Tähtitieteellinen yhdistys Ursa

Aurinkokuntamme

Aurinkokunnan syntyminen

Aurinkokunnan planeetat muodostuivat kaasusta, jäistä ja pölystä koostuneessa kertymäkiekossa. Kuva Nasa

Aurinkokunta muodostui noin 4,57 miljardia vuotta sitten suuren tähtienvälisen kaasupilven luhistuessa. Pilveen syntyi monia tiivistymiskeskuksia, joihin syntyi tähtiä. Oma Aurinkomme oli yksi niistä.

Auringon ympärille muodostui pilven materiaalista kiekko, joka koostui pääasiassa vety- ja heliumkaasusta. Joukossa oli myös raskaampia alkuaineita kuten happea, hiiltä ja typpeä sekä erilaisista yhdisteistä muodostunutta pölyä, jota oli kaikesta aineesta noin yksi prosentti. Kun pölyhiukkaset törmäilivät toisiinsa kiekossa, alkoi muodostua suurempia kiinteitä kappaleita. Planeetat muodostuivat niistä miljoonien vuosien törmäilyn seurauksena.

Aurinkokunnassa on kahdentyyppisiä planeettoja: pieniä kiviplaneettoja sekä suuria kaasuplaneettoja, joista kaasuplaneetat voidaan jakaa vielä kahteen leiriin: kaaujättiläisiksi (Jupiter ja Saturnus) ja jääjättiläisiksi (Uranus ja Neotunus). Kaasuplaneetat muodostuivat ensin kiekossa ns. jäärajan takana, suunnilleen Jupiterin radan takana. Siellä etäisyys Auringosta oli niin suuri, että kiekon kaasumaiset aineet saattoivat jäätyä, ja ne oli helpompaa kaapata planeettojen rakennusaineeksi.

Kiviplaneetat ovat muodostuneet pääasiassa aurinkokunnan synnyttäneen pilven vähäisestä pölymäärästä. Ainoastaan Maalla ja Venuksella on nykyään merkittävän paksut kaasukehät. Kiviplaneetat muodostuivat sisemmässä aurinkokunnassa, jäärajan sisäpuolella.

Aurinko puolestaan imi itseensä jatkuvasti lisää materiaalia sitä ympäröivästä kiekosta. Lopulta se oli riittävän massiivinen alkaakseen muuttaa vetyä heliumiksi ytimessään. Näin Auringosta tuli täysikasvuinen tähti. Jo tätä ennen se oli kuitenkin puhaltanut voimakkaiden tähtituulien avulla kiekon ympäriltään, jättäen jäljelle vain planeetat ja muut pienemmät kiinteät kappaleet, kuten asteroidit ja komeetat.

Aurinko

Aurinko syyskuussa 2000. Tällöin sen pinnalla näkyi runsaasti auringonpilkkuja. Kuva Nasa / ESA

Aurinko on aurinkokunnan keskuskappale ja lähin tähtemme. Se koostuu pääasiassa ionisoituneesta vety- ja heliumkaasusta eli plasmasta. Auringon massan painovoima vetää plasman pallomaiseen muotoon ja saa aikaan sen, että paine kasvaa kohti Auringon keskustaa. Paineen kasvaminen saa lämpötilan nousemaan, ja Auringon ytimessä se onkin liki 16 miljoonaa astetta. Näin korkeassa lämpötilassa vety voi muuttua heliumiksi. Tämä vedyn fuusio tuottaa samalla energiaa, joka kulkeutuu vähitellen Auringon pinnalle ja säteilee sieltä avaruuteen pääasiassa näkyvänä valona, infrapunasäteilynä sekä ultraviolettisäteilynä.

