Põnev päikesesüsteem: planeedid, komeedid ja missioonid üksikasjalikult!

Meie päikesesüsteem on keeruline ja dünaamiline planeedisüsteem, milles Maa asub. See koosneb Päikesest, keskmise suurusega tähest, mis moodustab umbes 99,86% süsteemi kogumassist, samuti kaheksast planeedist, nende looduslikest satelliitidest (kuudest), kääbusplaneetidest, asteroididest, komeetidest ja meteoroididest. Planeedid Päikesest järjestikku on Merkuur, Veenus, Maa, Marss, Jupiter, Saturn, Uraan ja Neptuun. Kunagi üheksandaks planeediks klassifitseeritud Pluutot on peetud kääbusplaneediks alates 2006. aastast ja see asub Kuiperi vöös, Neptuunist kaugemal asuvas piirkonnas, mis sisaldab teisi kääbusplaneete nagu Eris, Haumea ja Makemake. Päike asub Linnutee Orioni harus, umbes 27 000 valgusaasta kaugusel galaktika keskmest, samas kui Päikesele lähim täht Proxima Centauri on umbes 4,22 valgusaasta kaugusel. Päikesesüsteemi välispiiri määrab hüpoteetiline Oorti pilv, mis võib ulatuda Päikesest kuni 1,5 valgusaasta kaugusele, nagu üksikasjalikud kirjeldused Vikipeedia selgitatakse.

Planeedid liiguvad ümber päikese peaaegu tasase kettana, mille maksimaalne orbiidi kalle on umbes 7°. Sisemised planeedid – Merkuur, Veenus, Maa ja Marss – on kivised planeedid, välisplaneete – Jupiter, Saturn, Uraan ja Neptuun – tuntakse gaasi- ja jäähiiglastena. Igal planeedil on oma kuud, Maal on üks (Kuu), Marsil kaks (Phobos ja Deimos), Jupiteril neli suurt (Io, Europa, Ganymedes, Callisto) ja Saturnil on samuti palju kuud, sealhulgas Titanil. Marsi ja Jupiteri vahel asub asteroidivöö, piirkond, kus on lugematu arv väikeplaneete või asteroide, millest Ceres on suurim. Need kivi- ja metallitükid tiirlevad ümber päikese tavapärastel orbiitidel, kuid võivad kokku põrgata, tekitades prügi, mis liigub läbi päikesesüsteemi. Mõned neist fragmentidest jõuavad Maa lähedale ja kukuvad meteoriitidena, muutudes atmosfääri sisenedes sageli nähtavaks langevate tähtedena.

Enamik meteoriite on väikesed ja põlevad atmosfääris täielikult ära, kuid suuremad isendid jõuavad maapinnale ja võivad põhjustada olulisi lööke. Suurim teadaolev meteoriidi kokkupõrge leidis aset umbes 65 miljonit aastat tagasi, kui mitme kilomeetri kaugusel asuv objekt jättis 180-kilomeetrise kraatri. Selle löögi tõttu varjas päike sajandeid, puhudes õhku tolmu, mille tulemusena surid välja paljud taimed ja loomad, sealhulgas dinosaurused. Õnneks juhtub nii suuri lööke harva ning kaasaegsed teleskoobid võimaldavad varakult avastada potentsiaalselt ohtlikke objekte. Lisaks asteroididele ja meteoroididele on ka komeete, mida sageli nimetatakse "räpasteks lumepallideks", mis on valmistatud jääst ja tolmust ning on pärit Päikesesüsteemi välispiirkondadest. Päikesele lähenedes nad sulavad, moodustavad auruümbrise ja päikesetuul puhub selle üles iseloomulikuks sabaks, mis päikesest eemaldudes jälle kaob. Planeedi kool on kirjeldatud.

Päikesesüsteemi kujunemise ajalugu ulatub umbes 4,5682 miljardi aasta taha ja seda seletatakse Kanti uduhüpoteesiga. See väidab, et päikesesüsteem moodustus tohutust pöörlevast gaasi- ja tolmupilvest, mis tõmbus kokku oma gravitatsiooni mõjul. Päike tekkis selle pilve keskel, samas kui planeedid tekkisid ümbritsevas protoplanetaarses kettas planetesimaalide – väikeste kivimi- ja tolmuosakeste – koagulatsiooni teel. Ketta sisemised piirkonnad, kus temperatuur oli kõrgem, soodustasid kiviste planeetide teket, samas kui külmemates välispiirkondades tekkisid gaasi- ja jäähiiglased. Lahtised küsimused planeetide tekke kohta puudutavad muu hulgas nurkimpulsi jaotust ja Päikese ekvaatoritasapinna kallet planeetide orbitaaltasandi suhtes. Need protsessid illustreerivad keerulist dünaamikat, mis viis süsteemi loomiseni, mis sisaldab nii korrastatud struktuure kui ka kaootilisi elemente, nagu asteroidid ja komeedid.

Kokkuvõtlikult võib öelda, et päikesesüsteem on muljetavaldav näide kosmiliste struktuuride mitmekesisusest ja dünaamikast. Alates domineerivast päikesest kuni erinevate planeetide ja kuudeni kuni lugematute väiksemate objektideni, nagu asteroidid ja komeedid, pakub see hulgaliselt nähtusi, mida teadlased on sajandeid uurinud. Süsteemi kujunemislugu näitab, kuidas kaootilisest pilvest võis tekkida korrapärane, kui mitte staatiline struktuur, mis areneb kokkupõrgete, orbiidi katkestuste ja muude protsesside kaudu tänaseni.

Päike, meie päikesesüsteemi keskne täht, on keskmise suurusega täht spektriklassist G2V, moodustades umbes 99,86% süsteemi kogumassist. See asub Linnutee Orioni harus, umbes 27 000 valgusaasta kaugusel galaktika keskmest, ja see on mootor, mis juhib elu Maal ja planeetide dünaamikat. Umbes 1,39 miljoni kilomeetrise läbimõõduga on see universumi teiste tähtedega võrreldes üsna tagasihoidlik – leidub selliseid tähti nagu VY Canis Majoris, mis on miljard korda suuremad, või V766 Centaurii, mille läbimõõt on 1300 korda suurem kui Päikesel, nagu on näidatud joonisel. Franz-Plötz.de on kirjeldatud. Sellegipoolest on päike meie päikesesüsteemi jaoks võrreldamatu tähtsusega, kuna see on peaaegu kõigi planeedil toimuvate protsesside energiaallikas.

Päike koosneb peamiselt vesinikust (umbes 73,5%) ja heeliumist (ligikaudu 24,9%) ning raskemate elementide jälgi. Selle sisemus on jagatud mitmeks kihiks: tuum, kiirgustsoon, konvektsioonitsoon ja välimised kihid, nagu fotosfäär, kromosfäär ja kroon. Südamikus, kus temperatuur ulatub umbes 15 miljoni kraadini Celsiuse järgi, toodetakse energiat tuumasünteesi teel. Vesiniku tuumad sulanduvad heeliumiks, vabastades tohutul hulgal energiat elektromagnetkiirguse, eriti nähtava valguse ja soojuse kujul. See protsess, mille teeb võimalikuks Päikese tohutu gravitatsioon, mitte ainult ei toidab elu Maal, vaid mõjutab ka füüsilisi tingimusi kõigil Päikesesüsteemi planeetidel.

Päikese energia jõuab planeetideni päikesekiirguse kujul, mille intensiivsus kauguse kasvades väheneb. Sisemiste kiviste planeetide jaoks, nagu Merkuur, Veenus, Maa ja Marss, on päikesekiirgus pinnatemperatuuri ja kliimatingimuste jaoks ülioluline. Päikesele lähim planeet Merkuur kogeb intensiivse kiirguse ja atmosfääri puudumise tõttu äärmuslikke temperatuurikõikumisi, samas kui Veenuse tihe atmosfäär tekitab kasvuhooneefekti, mis soojendab pinna üle 460 kraadi Celsiuse järgi. Maal loob päikeseenergia tasakaalu, mis võimaldab elu, käivitades veeringet ja soodustades fotosünteesi taimedes. Isegi Päikesest kaugel asuvad välised gaasihiiglased, nagu Jupiter ja Saturn, on päikesekiirgusest mõjutatud, isegi kui neil on ka sisemised soojusallikad.

Lisaks kiirgusele avaldab Päike oma gravitatsiooni kaudu domineerivat mõju planeedi orbiitidele. See hoiab planeete, kuud, asteroide ja komeete oma orbiitidel ning määrab päikesesüsteemi struktuuri peaaegu lameda kettana. Lisaks mõjutab päikesetuul – Päikese kroonist lähtuv laetud osakeste voog – planeetide magnetvälju ja atmosfääri. Maal kaitseb magnetväli päikesetuule kahjulike mõjude eest, samas kui planeetidel nagu Mars, millel puudub tugev magnetväli, on see kaasa toonud atmosfääri erosiooni. Sellised nähtused nagu päikeselaigud, päikesepursked ja koronaalsete masside väljapaiskumised võivad samuti vallandada Maal geomagnetilisi torme, mis mõjutavad sidesüsteeme ja satelliite.

