3. Aurinkokuntamme

Täh­ti­tie­tei­li­jöi­den mu­kaan maa­il­man­kaik­keus sai al­kun­sa alku­rä­jäh­dyk­ses­sä noin 14 mil­jar­dia eli 14 000 mil­joo­naa vuot­ta
sit­ten.

Au­rin­ko­kun­tam­me syn­tyi noin 4,6 mil­jar­dia vuot­ta sit­ten, kun eräs pöly- ja kaa­su­pil­vi al­koi tii­vis­tyä Lin­nun­rata-ni­mi­ses­sä täh­ti­jär­jes­tel­mäs­sä eli ga­lak­sis­sa.

Hiuk­ka­set ka­saan­tui­vat vä­hi­tel­len pai­no­voi­man vai­ku­tuk­ses­ta suu­rem­mik­si kap­pa­leik­si: niis­tä syn­tyi­vät Au­rin­ko, pla­nee­tat ja kuut. Au­rin­gon veto­voi­man seu­rauk­se­na pie­nem­mät tai­vaan­kap­pa­leet jäi­vät kier­tä­mään sitä. Au­rin­ko­kun­ta oli syn­ty­nyt.

Aurinko

Au­rin­ko on kes­ki­ko­koi­nen täh­ti ja sen kal­tai­sia mui­ta täh­tiä tun­ne­taan lu­ke­mat­to­mia. Lä­hes koko au­rin­ko­kun­nan mas­sa on Au­rin­gos­sa, vaik­ka Au­rin­ko koos­tuu vain pää­osin ke­vyis­tä kaa­suis­ta, ve­dys­tä ja he­liu­mis­ta. Au­rin­gon si­sin­tä osaa kut­su­taan yti­mek­si ja sen nä­ky­vää ulko­pin­taa foto­sfää­rik­si. Foto­sfää­ris­tä voi erot­taa mag­neet­ti­ken­tän vaih­te­luis­ta joh­tu­via vä­hem­män kuu­mia koh­tia, au­rin­gon­pilk­ku­ja sekä suu­ria kaa­su­roi­hu­ja, protuberansseja. Au­rin­gon­pi­men­nyk­sen ai­ka­na, kun Au­rin­ko on Maas­ta kat­sot­tu­na Kuun ta­ka­na, voi­daan suo­dat­ti­men läpi kat­so­mal­la näh­dä Au­rin­gon si­sem­pi kaa­su­ren­gas (ni­mel­tään kromosfääri) ja ulom­pi kaa­su­kehä (ko­ro­na).

Au­rin­gon yti­mes­sä, mil­joo­nien as­tei­den kuu­muu­des­sa, ta­pah­tuu vety­a­to­mien yh­dis­ty­mis­tä eli fuu­si­o­re­ak­ti­oi­ta. Re­ak­ti­os­sa syn­tyy he­liu­mia sekä va­pau­tuu val­ta­vas­ti ener­gi­aa. Ener­gia siir­tyy sä­tei­le­mäl­lä ja vir­taa­mal­la Au­rin­gon yti­mes­tä sen pin­taan. Tä­män voi ha­vai­ta Au­rin­gon ulko­ker­rok­sen eli foto­sfää­rin kup­li­va­na pin­ta­na. Foto­sfää­ris­tä ener­gia siir­tyy sä­tei­ly­nä ava­ruu­teen, muun mu­as­sa Maa­han saak­ka.

Auringosta vapautuva säteily

Sä­tei­lyä on kah­ta tyyp­piä: säh­kö­mag­neet­tis­ta sä­tei­lyä ja hiuk­kas­sä­tei­lyä. Säh­kö­mag­neet­ti­nen sä­tei­ly eli -aal­to­lii­ke voi­daan ja­kaa aal­lon­pi­tuu­den mu­kaan seu­raa­viin osa-alu­ei­siin: erit­täin ly­hyt­aal­toi­set ja run­sas­e­ner­gi­set gam­ma- ja rönt­gen­sä­tei­ly, ult­ra­vi­o­let­ti­sä­tei­ly, nä­ky­vä valo, inf­ra­puna- eli läm­pö­sä­tei­ly ja hy­vin pit­kä­aal­toi­set mik­ro- ja ra­di­o­aal­lot.

Au­rin­gos­ta va­pau­tuu ava­ruu­teen gam­ma­sä­tei­lyä lu­kuun ot­ta­mat­ta kaik­kia aal­lon­pi­tuuk­sia, mut­ta eni­ten ult­ra­vi­o­let­ti­sä­tei­lyä, nä­ky­vää va­loa ja läm­pö- eli inf­ra­puna­sä­tei­lyä. Maan pin­nan saa­vut­taa vain osa täs­tä sä­tei­lys­tä, sil­lä ilma­kehä suo­dat­taa val­ta­osan ly­hyt­aal­toi­ses­ta sä­tei­lys­tä.

