Saulės sistemos tyrimai ir atradimai istorinės mokslinės žinios apie Saulės sistemą ir jos kūnus 1543 m paskelbta M Kope

Saulės sistemos tyrimai ir atradimai − istorinės mokslinės žinios apie Saulės sistemą ir jos kūnus.

1543 m. paskelbta M. Koperniko heliocentrinė teorija

Istorija

Nuo senovės iki XVII a.

Nuo senovės žmonėms buvo žinomi plika akimi matomi dangaus kūnai: Saulė, Mėnulis ir penkios planetos (Merkurijus, Venera, Marsas, Jupiteris ir Saturnas). Pirmieji nusakyti Saulės sistemos kūnų judėjimą matematiniais skaičiavimais I tūkst. pr. m. e. bandė babiloniečiai. Tai babiloniečių žyniams buvo reikalinga dėl religinių priežasčių ir II a. pr. m. e. jie pasiekė gana tikslaus numatymo: jų apskaičiuota žvaigždinių metų trukmė skyrėsi tik 6 minutėmis nuo tikrosios vertės, Jupiterio žvaigždiniai metai ir sinodinis periodas apskaičiuoti 0,01 % nukrypimu nuo tikrųjų verčių. Pitagoro (apie 550−500 m. pr. m. e.) mokiniai, manoma, pirmieji pradėjo tikėti Žemę esant sfera ir kad planetos sukasi atskiromis orbitomis, pasvirusiomis į dangaus pusiaują. Pitagoriečiai tikėjo, kad Žemė nesisuka ir yra apsupta skirtingais greičiais besisukančių krištolinių sferų, ant kurių laikosi Saulė, Mėnulis ir kitos planetos. (V a. pr. m. e.) pirmasis iškėlė mintį, kad Žemė sukasi aplink savo ašį ir yra visatos centre. (IV a. pr. m. e.) iškėlė mintį, kad Merkurijus ir Venera sukasi aplink Saulę, kuri savo ruožtu sukasi aplink Žemę. Aristarchas (III a. pr. m. e.) pasiūlė heliocentrinį modelį, pagal kurį Saulė yra visatos centre, o planetos sukasi aplink ją tuo eiliškumu, kuris žinomas dabar. Aristarchas pirmasis apytiksliai teisingai įvertino atstumą tarp Žemės ir Mėnulio, nors vertindamas Žemės−Saulės atstumą labai suklydo.

Platonas (apie 427−347 m. pr. m. e.) buvo labai įtakingas filosofas, tačiau jo palaikytas geocentrinis modelis buvo klaidingas. Platono teigimu, dangaus kūnai turi būti apvalūs ir suktis apvaliomis orbitomis, bet tai kilo iš idealistinio jo tikėjimo apie apskritimo formos tobulumą. Platono mokinys Aristotelis (384−322 m. pr. m. e.) pasiūlė labai sudėtingą geocentrinę visatos teoriją, kuriai pagrįsti reikėjo 56 sferų. Jo daugelis numatymų nepasitvirtino ir, nepaisant filosofo autoriteto, šios teorijos buvo atmestos. Hiparchas (apie 185−120 m. pr. m. e.) pirmasis apskaičiavo lygiadienių precesiją ir pabandė paaiškinti, kodėl Saulės greitis ekliptikoje nėra vienodas. Anot jo, tai įmanoma, jei Žemė nėra Saulės orbitos centre. Hiparchas bandė apskaičiuoti, kiek Žemė yra nutolusi nuo centro, tačiau labai suklydo. Matematikas Apolonijas Pergietis (apie 265−190 m. pr. m. e.) tikriausiai pirmasis išnagrinėjo judėjimo savybes, kuo pasinaudojo vėliau gyvenęs Ptolemėjas (apie 100−170 m. e. m.).