Auringon säteilemä energia on perusedellytys lähes kaikelle elämälle maapallolla, mutta Aurinko vaikuttaa elämäämme myös muilla tavoin. Plasma on nimittäin sähköä johtavaa ainetta, ja sen luontaisesta liikehtimisestä Auringossa syntyy myös hyvin voimakas magneettikenttä. Auringon magneettikenttä kasvaa voimakkaammaksi noin 11 vuoden sykleissä, ja kentän ollessa voimakkaimmillaan Auringon pinnalla on runsaasti auringonpilkkuja ja Maassa nähdään tavanomaista enemmän revontulia. Revontulet johtuvat ns. aurinkotuulesta, joka on Auringosta jatkuvasti purkautuvaa hiukkasvirtaa. Magneettisen aktiivisuuden ollessa korkeaa myös aurinkotuuli on voimakkaampaa. Tämän lisäksi Auringon pinnalta saattaa purkautua avaruuteen suurempia purkauksia, joita kutsutaan aurinko- tai avaruusmyrskyiksi. Jos purkaus suuntautuu kohti maapalloa, revontulia voi näkyä jopa eteläisessä Euroopassa. Normaalisti revontulia näkyy pääasiassa napapiireillä, jonne Maan oma magneettikenttä ohjaa Auringosta saapuneet hiukkaset. Revontulien valoilmiö syntyy hiukkasten osuessa Maan ilmakehään ja saaden ilmakehän kaasumolekyylit säteilemään valoa. Auringon hiukkasmyrskyt voivat myös vahingoittaa satelliitteja ja aiheuttaa muita sähköisiä häiriöitä maapallolla ja avaruudessa.

Merkurius

Merkurius MESSENGER-luotaimen kuvaamana. Kuva Nasa / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington

Merkurius on aurinkokunnan sisin planeetta. Se on kaasukehätön kiviplaneetta, jonka pinta on voimakkaasti kraatteroitunut. Kaasukehän ja mannerlaattojen liikkeen puute ovat säilyttäneet pinnassa hyvin vanhojakin kraattereita siinä missä muitten planeettojen pinnat ovat sileämpiä. Tässä mielessä Merkurius muistuttaa Kuuta.

Merkurius on vain hiukan Kuuta suurempi, mutta se on niin painava, että sen ytimen päätellään olevan hyvin suuri ja metallinen. Magneettikenttä vaatii syntyäkseen sulaa ja pyörteilevää metalliydintä, mutta Merkuriuksen magneettikentän voimakkuus on vain noin sadasosan Maan magneettikentästä.

Toisin kuin Maa, Merkurius kiertää akselinsa ympäri lähes täysin pystysuorassa, joten sen navoilla on kraattereita, joiden pohjalle Auringon valo ei yletä koskaan. Näiden kraatterien pohjalta onkin löydetty vesijäätä.

Merkurius kiertää niin lähellä Aurinkoa, että sen pyörähdysliike akselinsa ympäri on liki lukkiutunut sen kiertoliikkeeseen vuoden mittaan samaan tapaan kuin Kuulla, joka kääntää aina saman puolen itsestään Maata kohti. Merkurius pyörähtää kolmasti akselinsa ympäri ajassa, joka sillä kestää kiertää Aurinko kaksi kertaa. Auringon likeisyys tuo myös näkyviin yleisen suhteellisuusteorian vaikutuksen Merkuriuksen perihelin kiertymisessä. Planeetan hiukan soikea rata kiertyy hitaasti Auringon ympäri, mikä johtuu ennen kaikkea muiden planeettojen gravitaatiosta, mutta osa siitä johtuu avaruuden kaareutumisesta Auringon ympärillä. Sama tapahtuu myös muille planeetoille, mutta paljon heikompana, mistä syystä sitä on vaikeaa havaita. Merkuriuksen radan kiertyminen oli havaittu jo ennen kuin Einstein kehitti kuuluisan teoriansa, mutta vasta se onnistui selittämään ilmiön voimakkuuden. Merkuriuksen radan kiertyminen olikin yksi varhaisista testeistä, jolla yleistä suhteellisuusteoriaa koeteltiin.

Merkuriusta tutkii seuraavaksi eurooppalais-japanilainen luotain BepiColombo, jonka on määrä asettua kiertämään planeettaa vuonna 2025.

