. A bolygón nincs lemeztektonikára utaló jel, ami abból fakadhat, hogy kérge túl kemény ahhoz, hogy szubdukció menjen végbe.

A Mars

A Mars a Naptól számított negyedik bolygó a Naprendszerben. Szabad szemmel is könnyedén látható az éjszakai égbolton. A római hadistenről nevezték el, de gyakran hívják „vörös bolygónak” is színe miatt, amit a Mars felszínét meghatározó vas-oxid okoz. A Mars a harmadik legnagyobb kőzetbolygó, számos rendkívüli felszíni képződménnyel. Két természetes holdja van, a Phobosz és a Deimosz, mindkettő kicsi és szabálytalan alakú, valószínűleg befogott kisbolygók. Továbbá jelenleg három mesterséges hold kíséri útján: Mars Odyssey, Mars Express és a Mars Reconnaissance Orbiter. Mivel a Mars feleakkora átmérőjű, mint a Föld, ezért felszíne negyede, a tömege kb. nyolcada a Földének. A talajminták vizsgálata alapján a Mars talaja nagy valószínűséggel alkalmas az életre, növények termesztésére: Az Antarktika szárazabb völgyeiben található talajhoz hasonló tulajdonságokat mutat. Lúgos kémhatású (az adott elemzés 8-9 közötti pH-értékeket mutatott ki), kimutatható magnézium, nátrium és kálium, az élethez szükséges tápanyagokat, és vegyületeket is találtak. A Mars felszíne két jelentősen különböző részre tagolódik. Az Északi medence mely egyben az eddig ismert legnagyobb becsapódási kráter vidékein lávafolyások találhatóak, míg a déli részen felföldek ősi becsapódások nyomaival. Földi távcsövekkel nézve a Mars szintén két részre tagolható, amelyek albedója (fényvisszaverő képessége) különböző. A világosabb területeken vörös vasoxidban gazdag por és homok található. Ezeket régebben marsi földrészeknek hitték, emiatt vannak az ehhez hasonló elnevezések: Arabia Terra (Arab föld) vagy Amazonis Planitia (Amazon-medence). A sötét részeket tengereknek gondolták, ezért kaptak ilyen neveket: Mare Erytherium, Mare Sirenum és Aurorae Sinus (mare = tenger, sinus = öböl). A legnagyobb sötét rész, amely a Marson látható a Syrtis Major. A Marsnak jégsapkája van a pólusokon, amely fagyott vizet és szén-dioxid-ot tartalmaz. Az Olympus Mons, a már nem működő pajzsvulkán, a 27 km-es magasságával a Naprendszer legmagasabb hegye. (A Földön a háromszor akkora gravitáció miatt nem lehet ekkora hegy.) Az Olympus Mons a Tharsis-régióban található, amelyen még több nagy kialudt vulkán is van. A Marson van a Naprendszer legnagyobb kanyonrendszere, a Valles Marineris is, mely 4000 km hosszú és 7 km mély. A Marsot rengeteg becsapódási kráter tarkítja. A legnagyobbak ezek közül a Hellas-medence, amelyet világos vörös homok borít. A Curiosity marsjáró 2012 óta vizsgálja a Gale-kráter körzetét. A szilícium-dioxid (kova) röntgenvizsgálatainak adatait elemző amerikai kutatócsoport bizonyítékot talált tridimit létezésére. A kvarc 870 Celsius-foknál magasabb hőmérsékleten, lassan alakul át tridimitté, vagyis ez az ásvány hosszan tartó, heves vulkánkitörések nyomán keletkezhetett. Ez éles ellentétben van a Mars eddig ismert történelmével. Egy Afrikában 2012-ben talált marsi meteorit (elnevezése: Northwest Africa 7635) elemzése arra utaló bizonyítékot tárt fel, hogy a Marson legalább 2 milliárd évig zajlott a vulkáni tevékenység. Eszerint a Naprendszer leghosszabb életű vulkánjai közül néhány a Marson található. A Northwest Africa 7635 egy adott típusú vulkáni kőzet, úgynevezett sergotit. Tizenegy hasonló kémiai összetételű marsi meteoritot találtak. A korábban vizsgált marsi meteoritok kora 327-600 millió éves volt.