Pagal Ptolemėjo modelį, išorinė planeta sukasi epiciklu apie deferento centrą C_D taip, kad epiciklo centro C_E kampinis greitis pastovus ekvanto E taško atžvilgiu)

Pagal Ptolemėjo geocentrinį modelį, visos planetos ir Saulė sukasi apskritimais − epiciklais, kurių centrai sukasi apie apskritimo − deferento, centrą. Merkurijaus ir Veneros epiciklų centrai yra linijoje tarp Žemės ir Saulės, o išorinės planetos sukasi taip, kad jas ir jų epiciklų centrus jungiančios linijos visuomet yra lygiagrečios Žemės−Saulės linijai. Ši sistema buvo per paprasta paaiškinti kūnų judėjimą, todėl Ptolemėjas į ją įvedė įvairių modifikacijų: jis teigė, kad Mėnulio deferento centras yra Žemė, ir įvedė ekvantą − tašką, kurio atžvilgiu išorinių planetų epiciklo centro kampinis greitis atrodė esantis pastovus. Ekvantas buvo nutolęs nuo deferento centro tiek pat, kiek ir Žemė. Šia sistema Ptolemėjas teisingai numatė visų dangaus kūnų pozicijas, išskyrus Mėnulio ir Merkurijaus. Tikėdamas, kad nėra tarpų tarp planetų epiciklų, Ptolemėjas įvertino Saulės sistemos dydį esant 20 000 kartų didesniu nei Žemės skersmuo, kas atitiktų 120 mln. km. Tai žymiai per mažas įvertinimas, bet kartu − pirmas, parodęs, kokia didelė Saulės sistema gali būti.

Ptolemėjaus modelis buvo dominuojantis daugiau nei 1000 metų. Sirijoje gyvenęs (1304−1375) modifikavo Ptolemėjaus epiciklus ir panaikino ekvantą, tačiau paliko Žemę centre. Lenkų astronomo Mikalojaus Koperniko (1473−1543) heliocentrinė sistema buvo publikuota 1543 m. Pagal ją, visatos centre yra Saulė, o kitos planetos sukasi apie ją apskritimais, Mėnulis sukasi apie Žemę, o Žemė sukasi apie savo ašį. Ši teorija prieštaravo tuo metu Europoje įsigalėjusiam aristoteliškam požiūriui apie nesisukančią Žemę. 1577 m. danas Tichas Brahė (1564−1601) paneigė Aristotelio mintį, kad kometos priklauso Žemės atmosferai. 1588 m. jis įrodė, kad Aristotelio teiginys apie besisukančias krištolines sferas, ant kurių laikosi dangaus kūnai, yra klaidingas, nes tokiu atveju sfera, kuri tariamai neša Marsą, susidurtų su ta, kuri neša Saulę (apie Žemę), ko negali būti. Pagal T. Brahės modelį, planetos sukasi apie Saulę, o Saulė apie Žemę.

XVII a. atradimai

Johanesas Kepleris (1571−1630) vertino kūnų judėjimą remdamasis fizikiniais dėsniais. Pagal jį, Saulė veikia planetas jėga ir jei ji pranyktų, tuomet planetos nustotų judėti. J. Kepleris aiškino, kad dėl atstumo jėga mažėja, todėl planetos turėtų judėti skirtingais periodais. J. Kepleris keliavo pas T. Brahę susipažinti su jo stebėjimais, skaičiavo Marso orbitą. 1609 m. jis publikavo savo teoriją veikale Astronomia Nova. Pagal ją, planetos sukasi aplink Saulę, tačiau Saulė nėra sukimosi centre. T. y. J. Kepleris grąžino ekvantą, prieš tai atmestą Koperniko, bet jis niekaip negalėjo privesti Marso orbitos prie apskritimo, ar kad ir suploto apskritimo, net ir su ekvantu. Jis pabandė pritaikyti elipsės formą ir ji atitiko Marso orbitą. Pagal J. Keplerį, planetų apskritiminį judėjimą sukūrė aplink savo ašį besisukančios Saulės iššaukti sūkuriai, o orbitas į elipses iškreipė Saulės magnetinės jėgos. Tuo J. Kepleris iškėlė svarbias idėjas apie Saulės sukimąsi ir dangaus kūnų magnetizmą. Iš pradžių J. Kepleris teigė, kad tik Marsas sukasi elipse, bet 1618−1621 m. publikuotame Epitome jis paskelbė, kad taip sukasi visos planetos, Mėnulis, o taip pat ir Jupiterio palydovai. Kūnų judėjimui paaiškinti jis išvedė formulę, kuri žinoma trečiojo Keplerio dėsnio pavadinimu − planetų periodų kvadratai proporcingi jų vidutinių atstumų nuo Saulės kūbams.