Au­rin­ko­tuu­li on Au­rin­gos­ta va­pau­tu­vaa hiuk­kas­sä­tei­lyä, elekt­ro­ne­ja ja pro­to­ne­ja. Maan mag­ne­to­sfää­ri suo­jaa maa­pal­loa au­rin­ko­tuu­lel­ta.

Auringon sammuminen

On ar­vi­oi­tu, että Au­rin­gon vety­va­ras­tos­ta puo­let on ku­lu­nut fuu­si­o­re­ak­ti­ois­sa. Näin ol­len Au­rin­gol­la oli­si ”elin­ikää” jäl­jel­lä vie­lä toi­set vii­si mil­jar­dia vuot­ta. Kui­ten­kin jo sitä en­nen Au­rin­gon ra­ken­ne muut­tuu.

Noin mil­jar­din vuo­den ku­lut­tua Au­rin­ko kuu­me­nee ja laa­je­nee pu­nai­sek­si jät­ti­läi­sek­si. Tä­män jäl­keen Au­rin­gos­ta jää jäl­jel­le vain yti­mes­tä tii­vis­ty­nyt, Maan ko­koi­nen val­koi­nen kää­pi­ö­täh­ti. Se jääh­tyy vä­hi­tel­len ja ka­to­aa nä­ky­vis­tä mus­ta­na kää­pi­ö­täh­te­nä.

Planeetat

Au­rin­ko­kun­taan kuu­lu­vat Au­rin­ko (täh­ti), sitä kier­tä­vät pla­nee­tat (ku­ten Maa ja Ju­pi­ter) ja nii­den kuut, pla­neet­to­ja pie­nem­mät kää­pi­ö­pla­nee­tat ja vie­lä nii­tä­kin pie­nem­mät as­te­roi­dit. Näi­den tai­vaan­kap­pa­lei­den vä­lis­sä on kaa­sua ja pö­lyä.

Au­rin­koa kier­tää yh­dek­sän pla­neet­taa. Mer­ku­rius, Ve­nus, Maa ja Mars ovat pie­niä, tii­vii­tä ja kivi­pin­tai­sia. Nii­tä kut­su­taan sisä­pla­nee­toik­si. Ulko­pla­nee­tat Ju­pi­ter, Sa­tur­nus, Ura­nus ja Nep­tu­nus ovat nes­te­pin­tai­sia, suu­ria pla­neet­to­ja. Kos­ka ne kier­tä­vät Au­rin­koa kau­kai­sil­la kier­to­ra­doil­la, nii­tä kut­su­taan ulko­pla­nee­toik­si.

Pie­nim­mäl­lä pla­nee­toil­la, Mer­ku­riuk­sel­la ja Ve­nuk­sel­la, ei ole lain­kaan omia kier­to­lai­sia eli kui­ta. Maa­ta kier­tää yksi kuu ja Mar­sia kak­si. Ulko­pla­nee­toil­la on 10-20 kuu­ta. Maa­ta kier­tä­vä Kuu on hal­kai­si­jal­taan noin nel­jäs­osa Maas­ta. Kuun kier­to­aika Maan ym­pä­ri on 29,5 vuo­ro­kaut­ta.

Asteroidit, meteoroidit ja pyrstötähdet

Var­si­nais­ten pla­neet­to­jen li­säk­si Au­rin­koa kier­tää isom­pia ja pie­nem­piä tai­vaan­kap­pa­lei­ta. Kää­pi­ö­pla­nee­tak­si kut­su­taan pla­neet­taa pie­nem­pää lä­hes pal­lon­muo­tois­ta tai­vaan­kap­pa­let­ta. Plu­to on kää­pi­ö­pla­neet­ta, joka vie­lä kym­me­nen vuot­ta sit­ten luo­ki­tel­tiin var­si­nai­sek­si pla­nee­tak­si.

As­te­roi­dit ovat epä­sään­nöl­li­sen muo­toi­sia, kää­pi­ö­pla­neet­to­ja pie­nem­piä tai­vaan­kap­pa­lei­ta. As­te­roi­de­ja kier­tää Au­rin­koa muun mu­as­sa Maan ja Ju­pi­te­rin vä­li­sel­lä alu­eel­la, as­te­roi­di­vyö­hyk­keel­lä. As­te­roi­de­ja on löy­det­ty yli 200 000.

Me­te­o­roi­di on kää­pi­ö­pla­neet­taa ja as­te­roi­di­a­kin pie­nem­pi tai­vaan­kap­pa­le. Me­te­o­roi­di voi olla läpi­mi­tal­taan muu­ta­mia sent­ti­met­re­jä tai sa­to­ja met­re­jä­kin. Jos me­te­o­roi­di ajau­tuu Maan ilma­ke­hään, sitä kut­su­taan me­te­o­rik­si eli täh­den­len­nok­si. Jos se pää­tyy Maan pin­nal­le, sitä kut­su­taan me­te­o­rii­tik­si. Me­te­o­riit­tien syök­sy­mi­nen maa­han on syn­nyt­tä­nyt mo­nia me­te­o­riit­ti­kraat­te­rei­ta.