Päike on umbes 4,6 miljardit aastat vana ja on oma elutsükli nn põhijärjestuse faasis, kus ta sulatab vesiniku heeliumiks. Umbes 5 miljardi aasta pärast on see ammendanud oma põhilise vesinikuvaru ja paisub punaseks hiiglaseks, mis võib endasse haarata sisemised planeedid, sealhulgas Maa. Seejärel heidab see oma välimised kihid maha ja jääb valge kääbusena. Võrreldes massiivsemate tähtedega, mis võivad plahvatada supernoovana ja moodustada musti auke, on päikesel suhteliselt vaikne ots. Sellegipoolest näitab võrdlus teiste tähtedega, kui mitmekesised on universumi arenguteed – kuigi meie päike on stabiilne ja elu andev, võivad teised, palju suuremad tähed lõppeda katastroofiliste plahvatustega.

Kokkuvõtlikult võib öelda, et päike pole mitte ainult meie päikesesüsteemi energeetiline ja gravitatsiooniline keskus, vaid ka võti tähtede protsesside mõistmisel. Nende omadused tuumasünteesist päikesetuuleni kujundavad planeetide tingimusi ja mõjutavad nende evolutsiooniajalugu. Päikese uurimine annab seega ülevaate mitte ainult meie enda süsteemi minevikust ja tulevikust, vaid ka tähtede toimimisest kogu kosmoses.

Merkuur, meie päikesesüsteemi sisemine planeet, on planeediuuringute põnev objekt. Keskmiselt umbes 58 miljoni kilomeetri kaugusel Päikesest on see Päikesele lähim planeet ja tiirlemiseks kulub vaid umbes 88 päeva – see on planeetidest lühim tiirlemisperiood. Merkuur on ka Päikesesüsteemi väikseim planeet, mille läbimõõt on umbes 4880 kilomeetrit, mistõttu on see Maa Kuust vaid veidi suurem. Selle lähedus päikesele ja sellest tulenevad ekstreemsed tingimused teevad sellest ainulaadse uurimisobjekti, mis räägib meile palju kiviste planeetide tekke ja arengu kohta. Üksikasjaliku ülevaate Mercury omadustest leiate aadressilt Vikipeedia, kus on valgustatud ka ajalooline ja teaduslik taust, kuigi siin jäävad need vaid planeedi konteksti piiresse.

Geoloogiliselt öeldes on Merkuur väga karm ja kraatritega planeet, mille pinnal on sarnasusi Maa Kuu pinnaga. Pind koosneb peamiselt silikaatkivimist ja on täis arvukalt kokkupõrkekraatreid, mis viitab meteoriitide kokkupõrgete pikale ajaloole. Üks silmatorkavamaid geoloogilisi tunnuseid on Calorise bassein, umbes 1550-kilomeetrise läbimõõduga tohutu kraater, mis tekkis miljardeid aastaid tagasi toimunud tohutu löögi tagajärjel. See kraater on nii suur, et on põhjustanud planeedi vastasküljel geoloogilisi häireid, mida nimetatakse kaootiliseks maastikuks. Lisaks on Merkuuril nn kokkutõmbumispraod või lobatõrmed, mis näitavad, et planeet on oma ajaloo jooksul jahtunud ja kokku tõmbunud, põhjustades maakoore pragunemise. Need tunnused viitavad mineviku tektoonilisele aktiivsusele, kuigi Merkuur on tänapäeval geoloogiliselt passiivne.

Elavhõbeda atmosfäär või õigemini eksosfäär on äärmiselt õhuke ja koosneb peamiselt väikestest kogustest hapnikust, naatriumist, vesinikust, heeliumist ja kaaliumist. See eksosfäär on nii hõre, et vaevalt saab seda klassikalises mõttes atmosfääriks nimetada; seda põhjustab päikesetuule osakeste eemaldamine planeedi pinnalt, samuti mineviku vulkaanilisest tegevusest. Tänu sellele õhukesele eksosfäärile puudub oluline kaitse päikesekiirguse ega temperatuurikõikumiste eest, mis põhjustab pinnal ekstreemseid tingimusi. Erinevalt Maast, kus atmosfäär salvestab ja jaotab soojust, ei suuda Merkuuril temperatuure ühtlustada, muutes selle pinna kontrastide kohaks.

Temperatuurid Merkuuril on ühed äärmuslikumad Päikesesüsteemis. Päikese läheduse ja aeglase pöörlemise tõttu – Merkuuri päev kestab umbes 59 Maa päeva – soojeneb päikesepoolne külg kuni 427 kraadini Celsiuse järgi, mis on plii sulamiseks piisavalt kuum. Kuid kaugemal või pooluste püsivalt varjutatud kraatrites langeb temperatuur -183 kraadini Celsiuse järgi. Need äärmuslikud kõikumised ei tulene mitte ainult atmosfääri puudumisest, vaid ka Merkuuri madalast teljekaldest, mis harva põhjustab aastaaegu. Huvitaval kombel on kosmosesondid, nagu MESSENGER, leidnud tõendeid selle kohta, et pooluste varjulistes kraatrites võib esineda vesijää, mis on sinna toodud komeedi kokkupõrkest ja säilinud päikesekiirguse puudumise tõttu.

Elavhõbeda ebatavalised omadused laienevad ka tema magnetväljale, mis on nõrk, kuid siiski olemas – see on mõistatus, kuna planeedi suurus ja jahutus tähendavad, et selle tuumas ei tohiks olla aktiivset dünamoefekti. See magnetväli interakteerub päikesetuulega, moodustades väikese magnetosfääri, kuid see ei ole piisavalt tugev, et kaitsta pinda täielikult laetud osakeste eest. Merkuuri uurimist edenesid märkimisväärselt sellised missioonid nagu Mariner 10 1970. aastatel ja MESSENGER (2004–2015), mis esitasid üksikasjalikud kaardid selle pinnast ja andmed selle koostise kohta. Praeguse BepiColombo missiooni, ESA ja JAXA koostööna, eesmärk on anda täiendavaid teadmisi selle planeedi saladustest.

Kokkuvõtlikult võib öelda, et Merkuur on äärmuste planeet, mille geoloogilised iseärasused, õhuke eksosfäär ja drastilised temperatuurikõikumised muudavad selle ainulaadseks uurimisobjektiks. Selle lähedus Päikesele ja sellest tulenevad tingimused annavad väärtuslikku teavet protsesside kohta, mis kujundasid kiviseid planeete Päikesesüsteemi varases ajaloos. Vaatamata oma väikesele suurusele ja näilisele tähtsusetusele võrreldes gaasihiiglastega on Merkuur endiselt võtmetähtsusega meie kosmilise kodu dünaamika ja evolutsiooni mõistmisel.

Veenus, mida sageli nimetatakse Maa õdeplaneediks, on meie päikesesüsteemi teine ​​​​siseim planeet ja on mitmes mõttes üllatavalt sarnane Maaga, kuid samas ka äärmiselt erinev. Umbes 12 104 kilomeetri läbimõõduga on see Maast vaid veidi väiksem ning selle mass ja tihedus on võrreldavad, mis näitab kivimite ja metallide sarnast sisemist koostist. See tiirleb ümber päikese keskmiselt 108 miljoni kilomeetri kaugusel ja selleks kulub umbes 225 Maa päeva. Kuid kuigi Maa on õitsev ja elusõbralik planeet, on Veenusel tingimused, mis muudavad selle päikesesüsteemi üheks kõige ebasõbralikumaks kohaks. Nende tihe atmosfäär ja äärmuslikud pinnatingimused pakuvad põnevat ülevaadet planeetide protsessidest, mis võisid Maal äärmuslikul kujul toimuda.

Veenuse atmosfäär on selle planeedi silmapaistvaim omadus. See koosneb umbes 96,5% ulatuses süsinikdioksiidist, lämmastiku ja muude gaaside jälgedega ning on uskumatult tihe – õhurõhk maapinnal on umbes 92 korda suurem kui Maa merepinna rõhk, mis on võrreldav rõhuga umbes 900 meetri sügavusel ookeanis. Atmosfääri äärmuslik tihedus, millele lisanduvad kasvuhoonegaaside kõrged kontsentratsioonid, põhjustab kiire kasvuhooneefekti, mis tõstab pinnatemperatuuri keskmiselt 462 kraadini Celsiuse järgi – see on piisavalt kuum, et sulatada plii. Atmosfääri tihedus väheneb kõrgusega sarnaselt Maal, kus õhurõhk väheneb poole võrra iga 5500 kõrguse meetri kohta Vikipeedia on kirjeldatud. Kuid isegi kõrgematel tasemetel jääb Veenuse atmosfäär läbitungimatuks ja on täis paksu väävelhappepilve, mis peegeldavad päikesevalgust, muutes planeedi üheks eredamaks objektiks öötaevas.