1609 m. Galilėjas Galilėjus (1564−1642) sukonstravo pirmąjį teleskopą. Stebėdamas Mėnulį jis pastebėjo, kad terminatoriaus juosta slenka nelygiai ir iš to padarė išvadą, kad Mėnulyje yra kalnai ir slėniai, kas prieštaravo idealistiniam aristoteliškam rutulio modeliui. 1610 m. G. Galilėjus prie Jupiterio atrado 4 palydovus (Ganimedas, Kalista, Ijo ir Europa). 1610 m. pabaigoje jis pastebėjo Venerą turint fazes − tai buvo tikras įrodymas, kad Ptolemėjaus geocentrinis modelis yra klaidingas, o Koperniko heliocentrinis labiau tikėtinas. 1611 m. paskelbė, kad Saulės paviršiuje yra dėmės ir kad jos juda, kas buvo Saulės sukimosi apie savo ašį įrodymas − tai prieštaravo tikėjimui aristotelišku mokymu apie Saulės tobulą kūną. G. Galilėjus savo teorijoms ieškojo paramos katalikų bažnyčioje ir iš pradžių buvo vertintas palankiai, jį priėmė popiežius. Tačiau po to iš G. Galilėjaus buvo pareikalauta vertinti šias teorijas tik kaip hipotezes, ką mokslininkas atsisakė padaryti ir bandė ginčyti teologines tiesas. Jis buvo iššauktas į teismą ir 1633 m. priverstas atsisakyti savo pažiūrų ir likusius 9 gyvenimo metus praleido namų arešte.

J. Hevelijaus 1647 m. mėnlapis su pažymėtomis libracijos zonomis

Tomas Hariotas (1560−1621) pirmasis pastebėjo tai, kas vadinama Mėnulio ilgumos libracija. G. Galilėjus pastebėjo platumos libraciją ir, nors jis galvojo, kad Mėnulis turi atmosferą, tačiau teigė, kad jame labai mažai vandens ir nėra debesų. Su to meto teleskopais nebuvo įmanoma įžvelgti daug Mėnulio detalių, tačiau tuo metu pasirodė daug mėnlapių, iš kurių 1647 m. pilniausią publikavo . Amžiaus viduryje buvo žinoma, kad Mėnulyje yra daug kraterių. Robertas Hukas imitavo jų atsiradimą mesdamas apvalius kūnus į molio masę, bet nepagalvojo apie tokius kūnus kosmose. Kitu eksperimentu jis teigė, kad krateriai susidarė susmukus ir išsproginėjus karštos lavos burbulams. 1656 m. Kristianas Heigensas paskelbė, kad atrado pirmąjį Saturno palydovą Titaną. Po to atrado dar keturis: Japetą (1671), Rėją (1672), Tetiją ir Dionę (abu 1684 m.). 1659 m. K. Heigensas paskelbė, kad anksčiau tariamai G. Galilėjaus pastebėti ir pranykę du Saturno palydovai iš tikro yra plonas žiedas apie planetą, šiek tiek pakrypęs į ekliptiką. 1675 m. Dž. Kasinis pastebėjo plyšį žiede, dabar vadinamą Kasinio plyšiu.