Pyrs­tö­täh­ti eli ko­meet­ta on muu­ta­man kilo­met­rin läpi­mit­tai­nen jää-, pöly- ja sora­pal­lo, joka kier­tää Au­rin­koa erit­täin soi­ke­al­la ja pit­käl­lä kier­to­ra­dal­la.

Auringon termejä

Au­rin­gon­pilk­ku on Au­rin­gon pin­ta­o­sis­sa (foto­sfää­ris­sä) erot­tu­va tum­ma koh­ta, jon­ka läm­pö­tila on muu­ta pin­ta­osaa al­hai­sem­pi. Au­rin­gon­pil­kun hal­kai­si­ja on yleen­sä tu­han­sia kilo­met­re­jä. Au­rin­gon­pilk­ku­jen run­saus vaih­te­lee noin kym­me­nen vuo­den jak­sois­sa. Au­rin­gon­pilk­ku­jen suu­ri mää­rä liit­tyy Au­rin­gon toi­min­nan ak­tii­vi­suu­teen. Tä­ten niil­lä on myös yh­teyt­tä maa­pal­lon
olo­suh­tei­siin.

Au­rin­ko­tuu­li on Au­rin­gos­ta pe­räi­sin ole­vaa hiuk­kas­sä­tei­lyä. Au­rin­ko­tuu­li on plas­maa. Plas­ma on ai­neen olo­muo­to, jos­sa ato­mit ovat me­net­tä­neet elekt­ro­ne­ja: plas­man aine on elekt­ro­ne­ja ja po­si­tii­vi­ses­ti va­rau­tu­nei­ta io­ne­ja. Au­rin­gos­ta pe­räi­sin ole­va plas­ma syn­nyt­tää ilma­ke­hän ulko-osis­sa re­von­tu­lia.

Protuberanssi on Au­rin­gon suu­ri plas­ma­pur­kaus, joka ulot­tuu sa­to­jen tu­han­sien kilo­met­rien pää­hän Au­rin­gos­ta.

Roi­hu on Au­rin­gon rä­jäh­dys­mäi­sen no­pea, pai­kal­li­nen pur­kaus. Se il­me­nee Maas­sa ra­di­o­lii­ken­ne­häi­ri­öi­nä sekä syn­nyt­tää re­von­tu­lia. Sy­no­nyy­mi roi­hu­pur­kaus, flare.

Maailmankaikkeuden termejä

Su­per­nova on suu­ren täh­den lop­pu­vai­he, jos­sa täh­ti rä­jäh­tää.

Kos­mi­nen taus­ta­sä­tei­ly eli kol­men kel­vi­nin sä­tei­ly on ava­ruu­des­ta tu­le­vaa mik­ro­aal­to­sä­tei­lyä. Kol­men kel­vi­nin sä­tei­ly viit­taa sii­hen että sä­tei­lyn läm­pö­tila on kol­me as­tet­ta yli ab­so­luut­ti­sen nol­la­pis­teen eli -234 cel­sius­as­tet­ta. Ava­ruu­den läm­pö­tila on myös kol­me kel­vi­niä.

Mus­ta auk­ko on ää­ret­tö­män ti­heä ai­neen kes­kit­ty­mä. Se ei hei­jas­ta lain­kaan va­loa, vaan se voi­daan ha­vai­ta vain sen vai­ku­tuk­ses­ta ym­pä­ris­töön­sä (esi­mer­kik­si täh­ti voi kier­tää mus­taa auk­koa).

Pu­nai­nen jät­ti­läi­nen, val­koi­nen kää­piö ja mus­ta kää­piö ovat täh­tien vii­mei­siä vai­hei­ta, kun täh­den polt­to­aine (vety) vä­he­nee ja lo­pul­ta lop­puu.

Kuva 3.1. Ga­lak­si eli täh­ti­jär­jes­tel­mä.

Kuva 3.2. Au­rin­gon ra­ken­ne.

Kuva 3.3. Au­rin­gon säh­kö­mag­neet­ti­nen sä­tei­ly.

Kuva 3.4. Au­rin­ko on nyt elin­kaa­ren­sa puo­li­vä­lis­sä.

Kuva 3.5. Au­rin­ko­kun­nan pla­nee­tat.

Kuva 3.6. Vä­he­ne­vä Kuu.

Kuva 3.7.  Kas­va­va Kuu.

Kuva 3.8 Su­per­kuu-il­miö syn­tyy, kun Kuu sat­tuu kier­to­ra­dal­laan lä­him­mäk­si Maa­ta juu­ri täy­den­kuun ai­kaan. Täl­löin se on eri­tyi­sen näyt­tä­vän nä­köi­nen kirk­kau­ten­sa ja ko­kon­sa ta­kia. Näin ta­pah­tui mm. ju­han­nuk­se­na 2013.

Kuva 3.9. Au­rin­gon pin­nal­ta voi erot­taa protuberansseja (plas­ma­pur­kaus) ja roi­hu­ja.