Selle atmosfääri tõttu on Veenuse pinnatingimused äärmiselt vaenulikud. Tihedad pilved takistavad enam kui murdosa päikesevalgusest maapinnale jõudmast ning kasvuhooneefekt jaotab soojust ühtlaselt, mistõttu on päeva ja öö või ekvaatori ja pooluste temperatuuride erinevus väike. Kosmosesondide (nt Magellan) radarimõõtmistega kaardistatud pind ise koosneb peamiselt vulkaanilistest tasandikest, mis katavad umbes 80% planeedist. On tõendeid varasemast ja võib-olla endiselt aktiivsest vulkaanilisest tegevusest koos hiiglaslike kilpvulkaanidega, nagu Maat Mons, ja ulatuslike laavavoogudega. Lisaks on Veenusel tektoonilised tunnused, nagu praod ja volditud mäed, mis viitavad geoloogilistele protsessidele, kuid mis pole võrreldavad laamade liikumisega Maal. Ekstreemsed tingimused raskendavad sondidega pikka aega pinnal töötamist – 1970. ja 1980. aastate Nõukogude Venera missioonid elasid vastu vaid paar tundi, enne kui kuumusele ja survele allusid.

Vaatamata ebasõbralikele tingimustele on Veenuse ja Maa vahel teadlasi paeluvad paralleelid. Mõlemal planeedil on sarnane suurus, mass ja koostis, mis viitab sellele, et need tekkisid võrreldavates tingimustes varases Päikesesüsteemis. Arvatakse, et Veenusel võis oma varases ajaloos olla vedela vee ookeanid sarnaselt Maaga, enne kui kasvuhooneefekt kontrolli alt väljus ja vesi aurustus. See hüpotees muudab Veenuse hoiatavaks looks kontrollimatu kliimamuutuse võimalike tagajärgede kohta Maal. Lisaks pöörleb Veenus enamiku teiste planeetidega võrreldes tagurpidi, mis tähendab, et päike tõuseb läänes ja loojub idas – nähtus, mis võis olla põhjustatud tohutust mõjust või gravitatsioonilisest vastasmõjust tema ajaloos. Veenuse päev kestab ka umbes 243 Maa päeva, mis on pikem kui Veenuse aasta, mistõttu on selle pöörlemine Päikesesüsteemis kõige aeglasem.

Veenuse uurimine on viimastel aastakümnetel andnud väärtuslikke andmeid, kuid paljud küsimused jäävad vastuseta. NASA (VERITAS) ja ESA (EnVision) missioonid, mis plaanitakse käivitada lähiaastatel, on suunatud geoloogiliste protsesside ja atmosfääri dünaamika paremaks mõistmiseks. Eriti huvitav on küsimus, kas mikroobide elu võib eksisteerida atmosfääri ülemistes kihtides, kus temperatuurid on leebemad – hüpotees, mida õhutas 2020. aasta potentsiaalse biomarkeri fosfiini avastamine, kuigi need tulemused on vastuolulised. Veenus jääb seetõttu vastandite planeediks: ühelt poolt Maaga nii sarnaseks, teisalt kohaks, mis näitab, kui väike võib olla erinevus elusõbraliku ja eluvaenuliku planeedi vahel.

Maa, Päikesest kolmas planeet ja ainus teadaolev elupaik Päikesesüsteemis, on ainulaadne taevakeha, mida iseloomustavad selle geoloogilised, atmosfääri- ja bioloogilised omadused. Üle 12 700 kilomeetrise läbimõõduga on see Päikesesüsteemi suuruselt viies ja tihedaim planeet. See tiirleb ümber Päikese keskmiselt umbes 149,6 miljoni kilomeetri kaugusel (1 astronoomiline ühik) ja selleks kulub umbes 365 256 päeva. Maa, mida sageli nimetatakse siniseks planeediks, võlgneb oma nime suurele vee osakaalule, mis katab umbes 70,7% selle pinnast. Põhjaliku ülevaate maa füüsikalistest ja geoloogilistest omadustest leiate aadressilt Vikipeedia, kus on saadaval üksikasjalikud andmed ja ajalooline kontekst.

Geoloogiliselt öeldes on Maa dünaamiline planeet, millel on keeruline sisemine struktuur, mis jaguneb tuumaks, vahevööks ja maakooreks. Maa tuum koosneb tahkest siseosast ja vedelast välisosast, mis on peamiselt valmistatud rauast ja niklist ning kasutab geodünamoefekti Maa magnetvälja loomiseks, mis kaitseb seda kahjustava päikesetuule eest. Maa vahevöö, mis moodustab suurema osa planeedi mahust, koosneb kuumadest viskoossetest kivimitest, mis on tektooniliste plaatide liikumise aluseks. 50–100 kilomeetri paksune maakoor jaguneb mandri- ja ookeanilaamadeks, mille liikumine põhjustab vulkaane, maavärinaid ja mägede ehitust. Umbes kaks kolmandikku Maa pinnast on kaetud ookeanidega, mille sügavaim punkt asub Mariaani süvikus (Vityase sügavus, 11 034 meetrit allpool merepinda), samas kui maismaa pindala hõlmab seitset kontinenti, mis moodustavad umbes 29,3% kogupindalast.

Maa atmosfäär on gaasiline ümbris, mis toetab elu ja koosneb umbes 78% lämmastikust, 21% hapnikust ja 1% väärisgaasidest, samuti muude gaaside jälgedest. See kaitseb pinda kahjuliku ultraviolettkiirguse eest läbi osoonikihi ja reguleerib temperatuuri loodusliku kasvuhooneefekti kaudu, mis tähendab, et maapinna keskmine temperatuur on umbes 15 kraadi Celsiuse järgi – ehkki vahemik on -89 kraadi Celsiuse järgi kuni +57 kraadi Celsiuse järgi. Atmosfäär võimaldab ka pilvede ja sademete teket, mis juhivad veeringet. Erinevalt teistest Päikesesüsteemi planeetidest on Maa ainus teadaolev taevakeha, mille pinnal on vedel vesi, mis on elu arengu ja säilimise oluline tegur. Selle umbes 23,44-kraadine teljesuunaline kalle põhjustab aastaaegu, samas kui Kuu, selle looduslik satelliit, stabiliseerib Maa telge ja põhjustab loodeid.

Maa bioloogiline mitmekesisus on veel üks silmapaistev omadus, mis eristab seda kõigist teistest teadaolevatest taevakehadest. Elu eksisteerib peaaegu igas kujuteldavas keskkonnas – sügavaimast ookeanipõhjast kõrbeteni kõrgeimate tippudeni. Vanimad tõendid elu kohta pärinevad fossiilidest, mis on umbes 3,5–3,8 miljardit aastat vanad, mis viitab sellele, et lihtsad mikroorganismid tekkisid varajases veerikkas keskkonnas. Tänapäeval hõlmab bioloogiline mitmekesisus miljoneid liike, alates üherakulistest organismidest kuni taimede ja keerukate loomadeni, mis toimivad omavahel peenhäälestatud ökoloogilises võrgustikus. See mitmekesisus on tihedalt seotud geoloogiliste ja atmosfääritingimustega: vedela vee kättesaadavus, hapnikuatmosfäär ja mõõdukas temperatuurivahemik loovad ideaalsed tingimused elu arenguks ja ellujäämiseks.

Maa on umbes 4,6 miljardit aastat vana ja tekkis Päikese udukogust, gaasi- ja tolmupilvest, mis pärast päikese teket kondenseerus planetesimaalideks ja lõpuks planeetideks. Oma varases ajaloos oli Maa kuum, ebasõbralik koht, mida iseloomustasid sagedased meteoriidikokkupõrked ja vulkaaniline aktiivsus. Pinna jahtudes tekkisid ookeanid ja atmosfäär arenes algselt redutseerivast koostisest hapnikurikkaks keskkonnaks, peamiselt fotosünteetiliste organismide tegevuse kaudu. See areng muutis Maa ainulaadseks elupaigaks, mille stabiilsust säilitavad keerukad tagasisidemehhanismid geoloogia, atmosfääri ja biosfääri vahel.

Kokkuvõtlikult võib öelda, et Maa on erakordne planeet, mis paistab silma oma dünaamilise geoloogia, elusõbraliku atmosfääri ja võrratu bioloogilise mitmekesisuse poolest. See pole mitte ainult meie kodu, vaid ka looduslabor, mis pakub meile teadmisi protsessidest, mis elu võimalikuks teevad. Maa uurimine – alates selle sisemisest struktuurist kuni keerukate ökosüsteemideni – jääb teaduse keskseks ülesandeks mitte ainult meie planeedi paremaks mõistmiseks, vaid ka tingimuste tuvastamiseks, mis võiksid võimaldada elu teistes maailmades.

Marss, mida sageli nimetatakse "Punaseks planeediks", on Päikesest neljas planeet ja Päikesesüsteemi suuruselt teine. Umbes 6792-kilomeetrise läbimõõduga on see Maast vaid poole väiksem ja tiirleb ümber Päikese keskmiselt umbes 228 miljoni kilomeetri kaugusel, mis vastab umbes 687 Maapäeva pikkusele tiirlemisperioodile. Oma iseloomuliku punaka värvuse võlgneb ta pinnal olevale raudoksiidile (roostele), mis päikesevalguses sädeleb. Marss on inimkonna kujutlusvõimet alati köitnud, seda ka võimaluse tõttu, et sellel võis kunagi olla elu. Tänapäeval on see paljude teaduslike missioonide sihtmärk, mis uurivad selle pinda, ressursse ja võimalikke elujälgi. Ülevaate praegustest arengutest ja ajaloolistest andmetest võib leida erinevatel platvormidel, kuid see ei ole otseselt seotud pakutavate allikatega, nagu Ameerika muusikaauhinnad Yahoo Entertainment, mistõttu keskendutakse siin teaduslikele avastustele.

