Slnečná sústava
Je to sústava planét hviezdy Slnko, v ktorej sa nachádza okrem osem planét aj niekoľko trpasličích planét, planétok, komét, mesiacov, meteoridov, medziplanetárneho plynu a prachu. Počet planét bol v sústave do 24.augusta 2006 deväť kedy bol Plutu odňatý štatút planéty pre jej malé rozmery a nepravidelnú obežnú dráhu.
Každé teleso obieha po dráhach nazývaných kužeľosečky, tvorených kružnicami, elipsami, hyperbolami a parabolami. Riadia sa Keplerovými zákonmi. Nie je však možné opísať pohyb všetkých telies úplne presne, pretože okrem gravitačného poľa na ne pôsobia aj iné sily ako napríklad odpor prostredia. Veľké telesa sú udržiavané na svojich obežných dráhach gravitačným poľom Slnka. Sú to uzavreté krivky, čiže kružnice a elipsy. Ostatné telesá sa môžu pohybovať aj po otvorených krivkách, čiže parabolách a hyperbolách. Mernou jednotkou vzdialeností sa často používa astronomická jednotka ( AU ) - jej veľkosť zodpovedá vzdialenosti Zeme od Slnka, ktorá je 149 597 870,691 km. Najbližším bodom nejakého telesa k Slnku sa nazýva perihélium, navzdialenejší bod sa nazýva afélium. Sklon obežných dráh sa nazýva ekliptikma a určuje sa voči základnej rovine, čo je rovina v ktorej obieha Zem okolo Slnka.
V našej slnečnej sústave sa nachádza osem planét obiehajúcich okolo Slnka po elipsových dráhach - Merkúr, Venuša, Zem, Mars oddelený od Jupitera pásom asteroidov, Saturn a Urán v tomto poradí. Každá planéta má aj svoje prirodzené satelity - mesiace. Ťažisko celej slnečnej sústavy sa nenachádza vo vnútri Slnka, ale v jeho blízkosti, čo spôsobuje gravitácia veľkých planét ako Jupiter ( najhmotnejšia planéta sústavy ) či Neptún ( planéta s najdlhšou veľkou polosou ). Toto je dôvod prečo nie je Slnko voči planétam nehybné a vykonáva malý pohyb okolo ťažiska zvaného barycentrum. Obeh Slnka okolo ťažiska okolo sústavy sa líši od metódy výpočtov avšak podľa metódy zmeny rotačného orbitálneho momentu celej slnečnej sústavy obeh trvá približne 24,88 roka.
Aby teleso opustilo obežnú dráhu okolo Slnka, musí dosiahnúť rýchlosť nazývanú tretia kozmická rýchlosť. Teleso však túto rýchlosť nadobudne len vo výnimočných prípadoch, napríklad pri kolíziach alebo blízkych priblíženiach. Opačným prípadom je, ak rýchlosť telesa voči Slnku klesne pod kritickú hodnotu. Vtedy sa teleso začne po špirálovej dráhe približovať k Slnku až sa vyparí alebo narazí na jeho povrch.
Za hranicu slnečnej sústavy je považovaná obežná dráha Neptúna, menšie telesá medzi ktorými je aj bývalá planéta Pluto sú mnohonásobnejšie ďalej. Celková hranica sa však dá určiť len veľmi ťažko a preto veľkosť slnečnej sústavy je dodnes nejasná. Gravitačný vplyv Slnka môže podľa niektorých odhadov siahať až do vzdialenosti 120 000 AU, alebo 2 svetelné roky čo je polovica vzdialenosti k najbližšej hviezde.Do tejto pôsobnosti ešte spadajú napríklad kométy s dlhoperiodickými dráhami.
Slnečný vietor má vplyv len na heliopauze, čo je hranica slnečnej atmosféry. Priestor za ňou sa už nazýva medzihviezdny priestor a je od Slnka vzdialený asi 50 - 1000 AU.
Naša slnečná sústava sa nachádza v galaxii známej ako Mliečna cesta, v ktorej je Slnku podobných hviezd asi 400 miliárd. Galaxia ma špirálovy tvar s vydutým hustejším jadrom a redšími plochými ramenami. Naša sústava sa nachádza v jednom z týchto ramien známom ako rameno Orióna, ktoré je od stredu galaxie vzdialené približne 28 000 svetelných rokov. Tak ako telesá slnečnej sústavy obiehajú okolo Slnka, tak aj naša slnečná sústava obieha okolo centra galaxie rýchlosťou približne 230km/s a jeden obeh trvá asi 250 miliónov rokov.