A Jupiter

A Jupiter az ötödik bolygó a Naptól, és messze a legnagyobb bolygó a Naprendszerben. Óriásbolygó, tömege két és félszerese az összes többi bolygó együttes tömegének. A többi óriásbolygóval (Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz) együtt gyakran Jupiter-típusú, vagy külső bolygóknak nevezik. A Földről nézve maximális fényessége -2,94 magnitúdó, ezzel átlagosan a harmadik legfényesebb égitest az éjszakai égbolton, a Hold és a Vénusz után (rövid időre a Mars vetekedhet fényességével pályájának bizonyos pontjain). A Jupiter főként hidrogénből áll, tömegének egynegyedét hélium teszi ki, sziklás magja nehezebb elemeket tartalmazhat. Gyors forgása miatt alakja forgási ellipszoid (lapított gömb). A külső atmoszférája láthatóan számos sávra oszlik a különböző szélességi körökön, turbulenciát és viharokat okozva ezek határain. Kiemelkedő látványosság a Nagy Vörös Folt, egy óriási vihar, amit már a 17. században is megfigyeltek. A bolygót halvány planetáris gyűrűrendszer és erős magnetoszféra vesz körül. 67 holdja van (2014-es adat), köztük a négy legnagyobbat Galilei-holdaknak nevezzük, amelyeket 1610-ben fedezett fel névadójuk. A Jupitert számos űrszonda vizsgálta már, legismertebbek ezek közül a Pioneer és Voyager közelrepülések és később a Galileo űrszonda. A Jupiter a Naprendszer négy gázóriásának egyike; elsősorban nem szilárd anyagból áll. 142 984 kilométeres egyenlítői átmérőjével a legnagyobb bolygó a Naprendszerben. A Jupiter sűrűsége 1,326 g/cm³, a második legnagyobb a gázbolygók közül, de a négy kőzetbolygóénál kisebb. A gázóriások közül a Neptunusznak van a legnagyobb sűrűsége. A Jupiter felső légköre atomszám szerint 93% hidrogénből és 7% héliumból áll, molekulaszám szerint 86% hidrogénből és 13% héliumból. Mivel a héliumatom négyszer nagyobb tömegű, mint a hidrogénatom, az összetétel változik, ha a tömegarányt nézzük. Ez alapján a légkör 75%-a hidrogén, 24%-a hélium, 1%-a más elem. A bolygó belseje sűrűbb anyagot tartalmaz, nagyjából 71% hidrogént, 24% héliumot és 5%-a más elemeket. A légkör nyomokban tartalmaz metánt, vizet, ammóniát és szilícium alapú összetevőket. Található még szén, etán, hidrogén-szulfid, neon, oxigén és kén. A légkör külső rétege tartalmaz fagyott ammóniakristályt is. Infravörös és ultraibolya mérésekkel benzolt és más szénhidrogént is kimutattak. Színképelemzés alapján a Szaturnuszról úgy tudjuk, hogy összetétele hasonló a Jupiteréhez. A másik két gázóriásnak, az Uránusznak és a Neptunusznak viszonylag kevesebb hidrogénje és héliuma van. Helyszíni mérések hiánya miatt a nehezebb elemek pontos gyakorisága a Jupiteren túli bolygóknál nem ismert. A Jupiter 2,5-szer nagyobb tömegű, mint a Naprendszer többi bolygója együttvéve. Bár a Föld eltörpül a Jupiter mellett (átmérője 11-szer kisebb), az óriásbolygó sűrűsége jóval kisebb. Ha a Jupiter nagyobb tömegű lenne a jelenleginél, valószínűleg összeroskadna. A belső egyre jobban összehúzódna a fokozott gravitációs erő alatt. Az összehúzódás addig folytatódna, amíg a magfúzió be nem indulna. Néhány csillagász sikerületlen csillagnak nevezi a Jupitert. Bár a bolygónak hetvenötször kellett volna nagyobb tömegűnek lennie, hogy csillag lehessen, a legkisebb vörös törpe csak körülbelül 30%-kal nagyobb sugarú, mint a Jupiter.

A Szaturnusz

A Szaturnusz a hatodik bolygó a Naptól számítva, a második legnagyobb a Naprendszerben a Jupiter után. Egyike annak az öt bolygónak, ami a Földről szabad szemmel is látható. A Szaturnusznak látványos, jégből és törmelékekből álló gyűrűrendszere van. A Szaturnusz lapított gömb alakú. Az egyenlítői és sarki átmérő majdnem 10%-kal különbözik (120 536, illetve 108 728 kilométer). Ez a nagy sebességű forgás eredménye, azonban a tengely körüli forgás idejét még nem sikerült meghatározni. A többi gázbolygó szintén lapított, de kisebb mértékben. A Szaturnusz a Naprendszer egyetlen bolygója, melynek sűrűsége kisebb a víznél. Bár a Szaturnusz magja sokkal sűrűbb, mint a víz, az átlagos sűrűsége a gáznemű légkör miatt 0,69 g/cm³. Mágneses tengelye szinte egybeesik a forgástengelyével, ami ellentmond a bolygók mágneses tere kialakulásának, így ez az elmélet módosításra szorul. A Szaturnusz belső szerkezete hasonlít a Jupiterhez, egy sziklás mag a központban, felette egy folyékony fémes hidrogénréteg, kívül pedig egy molekuláris hidrogénréteg. A Szaturnusz belsejének hőmérséklete a magnál eléri a 11 700 °C-ot, és emiatt a bolygó több energiát sugároz vissza az űrbe, mint amennyit a Naptól kap. Az energiakülönbség legnagyobb részét a Kelvin-Helmholtz folyamat (lassú gravitációs kompresszió) hozza létre, de ez egyedül nem lehet elegendő, hogy megmagyarázza a Szaturnusz teljes hőtermelését. Egy másik elmélet feltételezi, hogy a bolygó belsejében a folyékony hidrogénben lassan lesüllyedő hélium hőenergiát szabadít fel. A Szaturnusz légköre a Jupiterhez hasonló sávos felépítésű, de a Szaturnusz sávjai sokkal halványabbak és sokkal szélesebbek az egyenlítő közelében. A Szaturnusz szelei a Naprendszerben a leggyorsabbak közé tartoznak. A Voyager adatok szerint elérhetik az 1800 km/h-t. A Szaturnusz halványabb felhőmintázatát a Voyager küldetésekig nem láthattuk. Azóta a földi teleszkópok már annyit fejlődtek, hogy rendszeres megfigyeléseket végezhetnek. A Szaturnusz főleg a gyűrűrendszeréről ismert, amely az egyik leglátványosabb objektum a Naprendszerben. A főbb gyűrűk nevei: D, C, B, A, F, G és E (a bolygótól való távolság függvényében). A gyűrűket először Galileo Galilei figyelte meg távcsövével 1610-ben, de nem tudta azonosítani őket. Azt írta, "a bolygó nincs egyedül, hanem három részből áll, amelyek majdnem érintik egymást és soha nem mozdulnak el egymáshoz képest". 1612-ben a gyűrűk síkja közvetlenül a Föld felé irányult és a gyűrűk látszólag eltűntek, majd 1613-ban újra megjelentek. 1675-ben Giovanni Domenico Cassini megállapította, hogy a Szaturnusz gyűrűjét valójában több kisebb gyűrű és a köztük lévő rések alkotják; a legnagyobb ilyen rést később Cassini-résnek nevezték el. 1859-ben James Clerk Maxwell bebizonyította, hogy a gyűrűk nem lehetnek egy tömbből, és felvetette, hogy apró részecskéből állnak, melyek egymástól függetlenül keringenek a bolygó körül. Maxwell elméletét 1895-ben bizonyították be a gyűrűkről végzett spektroszkópos megfigyelésekkel, amelyeket James Keeler végzett a Lick Obszervatóriumban. Két fő elmélet létezik a Szaturnusz-gyűrűk eredetének magyarázatára. Az egyik elmélet, amelyet eredetileg a 19. században Édouard Roche javasolt az, hogy a gyűrűk egyszer a Szaturnusz egyik holdját alkották, melynek pályamagassága annyira lecsökkent, hogy a bolygó közelében az árapályerők miatt széthullott (lásd Roche-határ). Ennek az elméletnek egy változata, hogy a hold egy nagy üstökössel vagy aszteroidával való ütközés miatt hullott szét. A második elmélet szerint a gyűrűk soha nem képezték egy hold részét, hanem az eredeti csillagközi anyagból maradtak meg, amelyből a Szaturnusz kialakult. Ezt az elméletet széles körben ma már nem fogadják el, mióta a gyűrűkről úgy tudják, néhány millió éves időszakon túl instabilak, tehát viszonylag új eredetűek lehetnek.