Tuo metu buvo vis dar palaikoma J. Keplerio mintis apie planetas judinančius sūkurius. Pavyzdžiui, Renė Dekartas teigė, kad tai „eterio“ sūkuriai. Izaokas Niutonas 1665 m. buvo išvedęs kūno judėjimo apskritimu dėsnį ir bandė jį pritaikyti planetų judėjimui, tačiau pirmieji skaičiavimai su Mėnulio judėjimu skyrėsi nuo realybės. Gravitacija tuo metu buvo žinoma, bet niekas negalvojo, kad ji galėtų veikti tolimu atstumu. 1684 m. I. Niutonas galutinai atmetė sūkurių idėją ir pradėjo dirbti ties visuotinės traukos teorija. Tam pasitarnavo 1680 m. stebėta kometa. Anksčiau buvo manoma, kad kometos skrieja tiesiai, o I. Niutonas 1686 m. įrodė, kad jų orbitos yra labai ištęstos elipsės arba parabolės formos. 1687 m. veikale Principia I. Niutonas paskelbė visuotinės gravitacijos teoriją, pagal kurią, visi dangaus kūnai veikia vienas kitą. 1672 m. jau buvo pastebėtas pusiaujinis Žemės išgaubtumas. Paėmęs teoretinį Žemės susiplojimo laipsnį ir įvertinęs Mėnulio ir Saulės poveikį I. Niutonas apskaičiavo, kad Žemės ašies precesija lygi 50'' (iš tikro 50,3'').

XVIII ir XIX a. atradimai

1781 m. kovo 13 d. Viljamas Heršelis atrado Urano planetą

Pasinaudodamas I. Niutono teorijomis (1656−1742) tyrė praeityje pastebėtų kometų orbitas. Jis 1717 m. spėjo, kad kometa, pasirodžiusi 1531, 1607 ir 1682 m., sugrįš 1758 ar 1759 m. Maždaug tuo metu I. Niutonas buvo apytiksliai įvertinęs Saulės ir planetų mases. (1713−1765) nusprendė tiksliau perskaičiuoti galimą kometos sugrįžimo datą ir įvertino, kad Jupiteris ją užvėlins 518, o Saturnas − 100 dienų, tad kometa savo perihelį pasieks 1759 m. balandžio 15 d. su mėnesio paklaida. Kometa, pavadinta Halio kometa, perihelį pasiekė kovo 13 d., tik 33 dienomis anksčiau nei A. Klero numatė. E. Halis buvo pasiūlęs metodą nustatyti Saulės paralaksui − tam reikėjo sulaukti Veneros tranzito Saulės disku, kuris įvykdavo tik dviejų tranzitų, atskirtų 8 metais, poroje per 120 metų. Pirmasis poros tranzitas turėjo įvykti 1761 m., tad Prancūzijos mokslų akademija ir kitos šalys išsiuntė stebėtojus į įvairias pasaulio vietas. Deja, Saulės paralakso matavimų rezultatai labai varijavo, tačiau buvo pastebėtas švytintis žiedas apie Venerą, kai ji tik dalimi buvo užėjusi ant Saulės disko. Rusų mokslininkas Michailas Lomonosovas (1711−1765) teisingai spėjo, kad tai didelės Veneros atmosferos požymis. 1769 m. Veneros tranzitas buvo stebėtas iš 70 vietų ir nustatytas Saulės paralaksas 8'',6 (tikras 8'',79).

1781 m. kovo 13 d. Viljamas Heršelis (1738−1822) danguje pastebėjo objektą, kuris po kelių dienų aiškiai buvo pasislinkęs. V. Heršelis iš pradžių galvojo, kad tai kometa. Po kelių savaičių prisidėjus kitiems astronomams buvo nustatyta, kad objekto orbita yra artima apskritimui, taigi tai buvo planeta − Uranas. Po kelių metų V. Heršelis atrado pirmuosius Urano palydovus − Titaniją ir Oberoną. 1755 m. Imanuelis Kantas (1724−1805) paskelbė savo Saulės sistemos atsiradimo teoriją, pagal kurią, ji susidarė iš dujų debesies, kuris traukdamasis pradėjo suktis ir virto plokščiu disku. Vis greičiau sukantis diskui nuo jo atitrūko medžiagos masės, kurios ataušusios suformavo planetas. I. Kantas betgi sunkiai galėjo nusakyti mokslinį pagrindimą tokiai teorijai. Po 40 metų P. Laplasas pasiūlė panašų modelį, tik jis teigė, kad dujų debesis iš pat pradžių sukosi prieš pradėdamas trauktis. Planetų palydovai esą vėliau susidarė panašiai apie planetas, o Saturno žiedai negalėjo suformuoti palydovų, nes buvo per arti planetos. Ši teorija skambėjo logiškai, bet XIX a. pradėjo aiškėti, kad pradinis dujų debesis negalėjo įgauti tokio sukimosi momento, kad nuo jo atitrūktų dujų masės.

