Aurinkokunta
Aurinkokunnan muodostavat Aurinko ja kaikki sitä kiertävät taivaankappaleet: kahdeksan planeettaa, kääpiöplaneetat, asteroidit, komeetat sekä kuut. Aurinkokunta on sikäli helpoin avaruuden osa tutkittavaksi, että sen kohteisiin voidaan lähettää luotaimia tekemään mittauksia paikalla.
Aurinkokunnan monenlaiset maailmat tarjoavat laajan valikoiman olosuhteita, joissa voimme testata fysiikan lainalaisuuksien ymmärtämystämme. Aurinkokunnan tutkimusta motivoivat uteliaisuus ja löytöretkeilyn hurma, mutta tärkeää on myös, että sen avulla opimme uutta omasta maailmastamme ja itsestämme: vertailu muihin planeettoihin tukee maapallon ominaisuuksien tutkimusta, ja alkeellisenkin elämän löytyminen Maan ulkopuolelta antaisi aiheen arvioida uudelleen maailmankuvaamme.
Planeetat
Aurinkokuntaamme kuuluu kahdeksan Aurinkoa kiertävää planeettaa. Ne ovat Auringosta lukien: Merkurius, Venus, Maa, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptunus. (Lisäksi Pluto katsottiin uloimmaksi planeetaksi vuoteen 2006 asti, mutta nykyään se on määritelty kääpiöplaneetaksi.) Aurinkokunnassa käytetään yleisesti etäisyyden yksikkönä astronomista yksikköä (AU), joka on maapallon keskietäisyys Auringosta eli noin 150 miljoonaa kilometriä.
Aurinkokunnan planeetat jakautuvat kahteen pääluokkaan: maankaltaisiin kiviplaneettoihin ja kaasu- eli jättiläisplaneettoihin. Jättiläisplaneetat sijaitsevat uloimmilla kiertoradoilla yli 5 AU:n etäisyydellä Auringosta. Niistä Saturnus ja Jupiter ovat pääosin vetyä ja heliumia, Uranuksessa ja Neptunuksessa on runsaammin mm. vettä ja metaania. Kaikilla neljällä on kiviydin. Nimityksestään huolimatta kaasuplaneetat ovat sisäosissaan vallitsevan suuren paineen vuoksi pääosin nestettä. Kaasumaista aine on vain muutaman sadan tai tuhannen kilometrin paksuisessa kaasukehässä. Jättiläisplaneettojen näkyvän ”pinnan” muodostavat niiden kaasukehän yläosan pilvet.
Maankaltaiset planeetat ovat puolestaan kiinteästä aineesta muodostuneita, ja ne sijaitsevat Aurinkokunnan sisäosassa alle 1,5 AU:n etäisyydellä Auringosta. Niistä pienin on Merkurius ja suurin Maa, joskin Venus on lähes Maan kokoinen. Kaikilla kiviplaneetoilla on raudasta ja nikkelistä koostuva metalliydin ja sen päällä erilaisista piin yhdisteistä eli kiviaineksesta koostuva vaippa. Vaipan päällä on kiinteä kuori ja sen päällä kaasukehä. Myös jättiläisplaneettoja kiertävät kuut koostuvat kiinteästä aineesta, kuten kivestä tai jäästä.
Planeettojen kaasukehät ja magnetismi
Kiertoratojensa ja kokonsa lisäksi planeetat eroavat toisistaan suuresti kaasukehän koostumuksessa. Kiviplaneettojen kaasukehät vaihtelevat Merkuriuksen lähes olemattomasta eksosfääristä Marsin ohueen hiilidioksidipitoiseen kaasukehään, Maan happirikkaaseen ilmakehään ja aina Venuksen paksuun ja kuumaan hiilidioksidikaasukehään asti. Kuista ainoastaan Saturnuksen Titanilla on merkittävä kaasukehä. Jättiläisplaneettojen kaasukehät koostuvat pääosin kevyistä alkuainesta, kuten vedystä ja heliumista.
Planeettojen ominaisuuksien vertailu valaisee maapallonkin olosuhteet määräävien fysikaalisten ilmiöiden toimintaa. Esimerkiksi kasvihuoneilmiö on voimakkain Venuksessa, jonka paksu 96-prosenttisesti hiilidioksidista koostuva kaasukehä nostaa planeetan pintalämpötilaa noin 550 astetta. Marsin kaasukehä on pääasiassa hiilidioksidia kuten Venuksenkin, mutta niin ohut, että saa aikaan vain muutaman asteen kasvihuoneilmiön. Maassa kasvihuoneilmiötä aiheuttavat vesihöyry ja hiilidioksidi, ja niiden yhteisvaikutus keskilämpötilaan on noin 32 astetta. Vesihöyry on Maan erikoisuus: muiden kiviplaneettojen kaasukehissä sitä ei ole merkittäviä määriä.