Az Uránusz

Az Uránusz a Naprendszer hetedik bolygója. Óriásbolygó, a harmadik legnagyobb átmérőjű és a negyedik legnagyobb tömegű. Az Uránusz felfedezését 1781. március 13-ától számítjuk, mert ekkor pillantotta meg először Sir William Herschel. Azóta tudjuk, hogy a bolygót előzőleg 1690 és 1771 között legalább hússzor regisztrálták, de mindannyiszor csillagnak vélték. Az elmozdulását pedig mérési hibának. Herschel eleinte nem volt tisztában vele, hogy a Naprendszer egy eddig ismeretlen bolygóját fedezte fel, először üstökösként azonosította az égitestet. Nem tartott sokáig, mire a csillagászok felismerték e felfedezés jelentőségét. Sir William eredetileg támogatójáról, III. György angol uralkodóról nevezte el a bolygót, a Georgium Sidus (György csillaga) név azonban nem talált lelkes fogadtatásra a világ többi részén. Lalande azt javasolta, hogy a felfedezőről nevezzék el, végül Johann Elert Bode német csillagász elképzelése kerekedett felül, az Uránusz (Οὐρανός latinosított neve), ami így jobban illeszkedett a többi bolygó ógörög-latin elnevezéseinek sorába). Uránosz az atyja Kronosznak, amely Szaturnusz görög megfelelője, az ég ura. Herschel hat évvel később felfedezte az Uránusz két legnagyobb holdját: a Titániát (III) és az Oberont (IV). Az Arielt (I) és az Umbrielt (II) 1851-ben Lassell találja meg. A Mirandát (V) csak 1948-ban fedezi fel Gerard Kuiper. Az Uránusz légköre nagyrészt hidrogénből (83%) és héliumból (15%) áll. Kevés metánt (2%) is tartalmaz, amely az atmoszféra felső részén elnyeli a vörös fényt, ami miatt a bolygó halvány kékeszöld színű. A felhők ugyanúgy mozognak a szélességek mentén, mint a Jupiter és a Szaturnusz esetében, csak sokkal halványabbak. Az Uránusz tengelyhajlása 90°-nál is nagyobb, ezért legtöbbször az egyik pólus van a Nap irányában. A pólusokon melegebb van, mint az egyenlítőn, a több napenergia miatt. A nagy tengelyhajlás egy korai bolygóméretű objektummal való ütközés során jöhetett létre több milliárd évvel ezelőtt. Az Uránusznak a Földénél sokkal nagyobb, a Jupiterénél kisebb mágneses tere van. A holdak mind ebben a mágneses térben keringenek. A mágneses tér a bolygó belsejében alakul ki, de még nem lehet tudni, hogy pontosan mi hozza létre. A Jupiternél és Szaturnusznál feltételezhető fémes hidrogénből álló övezet az ehhez szükséges elegendő tömeg hiányában az Uránusznál (és a Neptunusznál) nem tud kialakulni. Mágneses tengelye 60°-kal tér el a forgási tengelytől. Jelenleg 27 ismert holdja van az Uránusznak. Legnagyobbak a bolygótól való távolság sorrendjében: Miranda (V), Ariel (I), Umbriel (II), Titánia (III) és Oberon (IV). A Voyager–2 tizenegy további Uránusz-holdat fedezett fel (Cordelia, Ophelia, Bianca, Cressida, Desdemona, Juliet, Portia, Rosalinda, Belinda, Puck és Perdita, amit csak 1999-ben találnak meg a Voyager-2 felvételeken). A Caliban és Sycorax holdakat 1997-ben fedezik fel földi távcsövekkel. A Setebos, Stephano és Prospero 1999-ben, a Trinculo, Francisco, Ferdinand és Margaret 2001-ben, a Mab és a Cupido pedig 2003-ban kerül felfedezésre. A holdakat Shakespeare és Alexander Pope hőseiről nevezték el. Az Uránusz holdjai igen halványak. Még a legnagyobb és legfényesebb Titania is 14 magnitúdós, ezért csak távcsövekkel figyelhető meg. 1986-ban a NASA Voyager–2 űrszondája lett az első, amely megközelítette az Uránuszt. Ez a bolygó eddigi egyetlen közeli megfigyelése, és bár az évek során tudósok és szakemberek több uránuszi küldetést is javasoltak, ezek közül még nem valósult meg egy sem. Az 1977-ben indított Voyager–2 1986. január 24-én repült el az Uránusz mellett, 81 500 km-re a bolygó felhőzetének határától. Az űrszonda megvizsgálta az Uránusz légkörének felépítését és kémiai összetételét, beleértve az egyedi időjárását, amelyet a 97,77°-os tengelyhajlása okoz. A Voyager–2 elsőként tanulmányozta közelről öt addig ismert holdját is, és az általa gyűjött adatokat azóta is vizsgálva űrkutatók 11 újat fedeztek fel. Az űrszonda két új gyűrűt is felfedezett az Uránusz körül.

