Ηλιακό σύστημα

Το Ηλιακό Σύστημα είναι το βαρυτικά δεσμευμένο σύστημα του Ήλιου και των αντικειμένων που περιφέρονται γύρω του, είτε άμεσα είτε έμμεσα. Από τα αντικείμενα που περιστρέφονται απευθείας γύρω από τον Ήλιο, τα μεγαλύτερα είναι οι οκτώ πλανήτες, με τα υπόλοιπα να είναι μικρότερα αντικείμενα, οι νάνοι πλανήτες και τα μικρά σώματα του Ηλιακού Συστήματος. Από τα αντικείμενα που περιστρέφονται έμμεσα γύρω από τον Ήλιο - οι φυσικοί δορυφόροι - δύο είναι μεγαλύτερα από τον μικρότερο πλανήτη, τον Ερμή.

Το ηλιακό σύστημα σχηματίστηκε 4,6<span typeof="mw:Entity" id="mwMg"> </span>δισεκατομμύρια χρόνια πριν από τη βαρυτική κατάρρευση ενός γιγαντιαίου διαστρικού μοριακού νέφους . Η συντριπτική πλειοψηφία της μάζας του συστήματος βρίσκεται στον Ήλιο, με την πλειοψηφία της υπόλοιπης μάζας να περιέχεται στον Δία . Οι τέσσερις μικρότεροι πλανήτες του εσωτερικού συστήματος, ο Ερμής, η Αφροδίτη, η Γη και ο Άρης, είναι γήινοι πλανήτες, που αποτελούνται κυρίως από βράχο και μέταλλο. Οι τέσσερις πλανήτες του εξωτερικού συστήματος είναι γιγαντιαίοι πλανήτες, έχουν πολύ μεγαλύτερη μάζα από τους χερσαίους. Οι δύο μεγαλύτεροι πλανήτες, ο Δίας και ο Κρόνος, είναι γίγαντες αερίου, που αποτελούνται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο. Οι δύο εξώτεροι πλανήτες, ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας, είναι γίγαντες πάγου, που αποτελούνται κυρίως από ουσίες με σχετικά υψηλά σημεία τήξης σε σύγκριση με το υδρογόνο και το ήλιο, που ονομάζονται πτητικά, όπως νερό, αμμωνία και μεθάνιο. Και οι οκτώ πλανήτες έχουν σχεδόν κυκλικές τροχιές που βρίσκονται πάνω σε έναν σχεδόν επίπεδο δίσκο που ονομάζεται εκλειπτική .

Το Ηλιακό Σύστημα περιέχει επίσης μικρότερα αντικείμενα. Η ζώνη των αστεροειδών, που βρίσκεται μεταξύ των τροχιών του Άρη και του Δία, περιέχει ως επί το πλείστον αντικείμενα που αποτελούνται, όπως οι επίγειοι πλανήτες, από βράχο και μέταλλο. Πέρα από την τροχιά του Ποσειδώνα βρίσκεται η ζώνη του Κάιπερ και διασκορπισμένος δίσκος, οι οποίοι πληθυσμοί υπερποσειδώνιων αντικειμένων που αποτελούνται κυρίως από πάγους, και πέρα από αυτούς ένας νεοανακαλυφθείς πληθυσμός σεδνοειδών. Μέσα σε αυτούς τους πληθυσμούς, ορισμένα αντικείμενα είναι αρκετά μεγάλα ώστε να έχουν στρογγυλοποιηθεί υπό τη δική τους βαρύτητα, αν και υπάρχει σημαντική συζήτηση για το πόσα πολλά είναι. Τέτοια αντικείμενα κατηγοριοποιούνται ως νάνοι πλανήτες . Ο μόνος νάνος πλανήτη σίγουρα κυκλικός είναι ο Πλούτωνας, με ένα άλλο αντικείμενο, την Έριδα, που αναμένεται να είναι, και τον αστεροειδή Δήμητρα τουλάχιστον κοντά στο να είναι ένας νάνος πλανήτης. Εκτός από αυτές τις δύο περιοχές, διάφοροι άλλοι πληθυσμοί μικρών σωμάτων, συμπεριλαμβανομένων κομητών, κένταυρων και διαπλανητικών νεφών σκόνης, ταξιδεύουν ελεύθερα μεταξύ των περιοχών. Έξι από τους πλανήτες, τους έξι μεγαλύτερους πιθανούς νάνους και πολλά από τα μικρότερα σώματα βρίσκονται σε τροχιά από φυσικούς δορυφόρους, που συνήθως ονομάζονται «φεγγάρια» μετά τη Σελήνη . Κάθε ένας από τους εξωτερικούς πλανήτες περιβάλλεται από πλανητικούς δακτυλίους σκόνης και άλλα μικρά αντικείμενα.

Ο ηλιακός άνεμος, ένα ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων που ρέει προς τα έξω από τον Ήλιο, δημιουργεί μια περιοχή που μοιάζει με φυσαλίδα στο διαστρικό μέσο, γνωστή ως ηλιοσφαίρα . Η ηλιόπαυση είναι το σημείο στο οποίο η πίεση από τον ηλιακό άνεμο είναι ίση με την αντίθετη πίεση του διαστρικού μέσου. Εκτείνεται μέχρι την άκρη του διάσπαρτου δίσκου. Το νέφος του Όορτ, το οποίο θεωρείται ότι είναι η πηγή κομητών μεγάλης περιόδου, μπορεί επίσης να υπάρχει σε απόσταση περίπου χίλιες φορές πιο μακριά από την ηλιοσφαίρα. Το Ηλιακό Σύστημα βρίσκεται 26.000 έτη φωτός από το κέντρο του Γαλαξία μας στον βραχίονα του Ωρίωνα, το οποίο περιέχει τα περισσότερα από τα ορατά αστέρια στον νυχτερινό ουρανό . Τα πλησιέστερα αστέρια βρίσκονται μέσα στη λεγόμενη Τοπική Φούσκα, με το πλησιέστερο τον Εγγύτατο Κενταύρου στα 4,25 έτη φωτός.

Ανακάλυψη και εξερεύνηση

Απεικόνιση του Αντρέα Κελλάριου για το σύστημα του Κοπέρνικου, από την Harmonia Macrocosmica (1660)

Για το μεγαλύτερο μέρος της ιστορίας, η ανθρωπότητα δεν αναγνώρισε ή κατανοούσε την έννοια του Ηλιακού Συστήματος. Οι περισσότεροι άνθρωποι μέχρι τον ύστερο Μεσαίωνα - Αναγέννηση πίστευαν ότι η Γη ήταν ακίνητη στο κέντρο του σύμπαντος και κατηγορηματικά διαφορετική από τα θεϊκά ή αιθέρια αντικείμενα που κινούνταν στον ουρανό. Αν και ο Έλληνας φιλόσοφος Αρίσταρχος της Σάμου είχε σκεφτεί την ηλιοκεντρική διάταξη του κόσμου, ο Νικόλαος Κοπέρνικος ήταν ο πρώτος που ανέπτυξε ένα μαθηματικά προγνωστικό ηλιοκεντρικό σύστημα .

Τον 17ο αιώνα, ο Γαλιλαίος ανακάλυψε ότι ο Ήλιος έχει ηλιακές κηλίδες και ότι ο Δίας είχε τέσσερις δορυφόρους σε τροχιά γύρω του. Ο Κρίστιαν Χόυχενς συνέχισε τις ανακαλύψεις του Γαλιλαίου ανακαλύπτοντας το φεγγάρι του Κρόνου Τιτάνα και το σχήμα των δακτυλίων του Κρόνου . Γύρω στο 1677, ο Έντμοντ Χάλλεϋ παρατήρησε μια διέλευση του Ερμή μπροστά από τον Ήλιο, οδηγώντας τον να πραγματοποιήσει παρατηρήσεις της ηλιακής παράλλαξης ενός πλανήτη (πιο ιδανικά χρησιμοποιώντας τη διέλευση της Αφροδίτης ) θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τον τριγωνομετρικό προσδιορισμό των αποστάσεων μεταξύ Γης, Αφροδίτης και Ηλίου. Το 1705, ο Χάλεϊ συνειδητοποίησε ότι οι επανειλημμένες παρατηρήσεις ενός κομήτη ήταν του ίδιου αντικειμένου, επιστρέφοντας τακτικά μία φορά κάθε 75-76 χρόνια. Αυτή ήταν η πρώτη απόδειξη ότι οτιδήποτε άλλο εκτός από τους πλανήτες περιφερόταν γύρω από τον Ήλιο, αν και αυτό είχε θεωρηθεί για τους κομήτες τον 1ο αιώνα από τον Σενέκα . Γύρω στο 1704, ο όρος «Ηλιακό Σύστημα» εμφανίστηκε για πρώτη φορά στα αγγλικά. Το 1838, ο Φρίντριχ Μπέσελ μέτρησε με επιτυχία μια αστρική παράλλαξη, την εμφανή μετατόπιση στη θέση ενός αστέρα που δημιουργήθηκε από την κίνηση της Γης γύρω από τον Ήλιο, παρέχοντας την πρώτη άμεση, πειραματική απόδειξη του ηλιοκεντρισμού. Οι βελτιώσεις στην παρατηρητική αστρονομία και η χρήση μη επανδρωμένων διαστημικών σκαφών επέτρεψαν έκτοτε τη λεπτομερή διερεύνηση άλλων σωμάτων σε τροχιά γύρω από τον Sunλιο.

Comprehensive overview of the Solar System. The Sun, planets, dwarf planets and moons are at scale for their relative sizes, not for distances. A separate distance scale is at the bottom. Moons are listed near their planets by proximity of their orbits; only the largest moons are shown.

Δομή και σύνθεση

Το κύριο συστατικό του Ηλιακού Συστήματος είναι ο Ήλιος, ένα αστέρι κύριας ακολουθίας τύπου G2 που περιέχει το 99,86% της γνωστής μάζας του συστήματος και το κυριαρχεί βαρυτικά. Τα τέσσερα μεγαλύτερα σώματα σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο, οι γιγάντιοι πλανήτες, αντιπροσωπεύουν το 99% της υπόλοιπης μάζας, με τον Δία και τον Κρόνο να αποτελούν μαζί περισσότερο από 90%. Τα υπόλοιπα αντικείμενα του Ηλιακού Συστήματος (συμπεριλαμβανομένων των τεσσάρων γήινων πλανητών, των νάνων πλανητών, των φεγγαριών, των αστεροειδών και των κομητών) μαζί αποτελούν λιγότερο από το 0,002% της συνολικής μάζας του Ηλιακού Συστήματος.

Τα περισσότερα μεγάλα αντικείμενα σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο βρίσκονται κοντά στο επίπεδο της τροχιάς της Γης, γνωστό ως εκλειπτική. Οι πλανήτες βρίσκονται πολύ κοντά στην εκλειπτική, ενώ οι κομήτες και τα αντικείμενα της ζώνης του Κάιπερ βρίσκονται συχνά σε σημαντικά μεγαλύτερες γωνίες προς αυτήν. Ως αποτέλεσμα του σχηματισμού του Ηλιακού Συστήματος, οι πλανήτες (και τα περισσότερα άλλα αντικείμενα) περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο προς την ίδια κατεύθυνση που περιστρέφεται ο Ήλιος (αριστερόστροφα, όπως φαίνεται από τον βόρειο πόλο της Γης). Υπάρχουν εξαιρέσεις, όπως ο κομήτης του Χάλεϋ . Τα περισσότερα από τα μεγαλύτερα φεγγάρια περιστρέφονται γύρω από τους πλανήτες τους προς αυτήν την ορθόδρομη κατεύθυνση (με τον Τρίτωνα να είναι η μεγαλύτερη ανάδρομη εξαίρεση) και τα περισσότερα μεγαλύτερα αντικείμενα περιστρέφονται προς την ίδια κατεύθυνση (με την Αφροδίτη να είναι μια αξιοσημείωτη ανάδρομη εξαίρεση).