1801 m. sausį atrado nykštukinę planetą Cererą

Daugelis astronomų domėjosi, kodėl tarp Marso ir Jupiterio yra didelis tuščias tarpas. 1766 m. sukūrė skaičių seką, pagal kurią 2,8 AU atstumu nuo Saulės turėjo būti planeta. buvo įsitikinęs jos teisingumu ir paminėjo seką 1772 m. savo veikale. Niekas Ticijaus-Bodės sekai nesuteikė reikšmės, pakol nebuvo atrastas Uranas, kurio 18,9 AU atstumas buvo artimas sekos 19,6 AU atstumui. 1800 m. grupė astronomų, pasivadinusių „Dangaus policija“, pasiryžo surasti nežinomą planetą, bet jie buvo aplenkti italo (1746−1826), kuris 1801 m. sausį atsitiktinai atrado tinkamą objektą, bet niekaip negalėjo rasti jam tinkamos orbitos ir galvojo, kad tai kometa. (1777−1855) išvystė naują orbitų skaičiavimo metodą ir 1801 m. lapkritį nustatė objekto, pavadinto Cerera, orbitą − tai buvo planeta, bet žymiai mažesnė už bet kurią kitą. 1802 m. (1758−1840) panašiu atstumu nuo Saulės rado objektą Paladę. Ketvirtasis − Vesta, aptiktas 1807 m. Tik 1845 m. rastas penktasis srities objektas ir iki 1900 m. jau žinota apie 500 srities objektų − taip atrastas asteroidų žiedas tarp Marso ir Jupiterio.

XIX a. viduryje buvo pastebėtas Saulės dėmių pasirodymo periodiškumas (), buvo bandoma įžvelgti jų įtaką Žemės klimatui ir magnetosferai. 1858 m. R. Karingtonas pastebėjo, kad dėmės keičia vietą pagal platumas ir kitais metais pastebėjo, kad juda greičiau pusiaujyje, ką įvertino įrodymu, kad Saulė yra dujinis dangaus kūnas. R. Karingtonas taip pat pastebėjo , po kurio sekė Žemėje. 1860-ųjų pradžioje išradus spektroskopą astronomai galėjo nustatyti Saulės cheminę sudėtį iš atstumo studijuodami Fraunhoferio linijas. 1868 m. Saulės užtemimo metu jos vainike buvo aptiktas nežinotas iki tol elementas − helis. 1880-aisiais Dž. Skjaparelis patvirtino spėjimą, kad Merkurijaus sukimasis apie savo ašį yra sinchroninis, 1890-aisias su kitais nustatė, kad Veneros sukimasis taip pat sinchroninis su Saulės.

Dž. Skjaparelio 1877−78 m. stebėjimų ortografiniai marsalapiai

1846 m. rugsėjo 23 d. su atrado Neptūno planetą pagal skaičiavimus

Dar 1693 m. E. Halis pastebėjo, kad Mėnulio padėtis yra šiek tiek priekyje, nei rodo praeities Mėnulio užtemimų stebėjimai. 1787 m. P. Laplasas tai paaiškino kitų planetų įtaka, tačiau XIX a. viduryje jo skaičiavimai buvo patikrinti ir nustatyti nepakankamais. pasiūlė hipotezę, kad Mėnulio pabėgimą lemia potvynių trintis, tačiau tuo metu trūko priemonių tai patikrinti. XIX a. viduryje astronomai tikėjo, kad Marse yra vienokio ar kitokio pobūdžio gyvybė. Dž. Skjaparelis po 1877 m. stebėjimų publikavo marsalapį, kuriame galima išskirti tai, kas pavadinta Marso kanalais. Buvo tikinčių, kad juos iškasti galėjo inteligentiškos būtybės drėkinimui. Taipogi, dėmesį kreipė Marso ašigalių ledo kepurės, kurios akivaizdžiai pranykdavo ir atsirasdavo. 1877 m. buvo atrasti Marso palydovai Fobas ir Deimas. 1870-aisiais aiškiai buvo išskirta Jupiterio Raudonoji dėmė. 1892 m. atrastas penktasis Jupiterio palydovas Amaltėja.