Venus

Venusta peittää paksu pilvikerros, jonka vuoksi sen pinnasta ei tiedetty juuri mitään ennen Magellan-luotaimen kuvia 1990-luvulla. Kuva Nasa / JPL / Caltech
Magellan-luotaimen tarkkojen tutkakuvien ansiosta tiedämme nykyään, miltä Venuksen pinta näyttää. Kuva Nasa

Venusta nimitetään toisinaan Maan sisarplaneetaksi, sillä ne ovat liki saman kokoisia ja massaisia. Olosuhteet Venuksen pinnalla ovat kuitenkin hyvin erilaiset kuin Maassa. Venus pyörii hitaasti eri suuntaan kuin muut aurinkokunnan planeetat, ja vuorokausi Venuksen pinnalla on pidempi kuin yksi planeetan vuosi eli aika, jossa se kiertää Auringon ympäri. Sen sijaan Venuksen kaasukehä pyörii hyvin nopeasti planeetan ympäri.

Venuksessa uskotaan olleen muinoin vettä, mutta sittemmin vesi on paennut avaruuteen. Venukselle on kehittynyt hyvin paksu kaasukehä, joka koostuu liki kokonaan hiilidioksidista. Hiilidioksidi on voimakas kasvihuonekaasu, joka on lämmittänyt planeetan pinnan noin 460 celsiusasteeseen. Tämä on kuumempaa kuin Merkuriuksessa, ja jopa lyijy sulaa tässä lämpötilassa. Venuksen pinnalla vallitsee myös musertava 92 Maan ilmakehän paine, joka vastaa painetta noin kilometrin syvyydessä veden alla.

Venuksen pinnan peittää näkyvistä paksu pilverros, joka koostuu pääasiassa rikkidioksidista ja rikkihaposta. Ainoat suorat kuvat pinnasta ovatkin peräisin 70- ja 80-luvuilta, jolloin muutama Venera-luotain onnistui laskeutumaan ehjänä pinnalle ja lähettämään sieltä kuvia. Venuksen pintaa on kuitenkin kartoitettu hyvin tarkasti Magellan-tutkaluotaimen avulla. Venusta on tutkinut myös eurooppalainen Venus Express, joka tutki planeetan kaasukehää ja koetti selvittää, miksi Venus on kehittynyt niin erilaiseksi kuin Maa.

Venuksen pinta on geologisesti varsin nuorta -- se näyttää uusiutuneen liki täysin viimeisen puolen miljardin vuoden aikana. Erilaiset tulivuoret ja vanhat laavavirrat täplittävät planeetan pintaa. Tästä huolimatta Venuksesta ei ole varmasti havaittu aktiivista tulivuoritoimintaa, vain vmahdollisia viitteitä siitä. Onkin epäselvää, millaista Venuksen tuliperäisyys on -- onko se juuri loppunut, vai jatkuuko se edelleen.

Maa ja Kuu

Täysikuu Maan kiertoradalta kuvattuna. Maan ilmakehä ohenee ylöspäin mentäessä ja näkyy kuvassa utuisen sinisenä. Kuva Nasa

Kotiplaneettamme Maa on suurin aurinkokunnan kiviplaneetoista, hivenen Venusta suurempi. Se on ainoa paikka maailmankaikkeudessa, jossa tiedämme kehittyneen elämää. Se on myös ainoa paikka aurinkokunnassa josta on varmuudella löytynyt juoksevaa vettä.

Maalla on myös poikkeuksellisen suurikokoinen kiertolainen, Kuu. Kuun läpimitta on noin 27% Maan halkaisijasta.

Kuu on ilmeisesti syntynyt hyvin pian maapallon muodostumisen jälkeen, kun aurinkokunnassa seikkaili vielä monia planeettojen raakileita, protoplaneettoja. Ehkäpä noin Marsin kokoisen kappaleen uskotaan iskeytyneen Maahan ja Kuu muodostui tämän törmäyksen seurauksena. Törmäyksen tarkat yksityiskohdat ovat kuitenkin yhä epäselviä.

Kuu on kaasukehätön, kivinen kappale, jolla ei ole enää magneettikenttää. Se kiertää Maata niin lähellä, että se on ns. vuorovesilukossa Maan kanssa. Tämä tarkoittaa sitä, että se näyttää Maata kohti aina saman puolen itsestään. Kuun meille näkymätöntä puolta tai etäpuolta kutsutaan usein virheellisesti sen pimeäksi puoleksi, vaikka Aurinko paistaa sinnekin.