Η συνολική δομή των διαγραμμένων περιοχών του Ηλιακού Συστήματος αποτελείται από τον Ήλιο, τέσσερις σχετικά μικρούς εσωτερικούς πλανήτες περιτριγυρισμένους από μια ζώνη κυρίως βραχώδεις αστεροειδείς και τέσσερις γιγάντιους πλανήτες που περιβάλλονται από τη ζώνη του Κάιπερ, κυρίως παγωμένων αντικειμένων. Μερικές φορές οι αστρονόμοι χωρίζουν ανεπίσημα αυτή τη δομή σε ξεχωριστές περιοχές. Το εσωτερικό ηλιακό σύστημα περιλαμβάνει τους τέσσερις επίγειους πλανήτες και τη ζώνη των αστεροειδών. Το εξωτερικό ηλιακό σύστημα βρίσκεται πέρα από τους αστεροειδείς, συμπεριλαμβανομένων των τεσσάρων γιγάντιων πλανητών. Από την ανακάλυψη της ζώνης του Κάουπερ, τα εξόχως απόκεντρα μέρη του Ηλιακού Συστήματος θεωρούνται μια ξεχωριστή περιοχή που αποτελείται από αντικείμενα πέρα από τον Ποσειδώνα.

Οι περισσότεροι πλανήτες στο Ηλιακό Σύστημα έχουν δευτερεύοντα δικά τους συστήματα, τα οποία βρίσκονται σε τροχιά από πλανητικά αντικείμενα που ονομάζονται φυσικοί δορυφόροι ή φεγγάρια (δύο εκ των οποίων, ο Τιτάνας και ο Γανυμήδης, είναι μεγαλύτεροι από τον πλανήτη Ερμή). Οι τέσσερις γιγάντιοι πλανήτες έχουν πλανητικούς δακτυλίους, λεπτές λωρίδες μικροσκοπικών σωματιδίων που τους περιστρέφονται από κοινού. Οι περισσότεροι από τους μεγαλύτερους φυσικούς δορυφόρους βρίσκονται σε σύγχρονη περιστροφή, με το ένα πρόσωπο να στρέφεται μόνιμα προς το μητρικό σώμα.

Οι νόμοι του Κέπλερ για την κίνηση των πλανητών περιγράφουν τις τροχιές των αντικειμένων γύρω από τον Ήλιο. Ακολουθώντας τους νόμους του Κέπλερ, κάθε αντικείμενο ταξιδεύει κατά μήκος μιας έλλειψης με τον Ήλιο στη μία εστία. Αντικείμενα πιο κοντά στον Ήλιο (με μικρότερους ημι-μεγάλους άξονες) ταξιδεύουν πιο γρήγορα επειδή επηρεάζονται περισσότερο από τη βαρύτητα του Ήλιου. Σε μια ελλειπτική τροχιά, η απόσταση ενός σώματος από τον Ήλιο ποικίλλει κατά τη διάρκεια του έτους του. Η πλησιέστερη προσέγγιση ενός σώματος προς τον Ήλιο ονομάζεται περιήλιο, ενώ το πιο απομακρυσμένο σημείο του από τον Ήλιο ονομάζεται αφήλιο . Οι τροχιές των πλανητών είναι σχεδόν κυκλικές, αλλά πολλοί κομήτες, αστεροειδείς και αντικείμενα της ζώνης Κάιπερ ακολουθούν εξαιρετικά ελλειπτικές τροχιές. Οι θέσεις των σωμάτων στο Ηλιακό Σύστημα μπορούν να προβλεφθούν χρησιμοποιώντας αριθμητικά μοντέλα .

Αν και ο Ήλιος κυριαρχεί στο σύστημα κατά μάζα, αντιπροσωπεύει μόνο περίπου το 2% της γωνιακής ορμής. Οι πλανήτες, όπου κυριαρχείται από τον Δία, αντιπροσωπεύουν το μεγαλύτερο μέρος της υπόλοιπης γωνιακής ορμής λόγω του συνδυασμού της μάζας, της τροχιάς και της απόστασής τους από τον Ήλιο, με πιθανή σημαντική συνεισφορά των κομητών.

Ο Ήλιος, που περιλαμβάνει σχεδόν όλη την ύλη του Ηλιακού Συστήματος, αποτελείται από περίπου 98% υδρογόνο και ήλιο. Ο Δίας και ο Κρόνος, που περιλαμβάνουν σχεδόν όλη την υπόλοιπη ύλη, αποτελούνται επίσης κυρίως από υδρογόνο και ήλιο. Υπάρχει διαφοροποίηση της σύνθεσης ανάλογα με την απόσταση στο Ηλιακό Σύστημα, που δημιουργήθηκε από πίεση θερμότητας και φωτός από τον Ήλιο. Εκείνα τα αντικείμενα πιο κοντά στον Ήλιο, τα οποία επηρεάζονται περισσότερο από τη θερμότητα και την πίεση του φωτός, αποτελούνται από στοιχεία με υψηλά σημεία τήξης. Τα αντικείμενα πιο μακριά από τον Ήλιο αποτελούνται σε μεγάλο βαθμό από υλικά με χαμηλότερα σημεία τήξης. Το όριο στο Ηλιακό Σύστημα πέρα από το οποίο θα μπορούσαν να συμπυκνωθούν αυτές οι πτητικές ουσίες είναι γνωστό ως γραμμή παγετού και βρίσκεται σε περίπου 5 αστρονομικές μονάδες από τον Ήλιο.

Τα αντικείμενα του εσωτερικού Ηλιακού Συστήματος αποτελούνται κυρίως από βράχους, το συλλογικό όνομα για ενώσεις με υψηλά σημεία τήξης, όπως πυριτικά, σίδηρο ή νικέλιο, που παρέμειναν στερεά κάτω από όλες σχεδόν τις συνθήκες στο πρωτοπλανητικό νεφέλωμα . Ο Δίας και ο Κρόνος αποτελούνται κυρίως από αέρια, τον αστρονομικό όρο για υλικά με εξαιρετικά χαμηλά σημεία τήξης και υψηλή πίεση ατμών, όπως υδρογόνο, ήλιο και νέον, τα οποία βρίσκονταν πάντα σε αέρια φάση στο νεφέλωμα. Οι πάγοι, όπως το νερό, το μεθάνιο, η αμμωνία, το υδρόθειο και το διοξείδιο του άνθρακα, έχουν σημεία τήξης έως μερικές εκατοντάδες κέλβιν. Μπορούν να βρεθούν ως πάγοι, υγρά ή αέρια σε διάφορα σημεία του Ηλιακού Συστήματος, ενώ στο νεφέλωμα ήταν είτε στη στερεή είτε στην αέρια φάση. Οι παγωμένες ουσίες αποτελούν την πλειοψηφία των δορυφόρων των γιγάντιων πλανητών, καθώς και τους Ουρανό και Ποσειδώνα (τους λεγόμενους «γίγαντες πάγου») και τα πολυάριθμα μικρά αντικείμενα που βρίσκονται πέρα από την τροχιά του Ποσειδώνα. Μαζί, τα αέρια και οι πάγοι αναφέρονται ως πτητικά .

Αποστάσεις και κλίμακα

Σύγκριση μεγέθους του Ήλιου και των πλανητών

Η απόσταση από τη Γη στον Ήλιο είναι 1 αστρονομική μονάδα (150.000.000 χιλιόμετρα). Για σύγκριση, η ακτίνα του 0,0047 AU (700,000 km; 440,000 mi) . Έτσι, ο Ήλιος καταλαμβάνει το 0,00001% (10 ⁻⁵ %) του όγκου μιας σφαίρας με ακτίνα το μέγεθος της τροχιάς της Γης, ενώ ο όγκος της Γης είναι περίπου το ένα εκατομμυριοστό (10 ⁻⁶ ) αυτού του Ήλιου. Ο Δίας, ο μεγαλύτερος πλανήτης, είναι 5,2 ΑΜ (780.000.000 χιλιόμετρα) από τον Ήλιο και έχει ακτίνα 71.000 χιλιόμετρα, ενώ ο πιο μακρινός πλανήτης, ο Ποσειδώνας, είναι 30 αστρονομικές μονάδας (4,5 δις χιλιόμετρα) από τον Ήλιο.

Με λίγες εξαιρέσεις, όσο πιο μακριά είναι ένας πλανήτης ή ζώνη από τον Ήλιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση μεταξύ της τροχιάς του και της τροχιάς του επόμενου πλησιέστερου αντικειμένου στον Ήλιο. Για παράδειγμα, η Αφροδίτη είναι περίπου 0,33 ΑΜ πιο μακριά από τον Ήλιο από τον Ερμή, ενώ ο Κρόνος είναι 4,3 ΑΜ από τον Δία και ο Ποσειδώνας βρίσκεται 10,5 ΑΜ έξω από τον Ουρανό. Έχουν γίνει προσπάθειες για τον προσδιορισμό μιας σχέσης μεταξύ αυτών των τροχιακών αποστάσεων (για παράδειγμα, ο κανόνας του Μπόντε) αλλά καμία τέτοια θεωρία δεν έχει γίνει αποδεκτή.

Ορισμένα μοντέλα του ηλιακού συστήματος προσπαθούν να μεταφέρουν τις σχετικές κλίμακες που εμπλέκονται στο ηλιακό σύστημα σε ανθρώπινους όρους. Μερικά είναι μικρής κλίμακας (και μπορεί να είναι μηχανικά - που ονομάζονται πλανητοσκόπια) - ενώ άλλα εκτείνονται μέσα σε πόλεις ή περιφερειακές περιοχές. Το μεγαλύτερο μοντέλο τέτοιας κλίμακας, το Ηλιακό Σύστημα της Σουηδίας, χρησιμοποιεί την 110 μέτρων Ericsson Globe στη Στοκχόλμη ως υποκατάστατο του Ήλιου και, ακολουθώντας την κλίμακα, ο Δίας είναι μια σφαίρα 7,5 μέτρων (25 πόδια) στο αεροδρόμιο Αρλάντα της Στοκχόλμης, 40 χλμ μακριά, ενώ το πιο μακρινό τρέχον αντικείμενο, η Σέντνα, είναι μια σφαίρα 10 εκατοστών στο Λουλέο, 912 χλμ μακριά.

Εάν η απόσταση Ήλιου -Ποσειδώνα ήταν 100 μέτρα, τότε ο Ήλιος θα είχε διάμετρο περίπου 3 εκατοστά (περίπου τα δύο τρίτα της διαμέτρου μιας μπάλας του γκολφ), οι γιγαντιαίοι πλανήτες θα ήταν όλοι μικρότεροι από περίπου 3 χιλιοστά, και η διάμετρος της Γης μαζί με αυτή των άλλων χερσαίων πλανητών θα ήταν μικρότερη από έναν ψύλλο (0,3 χιλιοστά) σε αυτήν την κλίμακα.

Το Ηλιακό Σύστημα. Οι αποστάσεις είναι σε κλίμακα, τα αντικείμενα όχι.

