Zonnestelsel

Samenstelling van het zonnestelsel

De Zon, die in het centrum van het zonnestelsel staat en door haar zwaartekracht de beweging van alle andere hemellichamen beïnvloedt, bevat meer dan 99 procent van de massa van het stelsel. De planeten, in volgorde van hun afstand tot de Zon, zijn Mercurius, Venus, Aarde, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Vier planeten – Jupiter tot en met Neptunus – hebben ringen, en alle planeten behalve Mercurius en Venus hebben één of meer manen. Pluto stond officieel op de lijst van planeten sinds hij in 1930 werd ontdekt in een baan voorbij Neptunus, maar in 1992 werd een ijzig object ontdekt dat nog verder van de Zon stond dan Pluto. Vele andere van dergelijke ontdekkingen volgden, waaronder een object met de naam Eris dat minstens zo groot als Pluto lijkt te zijn. Het werd duidelijk dat Pluto gewoon een van de grotere leden was van deze nieuwe groep objecten, die gezamenlijk bekend staat als de Kuipergordel. Daarom heeft de Internationale Astronomische Unie (IAU), de organisatie die door de wetenschappelijke gemeenschap is belast met het classificeren van astronomische objecten, in augustus 2006 gestemd om de planetaire status van Pluto in te trekken en hem onder te brengen in een nieuwe classificatie die dwergplaneet wordt genoemd. Voor een bespreking van die actie en van de door de IAU goedgekeurde definitie van planeet, zie planeet.

Elk natuurlijk object in het zonnestelsel dat niet de zon, een planeet, een dwergplaneet of een maan is, wordt een klein hemellichaam genoemd; hiertoe behoren asteroïden, meteoroïden en kometen. De meeste van de honderdduizenden asteroïden, of kleine planeten, draaien tussen Mars en Jupiter in een bijna vlakke ring die de asteroïdengordel wordt genoemd. De ontelbare fragmenten van asteroïden en andere kleine stukken vaste stof (kleiner dan enkele tientallen meters) die de interplanetaire ruimte bevolken, worden vaak meteoroïden genoemd om ze te onderscheiden van de grotere asteroïden.

De miljarden kometen in het zonnestelsel bevinden zich voornamelijk in twee verschillende reservoirs. Het reservoir op grotere afstand, de Oortwolk, is een bolvormige schil die het zonnestelsel omgeeft op een afstand van ongeveer 50.000 astronomische eenheden (AE) – meer dan 1.000 keer de afstand van de baan van Pluto. Het andere reservoir, de Kuipergordel, is een dikke schijfvormige zone waarvan de belangrijkste concentratie zich uitstrekt over 30-50 AE van de Zon, voorbij de baan van Neptunus maar inclusief een deel van de baan van Pluto. (Een astronomische eenheid is de gemiddelde afstand van de aarde tot de zon – ongeveer 150 miljoen km). Net zoals asteroïden kunnen worden beschouwd als rotsachtig puin dat is overgebleven na de vorming van de binnenplaneten, kunnen Pluto, zijn maan Charon, Eris en de ontelbare andere Kuipergordelobjecten worden gezien als overgebleven vertegenwoordigers van de ijzige lichamen die zijn samengesmolten om de kernen van Neptunus en Uranus te vormen. Als zodanig kunnen Pluto en Charon ook worden beschouwd als zeer grote komeetkernen. De Centaur-objecten, een groep komeetkernen met diameters tot 200 km, draaien rond de Zon tussen Jupiter en Neptunus, waarschijnlijk nadat ze gravitationeel naar binnen zijn geduwd vanuit de Kuipergordel. Het interplanetaire medium – een uiterst ijl plasma (geïoniseerd gas) doorspekt met concentraties stofdeeltjes – strekt zich uit van de Zon tot ongeveer 123 AE.

Banen

Alle planeten en dwergplaneten, de rotsachtige asteroïden, en de ijzige hemellichamen in de Kuipergordel bewegen rond de Zon in elliptische banen in dezelfde richting als de Zon draait. Deze beweging wordt prograde, of directe, beweging genoemd. Als je vanaf een uitkijkpunt boven de noordpool van de aarde op het systeem neerkijkt, zie je dat al deze baanbewegingen tegen de wijzers van de klok in gaan. In schril contrast hiermee staan de komeetkernen in de Oortwolk in banen met willekeurige richtingen, die overeenkomen met hun bolvormige verdeling rond het vlak van de planeten.

De vorm van de baan van een object wordt gedefinieerd in termen van zijn excentriciteit. Voor een perfect cirkelvormige baan is de excentriciteit 0; met toenemende verlenging van de baanvorm neemt de excentriciteit toe tot een waarde van 1, de excentriciteit van een parabool. Van de acht grote planeten hebben Venus en Neptunus de meest cirkelvormige banen rond de Zon, met excentriciteiten van respectievelijk 0,007 en 0,009. Mercurius, de dichtstbijzijnde planeet, heeft met 0,21 de hoogste excentriciteit; de dwergplaneet Pluto is met 0,25 nog excentrischer. Een ander kenmerk van de baan van een object rond de Zon is zijn inclinatie, de hoek die het maakt met het baanvlak van de Aarde – het eclipticavlak. Van de planeten heeft Mercurius de grootste inclinatie, met een hoek van 7° ten opzichte van de ecliptica; de baan van Pluto daarentegen heeft een veel steilere inclinatie, met 17,1°. De banen van de kleine hemellichamen hebben over het algemeen zowel hogere excentriciteiten als hogere inclinaties dan die van de planeten. Sommige kometen uit de Oortwolk hebben een inclinatie groter dan 90°; hun beweging rond de Zon is dus tegengesteld aan die van de draaiing van de Zon, of retrograde.