Marsi pind on geoloogiliselt mitmekesine ja sellel on dünaamilise mineviku jälgi. Seda iseloomustavad tohutud vulkaanid, sügavad kanjonid ja ulatuslikud tasandikud. Päikesesüsteemi kõrgeim vulkaan Olympus Mons kerkib umbes 22 kilomeetri (14 miili) kõrgusele – peaaegu kolm korda kõrgemale kui Mount Everest. Valles Marineris, massiivne kanjonisüsteem, ulatub üle 4000 kilomeetri ja on kuni 11 kilomeetrit sügav, muutes selle üheks kõige muljetavaldavamaks geoloogiliseks tunnuseks päikesesüsteemis. Pinnal on ka arvukalt kokkupõrkekraatreid, mis viitavad meteoriitide kokkupõrgete pikale ajaloole, samuti tõendeid varasemate tuule ja võib-olla ka vee erosiooniprotsesside kohta. Marsi pind jaguneb kaheks poolkeraks: põhjapoolkeral on valdavalt tasased tasandikud, lõunapoolkeral aga kõrgem ja kraatrilisem. Need erinevused viitavad erinevatele geoloogilistele arengutele planeedi ajaloos.

Marsi uurimise keskne teema on veevarude otsimine, kuna vesi on potentsiaalse elu põhinäitaja. Tänapäeval on Marss külm ja kuiv kõrb, mille õhuke atmosfäär koosneb peamiselt süsinikdioksiidist (95,3%) ja ainult umbes 1% Maa atmosfääri rõhust. Siiski on veenvaid tõendeid selle kohta, et Marsi pinnal oli vedelat vett oma ajaloo alguses, umbes 3,5–4 miljardit aastat tagasi. Kosmosesondid, nagu Mars Rover Curiosity, on avastanud kuivad jõesängid, deltad ja maavarad, mis tekivad ainult vesikeskkonnas. Marsi polaarjäämütsides on suures koguses vesijääd ja keskmistel laiuskraadidel on tõendeid maa-alustest jääladestustest. 2008. aasta Phoenixi missiooni käigus avastatud külmunud maa-aluse vee avastamine ja soolasest veest tõenäoliselt moodustunud hooajaliste soonte vaatlemine tekitavad lootust, et vesi võib siiski olla mingil kujul kättesaadav.

Elu jälgede otsimine Marsil on üks paljude Punase Planeedi missioonide edasiviiv jõud. Kui praegused tingimused – ekstreemne külm temperatuurivahemikus –140 kuni +20 kraadi Celsiuse järgi, madal õhurõhk ja kõrge kiirgus – muudavad meie teadaoleva elu ebatõenäoliseks, keskenduvad teadlased minevikule. Marsil võis "Noachi perioodil" (umbes 4,1–3,7 miljardit aastat tagasi) olla tihedam atmosfäär ja vedel vesi, mis oleks toetanud mikroobide elu. 2021. aastal Jezero kraatrisse maandunud kulgurid nagu Perseverance koguvad kivimi- ja pinnaseproove, mida uuritakse orgaaniliste molekulide või fossiilsete mikroorganismide jälgede suhtes. Kraater, kus Perseverance tegutseb, oli kunagi järv ja sealsed setted võivad sisaldada tõendeid varasema elu kohta. Tulevased missioonid, nagu NASA ja ESA kavandatud Marsi proovide tagastamise missioon, peaksid tooma need proovid Maale, et neid keerukate instrumentidega analüüsida.

Marsi atmosfäär pakub vähe kaitset päikese- ja kosmilise kiirguse eest, steriliseerides pinna ja raskendades orgaaniliste materjalide säilitamist. Siiski on teooriaid, et kiirguse eest kaitstud maa-alustes elupaikades võis elu säilida. Marsi atmosfääris juhuslikult avastatud metaan võib viidata geoloogilisele või bioloogilisele aktiivsusele, kuigi allikas jääb ebaselgeks. Sellised missioonid nagu ESA ExoMars otsivad spetsiaalselt biosignatuure sügavamates mullakihtides. Lisaks on Marsil kaks väikest kuud, Phobos ja Deimos, mis võivad olla kinnipüütud asteroidid ja äratavad ka teaduslikku huvi, kuigi need on eluotsingute jaoks vähem olulised.

Kokkuvõtvalt võib öelda, et Marss on planeet, mis paelub meid oma geoloogilise mitmekesisuse, iidse vee tõendite ja varasema elu võimalikkusega. See pole mitte ainult aken päikesesüsteemi ajalukku, vaid ka katsepolügooniks tulevaste inimuuringute jaoks. Käimasolevad ja kavandatavad missioonid heidavad jätkuvalt valgust Punase planeedi saladustele ja ehk vastavad ühel päeval küsimusele, kas meil on kunagi päikesesüsteemis naabreid olnud.

Jupiter, Päikesest viies planeet, on meie päikesesüsteemi suurim ja massiivseim planeet, mille mass ületab kõigi teiste planeetide oma kokku. Umbes 139 820-kilomeetrise läbimõõduga on see Maast enam kui üksteist korda suurem ja tiirleb ümber Päikese keskmiselt 778 miljoni kilomeetri kaugusel, mis vastab ligi 12-aastasele tiirlemisperioodile. Jupiter pöörleb aga ülikiiresti, ühe pöördega iga 10 tunni järel, põhjustades pooluste tugevat lamandumist. Rooma taeva- ja äikesejumala järgi nime saanud Jupiter on üks eredamaid objekte öötaevas ja on nähtav isegi väikese teleskoobiga. Annab põhjaliku ülevaate selle omadustest ja avastustest Britannica, kust leiate üksikasjalikku teavet selle struktuuri ja uurimistöö kohta.

Jupiteri atmosfäär on keeruline, dünaamiline kest, mis koosneb peamiselt vesinikust (umbes 90%) ja heeliumist (umbes 10%), mistõttu on see koostiselt sarnane Päikesele. See gaasikompositsioon koos metaani, ammoniaagi ja veeauru jälgedega annab planeedile iseloomulikud värvilised pilveribad, mille tekitavad tugevad tuuled ja turbulents atmosfääri ülakihtides. Tuuled võivad ulatuda kiiruseni kuni 360 km/h ja jagunevad ekvaatoriga paralleelselt kulgevateks tsoonideks (heledamad ribad) ja vöönditeks (tumedamad ribad). Planeedi sees, kus rõhk on äärmiselt kõrge, eksisteerib vesinik vedelas metallilises olekus, aidates kaasa Jupiteri tugevale magnetväljale – Päikesesüsteemi kõige tugevamale planeedile. See magnetväli loob tohutu magnetosfääri, mis on allutatud intensiivsetele raadiopursketele ja tundub Maa taevas suurem kui Kuu. Jupiter kiirgab ka rohkem energiat, kui Päikeselt saab, mis viitab sisemisele soojusallikale, mis on tekkinud planeedi aeglase kokkutõmbumise tagajärjel.

Jupiteri atmosfääri üks tuntumaid tunnuseid on Suur Punane Laik, hiiglaslik torm, mida on täheldatud vähemalt 400 aastat. See antitsüklonaalne torm on nii suur, et võib ulatuda umbes kahe kuni kolme Maa peale, praeguse läbimõõduga umbes 10 000 miili (16 000 kilomeetrit), kuigi see on viimastel aastakümnetel kahanenud. Suur punane täpp asub lõunapoolkeral ja pöörleb vastupäeva ning tuule kiirus ulatub kuni 430 km/h. Selle punakas värvus võib tuleneda ammoniaagiühendite või orgaaniliste molekulide keemilisest reaktsioonist ultraviolettkiirgusega, kuigi täpne põhjus pole veel täielikult teada. Kosmoseaparaatide, nagu Voyager ja Juno, vaatlused on näidanud, et torm ulatub sügavale atmosfääri, võib-olla kuni sadade kilomeetrite kaugusele, pakkudes aken planeedi keerulistesse atmosfääriprotsessidesse.

Jupiter on tuntud mitte ainult oma massiivse keha, vaid ka ulatusliku kuude ja rõngaste süsteemi poolest. Praegu on planeedil teada 92 kuud, millest nelja suurimat – Io, Europa, Ganymedes ja Callisto – nimetatakse Galilei kuudeks, sest need avastas Galileo Galilei aastal 1610. Ganymedes on Päikesesüsteemi suurim kuu, isegi suurem kui planeet Merkuur ja sellel on oma magnetväli. Geoloogiliselt on Io Päikesesüsteemi kõige aktiivsem taevakeha, kus sajad vulkaanid paiskavad väävlit ja muid materjale. Euroopa on teadlastele eriti põnev, kuna selle paksu jääkihi all kahtlustatakse, et ülemaailmne vedela vee ookean võib luua eluks soodsad tingimused. Callisto seevastu on tugevalt kraatriline ja sellel võib olla ka maa-alune ookean. Need kuud koos Jupiteri nõrga, kuid olemasoleva tolmust ja väikestest osakestest koosneva rõngasüsteemiga muudavad planeedi meie omas miniatuurseks päikesesüsteemiks.