Vznik slnečnej sústavy sa odhaduje na 4,5672 miliárd rokov, na základe rozboru kazašského meteoritu Jefremovka Y. Amelin. Rozbor bol zameraný na výskyt kalciových častíc hliníku obsiahnutého v meteorite. Slnko a planéty začali vznikať z obrovského oblaku medzihviezdnej hmoty. Základným materiálom bola malá, chladná a pomaly rotujúca plynoprachová hmlovina - globula zvaná tiež aj slnečná hmlovina. Jej počiatočná teplota sa odhaduje na 50 - 100 K
( -223°C až -173°C ). Pod vplyvom zvýšeného toku hviezdneho vetra a výbuchu supernovy sa začala pravdepodobne zmršťovať čím sa uvoľnila gravitačná potenciálna energia, ktorá sa zmenila čiastočne na teplo a čiastočne na žiarenie. Preto teplota a rýchlosť rotácie globuly sa pomaly zvyšovala. Hmota bola postupne vydúvaná odstredivou silou do tvaru disku, v ktorého strede sa hmota koncentrovala najviac a vytvorilo sa tu protoslnko. V okolí sa vytvoril protoplanetárny disk. V disku nastal dlhý proces zliepania a zhlukovania hmoty do takzvaných planetezimálov, čo boli niekoľkometrové až niekoľkokilometrové telesa s nepravidelnými tvarmi. Niektoré z nich sa zachovali dodnes a tvoria telesá Kuiperovho pásu ale pravdepodobne aj mnohé malé mesiace joviálnych planét. Rast najväčších telies sa zrýchľoval a malých zase spomaľoval. Z veľkých telies vznikli protoplanéty, čo boli guľaté telesa veľkosťou pripomínajúce náš Mesiac. Zrážkami a postupným zliepaním sa v blízkosti Slnka utvorili štyri planéty, ktoré sú tvorené prevažne kamenným a kovovým materiálom, keďže plynný materiál sa vyparil pod vplyvom vysokej teploty. Vo väčších vzdialenostiach od Slnka sa okrem pevných častích nachádzalo aj veľké množstvo plynu , ktorý bol nabaľovaný gravitáciou protplanét a tak vznikli joviálne planéty. Poslednou etapou vzniku slnečnej sústavy bolo bombardovnie medziplanetárnou hmotou, ktoré vyvrcholilo približne pred 4 miliradami rokov. Bombardovanie bolo spočiatku také intenzívne, že nedovolilo mladým planétam v blízkosti Slnka vytvorenie pevnej kôry. Stopy tohto bombardovnia sú pozorovateľné dodnes na planétach a mesiacoch v podobe impaktných kráterov. Bombardovanie počas niekoľkých mstoviek miliónov rokov slablo, no kolízie v slnečnej sústave sa odohrávajú aj v súčastnosti.
Vývoj slnečnej sústavy je závislý od Slnka, ktorého jadrové palivo je postačujúce ešte na maximálne 5 - 7 miliárd rokov postupného horenia. Po jeho spotrebovaní začnú vonkajšie vrstvy Slnka expandovať a postupne pohlcovať vnútorné planéty slnečnej sústavy, čím sa Slnko preklopí do ďaľšej fázy svojho vývoja. Zmení sa na červeného obra a v tomto stave ostane stabilné približne 35 miliónov rokov, počas ktorých bude spaľovať vo svojom jadre, hélium, uhlík a kyslík. Po vyčerpaní hélia bude expanzia slnečného povrchu ďalej pokračovať až sa zmení na planetárnu hmlovinu, ktorí pohltí aj tie najvzdialenejšie planéty slnečnej sústavy a z ajdra sa stane malá veľmi horúca hustá hviezda, ktorú nazývame biely trpaslík. Vonkajšie obálky sa budú naďalej rozpínať až sa zmiešajú s medzihviezdnou hmotou a môžu poslúžiť na vznik nových hviezd.