A Neptunusz

A Neptunusz a Naptól számítva a nyolcadik, legkülső bolygó a Naprendszerben. A negyedik legnagyobb átmérőjű, és a harmadik legnagyobb tömegű, de a legkisebb méretű óriásbolygó. Színe miatt Neptunusról, a tengerek római istenéről nevezték el. 14 ismert holdja van, ezek közül a két ismertebb a Nereida és a Triton. Galileo Galilei már 1613 januárjában észlelte a bolygót, amikor az a Jupiterhez igen közel látszott, és sikerült két egymást követő éjszakán is megfigyelnie. Jegyzeteiből kitűnik, hogy január 28-án észrevette a Neptunusz elmozdulását egy háttércsillaghoz képest, és január 6-án is utólag bejelölt egy pontot a Neptunusz akkori pozíciójában, azaz korábbi jegyzeteiben valószínűleg átnézte a környezetre vonatkozó korábbi észleléseit. Nem ismert viszont olyan bejelentése, amelyben kortársait értesítette volna a felfedezéséről. Az első ember, aki egyértelmű utalást tett egy Uránuszon túli bolygó létezésére, egy amatőr csillagász, Hussey tiszteletes, kenti rektor volt. 1834-ben írt erről G. B. Airy cambridge-i professzornak, aki 1835-től királyi csillagász lett. Airy azonban szkeptikus volt, és ebbe Hussey is belenyugodott. John Couch Adams tehetséges angol matematikus 1841-ben határozta el, hogy az Uránusz pályaháborgásait felhasználva kiszámítja egy lehetséges új bolygó koordinátáit. 1845-ben számításai eredményeit elküldte Airy királyi csillagásznak, de megfigyelés nem történt. A francia Urbain Le Verrier hasonló számításokat végzett. Adams és Le Verrier számításai egy fokon belül megegyeztek. De Le Verrier se járt jobban a francia csillagászokkal, ezért írt Johann Gallénak a berlini obszervatóriumba. Így a Neptunuszt az Uránusz mozgásából levezetett perturbációk alapján Galle fedezte fel 1846-ban. A Neptunusz átlagos keringési távolsága 4,5 milliárd km (30,1 CsE), egy teljes fordulatot 164,79 év alatt tesz meg a Nap körül. Pályájának excentricitása 0,00858587, keringési síkja 1,77°-os szöget zár be az ekliptikával. Tengelyferdesége 28,32°, ami hasonló a Föld, vagy a Mars tengelyferdeségéhez, így a két bolygóhoz hasonló évszakai is vannak, habár ezek a hosszú keringési idő miatt jóval hosszabbak, mint a Földön vagy a Marson. Sziderikus forgási periódusa 15,97 óra, de a többi gázbolygóhoz hasonlóan a különböző szélességi körökön eltérő idő alatt fordul meg. Az egyenlítői régiókban 18 óráig tart egy nap, míg a sarkvidékeken csak 12 óráig. Keringési rezonanciában van a Pluto törpebolygóval: Míg a Neptunusz háromszor kerüli meg a Napot, addig a Pluto kétszer. Az óriásbolygó típusú bolygók közé tartozik, szerkezetét tekintve az Uránuszhoz hasonlít. Tömege 1,0243 ·1026 kg, amivel átmenetet képez a Föld-típusú bolygók és a nagyobb gázóriások között: a tömege a Földének 17-szerese, a Jupiterének pedig 1/19-ed része. Felszíni gravitációja a Jupiter kivételével minden más naprendszerbeli bolygónál nagyobb, noha az csak 20%-kal nagyobb a földinél. Egyenlítői sugara 24 764 km, ami majdnem négyszerese a Földének. A Neptunusz magnetoszféra tekintetében is hasonló az Uránuszhoz. Mágneses tengelye 47°-os szöget zár be a forgástengelyével és nem a bolygó centrumán, hanem attól 13500 km-re halad át. Léte a bolygó belsejében található vezető anyag áramlásának köszönhető.