Jupiteri uurimine on paljude kosmosesondi missioonide kaudu teinud tohutuid edusamme. Pioneer ja Voyager missioonid 1970. aastatel andsid esimesed üksikasjalikud pildid ja andmed, samas kui Galileo missioon (1995–2003) lasi sondi atmosfääri ja tiirles ümber planeedi aastaid. 2016. aastal saabunud Juno missioon on veelgi süvendanud meie arusaama Jupiteri sisestruktuurist, magnetväljast ja atmosfääri dünaamikast. Sündmused, nagu komeedi Shoemaker-Levy 9 kokkupõrge Jupiteriga 1994. aastal, andsid samuti ainulaadse ülevaate atmosfääri koostisest ja selliste mõjude mõjust. Need missioonid on näidanud, et Jupiter pole lihtsalt gaasihiiglane, vaid keerukas süsteem, mis õpetab meile palju planeetide tekke ja arengu kohta.

Kokkuvõtteks võib öelda, et Jupiter on hiiglane, kelle atmosfäär, Suur Punane Laik ja arvukad kuud teevad sellest ühe põnevaima objekti Päikesesüsteemis. Selle suurus ja mass koos sisemise soojuse ja võimsa magnetväljaga viitavad sellele, et sellest oleks võinud saada peaaegu täht, kui see oleks olnud veidi massiivsem. Selle planeedi ja selle kuude, eriti Euroopa, jätkuv uurimine võib ühel päeval anda vastuseid maavälise elu küsimusele ja laiendada meie arusaama kosmosest.

Saturn, Päikesest kuues planeet, on meie päikesesüsteemi suuruselt teine ​​planeet ja on tuntud oma vapustava rõngasüsteemi poolest, mis teeb sellest ühe ikoonilisema taevakeha. Umbes 116 460 kilomeetrise läbimõõduga Saturn on Maast umbes üheksa korda suurem ja tiirleb ümber Päikese keskmiselt umbes 1,43 miljardi kilomeetri kaugusel, mis vastab umbes 29,5 Maa-aastasele tiirlemisperioodile. Sarnaselt Jupiteriga on Saturn gaasihiiglane, mis koosneb peamiselt vesinikust (umbes 96%) ja heeliumist (umbes 3%) ning mille tihedus on nii väike, et teoreetiliselt võiks see veepinnal hõljuda. Selle kiire pöörlemine - päev kestab vaid umbes 10,7 tundi - põhjustab pooluste märkimisväärset lamenemist. Üksikasjaliku ülevaate Saturnist ja selle omadustest võib leida erinevatelt teadusplatvormidelt, samas kui kaubanduslikud saidid nagu Saturn.de ei oma siin tähtsust ja toimivad ainult lingi kohahoidjana.

Saturni silmapaistvaim omadus on kahtlemata ainulaadne rõngaste süsteem, mis koosneb tuhandetest üksikutest rõngastest, mis koosnevad peamiselt jääosakestest, kivimitest ja tolmust. Need rõngad ulatuvad umbes 282 000 kilomeetri laiuselt, kuid on üllatavalt õhukesed, sageli vaid mõne meetri kuni maksimaalselt kilomeetri paksused. Need on jagatud mitmeks peamiseks piirkonnaks, sealhulgas silmapaistvad A-, B- ja C-rõngad, samuti nõrgemad D-, E-, F- ja G-rõngad, mida eraldavad tühimikud, nagu Cassini jaotus. Tõenäoliselt tekkisid rõngad ühe või mitme kuu hävimisel, mis purunesid kokkupõrgete või loodete mõjul, või materjalist, mis ei suutnud kuuks kondenseeruda. Rõngaste keerulist struktuuri mõjutavad gravitatsioonilised vastasmõjud Saturni kuudega, nn "karjakuud" nagu Prometheus ja Pandora, mis moodustavad rõngastesse tühimikud ja lainemustrid. Cassini missiooni (2004–2017) vaatlused on näidanud, et rõngad on dünaamilised ja muutuvad ajas, olles võib-olla isegi suhteliselt noored, vaid paarsada miljonit aastat vanad.

Saturni atmosfäär sarnaneb Jupiteri omaga, värviliste pilveribade ja tormidega, mida juhivad tugevad tuuled, mis võivad ulatuda kiiruseni kuni 1800 km/h. Üks tähelepanuväärne nähtus on kuusnurkne torm Saturni põhjapoolusel – kuusnurkne pilvestruktuur, mis on püsinud stabiilsena aastakümneid ja mille põhjust pole veel täielikult mõistetud. Jupiteriga sarnane Saturn kiirgab rohkem soojust, kui Päikeselt saab, mis viitab sisemistele protsessidele, näiteks planeedi aeglasele kokkutõmbumisele. Selle magnetväli, ehkki Jupiteri omast nõrgem, on siiski märkimisväärne ja mõjutab ümbritsevat ala, sealhulgas selle rõngaid ja kuud. Ekstreemsed tingimused planeedi sees muudavad vesiniku Jupiteriga sarnaseks metalliliseks olekuks, mis aitab luua magnetvälja.

Praegu on Saturnil teada üle 80 kuu, millest paljud avastas Cassini missioon, ja nende arv võib edasiste vaatlustega suureneda. Need kuud on äärmiselt mitmekesised, alates väikestest ebakorrapärase kujuga objektidest kuni suurte, geoloogiliselt keerukate maailmadeni. Suurim ja põnevaim kuu on Titan, Päikesesüsteemi suuruselt teine ​​kuu, mille läbimõõt on umbes 5150 kilomeetrit, suurem kui planeet Merkuur. Titaan on ainulaadne selle poolest, et see on ainus teadaolev maailm peale Maa, millel on tihe atmosfäär, mis koosneb peamiselt lämmastikust (umbes 95%) ja metaanist. See atmosfäär loob kasvuhooneefekti ja toob kaasa keerulise ilmastiku, mille pinnal on metaanivihmad, vedela metaani ja etaaniga jõed ja järved – analoogia Maa veeringlusega, ainult äärmiselt madalatel temperatuuridel, umbes -179 kraadi Celsiuse järgi. 2005. aastal Titanile maandunud Huygensi sond andis sellest võõrast maastikust esimesed pildid, millel on näha orgaanilistest materjalidest valmistatud künkaid, orge ja luiteid.

Teiste Saturni oluliste kuude hulka kuuluvad Enceladus, mis on tuntud oma geoloogiliselt aktiivsete geisrite poolest, mis paiskavad maa-alusest ookeanist kosmosesse vett ja orgaanilisi molekule, ning Rhea, Iapetus, Dione ja Tethys, millest igaühel on ainulaadsed pinnaomadused. Iapetus on eriti tähelepanuväärne oma kahevärvilise iseloomu poolest, millel on hele poolkera ja äärmiselt tume poolkera, samas kui Enceladust peetakse maavälise elu kandidaadiks selle potentsiaalse maa-aluse ookeani tõttu. Need kuud suhtlevad tõsiselt rõngaste ja planeedi endaga, muutes Saturni süsteemi dünaamiliseks ja keeruliseks miniatuurseks päikesesüsteemiks.

Kokkuvõtteks võib öelda, et Saturn on võrratu ilu ja teadusliku huviga planeet, mille rõngaste süsteem ja mitmekesised kuud teevad sellest ühe põnevaima objekti Päikesesüsteemis. Cassini missiooni üksikasjalikud tähelepanekud on muutnud meie arusaama Saturnist ja eriti Titanist, näidates, kui keerulised ja mitmekesised protsessid selles süsteemis on. Saturn on endiselt võtmetähtsusega gaasihiiglaste tekke ja eluvõimaluste uurimisel ebasõbralikus keskkonnas väljaspool Maad.

Uraan, Päikesest seitsmes planeet, on põnev jäähiiglane, mis on tuntud oma ebatavaliste omaduste ja kauge asukoha poolest päikesesüsteemis. Uraanil, mille keskmine kaugus Päikesest on umbes 2,87 miljardit kilomeetrit (19,2 astronoomilist ühikut), kulub ühe orbiidi sooritamiseks umbes 84 Maa-aastat. Selle läbimõõt on umbes 50 724 kilomeetrit, mis teeb sellest umbes neli korda suurema kui Maa ja selle mass on umbes 14,5 korda suurem kui Maa mass. Uraani avastas 13. märtsil 1781 William Herschel, kes algul arvas, et see on komeet, ja see sai nime Kreeka taevajumala Ouranose järgi. Üksikasjaliku ülevaate selle füüsikalistest ja orbitaalsetest omadustest leiate aadressilt Vikipeedia, kus antakse põhjalikku teavet planeedi ajaloo ja uurimise kohta.

Uraani üks silmatorkavamaid omadusi on selle äärmuslik, umbes 97,77-kraadine aksiaalne kalle, mis paneb selle pöörlema ​​praktiliselt "küljele" – nähtus, mida sellisel kujul ei esine ühelgi teisel päikesesüsteemi planeedil. See ebatavaline kalle, mille tulemuseks on retrograadne pöörlemine (läänest itta), tähendab, et planeedi poolused saavad vaheldumisi päikesevalgust 42 aastaks, samal ajal kui teine ​​pool on pimeduses. See toob kaasa äärmuslikud hooajalised kõikumised, mis mõjutavad planeedi atmosfääri ja välimust pika aja jooksul. Selle telje kalde põhjust ei mõisteta täielikult, kuid see on sageli tingitud suure taevakeha massilisest löögist planeedi ajaloo alguses. Uraani pöörlemine võtab aega umbes 17 tundi ja 14 minutit, mis on võrreldes teiste gaasihiiglastega suhteliselt kiire.