Kuu on toistaiseksi ainoa taivaankappale Maan lisäksi, jossa ihminen on käynyt. Viimeksi Kuussa on käyty vuonna 1972. Nykyään moni uusi avaruusvaltio, kuten Yhdysvallat, Kiina ja Intia, suunnittelee ihmisen viemistä takaisin Kuuhun. On puhuttu myös pysyvän tukikohdan rakentamisesta Kuuhun, ja Kuusta löytynyt vesijää helpottaisi tukikohdan ylläpitoa. Tällä hetkellä suunnitteilla on Kuuta kiertävä avaruusasema Gateway, josta käsin ihmiset voisivat vierailla Kuun pinnalla.

Mars

Mars. Kuva Nasa / The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Mars on uloimmaisin aurinkokunnan neljästä kiviplaneetasta. Se on halkaisijaltaan vain puolet Maan koosta, ja sen tiheys on paljon pienempi. Marsilla on ohut, pääasiassa hiilidioksidista koostunut kaasukehä. Kasukehä on niin ohut, että se estää veden virtaamisen planeetan pinnalla: nestemäinen vesi höyrystyy hyvin nopeasti matalassa paineessa. Marsin pinnan lämpötila on myös yleensä pakkasen puolella.

Muun muassa Marsin kaasukehän ominaisuuksia ja Marsista saapuneita meteoriitteja tutkimalla on voitu päätellä, että Marsissa on todennäköisesti ollut esihistoriansa aikana paksumpi kaasukehä ja sen pinnalla on virrannut vettä. Planeetta on kuitenkin liian pieni ja kevyt, jotta se voisi ylläpitää pitkään paksua kaasukehää. Mars menetti myös magneettikenttänsä noin neljä miljardia vuotta sitten, mikä on kiihdyttänyt kaasukehän ja sen seurauksena virtaavan veden katoamista.

Marsin pyörimisakseli on suunnilleen yhtä kallellaan kuin maapallolla, ja sillä onkin samantyyppiset vuodenajat kuin Maassa. Sillä on navoillaan jäiset napalakit, jotka koostuvat pääasiassa vesijäästä. Kylminä kuukausina osa kaasukehän hiilidioksidista jäätyy myös navoille.

Napalakkien lisäksi Marsista on löydetty lukuisia erilaisia merkkejä vedestä. Vesijäätä on napalakkien lisäksi löytynyt pinnan alta. Planeetan pinnalta on myös löytynyt mineraaleja, joita uskotaan syntyvän vain vuorovaikutuksessa veden kanssa.

Ihmisen lähettämisestä Marsiin on puhuttu jo pitkään, ja useilla valtioilla on aiheesta jonkinasteisia suunnitelmia. Mars on myös ollut Kuun lisäksi jo pitkään aurinkokunnan suosikkikohde Maan ulkopuolisen siirtokunnan perustamispaikaksi. Mars on myös yksi aurinkokunnan suosikkikohteista, kun etsitään elämää tai muinaisen elämän jälkiä maapallon ulkopuolelta.

Asteroidivyöhyke

Sisempi aurinkokunta päältä ja sivulta. Asteroidivyöhykkeen vuonna 2007 tunnetut yli 150 000 asteroidia on merkitty kuvaan. Valkoisella on merkitty lisäksi tuolloin tunnettujen komeettojen sijanti. Troijalaiset asteroidit näkyvät laajoina, harvoina kaarina Jupiterin radalla planeetan kummallakin puolella. Vaikka asteroidit näyttävät kuvassa olevan hyvin tiheässä, todellisuudessa vyöhykkeellä on hyvin väljää ja törmäykset ovat harvinaisia. Kuva P. Chodys (Nasa / JPL)

Marsin ja Jupiterin ratojen välissä on jäänne aurinkokunnan alkuajoilta. Asteroidivyöhyke on täynnä samaa materiaalia, josta planeetat muodostuivat Aurinkoa ympäröivässä kiekossa. Jupiterin aiheuttamat painovoimahäiriöt kuitenkin estivät alueen kappaleita muodostamasta planeettaa, ja jäljelle jäi harva, donitsimainen rengas joka koostuu pääasiassa kivisistä ja metallisista kappaleista, asteroideista. Aiemmin niistä käytettiin usein myös nimitystä "pikkuplaneetat".