A Plútó törpebolygó

A Plútó plutoida törpebolygó. 2006. augusztus 24-éig a Naprendszer kilencedik, legkisebb bolygójaként tartották számon, ma pedig (az Eris után) a második legnagyobb törpebolygónak számít. Azóta a Neptunusz a legtávolabbi bolygó. A Föld holdjánál kisebb, magas hőmérsékleten összetömörült anyagokból álló, nitrogén–metán–szén-monoxid légkörű törpebolygó. Bolygó besorolását azért vesztette el, mert a Kuiper-övben egy (azóta több) olyan égitestet is felfedeztek, amely nagyobb nála. Az Eris törpebolygó felfedezése után a Nemzetközi Csillagászati Unió új bolygó-meghatározást alkotott, amely az Erist – és így a Plutót is – a bolygóktól külön kategóriába helyezi. A Plútó tömege csak egyötöde a Holdénak, valamint átmérője is kisebb. Felszínét fagyott nitrogén borítja, mely napközelben felenged és vékony légkört alkot. Pályája nagyon elnyúlt (30 és 50 CsE között változik), melyen néha a Neptunusz pályáján belül kerül. 1930. február 18-án Clyde Tombaugh azonosította először a Plutót a Lowell Obszervatóriumban, és gyorsan kikiáltották a Naprendszer kilencedik bolygójának, mely címét sokáig őrizte. Szakmai körökben azonban egyre inkább sorolták a bolygók helyett a Plutóhoz nagyon hasonló tulajdonságú és pályájú Kuiper-objektumok közé. 2006. augusztus 24-én a Nemzetközi Csillagászati Unió határozatban törpebolygóvá minősítette a Ceresszel és a 2003 UB313-mal együtt. Ez a lépés olyan visszhangra talált, hogy a 2006-os év szavának a bolygó nevéből képzett, ’lefokozott, leértékelt’ jelentésű plutoed szót választották az Egyesült Államokban. A Plutóról az 1950-es években úgy vélték, hogy a Neptunusz holdja volt, melyet annak legnagyobb holdja, a Triton lökött ki pályájáról. A Pluto azonban sosem kerül közel a bolygóhoz, így e feltételezés nem bizonyítható. Ezt a Charon felfedezése is megerősítette. A Nemzetközi Csillagászati Unió a törpebolygók Plutóhoz hasonló csoportjának megjelölésére 2008-ban a plutoid szót javasolta. Az ötletet több csillagász kritizálta. A Pluto legnagyobb kísérője, a Charon 1207 km átmérőjű, és így a Plutóhoz viszonyítva jelentős méretű. A Pluto–Charon-rendszert így a szokatlan 2 : 1 nagyságarány miatt korábban kettős bolygónak nevezték. A 8 : 1 tömegaránynak, illetve a két égitest közötti nagy távolságnak köszönhetően a rendszer tömegközéppontja a Plutón kívül található, így lényegében egymás körül keringenek. A Charon átlagos távolsága a Plutótól 19 571 km, míg pályájának fél nagytengelye (azaz a közös tömegközépponttól mért távolság) 17 536 km. A Pluto esetében a geometriai középpontnak a rendszer tömegközéppontjától mért távolsága a tömegaránynak megfelelően az előbbi távolság 1/8-a, azaz 2446 km. Így a Pluto felszínének a rendszer tömegközéppontjától mért 1260 km-es távolsága megközelítően azonos az égitest sugarával. A Charon pályája közel kör alakú, és feltehetően a Pluto egyenlítői síkjában található. (Összehasonlításképpen a Föld és a Hold tömegaránya 81:1, és a közös tömegközéppont a Föld felszíne alatt található, 4700 km-re a magtól, 1650 km-re a felszín alatt.) A Pluto felfedezésének története hasonlít a Neptunuszéhoz. Mindkét égitestet a szomszédos bolygók pályazavarai alapján, számításokkal jósolták meg, és a levezetett adatok alapján keresték az égbolton. A feltételezett kilencedik bolygót tették felelőssé a Neptunusz és az Uránusz pályaeltérései miatt. A NASA már az 1990-es évek elejétől tervezett egy küldetést a Plutóhoz, a projekt ekkor még a Pluto-Kuiper Express nevet viselte, amelyet akkor a Southwest Research Institute koordinált. A küldetést minél hamarabb el kívánták indítani, hogy a Plutót még azelőtt elérje, hogy annak vékony légköre kifagy. Ez azzal függ össze, hogy a pályája erősen elliptikus, és a törpebolygó az 1989. évi perihéliuma óta távolodik a Naptól. A Pluto a pályájának következő napközeli pontját csak 2247-ben éri el.

A Hold

A Hold a Föld egyetlen holdjának neve. A Földtől mért átlagos távolsága 384 402 kilométer, ami nagyjából a Föld átmérőjének 30-szorosa – más mértékegységekben 0,002 CsE vagy 1,3 fénymásodperc (a Nap visszaverődő fénye 1,3 másodperc alatt jut el róla a földi megfigyelőhöz). Átmérője 3476 kilométer, ami hozzávetőleg negyede a Földének. Ezzel a Hold a Naprendszer ötödik legnagyobb holdja a Jupiter három holdja, a Ganümédész, a Callisto és az Ió, valamint a Szaturnusz Titán holdja után. A felszíni nehézségi gyorsulás (és így a testek súlya) körülbelül hatoda a földinek, így a rajta járó űrhajósok a 80–90 kg-os űrruhában is könnyedén mozogtak, ugráltak. A légkör hiánya miatt égboltja nappal is teljesen fekete. Kötött keringése miatt mindig ugyanaz az oldala fordul a Föld felé, és az innenső oldalán álló holdi megfigyelő (például az Apollo űrhajósai) számára a Föld mindig ugyanott látszik állni az égen (persze bolygónk ugyanúgy fázisokat mutatva elfogy és megtelik, mint a földi égen is a Hold). A Holdról azonban a Földnek nem mindig ugyanaz az oldala látszik. A Hold különleges helyet foglal el az emberiség kultúrtörténetében. Az őskor és az ókor vallásaiban istennek tekintették. Az európai kultúra legismertebb holdistensége a görög Szeléné és római megfelelője, Luna istennő, de az egyiptomiak Honszu istenétől a maják Ixchelén át az észak-amerikai navahók Yoołgai asdząąn istennőjéig még tucatnyi kultúrában tisztelték istenként. A Hold az első olyan égitest, amelyet nem csak passzívan (szabad szemmel, illetve távcsővel) figyeltek meg, hanem rádióhullámok rásugárzásával is vizsgálták. 1946-ban az Egyesült Államokban és Magyarországon sikerült kimutatni a radarhullámok visszaverődését a Holdról. A Holdat először 1959-ben a szovjet Luna-program első űrszondája, a Luna–1 érte el, de ez még csak elrepült mellette. Az első olyan, ember alkotta tárgy, amely valóban eljutott a Holdra, a Luna–2 szonda volt ugyancsak 1959-ben: ez a szonda egyszerűen becsapódott a felszínbe, és ettől megsemmisült. A Hold felszínéről először a Luna–3 készített közelképet, amikor elrepült mellette. Az első sikeres sima leszállás a Luna–9-é volt 1966. február 3-án, az Oceanus Procellarumon. Nem sokkal később, 1966. április 3-án a Luna–10 lett az első olyan szonda, amely Hold körüli pályára állt. A Holdat nemcsak űrszondákkal kutatták, hanem mindeddig ez az egyetlen olyan Földön kívüli égitest, amelyen ember is járt. Az amerikai Apollo-program keretében először az Apollo–8-as repüléssel sikerült Hold körüli pályára állnia embert szállító űrhajónak (1968. december 24.). Majd az Apollo–11 űrhajósai, Neil Armstrong parancsnok és Buzz Aldrin holdkomppilóta lettek az első emberek, akik holdkompjukkal sikeres leszállást hajtottak végre (1969. július 20.) és küldetésük csúcspontjaként kiléphettek a holdfelszínre a Nyugalom Tengerén (Mare Tranquilitatis). A Szovjetuniónak is megvolt a maga holdprogramja, ám amikor nyilvánvalóvá vált elmaradásuk az amerikaiaktól, felhagytak a költséges versennyel. Eközben az Egyesült Államokban szintén pénzügyi okokból törölték az Apollo-program utolsó három repülését, így máig mindössze 12 amerikai űrhajósnak sikerült járnia a Hold felszínén. Etimológiailag, mivel csak egy van belőle, a Hold után hivatkoznak minden más bolygó körül keringő kísérőbolygóra holdként (amennyiben van). Ugyanígy hivatkoznak a Föld körüli pályára állított mesterséges objektumokra is, ezek a műholdak.