Uraani atmosfäär koosneb peamiselt vesinikust (umbes 83%) ja heeliumist (umbes 15%), vähesel määral metaani (umbes 2%), mis annab planeedile iseloomuliku kahvatusinise värvuse, kuna metaan neelab punast valgust. Uraan on Päikesesüsteemi kõige külmem planeet, mille temperatuur võib tropopausi ajal langeda kuni 49 kelvini (-224 kraadi Celsiuse järgi). Atmosfääril on keeruline kihiline struktuur, vee-, ammoniaagi- ja metaanipilved, mida juhivad tugevad tuuled, mille kiirus ulatub kuni 900 km/h. Erinevalt Jupiterist ja Saturnist on Uraani atmosfääri tunnused planeedi välimust summutava paksu udukihi tõttu vähem väljendunud. Siiski on täheldatud torme, näiteks 2004. aasta äikest, mida kutsuti neljanda juuli ilutulestikuks. Planeedi sees on kivine tuum, mida ümbritseb jäine vee, ammoniaagi ja metaani mantel ning paks välimine gaasikiht.

Uraani magnetväli on ebatavaline ka selle poolest, et see on pöörlemistelje suhtes umbes 59 kraadi kallutatud ega lähtu planeedi keskpunktist, vaid on nihkunud lõunapooluse poole. Selle asümmeetria tulemuseks on keeruline magnetosfäär, mis on täidetud laetud osakestega, nagu prootonid ja elektronid. Telje äärmuslik kalle mõjutab ka magnetvälja vastasmõju päikesetuulega, mille tulemuseks on ainulaadsed nähtused, mida pole veel täielikult mõistetud. Lisaks on Uraanil teadaolevalt 13 rõngast, mis koosnevad tumedatest osakestest, mis on Saturni rõngastega võrreldes õhukesed ja raskesti nähtavad, ning 28 looduslikku satelliiti, sealhulgas viis suurt kuud Miranda, Ariel, Umbriel, Titania ja Oberon, mis on nime saanud Shakespeare'i ja Alexander Pope'i teoste tegelaste järgi.

Uraani uurimine on teiste planeetidega võrreldes piiratud, kuna seda on külastanud ainult üks kosmoselaev: Voyager 2, mis lendas Uraanist mööda jaanuaris 1986. Missiooni käigus saadi esimesed üksikasjalikud pildid planeedist, selle rõngastest ja kuudest, mis paljastasid telje äärmise kalde ja magnetvälja ebatavalise struktuuri. Voyager 2 avastas ka kümme noorkuud ja kaks täiendavat rõngast, mis olid seni tundmatud. Missiooni andmed näitasid, et Uraani atmosfäär on palju vähem aktiivne kui Jupiteril või Saturnil, mistõttu on selle dünaamika uurimine keeruline. Sellest ajast peale pole Uraanile rohkem kosmosesonde saadetud, kuigi vaatlused jätkuvad maapealsete teleskoopide ja Hubble'i kosmoseteleskoobiga. On tehtud ettepanekuid tulevaste missioonide kohta, nagu näiteks Uraani tiirlemine ja sond, mis võiks lähikümnenditel startida, et selle jäähiiglase saladusi veelgi lahti harutada.

Kokkuvõtlikult võib öelda, et Uraan on äärmuste ja mõistatuste planeet, mille ebatavaline aksiaalne kalle, külm atmosfäär ja asümmeetriline magnetväli muudavad selle ainulaadseks uurimisobjektiks. Selle kauge asukoht ja piiratud uurimine muudavad selle päikesesüsteemi üheks kõige vähem mõistetavaks planeediks, kuid teadlaste huvi äratavad just need omadused. Tulevased missioonid võivad oluliselt laiendada meie arusaama Uraanist ja jäähiiglasi kujundavatest protsessidest ning valgustada meie päikesesüsteemi välispiirkondade ajalugu.

Meie päikesesüsteemi kaheksas ja kõige kaugemal asuv planeet Neptuun on salapärane jäähiiglane, mis tiirleb ümber päikese keskmiselt umbes 4,5 miljardi kilomeetri (30,1 astronoomilise ühiku) kaugusel. Umbes 165 Maa-aastase tiirlemisperioodiga on Neptuun pikima tiirlemisperioodiga planeet, mis tõstab esile selle kaugema asukoha. Selle läbimõõt on umbes 49 244 kilomeetrit, mis teeb selle Uraanist pisut väiksemaks, kuid siiski Maast umbes neli korda suuremaks. Rooma merejumala järgi nimetatud Neptuun avastati mitte otsese vaatluse, vaid matemaatiliste arvutuste abil, kui Urbain Le Verrier ja John Couch Adams analüüsisid 1846. aastal Uraani orbiidi ebakorrapärasusi. Üksikasjaliku ülevaate Neptuuni omadustest võib leida erinevatelt teadusplatvormidelt, samas kui temaatiliselt sobimatuid allikaid, nagu näiteks Weather.com toimivad siin ainult lingi kohahoidjana ja seostuvad maiste ilmastikunähtustega.

Neptuuni atmosfäär on tormine ja dünaamiline, mistõttu on see üks tuulisemaid planeete Päikesesüsteemis. See koosneb peamiselt vesinikust (umbes 80%) ja heeliumist (umbes 19%) ning metaani jälgi (umbes 1,5%), mis annab planeedile sügavsinise värvuse, kuna metaan neelab punast valgust. Atmosfääri ülemistes kihtides langeb temperatuur umbes 55 Kelvinini (-218 kraadi Celsiuse järgi), muutes Neptuuni üheks külmemaks kohaks Päikesesüsteemis. Eriti tähelepanuväärsed on äärmuslikud tuuled, mis võivad ulatuda kiiruseni kuni 2100 km/h – Päikesesüsteemi kõrgeim. Need tuuled põhjustavad keerulisi ilmastikumustreid, sealhulgas torme ja pilveribasid, mis muutuvad kiiresti. Ühte kuulsaimat torme, Suurt Pimedat Laiku, vaatles missioon Voyager 2 1989. aastal. See antitsüklonaalne torm oli umbes Maa suurune, kuid kadus hilisematel vaatlustel, kui tekkisid uued tormid, mis viitab atmosfääri dünaamilisusele.

Neptuuni sees on väike kivine tuum, mida ümbritseb paks vesi, ammoniaak ja metaan jäisel või vedelal kujul, andes sellele jäähiiglase staatuse. Selle vahevöö kohal asub gaasiline atmosfäär, mis sulandub sujuvalt vahevööga, kuna Neptuunil pole tahket pinda. Vaatamata suurele kaugusele Päikesest kiirgab Neptuun rohkem soojust kui vastu võtab, mis viitab sisemistele protsessidele, nagu planeedi aeglane kokkutõmbumine või jääksoojus selle tekkeajast. See sisemine kuumus võib põhjustada ka tormist atmosfääri. Neptuunil on ka tugev magnetväli, mis on oma pöörlemistelje suhtes kallutatud umbes 27 kraadi ja mis ei välju planeedi keskpunktist, mille tulemuseks on asümmeetriline magnetosfäär, mis interakteerub päikesetuulega.

Neptuuni kuude avastamine ja uurimine on tihedalt seotud planeedi enda ajaloo ja astronoomia tehnoloogiliste edusammudega. Praegu on teada 14 kuud, millest Triton on suurim ja olulisem. Tritoni, mille William Lassell tuvastas 1846. aastal vaid nädalad pärast Neptuuni enda avastamist, on umbes 2700 kilomeetrit läbimõõduga ja see on Päikesesüsteemi suuruselt seitsmes kuu. See on geoloogiliselt aktiivne, lämmastikku ja tolmu paiskavate geisritega ning õhukese lämmastiku ja metaani atmosfäär. Eelkõige on Tritonil retrograadne orbiit, mis viitab sellele, et see ei tekkinud koos Neptuuniga, vaid võib olla Kuiperi vööst püütud taevakeha. Teiste oluliste kuude hulka kuuluvad Nereid, Proteus ja Larissa, kuid enamik neist avastas alles 1989. aastal Voyager 2 missiooniga, mis tuvastas kokku kuus noorkuud. Need kuud on sageli väikesed ja ebakorrapärase kujuga, mis näitab kaootilist moodustumise ajalugu.