Σχηματισμός και εξέλιξη

Καλλιτεχνική απεικόνιση ενός πρωτοπλανητικού δίσκου

Το ηλιακό σύστημα σχηματίστηκε 4.568 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, με τη βαρυτική κατάρρευση μιας περιοχής μέσα σε ένα μεγάλο μοριακό νέφος . Αυτό το αρχικό σύννεφο είχε πιθανότατα αρκετά έτη φωτός πλάτος και πιθανότατα γέννησε πολλά αστέρια. Όπως είναι τυπικό για τα μοριακά σύννεφα, αυτό αποτελείτο κυρίως από υδρογόνο, με λίγο ήλιο και μικρές ποσότητες βαρύτερων στοιχείων που συντήχθηκαν από προηγούμενες γενιές αστεριών. Καθώς η περιοχή που θα γινόταν το Ηλιακό Σύστημα, γνωστό ως προ-ηλιακό νεφέλωμα, κατέρρευσε, η διατήρηση της στροφορμής το έκανε να περιστραφεί γρηγορότερα. Το κέντρο, όπου συγκεντρώθηκε το μεγαλύτερο μέρος της μάζας, έγινε όλο και πιο θερμό από τον γύρω δίσκο. Καθώς το συσπειρωμένο νεφέλωμα περιστράφηκε γρηγορότερα, άρχισε να ισοπεδώνεται σε έναν πρωτοπλανητικό δίσκο με διάμετρο περίπου 200 αστρονομικές μονάδες (30 δις χιλιόμετρα) με ένα ζεστό, πυκνό πρωτοαστέρα στο κέντρο. Οι πλανήτες σχηματίστηκαν με συσσώρευση από αυτόν τον δίσκο, στους οποίους η σκόνη και το αέριο έλκονταν βαρυτικά μεταξύ τους, και ενώθηκαν για να σχηματίσουν ολοένα μεγαλύτερα σώματα. Εκατοντάδες πρωτοπλανήτες μπορεί να υπήρχαν στο πρώιμο ηλιακό σύστημα, αλλά είτε συγχωνεύτηκαν είτε καταστράφηκαν, αφήνοντας τους πλανήτες, τους νάνους πλανήτες και τα υπόλοιπα μικρά σώματα .

Η γεωλογία του δυαδικού αντικειμένου Άρροκοθ (παρατσούκλι Εσχάτη Θούλη), το πρώτο μη διαταραγμένο πλανητοειδές που επισκέφτηκε ένα διαστημικό σκάφος, με τον κομήτη 67P σε κλίμακα. Οι οκτώ υπομονάδες του μεγαλύτερου λοβού, με την ένδειξη ma με mh, πιστεύεται ότι ήταν τα δομικά στοιχεία του. Οι δύο λοβοί ενώθηκαν αργότερα, σχηματίζοντας ένα δυαδικό αντικείμενο σε επαφή. Αντικείμενα όπως το Άρροκοθ πιστεύεται ότι με τη σειρά τους σχημάτισαν πρωτοπλανήτες.

Λόγω των υψηλότερων σημείων βρασμού τους, μόνο τα μέταλλα και τα πυριτικά θα μπορούσαν να υπάρχουν σε στερεή μορφή στο ζεστό εσωτερικό Ηλιακό Σύστημα κοντά στον Ήλιο, και αυτά θα σχημάτιζαν τελικά τους βραχώδεις πλανήτες του Ερμή, της Αφροδίτης, της Γης και του Άρη. Επειδή τα μεταλλικά στοιχεία περιλάμβαναν μόνο ένα πολύ μικρό κλάσμα του ηλιακού νεφελώματος, οι γήινοι πλανήτες δεν θα μπορούσαν να μεγαλώσουν πολύ. Οι γιγάντιοι πλανήτες (Δίας, Κρόνος, Ουρανός και Ποσειδώνας) σχηματίστηκαν πιο έξω, πέρα από τη γραμμή του παγετού, το σημείο μεταξύ των τροχιών του Άρη και του Δία, όπου το υλικό είναι αρκετά δροσερό ώστε οι πτητικές παγωμένες ενώσεις να παραμένουν στερεές. Οι πάγοι που σχημάτισαν αυτούς τους πλανήτες ήταν πιο άφθονοι από τα μέταλλα και τα πυριτικά άλατα που σχημάτισαν τους γήινους εσωτερικούς πλανήτες, επιτρέποντάς τους να μεγαλώσουν αρκετά ώστε να αποκτήσουν μεγάλες ατμόσφαιρες υδρογόνου και ηλίου, τα πιο ελαφριά και πιο άφθονα στοιχεία. Τα υπολείμματα συντριμμιών που δεν έγιναν ποτέ πλανήτες συγκεντρώθηκαν σε περιοχές όπως η ζώνη των αστεροειδών, η ζώη του Κάιπερ και το νέφος του Όορτ. Το μοντέλο της Νίκαιας είναι μια εξήγηση για τη δημιουργία αυτών των περιοχών και πώς οι εξωτερικοί πλανήτες θα μπορούσαν να έχουν σχηματιστεί σε διαφορετικές θέσεις και να έχουν μεταναστεύσει στις τρέχουσες τροχιές τους μέσω διαφόρων βαρυτικών αλληλεπιδράσεων.

Μέσα σε 50 εκατομμύρια χρόνια, η πίεση και η πυκνότητα του υδρογόνου στο κέντρο του πρωτοαστέρα έγινε αρκετά μεγάλη για να αρχίσει η θερμοπυρηνική σύντηξη . Η θερμοκρασία, ο ρυθμός αντιδράσεων, η πίεση και η πυκνότητα αυξήθηκαν μέχρι να επιτευχθεί υδροστατική ισορροπία: η θερμική πίεση ισούται με τη δύναμη της βαρύτητας. Σε αυτό το σημείο, ο Ήλιος έγινε ένα αστέρι κύριας ακολουθίας. Η φάση της κύριας ακολουθίας, από την αρχή έως το τέλος, θα διαρκέσει περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια για τον Ήλιο σε σύγκριση με περίπου δύο δισεκατομμύρια χρόνια για όλες τις άλλες φάσεις της ζωής του Ήλιου μαζί. Ο ηλιακός άνεμος από τον Ήλιο δημιούργησε την ηλιοσφαίρα και παρέσυρε το υπόλοιπο αέριο και σκόνη από τον πρωτοπλανητικό δίσκο στον διαστρικό χώρο, τερματίζοντας τη διαδικασία σχηματισμού πλανητών. Ο Ήλιος γίνεται πιο φωτεινός: νωρίς στη ζωή της κύριας ακολουθίας η φωτεινότητά του ήταν 70% από αυτή που είναι σήμερα.

Το ηλιακό σύστημα θα παραμείνει περίπου όπως το γνωρίζουμε σήμερα έως ότου το υδρογόνο στον πυρήνα του Ήλιου μετατραπεί εντελώς σε ήλιο, το οποίο θα συμβεί περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια από τώρα. Αυτό θα σηματοδοτήσει το τέλος της ζωής της κύριας ακολουθίας του Ήλιου. Εκείνη την εποχή, ο πυρήνας του Ήλιου θα συσταλεί με τη σύντηξη υδρογόνου να συμβαίνει σε ένα κελύφους που περιβάλλει το αδρανές ήλιο και η ενέργεια που παράγεται θα είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή που υπάρχει σήμερα. Τα εξωτερικά στρώματα του Ήλιου θα επεκταθούν σε περίπου 260 φορές τη σημερινή του διάμετρο και ο Ήλιος θα γίνει ένας κόκκινος γίγαντας . Λόγω της πολύ αυξημένης επιφάνειάς του, η επιφάνεια του Ήλιου θα είναι σημαντικά πιο ψυχρή (2.350°C στο ψυχρότερο) από ό, τι στην κύρια ακολουθία. Ο διαστελλόμενος Ήλιος αναμένεται να εξατμίσει τον Ερμή και να καταστήσει τη Γη ακατοίκητη. Τελικά, ο πυρήνας θα είναι αρκετά ζεστός για σύντηξη ηλίου. Ο ήλιος θα κάψει ήλιο για ένα κλάσμα του χρόνου που έκαψε υδρογόνο στον πυρήνα. Ο Ήλιος δεν είναι αρκετά βαρύς για να ξεκινήσει τη σύντηξη βαρύτερων στοιχείων και οι πυρηνικές αντιδράσεις στον πυρήνα θα μειωθούν. Τα εξωτερικά του στρώματα θα απομακρυνθούν στο διάστημα, αφήνοντας έναν λευκό νάνο, ένα εξαιρετικά πυκνό αντικείμενο, με το μισό της αρχικής μάζας αλλά μόνο το μέγεθος της Γης. Τα εξωθημένα εξωτερικά στρώματα θα σχηματίσουν αυτό που είναι γνωστό ως πλανητικό νεφέλωμα, επιστρέφοντας μέρος του υλικού που σχημάτισε τον Ήλιο - αλλά τώρα εμπλουτισμένο με βαρύτερα στοιχεία όπως ο άνθρακας - στο διαστρικό μέσο.

Ήλιος

Ο Ήλιος είναι το αστέρι του Ηλιακού Συστήματος και μακράν το πιο ογκώδες συστατικό του. Η μεγάλη του μάζα (332.900 γήινες μάζες), που αποτελεί το 99,86% όλης της μάζας στο Ηλιακό Σύστημα, παράγει θερμοκρασίες και πυκνότητες στον πυρήνα του αρκετά υψηλές για να διατηρήσουν την πυρηνική σύντηξη υδρογόνου σε ήλιο, καθιστώντας το αστέρα κύριας ακολουθίας. Αυτό απελευθερώνει τεράστια ποσότητα ενέργειας, που ακτινοβολείται κυρίως στο διάστημα ως ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με κορυφή στο ορατό φως .

Ο Ήλιος είναι ένα αστέρι κύριας ακολουθίας τύπου G2 . Τα πιο καυτά αστέρια κύριας ακολουθίας είναι πιο φωτεινά. Η θερμοκρασία του Ήλιου είναι ενδιάμεση μεταξύ της θερμοκρασίας των πιο καυτών και των ψυχρότερων αστεριών. Τα αστέρια φωτεινότερα και θερμότερα από τον Ήλιο είναι σπάνια, ενώ τα πιο αμυδρά και ψυχρά αστέρια, γνωστά ως κόκκινοι νάνοι, αποτελούν το 85% των άστρων του Γαλαξία μας.

Ο Ήλιος είναι ένας αστέρας πληθυσμού Ι. έχει μεγαλύτερη αφθονία στοιχείων βαρύτερα από το υδρογόνο και το ήλιο (« μέταλλα » στην αστρονομική γλώσσα) από τα παλαιότερα αστέρια πληθυσμού II. Στοιχεία βαρύτερα από το υδρογόνο και το ήλιο σχηματίστηκαν στους πυρήνες των αρχαίων και εκρηκτικών άστρων, οπότε η πρώτη γενιά αστεριών έπρεπε να πεθάνει προτού το σύμπαν εμπλουτιστεί με αυτά τα άτομα. Τα παλαιότερα αστέρια περιέχουν λίγα μέταλλα, ενώ τα αστέρια που γεννήθηκαν αργότερα έχουν περισσότερα. Αυτή η υψηλή μεταλλικότητα πιστεύεται ότι ήταν ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη ενός πλανητικού συστήματος στον Ήλιο, επειδή οι πλανήτες σχηματίζονται από την προσθήκη «μετάλλων».