Asteroidivyöhykkeen suurin kappale, Ceres, on halkaisijaltaan 950 kilometriä, ja se on paitsi asteroidi, myös yksi aurinkokunnan kääpiöplaneetoista. Kääpiöplaneetat ovat muuten planeetankaltaisia - ne kiertävät Aurinkoa (eivätkä siis ole kuita) ja ovat riittävän massiivisia ollakseen pyöreitä, mutta eivät riittävän massiivisia hallitakseen oman ratansa ympäristöä painovoimallaan. Muut kääpiöplaneetat kiertävät ulommassa aurinkokunnassa. Ceres on muodoltaan pyöreä, mutta pienemmät asteroidit ovat muodoltaan epäsäännöllisempiä.

Neljä suurinta asteroidia (Ceres, Vesta, Pallas ja Hygiea) vastaavat noin puolesta asteroidivyöhykkeen massasta. Asteroideja on sitä enemmän, mitä pienemmistä kappaleista puhutaan. Yli kilometrin kokoisia asteroideja uskotaan olevan vyöhykkeellä 700 000 1,7 miljoonaa.

Asteroidien ominaisuuksien tutkiminen avaruudessa on vaikeaa yksin sen perusteella, miltä ne näyttävät. Yleisiä asteroidityyppejä näyttävät olevan hiili-, kivi- ja metalliasteroidit. Eräät hiilipitoiset asteroidit, niin kutsutut hiilikondriitit, kantavat sisällään rakeita aivan varhaisinta aurinkokunnan materiaalia. Muissa asteroideissa nämä rakeet ovat kuumentuneet ja sulautuneet yhteen. Maahan on pudonnut meteoriitteina muutamia tällaisia hiilikondriitteja. Kondriittien pieniä rakeita tutkimalla voidaan ymmärtää paremmin, millaiset olosuhteet aurinkokunnassa vallitsivat ennen planeettojen muodostumista.

Asteroideja tavataan aurinkokunnassa muuallakin kuin asteroidivyöhykkeellä. Esimerkiksi Jupiterin kanssa samalla radalla kulkee kaksi parvea troijalaisia asteroideja, jotka pysyvät pilvimäisissä muodostelmissa tasapainossa Jupiterin ja Auringon gravitaation suhteen. Myös Marsilta, Uranukselta ja Neptunukselta on löydetty muutamia troijalaisia asteroideja, ja Maalta on löydetty yksi troijalainen asteroidi, 2010 TK7.

Jupiter

Jupiter. Kuva Nasa / JPL / Space Science Institute

Jupiter on aurinkokunnan suurin planeetta. Se on halkaisijaltaan yli 10 kertaa Maan kokoinen ja painaa yli 300 kertaa Maata enemmän. Itse asiassa se painaa yksinään kaksi ja puoli kertaa niin paljon kuin muut aurinkokunnan planeetat yhteensä. Jupiterilla, kuten muillakaan kaasuplaneetoilla, ei ole kiinteää pintaa eikä niille siksi voi varsinaisesti koskaan laskeutua.

Jupiter koostuu pääasiassa universumin yleisimmistä alkuaineista, vedystä ja heliumista, jotka esiintyvät sitä tiiviimmässä muodossa mitä syvemmälle planeetan kessukehän pinnan alle mennään. Kaasukehän yläosaa peittää paksu pilvikerros. Pilvien vaaleita raitoja kutsutaan vyöhykkeiksi ja tummempia vöiksi.

Pilvikerroksien tunnetuin piirre on Suuri punainen pilkku, aurinkokunnan suurin pyörremyrsky. Maapallo mahtuisi sen sisään helposti. Myrsky on ollut varmuudella olemassa jo liki 200 vuotta, ja se saattaa hyvinkin olla Jupiterin pysyvä piirre. Jupiterissa on myös lukuisia pienempiä ja lyhytkestoisempia pyörremyrskyjä.