Neptuuni uurimine on äärmiselt piiratud selle tohutu kauguse tõttu Maast. Ainus missioon, mis on planeeti seni külastanud, oli Voyager 2, mis lendas Neptuunist mööda 25. augustil 1989. See missioon andis esimesed üksikasjalikud pildid planeedist, selle atmosfäärist, rõngastest ja kuudest. Voyager 2 avastas Suure Tumeda Laigu ja neli nõrka, tumedat tolmust ja väikestest osakestest koosnevat rõngast, mis on Saturni rõngastega võrreldes vaevu nähtavad. Sellest ajast peale pole Neptuunile saadetud ühtegi teist kosmoselaeva ning vaatlused on piirdunud maapealsete teleskoopide ja Hubble'i kosmoseteleskoobiga, mis on dokumenteerinud muutusi atmosfääris ja uusi torme. Ettepanekud tulevaste missioonide, näiteks Neptuuni orbiidi kohta on olemas, kuid neid ei ole suurte kulude ja pikkade reisiaegade (umbes 12–15 aastat) tõttu veel rakendatud.

Kokkuvõtteks võib öelda, et Neptuun on äärmuste planeet, mille tormine atmosfäär, sisemine kuumus ja põnevad kuud nagu Triton muudavad selle ainulaadseks uurimisobjektiks. Selle kauge asukoht ja piiratud uurimine jätavad paljud küsimused vastuseta, eriti selle atmosfääri dünaamika ja kuude kujunemisloo kohta. Neptuun jääb meie päikesesüsteemi piiride ja välisplaneetide uurimisega kaasnevate väljakutsete sümboliks, ärgitades samal ajal teadlaste uudishimu, kes otsivad vastuseid kosmose saladustele.

Lisaks kaheksale suurele planeedile on meie päikesesüsteemis mitmed väiksemad kehad, mis mängivad planeediteaduses üliolulist rolli. Need objektid, mille hulka kuuluvad väikeplaneedid, komeedid, meteoroidid ja kääbusplaneedid, on jäänused Päikesesüsteemi tekkest umbes 4,6 miljardit aastat tagasi ja annavad väärtusliku ülevaate protsessidest, mis viisid planeetide tekkeni. Nad liiguvad orbiitidel ümber Päikese, kuid ei vasta täisplaneetideks klassifitseerimise kriteeriumidele, näiteks ei puhasta oma orbiidi täielikult muudest objektidest. Põhjaliku ülevaate nendest põnevatest taevakehadest ja nende klassifikatsioonist leiate aadressilt Vikipeedia, kus on esitatud üksikasjalik teave nende avastamise ja tähtsuse kohta.

Väikesed planeedid, tuntud ka kui asteroidid või planetoidid, on nende väiksemate kehade üks suuremaid rühmi. Nende hulka kuulub suur hulk objekte, mis asuvad Päikesesüsteemi erinevates piirkondades, sealhulgas Marsi ja Jupiteri vaheline asteroidivöö, mis sisaldab miljoneid kivitükke. Esimene avastatud väikeplaneet oli 1801. aastal Ceres, mis on nüüdseks klassifitseeritud kääbusplaneediks, kuna on saavutanud hüdrostaatilise tasakaalu ja on peaaegu sfäärilise kujuga. Muude väikeplaneetide kategooriate hulka kuuluvad Maa-lähedased asteroidid (nagu Aten, Cupid ja Apollo), planetaarsed troojalased (nt Jupiteri troojalased), kentaurid (Jupiteri ja Neptuuni vahel) ja Neptuuni-ülesed objektid Kuiperi vöös Neptuuni taga. 2019. aasta seisuga on kindlaks tehtud üle 794 000 väikeplaneetide orbiidi, mis toob esile nende tohutu arvu ja mitmekesisuse. Need esemed on tavaliselt valmistatud kivist, metallist või nende segust ning nende suurus varieerub mõnest meetrist sadade kilomeetriteni.

Kääbusplaneedid on väikeplaneetide eriline alamrühm, mis on määratletud nende sfäärilise kuju ja suutmatusega oma orbiiti teistest objektidest täielikult puhastada. Alates sellest, kui Rahvusvaheline Astronoomialiit (IAU) 2006. aastal selle klassifikatsiooni kasutusele võttis, on see hõlmanud selliseid objekte nagu Pluuto, Eris, Haumea, Makemake ja Ceres. Kunagi üheksandaks planeediks peetud Pluuto on alandatud kääbusplaneediks ja see on kõige tuntum objekt Kuiperi vöös, Neptuunist kaugemal asuvas piirkonnas, mis sisaldab lugematul hulgal jäiseid kehasid. Need kääbusplaneedid pakuvad erilist huvi, kuna need ühendavad planeetide ja väikeplaneetide omadused ning annavad vihjeid tekkedünaamikale Päikesesüsteemi välispiirkondades.

Komeedid on veel üks oluline väiksemate kehade rühm, mida sageli nimetatakse "määrdunud lumepallideks", kuna need on valmistatud jääst, tolmust ja kivist. Tavaliselt pärinevad nad Oorti pilvest, hüpoteetilisest sfäärilisest ümbrisest, mis asub kaugel Kuiperi vööst, või Kuiperi vööst endast. Päikesele lähenedes komeedid kuumenevad ja jää sublimeerub, moodustades kooma (gaasilise ümbrise) ja sageli päikesetuule poolt moodustatud saba. Kuulsad komeedid nagu Halley, mis naasevad iga 76 aasta tagant, on inimkonda paelunud sajandeid. Komeedid on planeediteaduse jaoks olulised, kuna sisaldavad ürgset materjali Päikesesüsteemi tekkimise ajast ning võisid Maale tuua vett ja orgaanilisi molekule, mis võisid kaasa aidata elu tekkele.

Meteoroidid on väiksemad kivi- või metallifragmendid, sageli asteroidide või komeetide jäänused, mis triivivad läbi päikesesüsteemi. Maa atmosfääri sisenedes põlevad nad tavaliselt meteooridena (lenduvate tähtedena), suuremad isendid võivad aga meteoriitidena maapinnale jõuda. Need objektid on teadusele hindamatu väärtusega, kuna pakuvad otseseid maavälise materjali proove, mida saab uurida Päikesesüsteemi koostise ja ajaloo jaoks. Selliste kehade võimalikku mõju planeetidele näitavad ka kuulsad meteoriidilöögid, nagu umbes 65 miljoni aasta tagune löök, mis arvatavasti põhjustas dinosauruste väljasuremise.

Nende väiksemate kehade päritolu peitub Päikesesüsteemi tekke algfaasis, mil kõik protoplanetaarse ketta materjalid ei kondenseerunud suurteks planeetideks. Need on planetesimaalide jäänused, mis on killustatud kokkupõrgete, gravitatsioonihäirete või muude protsesside tõttu. Nende tähtsus planeediteaduse jaoks on tohutu: need toimivad ajakapslitena, mis säilitavad teavet Päikesesüsteemi varajase ajaloo keemilise koostise ja füüsikaliste tingimuste kohta. Sellised missioonid nagu Ceresele (Koit) või komeetidele nagu 67P/Churyumov-Gerasimenko (Rosetta) on näidanud, kui mitmekesised need objektid on ja kui palju nad võivad paljastada planeetide tekke ja arengu kohta. Nende väiksemate kehade uurimine aitab hinnata ka Maa-lähedaste asteroidide võimalikke ohte ja välja töötada strateegiaid nende vastu kaitsmiseks.

Komeedid on põnevad väikesed taevakehad Päikesesüsteemis, mida sageli nimetatakse "räpasteks lumepallideks" ja mis on valmistatud jääst, tolmust ja kivist. Need objektid liiguvad väga elliptilistel orbiitidel ümber päikese, mille tiirlemisperioodid võivad ulatuda mõnest aastast kuni miljonite aastateni. Päikesele lähenedes need kuumenevad ja jää sublimeerub – läheb tahkest olekust otse gaasilisse olekusse –, tekitades iseloomuliku kooma (gaasiline kest) ja sageli tolmust ja ioniseeritud gaasidest koosneva saba. Komeedid pole mitte ainult muljetavaldavad taevanähtused, vaid ka väärtuslikud ajakapslid, mis sisaldavad teavet päikesesüsteemi varase arengu kohta. Põhjaliku ülevaate nende omadustest ja tähendusest leiate aadressilt Vikipeedia, kus on toodud üksikasjalikud andmed nende koostise ja uurimistöö kohta.

Komeedi koostis on mitmekesine, peegeldades tingimusi, milles see miljardeid aastaid tagasi tekkis. Südamik, mille läbimõõt on tavaliselt 1–50 kilomeetrit, koosneb vesijää, külmunud süsinikdioksiidi, metaani, ammoniaagi ning kivimi- ja tolmuosakeste segust. Nendel tuumadel on sageli väga madal albedo, mis tähendab, et need tunduvad tumedad ja peegeldavad vähe päikesevalgust. Kui komeet läheneb Päikesele, võib tuuma ümbritseva kooma läbimõõt ulatuda kuni 1 miljoni kilomeetrini – see on umbes 15 korda suurem kui Maa. Päikesetuule ja komeedi liikumise mõjul tekkinud saba võib olla üle 150 miljoni kilomeetri pikk ja koosneb kahest põhitüübist: tolmusabast, mis kõverdub komeedi teekonnal, ja ioonisabast, mis osutab otse Päikesest eemale. Südamiku kuumenemise ebaühtlus võib põhjustada ka gaasi- ja tolmujugasid, mis tekitavad suurejoonelisi purse.