Διαπλανητικό μέσο

Το φύλλο του ηλιοσφαιρικού ρεύματος

Η συντριπτική πλειοψηφία του Ηλιακού Συστήματος αποτελείται από ένα σχεδόν κενό γνωστό ως διαπλανητικό μέσο . Μαζί με το φως, ο Ήλιος ακτινοβολεί ένα συνεχές ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων (πλάσμα) γνωστό ως ηλιακός άνεμος . Αυτό το ρεύμα σωματιδίων απλώνεται προς τα έξω με περίπου 1,5 εκατομμύριο χιλιόμετρα την ώρα, δημιουργώντας μια αραιή ατμόσφαιρα που διαπερνά το διαπλανητικό μέσο σε τουλάχιστον 100 ΑΜ (δείτε § Ηλιοσφαίρα ) . Η δραστηριότητα στην επιφάνεια του Ήλιου, όπως ηλιακές εκλάμψεις και στεμματικές εκπομπές μάζας, διαταράσσει την ηλιοσφαίρα, δημιουργώντας καιρικές συνθήκες στο διάστημα και προκαλώντας γεωμαγνητικές καταιγίδες. Η μεγαλύτερη δομή μέσα στην ηλιοσφαίρα είναι το φύλλο ηλιοσφαιρικού ρεύματος, μια σπειροειδής μορφή που δημιουργείται από την επίδραση του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου του Ήλιου στο διαπλανητικό μέσο.

Το μαγνητικό πεδίο της γης εμποδίζει την απομάκρυνση της ατμόσφαιράς της από τον ηλιακό άνεμο. Η Αφροδίτη και ο Άρης δεν έχουν μαγνητικά πεδία, με αποτέλεσμα ο ηλιακός άνεμος να προκαλεί σταδιακή απομάκρυνση των ατμόσφαιρών τους στο διάστημα. Οι στεμματικές εκπομπές μάζας και παρόμοια γεγονότα απομακρύνουν ένα μαγνητικό πεδίο και τεράστιες ποσότητες υλικού από την επιφάνεια του Ήλιου. Η αλληλεπίδραση αυτού του μαγνητικού πεδίου και του υλικού με το μαγνητικό πεδίο της Γης διοχετεύει φορτισμένα σωματίδια στην ανώτερη γήινη ατμόσφαιρα, όπου οι αλληλεπιδράσεις της δημιουργούν σέλας που φαίνεται κοντά στους μαγνητικούς πόλους .

Η ηλιοσφαίρα και τα πλανητικά μαγνητικά πεδία (για τους πλανήτες που τα διαθέτουν) προστατεύουν εν μέρει το Ηλιακό Σύστημα από διαστρικά σωματίδια υψηλής ενέργειας που ονομάζονται κοσμικές ακτίνες. Η πυκνότητα των κοσμικών ακτίνων στο διαστρικό μέσο και η δύναμη του μαγνητικού πεδίου του Ήλιου αλλάζουν σε πολύ μεγάλες χρονικές περιόδους, οπότε το επίπεδο διείσδυσης των κοσμικών ακτίνων στο Ηλιακό Σύστημα ποικίλλει, αν και κατά πόσο είναι άγνωστο.

Το διαπλανητικό μέσο φιλοξενεί τουλάχιστον δύο περιοχές που μοιάζουν με δίσκους κοσμικής σκόνης . Το πρώτο, το ζωδιακό νέφος σκόνης, βρίσκεται στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα και προκαλεί το ζωδιακό φως . Πιθανότατα σχηματίστηκε από συγκρούσεις μέσα στη ζώνη των αστεροειδών που προκλήθηκαν από βαρυτικές αλληλεπιδράσεις με τους πλανήτες. Το δεύτερο νέφος σκόνης εκτείνεται από περίπου 10 ΑΜ σε περίπου 40 ΑΜ (1,5 με 6 δις χιλιόμετρα), και πιθανότατα δημιουργήθηκε από παρόμοιες συγκρούσεις εντός της ζώνης του Κάιπερ.

Εσωτερικό Ηλιακό Σύστημα

Το εσωτερικό ηλιακό σύστημα είναι η περιοχή που περιλαμβάνει τους γήινους πλανήτες και τη ζώνη των αστεροειδών. Αποτελούμενα κυρίως από πυριτικά και μέταλλα, τα αντικείμενα του εσωτερικού Ηλιακού Συστήματος βρίσκονται σχετικά κοντά στον Ήλιο. Η ακτίνα ολόκληρης αυτής της περιοχής είναι μικρότερη από την απόσταση μεταξύ των τροχιών του Δία και του Κρόνου. Αυτή η περιοχή βρίσκεται επίσης εντός της γραμμής παγετού, η οποία είναι λίγο μικρότερη από 5 αστρονομικές μονάδες από τον Ήλιο.

Εσωτερικοί πλανήτες

Οι εσωτερικοί πλανήτες. Από πάνω προς τα κάτω δεξιά: Γη, Άρης, Αφροδίτη και Ερμής (μεγέθη σε κλίμακα).

Πλανητάριο που δείχνει τις κινήσεις των τεσσάρων εξωτερικών πλανητών. Οι μικρές σφαίρες αντιπροσωπεύουν τη θέση κάθε πλανήτη κάθε 200 Ιουλιανές ημέρες, από τις 18 Νοεμβρίου 1877 και τελειώνουν στις 3 Σεπτεμβρίου 2042 (Ποσειδώνας στο περιήλιο).

Οι τέσσερις γήινοι ή εσωτερικοί πλανήτες έχουν πυκνές, βραχώδεις συνθέσεις, λίγα ή καθόλου φεγγάρια και κανένα σύστημα δακτυλίων . Αποτελούνται σε μεγάλο βαθμό από πυρίμαχα ορυκτά όπως τα πυριτικά άλατα — που σχηματίζουν τους φλοιούς και τους μανδύες τους — και μέταλλα όπως ο σίδηρος και το νικέλιο που σχηματίζουν τους πυρήνες τους. Τρεις από τους τέσσερις εσωτερικούς πλανήτες (Αφροδίτη, Γη και Άρης) έχουν ατμόσφαιρες αρκετά σημαντικές για να δημιουργήσουν καιρό. Όλα έχουν κρατήρες πρόσκρουσης και τεκτονικά χαρακτηριστικά της επιφάνειας, όπως τεκτονικές κοιλάδες και ηφαίστεια. Ο όρος εσωτερικός πλανήτης δεν πρέπει να συγχέεται με τον κατώτερο πλανήτη, ο οποίος προσδιορίζει εκείνους τους πλανήτες που βρίσκονται πιο κοντά στον Ήλιο από ό, τι η Γη (δηλαδή ο Ερμής και η Αφροδίτη).

Ερμής

Ο Ερμής (0,4 ΑΜ ή 60 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τον Ήλιο) είναι ο πλησιέστερος πλανήτης στον Ήλιο. Ο μικρότερος πλανήτης στο Ηλιακό Σύστημα ( 0.055 M ⊕), ο Ερμής δεν έχει φυσικούς δορυφόρους. Εκτός από τους κρατήρες πρόσκρουσης, τα μόνα γνωστά γεωλογικά χαρακτηριστικά του είναι λοβωτές κορυφογραμμές ή γκρεμοί που πιθανόν να δημιουργήθηκαν από μια περίοδο συστολής στις αρχές της ιστορίας του. Η πολύ αραιή ατμόσφαιρα του Ερμή αποτελείται από άτομα που παρασύρθηκαν από την επιφάνεια του από τον ηλιακό άνεμο. Ο σχετικά μεγάλος σιδερένιος πυρήνας και ο λεπτός μανδύας του δεν έχουν ακόμη εξηγηθεί επαρκώς. Οι υποθέσεις περιλαμβάνουν ότι τα εξωτερικά του στρώματα απογυμνώθηκαν από μια γιγαντιαία πρόσκρουση ή ότι εμποδίστηκε να συσσωρευτεί πλήρως από την ενέργεια του νεαρού Ήλιου.

Αφροδίτη

Η Αφροδίτη (0,7 ΑΜ ή 100 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τον Ήλιο) είναι κοντά σε μέγεθος με τη Γη ( 0.815 M ) και, όπως και η Γη, έχει ένα παχύ πυριτικό μανδύα γύρω από έναν σιδερένιο πυρήνα, ουσιαστική ατμόσφαιρα και στοιχεία εσωτερικής γεωλογικής δραστηριότητας. Είναι πολύ πιο ξηρή από τη Γη και η ατμόσφαιρά του είναι ενενήντα φορές πιο πυκνή. Η Αφροδίτη δεν έχει φυσικούς δορυφόρους. Είναι ο πιο καυτός πλανήτης, με θερμοκρασίες επιφάνειας πάνω από 400 °C (752 °F), πιθανότατα λόγω της ποσότητας των αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Δεν έχουν εντοπιστεί οριστικά στοιχεία για την τρέχουσα γεωλογική δραστηριότητα στην Αφροδίτη, αλλά δεν έχει μαγνητικό πεδίο που θα μπορούσε να αποτρέψει την εξάντληση της ατμόσφαιράς της, γεγονός που υποδηλώνει ότι η ατμόσφαιρά της αναπληρώνεται από ηφαιστειακές εκρήξεις.

Γη

Η Γη (1 ΑΜ ή 150 εκατομμύρια από τον Ήλιο) είναι ο μεγαλύτερος και πυκνότερος από τους εσωτερικούς πλανήτες, ο μόνος που είναι γνωστό ότι έχει τρέχουσα γεωλογική δραστηριότητα και το μόνο μέρος όπου είναι γνωστό ότι υπάρχει ζωή. Η υγρή υδρόσφαιρά της είναι μοναδική ανάμεσα στους γήινους πλανήτες και είναι ο μόνος πλανήτης όπου έχουν παρατηρηθεί τεκτονικές πλάκες. Η ατμόσφαιρα της Γης είναι ριζικά διαφορετική από αυτή των άλλων πλανητών, αφού έχει αλλάξει από την παρουσία της ζωής ώστε να περιέχει 21% ελεύθερο οξυγόνο . Διαθέτει έναν φυσικό δορυφόρο, τη Σελήνη, τον μοναδικό μεγάλο δορυφόρο γήινου πλανήτη στο Ηλιακό Σύστημα.

Άρης

Ο Άρης (1,5 ΑΜ ή 220 εκατομμύρια από τον Ήλιο) είναι μικρότερος από τη Γη και την Αφροδίτη ( 0,107 Μ ). Έχει ατμόσφαιρα κυρίως διοξειδίου του άνθρακα με επιφανειακή πίεση 6,1 millibars (0,088 psi; 0,18 inHg) (περίπου 0,6% αυτής της Γης). Η επιφάνειά του, γεμάτη με τεράστια ηφαίστεια, όπως ο Όλυμπος, και τεκτονικές κοιλάδες, όπως η Κοιλάδα του Μάρινερ, δείχνει γεωλογική δραστηριότητα που μπορεί να είχε διατηρηθεί μέχρι πρόσφατα εκατομμύρια χρόνια πριν. Το κόκκινο χρώμα του προέρχεται από οξείδιο του σιδήρου (σκουριά) στο έδαφός του. Ο Άρης έχει δύο μικροσκοπικούς φυσικούς δορυφόρους (Δείμος και Φόβος) που πιστεύεται ότι είναι είτε αιχμαλωτισμένοι αστεροειδείς, είτε συντρίμμια από μια τεράστια πρόσκρουση στις αρχές της ιστορίας του Άρη.