Jupiterilta tunnetaan yli 79 kuuta, joista neljä suurinta tunnetaan yhteisellä nimellä Galilein kuut: Io, Europa, Genymedes ja Kallisto. Galileo Galilei huomasi kuiden kiertävän Jupiteria jo 1600-luvulla, ja havainto puolsi aurinkokeskeistä maailmankuvaa: maapallo ei ollutkaan kaiken napa. Galilein kuista suurimmat, Ganymedes ja Kallisto ovat vahvasti kraatteroituneita, jäisiä kappaleita ja Ganymedeen sisuksissa on päätelty olevan yksi tai useampi nestemäisen veden kerros. Näiden kuiden läpimitta on noin puolitoista kertaa suurempi kuin omalla Kuullamme. Europan pinta on hyvin sileä, ja myös sen pinnan alla uskotaan olevan suolaisen veden kerros. Se on Marsin lisäksi yksi todennäköisimmistä paikoista aurinkokunnassa, joilla saattaisi esiintyä maapallon ulkopuolista elämää, sillä sen vesikerroksen uskotaan olevan yhteydessä kiviseen pohjaan, josta voi liueta veteen aineita joita alkeellinen elämä voisi hyödyntää ravintonaan. Io puolestaan on aurinkokunnan geologisesti aktiivisin kappale: sen pinnalla on yli 400 aktiivista tulivuorta, jotka syöksevät rikkiyhdisteitä jopa 500 kilometrin korkeuteen.

Jupiterilla, kuten muillakin kaasuplaneetoilla, on jäästä ja pölystä muodostuneet renkaat. Ne eivät kuitenkaan ole läheskään yhtä näyttävät kuin Saturnuksella, ja ne löydettiinkin vasta vuonna 1979.

Jupiteria tutkii parhaillaan (vuodesta 2016 alkaen) Nasan Juno-luotain.

Saturnus

Saturnus. Kuva Nasa / JPL-Caltech / SSI

Kaasuplaneetta Saturnus kiertää Aurinkoa noin kaksi kertaa kauempana kuin Jupiter ja kymmenen kertaa niin kaukana kuin Maa. Se ei ole paljoakaan Jupiteria pienempi, mutta huikeasti kevyempi. Itse asiassa Saturnus on niin köykäinen, että sen tiheys on pienempi kuin veden. Saturnus siis kelluisi vedessä. Muutoin Saturnuksen sisäisen rakenteen uskotaan muistuttavan Jupiteria.

Saturnus tunnetaan erityisesti komeista renkaistaan. Ne koostuvat liki täysin vesijäästä ja heijastavat valoa erinomaisesti, kuin suuri heijastin. Renkaiden leveyden on kaikkiaan arvioitu olevan jopa 300 kertaa suurempi kuin itse planeetan, joskin uloimmaiset renkaat ovat hyvin harvaa ainetta ja siksi vaikeita havaita. Päärenkaiden keskimääräinen paksuus on kuitenkin vain parikymmentä metriä. Jos Saturnusta havaitsee suoraan sivulta, renkaat näyttävät häviävän kokonaan.

Ei ole täysin selvää, miten renkaat ovat muodostuneet. Ne leviävät jatkuvasti ja näyttävät siksi olevan väliaikainen ilmiö, joka tulee ennen pitkää katoamaan. Yksi teoria on, että renkaat syntyivät jonkin Saturnuksen kuun menetettyä jäisen kuorensa ennen kuin sen kivinen ydin syöksyi planeetan kaasukehään. Murentunut jää olisi sitten muodostanut renkaat. Renkaiden kappaleiden koko vaihtelee hienosta jääpölystä aina kerrostalon kokoisiin järkäleisiin, jotka jatkuvasti törmäilevät toisiinsa ja jauhautuvat pienemmiksi tai tarttuvat yhteen.

Renkaiden joukossa seikkailee joukko kuita, joita kutsutaan paimenkuiksi. Ne osaltaan ylläpitävät joitakin renkaiden aukkoja ja toisaalta niistä irtoava materiaali ruokkii ja ylläpitää renkaita. Kaikkiaan Saturnuksen ympäriltä on havaittu noin 200 jäistä ja kivistä kiertolaista, joista yli 80 lasketaan varsinaisiksi kuiksi.