Planeettojen erilaisuus aurinkokunnassa on merkittävä asia, koska ne ovat syntyneet oletettavasti samanlaisissa olosuhteissa. Erot planeettojen ja niiden kaasukehien koostumuksessa ovat syntyneet aurinkokunnan kehityksen aikana.
Yksi merkittävä ero planeettojen ominaisuuksissa on magnetismi. Kaikilla kaasuplaneetoilla on voimakkaat sisäiset magneettikentät, jotka muistuttavat sauvamagneettia. Sen sijaan kiviplaneetoista ainoastaan Maalla on voimakas sisäsyntyinen magneettikenttä. Merkuriuksella on maapalloon verrattuna heikko, mutta merkittävä magneettikenttä. Venus on nykytiedon mukaan sisäisesti kokonaan magnetoitumaton. Marsilla ei myöskään ole globaalia sisäsyntyistä magneettikenttää, mutta sen pinnalla on paikallisia magneettisia alueita, jotka ovat jäännöstä aikaisemmasta koko planeetan kattaneesta magneettikentästä. Planeetan sisäinen magneettikenttä tai sen puuttuminen ja ilmakehän koostumus määrittelevät, miten Aurinko vaikuttaa aurinkotuulen kautta planeettaan ja sen kaasukehään.
Muut aurinkokunnan kappaleet
Kääpiöplaneetoiksi kutsutaan niitä Aurinkoa kiertäviä kappaleita, jotka ovat riittävän isoja muotoutumaan likimain pallomaisiksi oman painonsa vetämänä, mutta eivät riittävän massiivisia hallitsemaan painovoimallaan koko kiertoratansa ympäristöä. Niitä ovat mm. Marsin ja Jupiterin välissä kiertävä Ceres, sekä ennen planeetaksi laskettu Pluto. Neptunuksen radan ulkopuolella on useita muitakin kääpiöplaneettoja, ja niitä löydettäneen tulevaisuudessa lisää.
Asteroideja eli pikkuplaneettoja (joita ei pidä sekoittaa kääpiöplaneettoihin) on eniten Marsin ja Jupiterin kiertoratojen välisellä asteroidivyöhykkeellä, mutta niitä esiintyy kaikkialla muuallakin aurinkokunnassa. Ne ovat tyypillisesti epäsäännöllisen muotoisia ja kiertävät usein soikeammilla tai radoilla kuin planeetat. Planeetat voivat häiritä niiden kulkua vetovoimallaan, ja toisinaan näitä häiriintyneitä asteroideja törmää planeettoihin. Maan historiassa asteroidin törmäykset lienevät aiheuttaneet mm. lajien sukupuuttoaaltoja.
Komeetoiksi eli pyrstötähdiksi kutsutaan aurinkokunnan ulko-osista tulevia kappaleita, jotka tyypillisesti sisältävät kiviaineksen lisäksi runsaasti jäätä. Aurinkoa lähestyessään ne lämpiävät ja niistä irtoaa kaasua ja pölyä, joka muodostaa niiden ympärille ohuen hunnun. Auringon säteilypaine ja aurinkotuuli puhaltavat tämän hunnun näyttäväksi pyrstöksi. Komeetat ovat mielenkiintoisia aurinkokunnan syntyhistorian tutkimuksen kannalta, sillä niiden arvellaan pysyneen jokseenkin muuttumattomina niistä ajoista asti, kun planeetat ja muut kappaleet tiivistyivät alku-Aurinkoa ympäröineestä kaasu- ja pölykiekosta.
Kuita ovat koosta ja muodosta riippumatta kaikki kappaleet, jotka kiertävät jotakin toista Aurinkoa kiertävää kappaletta. Kuita on Merkuriusta ja Venusta lukuun ottamatta kaikilla planeetoilla, mutta myös joillakin kääpiöplaneetoilla ja asteroideilla. Aurinkokunnan suurin kuu on Jupiterin Ganymedes. Toiseksi suurin, Saturnuksen Titan, on erityisen kiinnostava paksun kaasukehänsä ansiosta. Maan Kuu on kokojärjestyksessä viidentenä; edelle menevät vielä Jupiterin Kallisto ja Io.