Ζώνη αστεροειδών

Η ζώνη των αστεροειδών, με σχήμα ντόνατ, βρίσκεται μεταξύ των τροχιών του Άρη και του Δία . 

Οι αστεροειδείς εκτός από τον μεγαλύτερο, τη Δήμητρα, ταξινομούνται ως μικρά σώματα του Ηλιακού Συστήματος και αποτελούνται κυρίως από ανθεκτικά βραχώδη και μεταλλικά ορυκτά, με λίγο πάγο. Έχουν μέγεθος από μερικά μέτρα έως εκατοντάδες χιλιόμετρα. Οι αστεροειδείς μικρότεροι του ενός μέτρου ονομάζονται συνήθως μετεωροειδή και μικρομετεωροειδή (μεγέθους κόκκου), ανάλογα με διαφορετικούς, κάπως αυθαίρετους ορισμούς.

Η ζώνη των αστεροειδών καταλαμβάνει την τροχιά μεταξύ Άρη και Δία, μεταξύ 2,3 και 3,3 ΑΜ (340-490 εκατομμύρια χιλιόμετρα) από τον Ήλιο. Πιστεύεται ότι είναι υπολείμματα από τον σχηματισμό του Ηλιακού Συστήματος που απέτυχαν να συγχωνευτούν λόγω της βαρυτικής παρεμβολής του Δία. Η ζώνη των αστεροειδών περιέχει δεκάδες χιλιάδες, πιθανώς εκατομμύρια αντικείμενα, διαμέτρου άνω του ενός χιλιομέτρου. Παρ 'όλα αυτά, η συνολική μάζα της ζώνης των αστεροειδών είναι απίθανο να είναι μεγαλύτερη από το ένα χιλιοστό αυτής της Γης. Η ζώνη των αστεροειδών είναι πολύ αραιοκατοικημένη. Τα διαστημόπλοια περνούν τακτικά χωρίς περιστατικά.

Δήμητρα

Η Δήμητρα (2,77 ΑΜ, 414 εκατομμύρια χιλιόμετρα) είναι ο μεγαλύτερος αστεροειδής, ένας πρωτοπλανήτης και νάνος πλανήτης. Έχει διάμετρο ελαφρώς κάτω από 1.000 χιλιόμετρα, και μάζα αρκετά μεγάλη ώστε χάρις στη δική της βαρύτητα να αποκτήσει σφαιρικό σχήμα. Η Δήμητρα θεωρήθηκε πλανήτης όταν ανακαλύφθηκε το 1801 και επαναταξινομήθηκε σε αστεροειδής τη δεκαετία του 1850 καθώς περαιτέρω παρατηρήσεις αποκάλυψαν επιπλέον αστεροειδείς. Κατατάχθηκε ως νάνος πλανήτης το 2006 όταν δημιουργήθηκε ο ορισμός του πλανήτη .

Ομάδες αστεροειδών

Οι αστεροειδείς στη ζώνη των αστεροειδών χωρίζονται σε ομάδες και οικογένειες αστεροειδών με βάση τα χαρακτηριστικά της τροχιάς τους. Οι δορυφόροι αστεροειδών είναι αστεροειδείς που περιφέρονται γύρω από μεγαλύτερους αστεροειδείς. Δεν διακρίνονται τόσο καθαρά όσο τα πλανητικά φεγγάρια, μερικές φορές είναι σχεδόν τόσο μεγάλα όσο και οι σύντροφοί τους. Η ζώνη των αστεροειδών περιέχει επίσης κομήτες κύριας ζώνης, οι οποίοι μπορεί να ήταν η πηγή του νερού της Γης.

Οι τρωϊκοί του Δία βρίσκονται στα σημεία L ₄ και L ₅ του Δία (βαρυτικά σταθερές περιοχές που οδηγούν και ακολουθούν έναν πλανήτη στην τροχιά του). Ο όρος τρωϊκός χρησιμοποιείται επίσης για μικρά σώματα σε οποιοδήποτε άλλο πλανητικό ή δορυφορικό σημείο Λαγκράνζ. Οι αστεροειδείς Χίλντα είναι σε απήχηση 2: 3 με τον Δία. δηλαδή γυρίζουν τον Ήλιο τρεις φορές για κάθε δύο τροχιές του Δία.

Το εσωτερικό ηλιακό σύστημα περιέχει επίσης γεωπλήσιους αστεροειδείς, πολλοί από τους οποίους διασχίζουν τις τροχιές των εσωτερικών πλανητών. Μερικά από αυτά είναι δυνητικά επικίνδυνα αντικείμενα .

Εξωτερικό ηλιακό σύστημα

Η εξωτερική περιοχή του Ηλιακού Συστήματος φιλοξενεί τους γιγάντιους πλανήτες και τα μεγάλα φεγγάρια τους. Οι κένταυροι και πολλοί κομήτες μικρής περιόδου βρίσκονται επίσης σε τροχιά σε αυτήν την περιοχή. Λόγω της μεγαλύτερης απόστασής τους από τον Ήλιο, τα στερεά αντικείμενα στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα περιέχουν υψηλότερη αναλογία πτητικών, όπως νερό, αμμωνία και μεθάνιο από αυτά του εσωτερικού ηλιακού συστήματος, επειδή οι χαμηλότερες θερμοκρασίες επιτρέπουν σε αυτές τις ενώσεις να παραμείνουν στερεές.

Εξωτερικοί πλανήτες

Οι εξωτερικοί πλανήτες (στο βάθος) Δίας, Κρόνος, Ουρανός και Ποσειδώνας, σε σύγκριση με τους εσωτερικούς πλανήτες Γη, Αφροδίτη, Άρη και Ερμή (σε πρώτο πλάνο)

Οι τέσσερις εξωτερικοί πλανήτες, ή γιγαντιαίοι πλανήτες (μερικές φορές ονομάζονται Δίιοι πλανήτες), αποτελούν συνολικά το 99% της μάζας που είναι γνωστό ότι περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο. Ο Δίας και ο Κρόνος έχουν μαζί περισσότερες από 400 φορές τη μάζα της Γης και αποτελούνται συντριπτικά από τα αέρια υδρογόνο και ήλιο, εξ ου και ο χαρακτηρισμός τους ως αέριοι γίγαντες. Ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας είναι πολύ λιγότερο ογκώδεις — λιγότερο από 20 Γη μαζών M ο καθένας — και αποτελούνται κυρίως από πάγους. Για αυτούς τους λόγους, ορισμένοι αστρονόμοι προτείνουν ότι ανήκουν στη δική τους κατηγορία, τους γίγαντες πάγου . Και οι τέσσερις γιγάντιοι πλανήτες έχουν δακτυλίους, αν και μόνο το σύστημα δακτυλίων του Κρόνου παρατηρείται εύκολα από τη Γη. Ο όρος ανώτερος πλανήτης ορίζει πλανήτες έξω από την τροχιά της Γης και συνεπώς περιλαμβάνει τόσο τους εξωτερικούς πλανήτες όσο και τον Άρη.

Δίας

Ο Δίας (5,2 ΑΜ ή 780 εκατομμύρια χιλιόμετρα), με 318 M , έχει 2,5 φορές τη μάζα όλων των άλλων πλανητών μαζί. Αποτελείται σε μεγάλο βαθμό από υδρογόνο και ήλιο . Η ισχυρή εσωτερική θερμότητα του Δία δημιουργεί ημιμόνιμα χαρακτηριστικά στην ατμόσφαιρά του, όπως λωρίδες νεφών και η Μεγάλη Κόκκινη Κηλίδα . Ο Δίας έχει 79 γνωστούς δορυφόρους . Οι τέσσερις μεγαλύτεροι, ο Γανυμήδης, η Καλλιστώ, η Ιώ και η Ευρώπη, παρουσιάζουν ομοιότητες με τους γήινους πλανήτες, όπως ηφαιστειακή δραστηριότητα και εσωτερική θερμότητα. Ο Γανυμήδης, ο μεγαλύτερος δορυφόρος στο Ηλιακό Σύστημα, είναι μεγαλύτερος από τον Ερμή.

Κρόνος

Ο Κρόνος (9,5 ΑΜ και 1,42 δις χιλιόμετρα), που διακρίνεται για το εκτεταμένο σύστημα δακτυλίων, έχει αρκετές ομοιότητες με τον Δία, όπως παρόμοια ατμοσφαιρική σύνθεση και μαγνητόσφαιρα. Παρόλο που ο Κρόνος έχει το 60% του όγκου του Δία, είναι έχει λιγότερο από το ένα τρίτο της μάζας του, στις 95 Μ . Ο Κρόνος είναι ο μόνος πλανήτης του Ηλιακού Συστήματος που είναι λιγότερο πυκνός από το νερό. Οι δακτύλιοι του Κρόνου αποτελούνται από μικρά σωματίδια πάγου και βράχου. Ο Κρόνος έχει 82 επιβεβαιωμένους δορυφόρους που αποτελούνται σε μεγάλο βαθμό από πάγο. Δύο από αυτούς, ο Τιτάνας και ο Εγκέλαδος, εμφανίζουν σημάδια γεωλογικής δραστηριότητας. Ο Τιτάνας, το δεύτερο μεγαλύτερο φεγγάρι στο Ηλιακό Σύστημα, είναι μεγαλύτερο από τον Ερμή και ο μόνος δορυφόρος στο Ηλιακό Σύστημα με πυκνή ατμόσφαιρα.

Ουρανός

Ο Ουρανός (19,2 ΑΜ ή 2,87 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα), στος 14 M , είναι ο ελαφρύτερος από τους εξωτερικούς πλανήτες. Μοναδικά μεταξύ των πλανητών, περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο στο πλάι του. Η αξονική του κλίση είναι πάνω από ενενήντα μοίρες προς την εκλειπτική . Έχει έναν πολύ ψυχρότερο πυρήνα από τους άλλους γιγάντιους πλανήτες και εκπέμπει πολύ λίγη θερμότητα στο διάστημα. Ο Ουρανός έχει 27 γνωστούς δορυφόρους, με τους μεγαλύτερους να είναι οι Τιτάνια, Όμπερον, Ουμβριήλ, Άριελ και Μιράντα .

Ποσειδώνας

Ο Ποσειδώνας (30,1 ΑΜ ή 4,5 δις χιλιόμετρα), αν και ελαφρώς μικρότερος από τον Ουρανό, έχει μεγαλύτερη μάζα (17 Μ ) και ως εκ τούτου είναι πιο πυκνός. Ακτινοβολεί περισσότερη εσωτερική θερμότητα, αλλά όχι τόσο όσο ο Δίας ή ο Κρόνος. Ο Ποσειδώνας έχει 14 γνωστούς δορυφόρους . Ο μεγαλύτερος, ο Τρίτων, είναι γεωλογικά ενεργός, με θερμοπίδακες υγρού αζώτου . Ο Τρίτων είναι ο μόνος μεγάλος δορυφόρος σε ανάδρομη τροχιά . Ο Ποσειδώνας συνοδεύεται στην τροχιά του από αρκετούς μικρούς πλανήτες, που ονομάζονται τρωικοί του Ποσειδώνας, που έχουν απήχηση 1:1 μαζί του.