A Callisto

A Callisto a Jupiter egyik holdja, amelyet Galileo Galilei fedezett fel 1610-ben. A harmadik legnagyobb hold a Naprendszerben. Mérete kb. akkora, mint a Merkúré. A Callisto az egyik legkráterezettebb hold a Naprendszerben. A becsapódási kráterek és az azokhoz tartozó koncentrikus gyűrűk uralják a felszínt, nincsenek nagy kiterjedésű callistoi hegyek. Ezt valószínűleg a felszín jeges természete okozza. A nagy krátereket és hegyeket eltörölte a jeges kéreg mozgása a geológiai idő során. Két hatalmas becsapódási medence található a Callisto-; a Valhalla a nagyobbik, 600 km átmérőjű fényes központi régióval és 3000 km átmérőre kiterjedő gyűrűkkel, a második az Asgard 1600 km átmérővel. Egy másik érdekes alakzat a Gipul Catena, egy hosszú krátersor egyenes vonalban. Ezt valószínűleg egy szétdarabolódott objektum okozta, amely becsapódás előtt túl közel repült el a Jupiter mellett (mint a Shoemaker–Levy 9 üstökös). A Callisto kérgének korát 4 milliárd évre becsülik, szinte a Naprendszer keletkezésével egyidőre. A Callistonak nagyon vékony, szén-dioxidból álló légköre van. Ennek forrása lehet a szárazjég lassú szublimációja a hold jeges felszínéről. A Callisto felszíne egy 150 km vastag jégrétegen van. A kéreg alatt egy 10 km vastag óceán terül el. Az óceánt a Jupiter és holdjai körüli mágneses tér tanulmányozásakor fedezték fel. A Callisto mágneses tere változik a Jupiter által létrehozott háttér mágneses tér hatására. Ez egy elektromosan vezető folyadékrétegre utal a hold belsejében. Az óceán alatt a Callistonak úgy tűnik különös belseje van, amely nem teljesen egységes. A Galileo orbiter mérései szerint kő és jég alkotja, a kő mennyisége a mélységgel nő. A Galilei-holdak közül a Callistonak van a legkisebb sűrűsége, csak 1,86 g/cm³, 40%-a jég, 60%-a kő/vas.

Az Enceladus

Az Enceladus (görög: Εγκέλαδος, ejtsd: enkeládusz) a Szaturnusz bolygó hatodik legnagyobb holdja (a Szaturnusz legkülső, "E" gyűrűjében), amelyet William Herschel fedezett fel 1789-ben. A hold mindössze 500 kilométer átmérőjű és csaknem 100%-ban visszaveri a rávetődő napfényt. Régóta ismert, hogy felületét vízjég borítja, de ezen kívül nagyon keveset tudtunk róla, mielőtt az 1980-as évek elején elhaladt mellette a két Voyager űrszonda. A Voyager–2 derítette ki, hogy a holdon kis mérete ellenére még viszonylag rövid idővel ezelőtt is aktív felszínképző erők működtek: a kráterekkel sűrűn lyuggatott öreg felszínen kívül olyan tektonikusan kiformálódott területek is találhatók, amelyek nem régebben keletkeztek, mint 100 millió év. A 2004-ben Szaturnusz körüli pályára állt Cassini–Huygens űrszonda további kérdésekre adott választ, illetve újabbakat vetett fel. 2005-ben többször is az Enceladus közelében repült el. Többek közt felszálló vízpárát azonosított a hold déli-sarki régiójában. Ez a felfedezés, valamint az, hogy felszálló hőt is sikerült detektálni és hogy a déli-sarki régióban nagyon kevés a becsapódási kráter, mind arra utal, hogy az Enceladus geológiailag ma is aktív. Az Enceladus egyike annak a három égitestnek a külső Naprendszerben (a Jupiter Io és a Neptunusz Triton holdjai mellett), amelyeken aktív kitörési tevékenységet figyeltek meg. Az Enceladus gázkitöréseinek elemzése azt mutatta, hogy a felszín alatti folyékony víztömegből eredhetnek. A pára egyedi összetétele alapján sok tudós arra a következtetésre jutott, hogy az Enceladus ígéretes terepévé válhat az űrbiológiai vizsgálatoknak. A párakilövellésből voltak, akik arra is következtettek, hogy az Enceladust elhagyó anyag lehet a Szaturnusz diffúz E gyűrűjének forrása. Az Enceladust Frederick William Herschel fedezte fel 1789. augusztus 28-án, amikor először használta új 1,2 méteres átmérőjű teleszkópját, amely akkor a legnagyobb volt a világon. Herschel már korábban is, 1787-ben is megfigyelte az Enceladus helyét, de kisebb, 16,5 centiméteres teleszkópjával még nem észlelte a holdat. Alacsony megfigyelési fényessége (+11,7m) és a sokkal fényesebb Szaturnuszhoz és gyűrűihez való közelsége miatt az Enceladust a Földről nehéz megfigyelni. Legalább 15-30 centiméteres távcső kell hozzá és még akkor is sok függ az atmoszféraviszonyoktól és helyi fényszennyezettségtől. A Voyager-programig az Enceladusról alig sikerült többet megtudni, mint amit már Herschel látott: kis pötty maradt, bár pályajellemzői, tömegének, sűrűségének és albedójának becsült adatai ismertté váltak. Az első közelképek a két Voyager űrszondától származtak. Először a Voyager–1 készített képeket, amikor 1980. november 12-én 202 000 kilométerre repült el az Enceladustól.