Saturnuksen suurin kuu Titan on ainoa aurinkokunnan kuista, jolla on paksu kaasukehä. Se on myös Maan lisäksi ainoa aurinkokunnan kappale, jonka pinnalla virtaa vapaasti nestettä. Titanin pinnalla on metaanista ja etaanista muodostuneita järviä, jotka pysyvät sulana jopa Titanin huikeassa 180 asteen pakkasessa.

Euroopan avaruusjärjestön ESAn Huygens-luotain laskeutui Titanin pinnalle vuonna 2005. Nasan ja Italian avaruusjärjestö ASIn Cassini-luotain kiersi tämän jälkeen pitkään Saturnusta ja kuvasi planeettaa, sen renkaita ja kuita.

Uranus

Uranus. Kuva Nasa / JPL

Uranus on seitsemäs planeetta Auringosta ja sen etäisyys tähdestämme on jo 20 kertaa suurempi kuin Maalla (eli 20 astronomista yksikköä, AU). Se on ensimmäinen aurinkokunnan planeetta, joka löydettiin vasta kaukoputken keksimisen jälkeen - kaikki muut oli löydetty paljain silmin. Englantilainen tähtitieteilijä Sir William Herschel löysi Uranuksen vuonna 1781, mutta luuli sitä ensin komeetaksi. Muutkin olivat havainneet Uranusta jo aiemmin, mutteivät olleet tunnistaneet sitä planeetaksi sen näyttäessä pistemäiseltä sen ajan teleskoopeilla.

Uranus muodostaa yhdessä Neptunuksen kanssa aurinkokunnan kaasujättiläisten alaryhmän: ne lasketaan jääjättiläisiksi. Siinä missä Saturnus ja Jupiter koostuvat liki kokonaan vedystä ja heliumista, Uranuksessa ja Neptunuksessa on roimasti enemmän vettä, ammoniakkia ja metaania. Nämä aineet esiintyvät normaalisti jäätyneinä tällä etäisyydellä Auringosta, mutta Uranuksen ja Neptunuksen sisäinen lämpö ja paine pitävät ne kutakuinkin nestemäisessä tai kaasumaisessa olomuodossa.

Uranus näyttää hyvin piirteettömältä turkoosilta pallolta. Siltäkin on kuitenkin löydetty himmeät renkaat. Maan pyörähdysakseli on noin 23 asteen verran kallellaan, mistä syystä meillä on vuodenajat. Uranuksen pyörähdysakseli on kuitenkin kellahtanut täysin kumolleen, mahdollisesti muinaisen törmäyksen seurauksena, ja planeetta pikemminkin kierii kyljellään pitkin rataansa. Sen pohjois- ja etelänapa osoittavat liki suoraan sivuille, ja ne osoittavat vuorotellen kohti Aurinkoa ja taas kohti kylmää, pimeää avaruutta. Uranuksen kaasukehässä on epäilty olevan voimakkaita vuodenaikoihin liittyviä muutoksia, mutta niitä on ollut vaikeaa tunnistaa: planeettaa on ehditty havaita alle yhden Uranuksen vuoden ajan, alle 85 Maan vuotta.

Uranukselta tunnetaan 27 kuuta.

Neptunus

Neptunus. Kuva Nasa / JPL

Neptunus on aurinkokunnan uloin planeetta. Uranuksen tapaan se on luokiteltavissa jääjättiläiseksi. Neptunus löydettiin vasta vuonna 1846, ja sen olemassaolo pääteltiin ensin matemaattisesti. Uranuksen radassa oli havaittu häiriöitä, ja pääteltiin, että toistaiseksi huomaamattoman planeetan painovoiman vaikutus saattaisi selittää ne.

Neptunus kiertää Aurinkoa 30 kertaa kauempana kuin Maa. Se kiertää Auringon kerran vajaassa 165 vuodessa. Vasta heinäkuussa 2011 Neptunus oli palannut Maasta katsottuna samalle paikalle taivaalla kuin löytöhetkellään.