Κένταυροι

Οι κένταυροι είναι παγωμένα σώματα που μοιάζουν με κομήτες, οι τροχιές των οποίων έχουν ημι-άξονες μεγαλύτερους από του Δία (5,5 ΑΜ) και μικρότερους από αυτό του Ποσειδώνα (30 ΑΜ). Ο μεγαλύτερος γνωστός κένταυρος, η 10199 Χαρικλώ, έχει διάμετρο περίπου 250 χιλιόμετρα . Ο πρώτος κένταυρος που ανακαλύφθηκε, ο 2060 Χείρων, έχει επίσης ταξινομηθεί ως κομήτης (95P) επειδή αναπτύσσει κόμη, ακριβώς όπως κάνουν οι κομήτες όταν πλησιάζουν στον Ήλιο.

Κομήτες

Ο κομήτης Χέιλ-Μποπ εμφανίστηκε το 1997

Οι κομήτες είναι μικρά σώματα του Ηλιακού Συστήματος, συνήθως μόλις λίγα χιλιόμετρα πλατιοί, που αποτελούνται σε μεγάλο βαθμό από πτητικούς πάγους. Έχουν εξαιρετικά ελλειπτικές τροχιές, γενικά περιήλιο μέσα στις τροχιές των εσωτερικών πλανητών και αφήλιο πολύ πέρα από τον Πλούτωνα. Όταν ένας κομήτης εισέρχεται στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα, η εγγύτητά του με τον Ήλιο προκαλεί εξάχνωση και ιονισμό της παγωμένης επιφάνειάς του, δημιουργώντας κόμη: μια μακριά ουρά αερίου και σκόνης μπορεί να γίνει ορατή με γυμνό μάτι.

Οι κομήτες μικρής περιόδου έχουν τροχιές που διαρκούν λιγότερο από διακόσια χρόνια. Οι κομήτες μακράς περιόδου έχουν τροχιές που διαρκούν χιλιάδες χρόνια. Οι κομήτες μικρής περιόδου πιστεύεται ότι προέρχονται από τη ζώνη Κάιπερ, ενώ οι κομήτες μεγάλης περιόδου, όπως ο Χέιλ Μποπ, πιστεύεται ότι προέρχονται από το νέφος του Όορτ . Πολλές ομάδες κομητών, όπως οι κομήτες Κρόιτς, δημιουργήθηκαν από τη διάλυση ενός μόνο γονικού σώματος. Ορισμένοι κομήτες με υπερβολικές τροχιές μπορεί να προέρχονται εκτός του Ηλιακού Συστήματος, αλλά ο προσδιορισμός των ακριβών τροχιών τους είναι δύσκολος. Οι παλιοί κομήτες των οποίων οι πτητικές ουσίες έχουν εξαφανιστεί ως επί το πλείστον από την ηλιακή θέρμανση, συχνά κατηγοριοποιούνται ως αστεροειδείς.

Υπερποσειδώνεια περιοχή

Πέρα από την τροχιά του Ποσειδώνα βρίσκεται η «μεταποσειδώνια περιοχή», με τη ζώνη του Κάιπερ σε σχήμα ντόνατ, σπίτι του Πλούτωνα και πολλών άλλων νάνων πλανητών, και έναν επικαλυπτόμενο δίσκο διάσπαρτων αντικειμένων, ο οποίος έχει κλίση προς το επίπεδο του Ηλιακού Συστήματος και φτάνει πολύ πιο μακριά από τη ζώνη Κάιπερ. Όλη η περιοχή είναι ακόμα σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητη . Φαίνεται ότι αποτελείται συντριπτικά από πολλές χιλιάδες μικρούς κόσμους - ο μεγαλύτερος έχει διάμετρο μόλις το ένα πέμπτο της Γης και μάζα πολύ μικρότερη από αυτή της Σελήνης - που αποτελείται κυρίως από βράχο και πάγο. Αυτή η περιοχή μερικές φορές περιγράφεται ως η «τρίτη ζώνη του ηλιακού συστήματος», περικλείοντας το εσωτερικό και το εξωτερικό ηλιακό σύστημα.

Αρχείο:EightTNOs.png

Σύγκριση μεγέθους ορισμένων μεγάλων TNO με τη Γη: ο Πλούτωνας και τα φεγγάρια του, η Έρις, ο Μακεμάκε, η Χαουμέα, η Σέντνα, ο Γκόνγκονγκ, ο Κουάοαρ και ο Όρκος.

Η ζώνη Κάιπερ είναι ένας μεγάλος δακτύλιος από συντρίμμια παρόμοια με τη ζώνη των αστεροειδών, αλλά αποτελείται κυρίως από αντικείμενα που αποτελούνται κυρίως από πάγο. Εκτείνεται μεταξύ 30 και 50 ΑΜ από τον Ήλιο. Αν και εκτιμάται ότι περιέχει οτιδήποτε από δεκάδες έως χιλιάδες πλανήτες νάνους, αποτελείται κυρίως από μικρά σώματα του Ηλιακού Συστήματος. Πολλά από τα μεγαλύτερα αντικείμενα της ζώνης Kuiper, όπως το Κουάοαρ, το Βαρούνα και ο Όρκος, μπορεί να αποδειχθούν νάνοι πλανήτες με περισσότερα δεδομένα. Υπολογίζεται ότι υπάρχουν πάνω από 100.000 αντικείμενα στη ζώνη του Κάιπερ με διάμετρο μεγαλύτερη από 50 χιλιόμετρα, αλλά η συνολική μάζα της ζώνης Κάιπερ θεωρείται ότι είναι μόνο το ένα δέκατο ή και το ένα εκατοστό της μάζας της Γης. Πολλά αντικείμενα της ζώνης Κάιπερ έχουν πολλαπλούς δορυφόρους, και τα περισσότερα έχουν τροχιές που τα οδηγούν έξω από το επίπεδο της εκλειπτικής.

Η ζώνη του Κάιπερ μπορεί να χωριστεί κατά προσέγγιση στην " κλασική " ζώνη και τα αντικείμενα σε απήχηση. Οι απηχήσεις είναι τροχιές που συνδέονται με αυτήν του Ποσειδώνα (π.χ. δύο φορές για κάθε τρεις τροχιές Ποσειδώνα, ή μία φορά για κάθε δύο). Η πρώτη απήχηη ξεκινά μέσα στην τροχιά του Ποσειδώνα. Η κλασική ζώνη αποτελείται από αντικείμενα που δεν έχουν απήχηση με τον Ποσειδώνα και εκτείνεται από περίπου 39,4 με 47,7 ΑΜ (5,89 με 7,14 δις χιλιόμετρα). Τα μέλη της κλασικής ζώνης του Κάιπερ ταξινομούνται ως cubewanos, από το πρώτο που ανακαλύφθηκε στο είδος τους, το 15760 Αλβιόν (το οποίο είχε προηγουμένως τον προσωρινό χαρακτηρισμό 1992 QB₁) και βρίσκονται ακόμη σε σχεδόν αρχέγονες τροχιές χαμηλής εκκεντρικότητας.

Πλούτωνας και Χάροντας

Ο νάνος πλανήτης Πλούτωνας (με μέση τροχιά 39 ΑΜ ή 5,8 δις χιλιόμετρα ) είναι το μεγαλύτερο γνωστό αντικείμενο στη ζώνη του Κάιπερ. Όταν ανακαλύφθηκε το 1930, θεωρήθηκε ότι ήταν ο ένατος πλανήτης. Αυτό άλλαξε το 2006 με την υιοθέτηση ενός επίσημου ορισμού του πλανήτη . Ο Πλούτωνας έχει σχετικά εκκεντρική τροχιά με κλίση 17 μοιρών προς το επίπεδο της εκλειπτρικές και κυμαίνεται από 29,7 ΑΜ (4,44 δις χλμ) από τον Ήλιο στο περιήλιο (εντός της τροχιάς του Ποσειδώνα) έως 49,5 (7,41 δις χλμ) στο αφήλιο. Ο Πλούτωνας έχει απήχηση 3: 2 με τον Ποσειδώνα, που σημαίνει ότι ο Πλούτωνας περιφέρεται δύο φορές γύρω από τον Ήλιο για κάθε τρεις τροχιές Ποσειδώνα. Τα αντικείμενα της ζώνης του Κάιπερ των οποίων οι τροχιές μοιράζονται αυτόν τον συντονισμό ονομάζονται πλουτίνοι .

Ο Χάροντας, το μεγαλύτερο από τα φεγγάρια του Πλούτωνα, μερικές φορές περιγράφεται ως μέρος ενός δυαδικού συστήματος με τον Πλούτωνα, καθώς τα δύο σώματα περιστρέφονται γύρω από ένα βαρυκέντρο πάνω από τις επιφάνειές τους (δηλ. Φαίνονται να «περιφέρονται μεταξύ τους»). Πέρα από τον Χάροντα, τέσσερα πολύ μικρότερα φεγγάρια, η Στύγα, η Νύχτα, ο Κέρβερος και η Ύδρα, περιφέρονται μέσα στο σύστημα.

Μακεμάκε και Χαουμέια

Ο Μακεμάκε (45,79 ΑΜ κατά μέσο όρο), αν και μικρότερος από τον Πλούτωνα, είναι το μεγαλύτερο γνωστό αντικείμενο στην <i id="mwA70">κλασική</i> ζώνη του Κάιπερ (δηλαδή, ένα αντικείμενο της ζώνης Κάιπερ που δεν έχει επιβεβαιωμένη τροχιακή απήχηση με τον Ποσειδώνα). Ο Μακεμάκε είναι το πιο φωτεινό αντικείμενο στη ζώνη Κάιπερ μετά τον Πλούτωνα. Η τροχιά του είναι πολύ πιο κεκλιμένη από αυτή του Πλούτωνα, στις 29 °.

Η Χαουμέια (43,13 ΑΜ κατά μέσο όρο) βρίσκεται σε τροχιά παρόμοια με του Μακεμάκε, εκτός από το ότι βρίσκεται σε προσωρινή τροχιακή απήχηση 7:12 με τον Ποσειδώνα. Ονομάστηκε με την ίδια προσδοκία ότι θα αποδειχθεί πλανήτης νάνος, αν και οι επόμενες παρατηρήσεις έδειξαν ότι τελικά δεν μπορεί να είναι ένας πλανήτης νάνος.

Διασκορπισμένος δίσκος

Ο διασκορπισμένος δίσκος, ο οποίος επικαλύπτει τη ζώνη Κάιπερ αλλά εκτείνεται ως περίπου τις 200 ΑΜ, θεωρείται ότι είναι η πηγή κομητών μικρής περιόδου. Τα αντικείμενα του διασκορπισμένου δίσκου πιστεύεται ότι έχουν εκτοξευθεί σε ακανόνιστες τροχιές από τη βαρυτική επίδραση της πρώιμης εξωτερικής μετανάστευσης του Ποσειδώνα. Τα περισσότερα αντικείμενα του διασκορπισμένου δίσκου (SDO) έχουν περιήλια μέσα στη ζώνη Κάιπερ αλλά αφήλια πολύ πέρα από αυτήν (κάποια πέρα από 150 ΑΜ από τον Ήλιο). Οι τροχιές των SDO έχουν επίσης μεγάλη κλίση προς το εκλειπτικό επίπεδο και συχνά είναι σχεδόν κάθετες σε αυτό. Ορισμένοι αστρονόμοι θεωρούν ότι ο διασκορπισμένος δίσκος είναι απλώς μια άλλη περιοχή της ζώνης του Κάιπερ και περιγράφουν τα διάσπαρτα αντικείμενα του δίσκου ως «διάσπαρτα αντικείμενα της ζώνης του Κάιπερ». Ορισμένοι αστρονόμοι κατατάσσουν επίσης τους κένταυρους ως εσωτερικά διάσπαρτα αντικείμενα της ζώνης Κάιπερ.