Az Europa

Az Europa a Jupiter negyedik legnagyobb holdja. 1610-ben fedezte fel Galileo Galilei. Névadója Europa föníciai hercegnő. A hold nagyobb a Plútónál és az Erisznél is, kinézete a Merkúréra hasonlít: kőhold, kevés kráterrel, felszíne kásás jég, alatta (feltételezhetőleg) víz. Átlagos távolsága a Jupitertől 670 900 km. Bár az Europa felszíni hőmérséklete legfeljebb a −160 °C-ot éri el, feltételezhető, hogy a jégkéreg alatt egy, akár 90 km mély vízóceán található. Az Europa felfedezését az olasz tudósnak, Galileo Galileinek tulajdonítják, aki 1610-ben egyszerű távcsövét a Jupiterre irányította. A négy nagy jupiterholdat – az Iót, Europat, Ganümédészt ill. Kallisztót – Galilei-holdaknak is nevezik. E holdak olyan fényesek, hogy már egy binokulárral vagy kisebb távcsővel is megfigyelhetők. A német Simon Marius az 1614-ben megjelent Mundus Jovialis című könyvében a felfedezést magának tulajdonította, állítva, hogy ő már néhány nappal Galilei előtt felfedezte a holdakat. Galilei ezt kétségbe vonta és Marius munkáját egyszerűen plágiumnak titulálta. A mai tudásunk alapján azonban nem kizárható, hogy a holdakat Marius Galileitől függetlenül felfedezte; a holdak elnevezése mindenesetre tőle származik. A holdat a görög mitológiai alak, Zeusz egyik szeretője után nevezték el. Bár Simon Marius már röviddel a felfedezés után az Europa nevet javasolta, ez sokáig nem volt használatos és csak a 20. század közepén terjedt el. Korábban a Galilei-holdakat római számokkal jelölték, így az Europa a Jupiter II nevet viselte. Az Europan csak kevés becsapódási kráter található, melyek közül csak háromnak nagyobb az átmérője 5 km-nél. A legnagyobb kráter, a Pwyll, 26 km átmérőjű és egyben az Europa egyik legfiatalabb geológiai struktúrája. A becsapódás során a mélyből több ezer kilométerre világos anyag dobódott ki. Az üstökösök és aszteroidák becsapódási gyakoriságának becslése legfeljebb 30 millió évben határozza meg a felszín korát. A sima felszín és annak struktúrái erősen emlékeztetnek a Föld sarkköri régióinak jégmezeire. Feltételezik, hogy a hold jégből álló kérge alatt folyékony vízóceán található, melyet az árapályerők melegítenek. Az Europa felszínének hőmérséklete az egyenlítőn csak 110 K (kb. −160 °C), míg a sarkokon 50 K (kb. −220 °C). Ilyen körülmények között a vízjég betonkeménységű. A legnagyobb látható kráterek vízjéggel töltődtek fel, és ezzel „elsimították” a felszínt. Ebből a folyamatból, valamint az árapályerők által előidézett hőtermelésből arra lehet következtetni, hogy a hold jégkérge 10–15 km vastag, míg az alatta fekvő óceán akár 90 km mély is lehet.