Nustačius teorinę Urano orbitą buvo pastebėta, kad planeta jos nesilaiko. Buvo iškelta hipotezė, kad Urano nuokrypį galima paaiškinti dar toliau esančia planeta, kuri, pagal Ticijaus-Bodės seką, turėtų būti 38,8 AU atstumu nuo Saulės. 1846 m. atliko teorinius nežinomos planetos orbitos skaičiavimus, pagal kuriuos paprašytas astronomas su asistentu per valandą 1846 m. rugsėjo 23 d. atrado Neptūno planetą. Tikroji nustatyta Neptūno orbita išties gana stipriai skyrėsi tiek nuo U. Leverjė, tiek nuo panašius skaičiavimus atlikusio prognozių, tad jos atradimas buvo labiau laimingas atsitiktinumas. Nepraėjus nei mėnesiui prie Neptūno atrado jo palydovą Tritoną. XIX a. buvo pastebėtas Leonidų ir Perseidų meteorų lietaus pasikartojimai. Buvo iškelta įvairių hipotezių iki 1867 m., kai K. Petersas susiejo Leonidus su Tempelio-Tutlio kometa ir kiek anksčiau Dž. Skjaparelis Perseidus susiejo su Svifto-Tatlio kometa.

XX a. pirmos pusės atradimai

Nuo seno buvo žinoma, kad Žemės gelmėse karšta ir skaičiavimai rodė, kad išsilydžiusi magma galėjo prasidėti jau 40 km gilyje. 1897 m. iškėlė mintį, kad Žemė turi tankų metališką, daugiausiai iš geležies, branduolį, kuris apsuptas lengvesnių uolienų sluoksniu. 1914 m. parodė, kad riba tarp mantijos ir branduolio yra 0,545 spindulio atstumu nuo Žemės centro. Kiek anksčiau , nagrinėdamas 1909 m. žemės drebėjimo Kroatijoje duomenis, atrado ribą tarp Žemė plutos ir mantijos. Vėliau nustatyta, kad ji svyruoja tarp 70 km gylio kalnuose ir 5 km gylio vandenynų dugne. XX a. viduryje daugelis mokslininkų manė, kad tik susidariusios planetos buvo karštos, 1949 m. pasiūlė mintį, kad protoplanetinis ūkas buvo šaltas ir Žemė kaito nuo radioaktyviojo skilimo energijos, o vidinė konvekcija buvo iššaukta nugrimzdusios geležies.

Plutonas („New Horizons“ 2015 m. nuotrauka) buvo aptiktas 1930 m. vasarį

Atradus Neptūną buvo spekuliuojama, kad dar toliau gali būti kitų Saulės sistemos planetų. Neptūnas danguje judėjo ypač lėtai, todėl jo orbitos analizę buvo sunku padaryti. Astronomai išanalizavo Urano orbitą ir rado neatitikimų nuo teorinio modelio, pagal tai skaičiavo nežinomos planetos masę ir kelią. 1930 m. vasarį atrado planetą − Plutoną, Lovelo observatorijoje. Rasta planeta buvo žymiai mažesnė nei prognozuota. tikėjo ją būsiant 6,6 kart masyvesnę nei Žemė, o atrastosios masė įvertinta 0,7 Žemės masės (iš tikro 0,002 M_Ž). Toks mažas kūnas niekaip negalėjo paveikti Urano orbitos ir iškelta hipotezė apie planetą X dar tolimesnėje orbitoje, tačiau ji iki šiol nerasta. 2003 m. atradus Eridę ir po to dar kelis panašius kūnus, skriejančius toliau už Neptūno orbitos, Plutonas priskirtas nykštukinių planetų kategorijai. Bendrai, tolimesni už Neptūną kūnai vadinami transneptūniniais objektais.