Neptunus säteilee enemmän lämpöä kuin se saa Auringosta, eikä tämän ylimääräisen lämmön lähdettä ole vielä kyetty varmasti selittämään. Sen kaasukehän yläosissa riehuvat myrskytuulet, jotka puhaltavat voimakkaimmillaan liki 600 metrin sekuntinopeudella. Neptunuksella näkyy usein myös pilviä. Myös tummina pilkkuina näkyvät pyörremyrskyt näyttävät olevan tyypillisiä Neptunuksen ilmastolle, joskaan yhtään niin pitkäkestoista myrskyä kuin Jupiterin punainen pilkku ei ole havaittu. Myös Neptunuksella on heikot renkaat.

Triton on Neptunuksen 14 tunnetusta kivisestä ja jäisestä kuusta ylivoimaisesti suurin. Se on omaa Kuutamme hiukan pienempi ja yksi harvoista aurinkokunnan kuista, jonka on havaittu olevan geologisesti aktiivinen. Voyager 2 -luotaimen lentäessä Tritonin ohi vuonna 1989 se havaitsi kuun pinnalla purkauksia, joissa typpeä ja pölyä purkautui kahdeksan kilometrin korkeuteen.

Triton kiertää Neptunusta päinvastaiseen suuntaan kuin planeetta pyörii, mikä viittaa siihen että ne eivät ole muodostuneet yhdessä, vaan Neptunus on kaapannut Tritonin kiertoradalleen myöhemmin. Se on todennäköisesti peräisin ulommasta aurinkokunnasta, Kuiperin vyöhykkeeltä.

Ulompi aurinkokunta

Neptunuksen takaa alkaa Kuiperin vyöhykkeenä tunnettu, pääasiassa jäisistä kappaleista koostunut alue. Se on yhtä leveä kuin etäisyys Auringosta Saturnukseen, 20 astronomista yksikköä (AU). Se muistuttaa asteroidivyöhykettä, mutta se on 20 kertaa leveämpi ja 20-200 kertaa massiivisempi.

Asteroidivyöhykkeen suurinta kappaletta Cerestä lukuunottamatta kaikki aurinkokunnan kääpiöplaneetat sijaitsevat Neptunuksen radan takana (joskin Pluto tulee lähimmillään Neptunuksen radan sisäpuolelle). Niistä tunnetuin on Pluto, jota pidettiin planeettana vuosina 1930-2006. Nasan New Horizons -luotain ohitti Pluton vuonna 2015 ja kuvasi kääpiöplaneetan sekä sen suurimman kiertolaisen Kharonin ennennäkemättömän tarkasti.

Muodoltaan donitsimaisen Kuiperin vyöhykkeen takana alkaa trumpettimaisesti leviävä hajanainen kiekko. Se sisältää samanlaisia jäisiä kappaleita kuin Kuiperin vyöhyke. Joidenkin tämän alueen kappaleiden liikkeiden perusteella on ehdotettu, että vyöhykkeellä saattaisi liikkua toistaiseksi tuntematon kookas planeetta, niinkutsuttu "Planeetta yhdeksän", mutta sitä ei ole toistaiseksi havaittu. Kappaleiden liikkeet voidaan selittää myös muilla ja hieman arkisemmilla tavoilla, kuin tuntemattoman planeetan painovoimavaikutuksella.

Aurinkokuntaa uskotaan ympäröivän pallonkuorimainen pilvi komeetanytimiä, jota kutsutaan Oortin pilveksi. Oortin pilvi sijaitsee noin 50 000 AU:n etäisyydellä Auringosta. Jos näitä komeetanytimiä eksyy sisempään aurinkokuntaan, ne käyvät siellä vain tuhansien tai satojen tuhansien vuosien välein.

Aurinkokunnan ulkorajaksi voi määrittää myös sen etäisyyden, missä aurinkotuuli törmää tähtienväliseen aineeseen. Tätä rajaa kutsutaan heliopaussiksi. Vuonna 1977 laukaistun Voyager 1 -luotain ylitti heliopaussin vuonna 2012 ja jatkaa etääntymistään maapallosta tähtienvälisen aineen halki. Vuoden 2018 alussa se oli yli 141 astronomisen yksikön päässä Auringosta ja kaukaisimmaksi matkannut ihmisen valmistama esine.

Aurinkokunnaksi usein mielletty alue, jossa planeetat kiertävät, on siis vain aivan pieni ydin koko valtavassa aurinkokunnassa, joka jatkuu liki puoliväliin lähimpiä tähtiä.