Az Io

Az Io (görög Ἰώ) a Jupiter egyik holdja, a legbelső a négy Galilei-hold közül. Látszólagos fényessége 5 magnitúdó, ezért könnyű megfigyelni. Az Io-t a Jupiter három legnagyobb holdjával együtt 1610-ben Galileo Galilei nem sokkal azután fedezte fel, hogy elkészítette első távcsövét. Különlegessége a nagyon erős vulkanizmus, amely a Naprendszer más égitestjeire nem jellemző. Ole Rømer a fénysebességet az Io mozgása alapján határozta meg. Eltéréseket figyelt meg az Io periódusidejében, és az eltérésekből határozta meg a fénysebességet. Az Io felfedezését az olasz tudósnak, Galileo Galileinek tulajdonítják, aki 1610-ben egyszerű távcsövét a Jupiterre irányította. A négy nagy jupiterholdat – az Io-t, Europa-t, Ganumedes-t ill. Callisto-t – Galileo-holdaknak is nevezik. E holdak olyan fényesek, hogy már egy binokulárral vagy kisebb távcsővel is megfigyelhetők. A német Simon Marius az 1614-ben megjelent Mundus Jovialis című könyvében a felfedezést magának tulajdonította, állítva, hogy ő már néhány nappal Galilei előtt felfedezte a holdakat. Galilei ezt kétségbe vonta, és Marius munkáját egyszerűen plágiumnak titulálta. A mai tudásunk alapján azonban nem kizárható, hogy a holdakat Marius Galileitől függetlenül felfedezte; a holdak elnevezése mindenesetre tőle származik. Az Io 1 nap 18 óra és 27,6 perc alatt kerüli meg a Jupitert, tőle 421 600 km közepes távolságra. A keringési pálya excentricitása 0,004. A hold pályasíkja 0,05°-os szöget zár be a Jupiter egyenlítői síkjával; keringési ideje a hozzá képest külső és belső szomszéd holdakkal 1 : 2, ill. 2 : 1 pályarezonanciában áll, azaz míg az Europa két keringést végez, addig az Io négyszer, a Ganumedes egyszer kerüli meg a Jupitert. A Holdhoz hasonlóan az Io-nak is kötött keringése van a Jupiter körül, vagyis mindig ugyanazt a felét tartja a bolygó irányába. Az Io az egyetlen hold a Naprendszerben, amely működő vulkánokkal rendelkezik. Az Io felszíne kinézetben különbözik a Naprendszer többi szilárd égitestétől, mert szinte teljesen hiányoznak a meteoritbecsapódások következtében létrejött kráterek. A hold felszínén számos hegység található, amelyek átlagosan 4–6 km magasságúak. Felszíne változatos. Megtalálható itt néhány kilométer mélységű völgy, olvadt kéntó, néhány száz kilométer hosszúságú lávafolyam és intenzív vulkáni aktivitás. A lávafolyamok olvadt szilikátokból is állhatnak. A Hubble űrtávcső legújabb megfigyelései szerint az anyag gazdag lehet nátriumban. A kén és annak vegyületei különleges színekben tüntetik fel a holdat. Az Io legforróbb részei elérhetik a 2300 °C-ot, ezek miatt az Io sok hőt veszít. A felszín gyorsan változik, a Voyager és a 20 évvel korábbi Galileo szonda képei közötti különbség bizonyítja, hogy már ilyen rövid idő alatt is jelentős változás ment végbe.

A Titan

A Titan (görög Τιτάνας) a Szaturnusz legnagyobb holdja, a Naprendszer második legnagyobb holdja a Ganumedes után. 1655. március 25-én a holland csillagász, Christiaan Huygens fedezte fel. A holdak közül a Holdon kívül ezelőtt csak a Jupiter Galilei-holdjait ismerték. A Titan az egyetlen, sűrű légkörrel rendelkező hold a Naprendszerben. Egészen a közelmúltig ez a légkör megakadályozta a Titan felszínének optikai vizsgálatát, de az amerikai-európai Cassini–Huygens küldetés nemrégiben új adatokkal szolgált a felszínéről, és további adatokat közöl folyamatosan a holdról. A felszínére az űrszondapáros Huygens nevű európai leszállóegysége szállt le. Tudományos kutatása azért kiemelten fontos, mert a belsejében fagyott állapotban megmaradhattak azok a kémiai anyagok, amik a Földön az élet kialakulásában szerepet játszottak, de egyszerű élet megjelenése sem kizárt. Légkörében szerves anyagok is találhatók. A Titan nagyobb, mint a Merkúr bolygó (bár kisebb tömegű), és így a második legnagyobb hold a Naprendszerben. Eredetileg kissé nagyobbnak gondolták, mint a Ganumedes, de későbbi mérések kimutatták, hogy a légköre sok fényt ver vissza, ami miatt nagyobbnak becsülték. Mint több egyéb hold is, a Titan is nagyobb méretű és tömegű a Plútónál. A Titan tulajdonságai döntő mértékben hasonlítanak a Ganumedes, Callisto, Triton, és feltehetően a Plútó tulajdonságaira. A Titan nagyjából felerészben jégből, felerészben kőzetből áll. Feltehetően több különböző rétegre tagolódik, melynek közepén egy 3400 km átmérőjű kőzetmag található, különböző kristályformájú jégrétegekkel körülvéve. A belseje akár forró is lehet. Bár felépítésében hasonlít a Rhea nevű Szaturnusz-holdhoz, a sűrűsége a gravitációs összenyomó hatás miatt nagyobb. A Titan felszínének 13%-át a szén és metán körforgásából származó szilárd részecskék alkotta dűnék borítják az egyenlítőtől északra és délre elterülő 30 fokos sávon belül. A legtöbb dűne egyenes vonalú, de szélességük, hosszuk, vastagságuk a földrajzi helytől függ. Többnyire a kelet-nyugati irányban fújó szelek alakítják őket. A dűnék hossza jellemzően 1-2 km, egymástól 1-4 km-re vannak, magasságuk eléri a 100 métert. A megfigyeléseket a Cassini űrszonda végezte. A Cassini 2006 és 2011 között végzett közelrepülései során mért pályaadatok alapján a hold felszínén mintegy 10 m-es árapályhullám volt megfigyelhető. Az árapályt a Szaturnusz gravitációja kelti. Mértéke arra utal, hogy a hold belseje folyékony, ugyanis szilárd anyag esetén az árapály nagysága csak 1 méter körüli lenne. Bár a műszerek közvetlenül nem tudnak a felszín alatt mérni, a fizikai modellek alapján megállapítható, hogy a mintegy 50 km-es jégréteg alatt legalább 250 km mélységű folyékony víz található (amiben oldott állapotban ammónia és ammónia-szulfát is van).

Videók