Slnko, Mesiac a päť okom viditeľných planét ( Merkúr, Venuša, Mars, Jupiter a Saturn ) poznali naši predkovia už v staroveku. Podľa geocentrickej predstavy trvajúcej do 16.storočia zaraďovali Slnko a Mesiac k planétam, Zem k ním však nepatrila. Zem bola považovaná za dosku umiestnenú na vodách a planéty s hviezdami boli v predstavách ľudí umiestnené na točiace sa guľové sféry. Typickým predstaviteľom geocentrizmu bol Aristoteles, ktorý už síce považoval Zem za guľu no všetky ostatné telesá boli jej obežnice. Najväčším reformátorom geocentrického systému bol Klaudius Ptolemaios, ktorý vytvoril pre planéty zložitý systému pohybu umožňujúci presný výpočet budúcich polôh planét.
Až Mikuláš Koperník sa zaslúžil o viťazstvo heliocentrizmu. Začiatkom 17.storočia objavil Johannes Kepler zákony pohybu planét a Isaac Newton prišiel s jeho gravitačným zákonom. Immanuel Kant prišiel ako prvý s teóriou vzniku slnečnej sústavy z hmloviny a francúzsky matematik Pierre Laplace neskôr jeho teóriu rozvinul do dodnes najširšie príjamanej hypotézy o vnziku slnečnej sústavy. Známa časť slnečnej sústavy sa 13.marca 1781 rozšírila o planétu Urán o ktorej bol William Herschel presvedčený, že je to kométa. Giuseppe Piazzi objavil 1.januára 1801 nový druh telies ( planétka 1 Ceres a neskôr Pallas, Juno, Vesta ), ktoré dnes poznáme ako súčasť pásu asteroidov medzi Marsom a Jupiterom. Ich známy počet je niekoľko desiatok tisíc. Johann Gale v roku 1846 pridal do známej slnečnej sústavy ďaľšie veľké teleso - planétu Neptún.
Rozvoj kozmonautiky priniesol rozvoj podrobného výskumu telies slnečnej sústavy sondami. Vnútorné planéty a ich mesiace boli skúmané sondami Mariner 10, Venera, Luna, Viking, Mars, Fobos a mnoho ďaľších. V roku 1959 sonda Luna 1 ako prvá preletela okolo Mesiaca a v tom istom roku sonda Luna 2 uskutočnila prvý dopad na Mesiac. Prvou sondou, ktorá dosiahla inú planétu bola sonda Mariner 2 v roku 1962 počas jej preletu okolo Venuše. Dva roky na to preletela sonda Mariner 4 okolo Marsu. Prvé pristátie na Mesiaci bolo uskutočnené sondou Luna 9 v roku 1966 a prvé pristátie na planéte, ktorou bola opäť Venuša, bolo uskutočnené v roku 1970 sondou Venera 7. To sa však udialo už po tom ako prvá ľudská posádka - Neil Armstrong a Buzz Aldrin, prechádzali na povrchu Mesiaca, ktorý bol ako jediné teleso zblízka preskúmané človekom. Zbytok slnečnej sústavy je pre ľudí stále nedosiahnuteľný. Cesta len k prvej hranici slnečnej sústavy v jej najbližšom bode by vesmírnou ľoďou Apollo rýchlosťou 40,2 tisíc kilometrov za hodinu, čo bola najvyššia dosiahnutá rýchlosť s ľudskou posádkou, trvala 84 rokov. Túto hranicu dosiahli zatiaľ len automatizované sondy Pioneer 10 a 11 a Voyager 1 a 2 vypustené k vonkajším planétam.
Okrem planét a mesiacov sondy skúmali aj kométy, napríklad sonda Deep Impact 25.apríla 2005 urobila prvé snímky kométy Tempel 1. Skúmané boli aj asteroidy - sonda NEAR Shoemaker skúmala asteroid Eros, japonská sonda Hayabusa zase asteroid 25143 Itokawa. Sonda New Horizons je na ceste ku Kuiperovmu pásu, kde má okrem iného skúmať aj trpasličiu planétu Pluto. Telesá slnečnej sústavy sú skúmané okrem sond aj pozemskými a orbitálnymi ďalekohľadmi ako napríklad Hubbleov vesmírny ďalekohľad.