Komeedid jagunevad nende tiirlemisperioodi alusel kahte põhikategooriasse: lühiajalised komeedid, mille tiirlemine ümber Päikese võtab vähem kui 200 aastat ja mis pärinevad tavaliselt Kuiperi vööst, ja pika perioodiga komeedid, mille tiirlemisperioodid on tuhandeid kuni miljoneid aastaid ja mis arvatakse pärinevat Oorti pilvest, hüpoteetilisest, Kuienpervelopetist kaugemal asuvast sfäärilisest sfäärilisest küljest. Kuulsad näited on komeet Halley, mis naaseb iga 76 aasta tagant ja mida on vaadeldud iidsetest aegadest, ja komeet Hale-Bopp, mis pälvis 1997. aastal kogu maailmas tähelepanu oma muljetavaldava sabaga. Samuti on olemas nn hüperboolsed komeedid, mis läbivad sisemise päikesesüsteemi vaid korra enne tähtedevahelisse ruumi paiskumist, kui ka "väljasurnud" komeete, mis on kaotanud lenduvad materjalid ja meenutavad asteroide. 2021. aasta novembri seisuga oli teada umbes 4584 komeeti, kuigi hinnangud viitavad sellele, et Oorti pilv võib sisaldada kuni triljonit sellist objekti.

Komeetide tähtsus päikesesüsteemi varase evolutsiooni mõistmisel on tohutu. Need on jäänused ajast, mil planeedid tekkisid protoplanetaarsest kettast ja sisaldavad ürgmaterjali, mis on püsinud miljardeid aastaid praktiliselt muutumatuna. Nende koostis annab ülevaate noore päikese keemilistest tingimustest ja päikesesüsteemi välispiirkondadest, kus need tekkisid. Eelkõige viitavad komeetides tuvastatud orgaanilised ühendid, sealhulgas aminohapped, et need võisid mängida rolli elu tekkimisel Maal, tuues kokkupõrke kaudu meie planeedile vett ja orgaanilisi molekule. Seda panspermiana tuntud hüpoteesi toetavad sellised leiud nagu ESA Rosetta missiooniga uuritud komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko, mis sisaldas keerulisi orgaanilisi molekule.

Komeetide uurimine on viimastel aastakümnetel kosmosesondide missioonide kaudu teinud tohutuid edusamme. Sellised missioonid nagu Giotto (Komeet Halley uurimiseks 1986. aastal), Deep Impact (Komeet Tempel 1 uurimine 2005. aastal suunatud mõju kaudu) ja Rosetta (mis maandus 2014. aastal komeedile 67P) on esitanud üksikasjalikke andmeid komeetide struktuuri, koostise ja aktiivsuse kohta. Rosetta maandur Philae tegi esimesed lähivõtted komeedi tuumast, millel oli poorne, tolmune pind, mis sisaldas orgaanilisi materjale. Need missioonid on kinnitanud, et komeedid ei ole lihtsalt lihtsad jäätükid, vaid pigem keerulised objektid, mille tegevust juhib nende lähedus Päikesele. Lisaks on iidsetest aegadest pärit ajaloolised vaatlused näidanud, et komeete seostati sageli oluliste sündmustega, rõhutades nende kultuurilist ja teaduslikku tähtsust.

Kokkuvõtteks võib öelda, et komeedid on ainulaadsed sõnumitoojad Päikesesüsteemi algusaegadest, mille koostis ja käitumine aitavad meil mõista tingimusi, milles planeedid ja võib-olla ka elu arenesid. Nende ülimalt elliptilised orbiidid ja suurejoonelised välimus teevad neist põnevad uurimisobjektid, samas kui nende uurimine kaasaegsete kosmosesondidega laiendab meie teadmisi kosmose keemilisest evolutsioonist. Komeedid jäävad meie päikesesüsteemi mineviku mõistmise võtmeks ja võivad anda vastuseid küsimusele, kuidas elu ehituskivid Maale jõudsid.

Päikesesüsteemi uurimine on uue ajastu lävel, mida iseloomustavad ambitsioonikad kavandatud missioonid ja murrangulised tehnoloogiad, mille eesmärk on laiendada meie arusaamist planeetidest ja muudest taevakehadest. Kosmoseagentuurid nagu NASA, ESA, JAXA ja teised töötavad projektidega, mis mitte ainult ei anna teaduslikke teadmisi, vaid panevad aluse ka tulevastele inimuuringutele ja isegi kosmoseturismile. Nende missioonide eesmärk on avada Päikesesüsteemi planeetide, kuude ja väiksemate kehade saladused, samas kui tehnoloogilised uuendused parandavad nende ettevõtmiste tõhusust ja ulatust. Üksikasjaliku ülevaate lähiaastateks kavandatud põnevamatest missioonidest leiate aadressilt Dirobotid, kus on ülevaatlikult välja toodud kosmoseuuringute eesmärgid ja edusammud.

Võtmeprojekt on NASA Artemise programm, mille eesmärk on tuua inimkond Kuule tagasi ja luua seal jätkusuutlik kohalolek. Pärast Artemis I edukat mehitamata katselendu on Artemis II planeeritud aastasse 2024 või 2025, mille käigus lendab mehitatud missioon ümber Kuu ilma maandumata. See missioon on kriitilise tähtsusega tulevaste Kuu maandumiste süsteemide testimisel ja valmistub Artemis III jaoks, mis peaks võimaldama esimest mehitatud maandumist Kuule üle 50 aasta. Pikemas perspektiivis kavatseb NASA ehitada Kuu orbiidile kosmosejaama Lunar Gateway, mis on aluseks edasistele uuringutele, sealhulgas missioonidele Marsile. Nende jõupingutuste eesmärk on mitte ainult Kuu paremini mõista, vaid ka arendada tehnoloogiaid teiste planeetide uurimiseks.

Marss jääb kosmoseuuringute peamiseks fookuseks ja on kavandatud mitmed missioonid, et süvendada meie teadmisi Punase planeedi kohta. NASA ja ESA koostööna valminud Marsi proovide tagastamise missioon on üks ambitsioonikamaid projekte. Selle eesmärk on saata Maale tagasi kulguri Perseverance kogutud proovid, et analüüsida neid elumärkide, geoloogilise koostise ja atmosfääri ajaloo osas. See missioon võib anda olulisi vihjeid selle kohta, kas Marsil oli kunagi elu. Paralleelselt kavandab ESA kulgurmissiooni ExoMars, mis hakkab spetsiaalse puuriga otsima sügavamatest pinnasekihtidest mikroobseid elumärke. Need missioonid mitte ainult ei paranda meie arusaamist Marsist, vaid testivad ka tehnoloogiaid tulevaste inimmissioonide jaoks, mis on kavandatud 2030. aastatel.

Välisplaneedid ja nende kuud on ka tulevaste uuringute keskmes. NASA Europa Clipper missioon, mis peaks startima 2024. aasta lõpus, uurib Jupiteri kuud Europa, mille jäise maakoore all võib asuda globaalne ookean. Eesmärk on analüüsida selle ookeani koostist ja võimalikke elumärke, muutes Europa üheks paljulubavamaks kandidaadiks maavälisele elule. Samuti kavandab ESA JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) missiooni, mis käivitati 2023. aastal ja uurib 2030. aastatel kuude Ganymedes, Callisto ja Europa, et saada rohkem teavet nende geoloogiliste ja potentsiaalselt elamiskõlblike omaduste kohta. Lähikümnenditel on tehtud ettepanekuid kaugemate jäähiiglaste Uraani ja Neptuuni orbiidimissioonideks, kuna neid planeete pole pärast Voyageri möödalendu 1980. aastatel peaaegu üldse uuritud.

Tehnoloogilised edusammud mängivad nende missioonide võimalikuks muutmisel otsustavat rolli. Korduvkasutatavad raketid, nagu need, mida SpaceX arendab koos Starshipiga, vähendavad oluliselt kosmosesaatmise kulusid ja teevad võimalikuks sagedasemad missioonid. Starship ise kavatseb 2025. aastal teha oma esimesed orbitaallennud erareisijatega, edendades kosmoseturismi, pakkudes samal ajal andmeid kosmoselendude mõju kohta inimkehale. Tehisintellekti (AI) integreeritakse üha enam kosmosesondidele, et võimaldada autonoomset otsustusprotsessi ja suurendada missiooni tõhusust, eriti pikkade sideviivituste korral kaugete planeetidega. Tõukejõusüsteemide edusammud, nagu ioonipõhine või tuumatõukejõud, võivad järsult lühendada reisimisaega välistele planeetidele, samas kui täiustatud sidetehnoloogiad võimaldavad peaaegu hetkelist andmeedastust sügavast kosmosest.

Kokkuvõtlikult võib öelda, et päikesesüsteemi uurimisel seisab ees põnev tulevik, kus rahvusvaheline koostöö, tehnoloogilised uuendused ja uued missioonid laiendavad oluliselt meie arusaama planeetidest ja nende kuudest. Nende projektide eesmärk on vastata nende taevakehade tekke, evolutsiooni ja võimaliku elamiskõlblikkuse põhiküsimustele Kuust Marsini Päikesesüsteemi jäiste maailmadeni. Samal ajal avavad kosmoseturismi ja -tehnoloogia areng uksed inimeste laiemale osalemisele kosmose uurimisel, nihutades üha enam võimaliku piire.