Έρις

Η Έρις (με μέση τροχιά 68 ΑΜ) είναι το μεγαλύτερο γνωστό αντικείμενο του διασκορπισμένου δίσκου και προκάλεσε συζητήσεις για το τι αποτελεί πλανήτη, επειδή έχει 25% μεγαλύτερη μάζα από τον Πλούτωνα και περίπου την ίδια διάμετρο. Έχει τη μεγαλύτερη μάζα από τους γνωστούς νάνους πλανήτες. Έχει ένα γνωστό φεγγάρι, τη Δυσνομία . Όπως και ο Πλούτωνας, η τροχιά του είναι εξαιρετικά εκκεντρική, με περιήλιο 38,2 ΑΜ (περίπου η απόσταση του Πλούτωνα από τον Ήλιο) και αφήλιο 97,6 ΑΜ, και με μεγάλη κλίση προς το εκλειπτικό επίπεδο.

Πιο απομακρυσμένες περιοχές

Από τον Ήλιο στο πλησιέστερο αστέρι: Το ηλιακό σύστημα σε λογαριθμική κλίμακα σε αστρονομικές μονάδες (ΑΜ)

Το σημείο στο οποίο τελειώνει το Ηλιακό Σύστημα και ξεκινά ο διαστρικός χώρος δεν έχει προσδιοριστεί με ακρίβεια επειδή τα εξωτερικά του όρια διαμορφώνονται από δύο δυνάμεις, τον ηλιακό άνεμο και τη βαρύτητα του Ήλιου. Το όριο της επιρροής του ηλιακού ανέμου είναι περίπου τέσσερις φορές η απόσταση του Πλούτωνα από τον Ήλιο. Αυτή η ηλιόπαυση, το εξωτερικό όριο της ηλιοσφαίρας, θεωρείται η αρχή του διαστρικού μέσου . Η σφαίρα Χιλ του Ήλιου, το πραγματικό εύρος της βαρυτικής κυριαρχίας του, πιστεύεται ότι εκτείνεται έως και χίλιες φορές πιο μακριά και περιλαμβάνει το υποθετικό νέφος του Όορτ.

Ηλιόσφαιρα

Η ηλιόσφαιρα με τις διάφορες μεταβατικές περιοχές της να κινούνται μέσω του διαστρικού μέσου

Η ηλιόσφαιρα είναι μια φυσαλίδα αστρικού ανέμου, μια περιοχή του διαστήματος που κυριαρχείται από τον Ήλιο, στην οποία εκπέμπει τον ηλιακό άνεμο με περίπου 400 km/s, ένα ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων, μέχρι να συγκρουστεί με τον άνεμο του διαστρικού μέσου .

Η σύγκρουση συμβαίνει περίπου 80-100 ΑΜ από τον Ήλιο ενάντια στον άνεμο του διαστρικού μέσου και περίπου 200 ΑΜ από τον Ήλιο στη φορά του διαστρικού ανέμου. Εδώ ο άνεμος επιβραδύνεται δραματικά, συμπυκνώνεται και γίνεται πιο ταραγμένος, σχηματίζοντας μια μεγάλη ωοειδή δομή γνωστή ως ηλιακή ασπίδα. Αυτή η δομή πιστεύεται ότι μοιάζει και συμπεριφέρεται πολύ σαν την ουρά ενός κομήτη, που εκτείνεται προς τα έξω επιπλέον 40 ΑΜ από κόντρα στον άνεμο, αλλά πολλές φορές αυτή την απόσταση στον στη φορά του ανέμου. Στοιχεία από το διαστημόπλοιο Cassini και το Interstellar Boundary Explorer έχουν υποδείξει ότι αναγκάζεται να σχηματίσει φυσαλίδα λόγω της περιοριστικής δράσης του διαστρικού μαγνητικού πεδίου.

Το εξωτερικό όριο της ηλιοσφαίρας, η ηλιόπαυση, είναι το σημείο στο οποίο τερματίζεται τελικά ο ηλιακός άνεμος και είναι η αρχή του διαστρικού διαστήματος. Τα Voyager 1 και Voyager 2 αναφέρονται ότι πέρασαν το σημείο τερματισμού του ηλιακού ανέμου, στα 94 και 84 AU από τον Sunλιο, αντίστοιχα. Το Voyager 1 αναφέρεται ότι πέρασε την ηλιόπαυση τον Αύγουστο του 2012.

Το σχήμα και η μορφή του εξωτερικού άκρου της ηλιοσφαίρας πιθανότατα επηρεάζεται από τη ρευστή δυναμική των αλληλεπιδράσεων με το διαστρικό μέσο καθώς και τα ηλιακά μαγνητικά πεδία που επικρατούν στο νότο, καθώς στο νότιο ημισφαίριο εκτείνεται κατά 9 ΑΜ μακρύτερα. Πέρα από την ηλιόπαυση, περίπου στις 230 ΑΜ, βρίσκεται το τόξο συμπίεσης.

Σμίκρυνση του ηλιακού συστήματος:

• εσωτερικό ηλιακό σύστημα και Δίας
• εξωτερικό ηλιακό σύστημα και Πλούτωνας
• τροχιά της Σέντνα (αποκομμένο αντικείμενο)
• εσωτερικό τμήμα του νέφους του Όορτ

Λόγω έλλειψης δεδομένων, οι συνθήκες στον τοπικό διαστρικό χώρο δεν είναι γνωστές με βεβαιότητα. Αναμένεται ότι το διαστημόπλοιο Voyager της NASA, καθώς περνούν την ηλιόπαυση, θα μεταφέρει πολύτιμα δεδομένα για τα επίπεδα ακτινοβολίας και τον ηλιακό άνεμο στη Γη. Το πόσο καλά η ηλιόσφαιρα προστατεύει το Ηλιακό Σύστημα από τις κοσμικές ακτίνες είναι ελάχιστα κατανοητό. Μια ομάδα που χρηματοδοτείται από τη NASA έχει αναπτύξει μια ιδέα μιας "Αποστολής Όρασης" αφιερωμένη στην αποστολή μιας διαστημοσυσκευής στην ηλιόσφαιρα.

Αποκομμένα αντικείμενα

Η 90377 Σέντνα (με μέση τροχιά 520 ΑΜ) είναι ένα μεγάλο, κοκκινωπό αντικείμενο με γιγαντιαία, εξαιρετικά ελλειπτική τροχιά που το παίρνει από περίπου 76 ΑΜ στο περιήλιο έως το 940 ΑΜ στο αφήλιο και χρειάζονται 11.400 χρόνια για να ολοκληρωθεί. Ο Μάικ Μπράουν, ο οποίος ανακάλυψε το αντικείμενο το 2003, υποστηρίζει ότι δεν μπορεί να είναι μέρος του διασκροπισμένου δίσκου ή της ζώνης Κάιπερ, επειδή το περιήλιο του είναι πολύ μακρινό για να επηρεαστεί από τη μετανάστευση του Ποσειδώνα. Αυτός και άλλοι αστρονόμοι το θεωρούν το πρώτο από έναν εντελώς νέο πληθυσμό, που μερικές φορές ονομάζεται "απομακρυσμένα αποκομμένα αντικείμενα" (DDOs), τα οποία μπορεί επίσης να περιλαμβάνουν το αντικείμενο 2000 CR₁₀₅, το οποίο έχει περιήλιο 45 ΑΜ, αφήλιο 415 ΑΜ, και τροχιακή περίοδος 3.420 ετών. Ο Μπράουν ονομάζει αυτόν τον πληθυσμό ως «εσωτερικό νέφος του Οορτ» επειδή μπορεί να σχηματίστηκε μέσω μιας παρόμοιας διαδικασίας, αν και είναι πολύ πιο κοντά στον Ήλιο. Η Σέντνα είναι πολύ πιθανό να είναι ένας νάνος πλανήτης, αν και το σχήμα του δεν έχει ακόμη προσδιοριστεί. Το δεύτερο ξεκάθαρα αποκομμένο αντικείμενο, με περιήλιο μακρύτερα από αυτό της Σέντνα σε περίπου 81 AU, είναι το 2012 VP113, που ανακαλύφθηκε το 2012. Το αφήλιό του είναι μόνο το μισό από αυτό της Σέντνα, στις 400–500 ΑΜ.

Νέφος του Όορτ

Σχηματική απεικόνιση του υποθετικού νέφους του Όορτ, με σφαιρικό εξωτερικό νέφος και εσωτερικό νέφος σε σχήμα δίσκου

Το νέφος του Όορτ είναι ένα υποθετικό σφαιρικό σύννεφο με έως και ένα τρισεκατομμύριο παγωμένα αντικείμενα που πιστεύεται ότι είναι η πηγή για όλους τους κομήτες μεγάλης περιόδου και περιβάλλει το Ηλιακό Σύστημα σε απόσταση περίπου 50.000 ΑΜ (περίπου 1 έτος φωτός), και πιθανώς έως και 100.000 ΑΜ (1,87 ε.φ.). Πιστεύεται ότι αποτελείται από κομήτες που εκτοξεύθηκαν από το εσωτερικό ηλιακό σύστημα λόγω βαρυτικών αλληλεπιδράσεων με τους εξωτερικούς πλανήτες. Τα αντικείμενα του νέφους του Όορτ κινούνται πολύ αργά και μπορούν να διαταραχθούν από σπάνια γεγονότα, όπως συγκρούσεις, βαρυτικές επιδράσεις ενός διερχόμενου αστέρα ή τη γαλαξιακή παλίρροια, την παλιρροιακή δύναμη που ασκεί ο Γαλαξίας .

Όρια

Μεγάλο μέρος του Ηλιακού Συστήματος είναι ακόμα άγνωστο. Το βαρυτικό πεδίο του Ήλιου εκτιμάται ότι κυριαρχεί επί των βαρυτικών δυνάμεων των γύρω αστέρων σε απόσταση μέχρι περίπου δύο έτη φωτός (125.000 ΑΜ). Οι χαμηλότερες εκτιμήσεις για την ακτίνα του νέφους του Όορτ, αντίθετα, δεν το τοποθετούν πέρα από τις 50.000 ΑΜ. Παρά ανακαλύψεις όπως της Σέντνα, η περιοχή μεταξύ της ζώνης του Κάιπερ και του νέφους του Όορτ, μια περιοχή δεκάδων χιλιάδων ΑΜ σε ακτίνα, εξακολουθεί να είναι ουσιαστικά μη χαρτογραφημένη. Υπάρχουν επίσης εν εξελίξει μελέτες για την περιοχή μεταξύ Ερμή και Ήλιου. Αντικείμενα μπορεί ακόμη να ανακαλυφθούν στο μέλλον στις αχαρτογράφητες περιοχές του Ηλιακού Συστήματος.

Επί του παρόντος, τα πιο απομακρυσμένα αντικείμενα, όπως ο κομήτης Γουέστ, έχουν αφήλια περίπου 70.000 AU από τον Ήλιο, αλλά καθώς το νέφος του Όορτ γίνεται πιο γνωστό, αυτό μπορεί να αλλάξει.

Θέση στον γαλαξία

Πρότυπο:ImageframeΤο Ηλιακό Σύστημα βρίσκεται στον Γαλαξία, έναν σπειροειδή γαλαξία με διάμετρο περίπου 100.000 έτη φωτός που περιέχει περισσότερα από 100 δισεκατομμύρια αστέρια. Ο Ήλιος βρίσκεται σε έναν από τους εξωτερικούς σπειροειδείς βραχίονες του Γαλαξία μας, γνωστός ως βραχίονας του Ωρίωνα-Κύκνου. Ο Ήλιος βρίσκεται περίπου 26.660 έτη φωτός από το γαλαξιακό κέντρο, και η ταχύτητα περιφοράς του γύρω από το κέντρο του Γαλαξία μας είναι περίπου 247 km/s, έτσι ώστε να ολοκληρώνει μία περιστροφή κάθε 210 εκατομμύρια χρόνια. Αυτή η περιφορά είναι γνωστή ως το γαλαξιακό έτος του Ηλιακού Συστήματος. Η ηλιακή κορυφή, η κατεύθυνση της πορείας του Ήλιου μέσω του διαστρικού διαστήματος, βρίσκεται κοντά στον αστερισμό του Ηρακλή στην κατεύθυνση της τρέχουσας θέσης του φωτεινού αστέρα Βέγα. Το επίπεδο της εκλειπτικής βρίσκεται σε γωνία περίπου 60° ως προς το γαλαξιακό επίπεδο .

Η θέση του Ηλιακού Συστήματος στον Γαλαξία έχει επηρεάσει την εξελικτική ιστορία της ζωής στη Γη. Η τροχιά του είναι σχεδόν κυκλική και οι τροχιές κοντά στον Ήλιο έχουν περίπου την ίδια ταχύτητα με αυτήν των σπειροειδών βραχιόνων. Επομένως, ο Ήλιος περνά μέσα από τους βραχίονες πολύ σπάνια. Επειδή οι σπειροειδείς βραχίονες φιλοξενούν πολύ μεγαλύτερη συγκέντρωση σουπερνόβα, βαρυτικές αστάθειες και ακτινοβολία που θα μπορούσαν να διαταράξουν το Ηλιακό Σύστημα, αυτό έδωσε στη Γη μεγάλες περιόδους σταθερότητας για να εξελιχθεί η ζωή. Ωστόσο, η μεταβαλλόμενη θέση του Ηλιακού Συστήματος σε σχέση με άλλα μέρη του Γαλαξία μας θα μπορούσε να εξηγήσει τα περιοδικά γεγονότα εξαφάνισης στη Γη, σύμφωνα με την υπόθεση Σίβα ή σχετικές θεωρίες. Το Ηλιακό Σύστημα βρίσκεται πολύ έξω από το κατάμεστο από αστέρια γαλαξιακό κέντρο. Κοντά στο κέντρο, βαρυτικές έλξεις από κοντινά αστέρια θα μπορούσαν να διαταράξουν τα σώματα στο νέφος του Όορτ και να στείλουν πολλούς κομήτες στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα, προκαλώντας συγκρούσεις με δυνητικά καταστροφικές επιπτώσεις στη ζωή στη Γη. Η έντονη ακτινοβολία του γαλαξιακού κέντρου θα μπορούσε επίσης να επηρεάσει την ανάπτυξη σύνθετης ζωής. Ακόμη και με την τρέχουσα τοποθεσία του Ηλιακού Συστήματος, ορισμένοι επιστήμονες έχουν υποθέσει ότι οι πρόσφατοι υπερκαινοφανείς μπορεί να έχουν επηρεάσει αρνητικά τη ζωή τα τελευταία 35.000 χρόνια, εκτοξεύοντας κομμάτια αποβλημένου αστρικού πυρήνα προς τον Ήλιο, ως κόκκους ραδιενεργού σκόνης και μεγαλύτερα σώματα που μοιάζουν με κομήτες.

Ουράνια γειτονιά

Πέρα από την ηλιόσφαιρα βρίσκεται το διαστρικό μέσο, που αποτελείται από διάφορα σύννεφα αερίων. Το ηλιακό σύστημα κινείται προς το παρόν μέσω του τοπικού διαστρικού νέφους .

Το ηλιακό σύστημα περιβάλλεται από το τοπικό διαστρικό σύννεφο, αν και δεν είναι σαφές εάν είναι ενσωματωμένο στο τοπικό διαστρικό σύννεφο ή αν βρίσκεται στην περιοχή όπου το νέφος αλληλεπιδρά με το γειτονικό σύννεφο G. Και οι δύο χώροι είναι διαστρικά σύννεφα σε μια περιοχή γνωστή ως Τοπική Φυσαλίδα, πλάτους 300 ετών φωτός.

Εντός δέκα ετών φωτός από τον Ήλιο υπάρχουν σχετικά λίγα αστέρια. Το πλησιέστερο είναι το τριπλό σύστημα Άλφα Κενταύρου, το οποίο βρίσκεται περίπου 4,4 έτη φωτός μακριά και στο σύννεφο G. Οι Άλφα Κενταύρου Α και Β είναι ένα κοντινό ζεύγος αστεριών που μοιάζουν με τον Ήλιο, ενώ το πλησιέστερο στη Γη, ο μικρός κόκκινος νάνος Εγγύτατος Κενταύρου, περιστρέφεται γύρω από το ζεύγος σε απόσταση 0,2 έτους φωτός. Το 2016, ένας δυνητικά κατοικήσιμος εξωπλανήτης επιβεβαιώθηκε ότι βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον Εγγύτατο Κενταύρου, που ονομάζεται Εγγύτατος Κενταύρου b, ο πλησιέστερος επιβεβαιωμένος εξωπλανήτης στον Ήλιο. Τα επόμενα πιο κοντινά αστέρια και ορφανοί πλανήτες στον Ήλιο είναι ο κόκκινος νάνος αστέρας του Μπάρναρντ (στα 5,9 εφ), οι πλησιέστεροι καφέ νάνοι του δυαδικού συστήματος Λούμαν 16 (6.6 ly), το πιο κοντινό γνωστό ορφανό ή ελεύθερα κινούμενο αντικείμενο πλανητικής μάζας με λιγότερο από 10 μάζες Δία, ο υποκαφέ νάνος WISE 0855−0714, (7 εφ), καθώς και οι κόκκινοι νάνοι Βολφ 359 (7.8 εφ) και Λαλάντ 21185 (8.3 εφ).

Το επόμενο πλησιέστερο, στα 8,6 εφ, είναι ο Σείριος, το λαμπρότερο αστέρι στον νυχτερινό ουρανό της Γης, με περίπου διπλάσια μάζα από τον Ήλιο, σε τροχιά από τον πλησιέστερο λευκό νάνο στη Γη, τον Σείριο Β. Άλλα συστήματα εντός δέκα ετών φωτός είναι το δυαδικό σύστημα ερυθρών νάνων Luyten 726-8 ( 8.7 εφ) και ο μοναχικός κόκκινος νάνος Ρος 154 (9,7 εφ). Το πλησιέστερο μοναχικό αστέρι στο Ηλιακό Σύστημα που μοιάζει με τον Ήλιο είναι το Ταυ Κήτους στα 11,9 έτη φωτός. Έχει περίπου το 80% της μάζας του Ήλιου αλλά μόνο το 60% της φωτεινότητάς του.

Χάρτης απόστασης και γωνίας των πλησιέστερων αστέρων και (υπο) καφέ νάνων εντός 12 ετών φωτός από το Ηλιακό Σύστημα ( Sol ).

Η πλησιέστερη και ορατή χωρίς βοήθεια ομάδα αστεριών πέρα από την άμεση ουράνια γειτονιά είναι η Κινούμενη Ομάδα της Μεγάλης Άρκου σε απόσταση περίπου 80 έτη φωτός, η οποία βρίσκεται εντός της Τοπικής Φυσαλίδας, όπως το πλησιέστερο και ορατό χωρίς βοήθεια σμήνος αστεριών είναι οι Υάδες, που βρίσκονται στην άκρη της. Η Τοπική Φυσαλίδα είναι μια κοιλότητα σε σχήμα κλεψύδρας ή υπερφυσαλίδα στο διαστρικό μέσο με διάμετρο περίπου 300 έτη φωτός. Η φυσαλίδα είναι γεμάτη με πλάσμα υψηλής θερμοκρασίας, κάτι που υποδηλώνει ότι είναι το προϊόν αρκετών πρόσφατων υπερκαινοφανών. Η Τοπική Φυσαλίδα είναι μια μικρή υπερφυσαλίδα σε σύγκριση με τη γειτονική ευρύτερη ζώνη Γκουλντ και το κύμα Ράντκλιφ, έκαστη με χιλιάδες έτη φωτός μήκος, τα οποία αποτελούν μέρος του βραχίονα του Ωρίωνα, που περιέχει τα περισσότερα ορατά αστέρια, του Γαλαξία μας . Οι πλησιέστερες περιοχές σχηματισμού αστεριών είναι το σύμπλεγμα σύννεφων Ρο Οφιούχου και το Μοριακό Νέφος του Ταύρου, το τελευταίο ευρισκόμενο ακριβώς πέρα από την Τοπική Φυσαλίδα και είναι μέρος του κύματος Ράντκλιφ. Τα ορατά αντικείμενα χωρίς βοήθεια σε αυτές τις περιοχές χιλίων ετών φωτός προς το Γαλαξιακό Κέντρο, 26 χιλιάδες έτη φωτός μακριά, είναι αντικείμενα όπως η Σάουλα και προς τα έξω στο γαλαξιακό επίπεδο, όπως ο Ελ Ναθ.

Σύγκριση με εξωηλιακά συστήματα

Σε σύγκριση με πολλά άλλα πλανητικά συστήματα, το Ηλιακό Σύστημα ξεχωρίζει από έλλειψη πλανητών στο εσωτερικό της τροχιάς του Ερμή. Το γνωστό ηλιακό σύστημα στερείται επίσης υπεργαίας (ο Πλανήτης Εννέα θα μπορούσε να είναι μια υπεργαία πέρα από το γνωστό Ηλιακό Σύστημα). Σπάνια, έχει μόνο μικρούς βραχώδεις πλανήτες και μεγάλους γίγαντες αερίου. Αλλού είναι τυπικοί πλανήτες μεσαίου μεγέθους - τόσο βραχώδεις όσο και αέριοι - οπότε δεν υπάρχει "κενό" όπως φαίνεται μεταξύ του μεγέθους της Γης και του Ποσειδώνα (με ακτίνα 3,8 φορές μεγαλύτερη). Επίσης, αυτές οι υπεργαίες έχουν πιο κοντινές τροχιές από τον Ερμή. Αυτό οδήγησε στην υπόθεση ότι όλα τα πλανητικά συστήματα ξεκινούν με πολλούς κοντινούς πλανήτες και ότι τυπικά μια ακολουθία των συγκρούσεών τους προκαλεί ενοποίηση μάζας σε λίγους μεγαλύτερους πλανήτες, αλλά στην περίπτωση του Ηλιακού Συστήματος οι συγκρούσεις προκάλεσαν την καταστροφή και την εκτόξευσή τους.

Οι τροχιές των πλανητών του Ηλιακού Συστήματος είναι σχεδόν κυκλικές. Σε σύγκριση με άλλα συστήματα, έχουν μικρότερη τροχιακή εκκεντρικότητα . Αν και υπάρχουν προσπάθειες να εξηγηθεί εν μέρει με μια προκατάληψη στη μέθοδο ανίχνευσης ακτινικής ταχύτητας και εν μέρει με μακρές αλληλεπιδράσεις ενός αρκετά υψηλού αριθμού πλανητών, τα ακριβή αίτια παραμένουν απροσδιόριστα.