1925 m. teorizavo, kad žvaigždės daugiausiai sudarytos iš vandenilio ir helio. Ši idėja iš pradžių buvo atmesta, bet greitai pripažinta tiek Saulei, tiek kitoms žvaigždėms. Ja pasiremdamas 1935 m. apskaičiavo Saulės centro temperatūrą, lygią 19 mln. kelvinų (anksčiau jis manė, kad ji yra 39 mln. K). Tuo metu nebuvo žinomi mechanizmai, kaip tokia temperatūra gali susidaryti. 1938 m. Č. Kričfyldas pasiūlė energijos išsiskyrimo modelį, pagal kurį, aukštose temperatūrose vyksta protonų grandininiai susidūrimai tarpusavyje, todėl susidaro helis. pritarė šiai idėjai, tačiau lygiagrečiai nagrinėjo alternatyvų mechanizmą, pagal kurį, anglis dalyvauja kaip katalizatorius vandeniliui virstant į helį. nepriklausomai išvedė panašią teoriją. Proceso eiga priklausė nuo temperatūros ir tik 1950-aisiais įsitikinta, kad Saulėje dominuoja protonas-protonas susidūrimo reakcijos. Buvo manoma, kad Saulės temperatūra mažėja nuo centro link vainiko, tačiau mįslių sukėlė vainiko spektro Fraunhoferio linija, kuri neturėjo atitikmens tarp cheminių elementų, todėl buvo manoma, kad tai nežinomo elemento požymis. 1934 m. Valteris Grotrianas išanalizavo Saulės vainiko spektrą ir įvertino jo temperatūrą esant 350 000 K. Po kelių metų išanalizavęs linijas Bengtas Edlenas padarė išvadą, kad jos rodo labai jonizuotus geležies, kalcio ir nikelio atomus, kurie galėjo susidaryti 2 mln. K temperatūroje, o neatpažinta linija priklauso geležies jonams. Iki šiol nėra aišku, kodėl taip yra, nes Saulės fotosferos temperatūra yra tik 6000 K.

ultravioletinėje šviesoje, užfiksuotas iš Fermio kosminio teleskopo 2012 metais

1908 m. ir pastebėjo, kad kai kurios Saulės nuotraukos demonstravo požymius, būdingus geležies intarpams magnetiniame lauke. papildomai studijavo Saulės dėmių spektrą ir nustatė, kad toks nuotraukų vaizdas susidarė dėl magnetiniame lauke, kurio stiprumas siekė 3000 Gs. Taip nustatyta, kad Saulės dėmės yra aukšto stiprumo magnetiniai laukai. nustatė, kad Saulės dėmės pasirodo poromis ir didžiosios dėmės poliariškumas yra skirtingas Saulės pusrutuliuose. Didžioji dėmė pakeisdavo savo poliariškumą Saulės ciklo minimume. 1913 m. nustatyta, kad pereinant didžiajai dėmei Saulės pusiaują Žemėje iššaukiama magnetinė audra. Dar didesnės audros kyla įvykus Saulės žybsniams, o taip pat 1927 m. nustatyta, kad mažesnės audros dėl nežinomų priežasčių pasikartoja kas 27 dienos, Saulės sinodinio periodo dažnumu. 1951 m. iškėlė mintį, kad kometų uodegos susidaro dėl nuolatinio iš Saulės einančio dalelių srauto. 1957 m. pasiūlė Saulės vėjo teoriją, vėliau patvirtintą kosminių aparatų.

1932 m. nustatyta, kad Veneroje nėra nei deguonies, nei vandens, bet daug anglies dvideginio. R. Vildtas apskaičiavo, kad „šiltnamio efektas“ Veneros paviršiuje sukuria 400 K temperatūrą. 1956 m. pagal Veneros terminį spinduliavimą skaičiavimai pakoreguoti iki 600 K ir netrukus apskaičiuotas atmosferos slėgis Veneros paviršiuje, lygus 100 bar. 1957 m. buvo pastebėtas V formos debesų darinys Veneroje, kuris aplėkė planetą per 4 dienas, o naudojantis radaru 1962 m. nustatytas Veneros paviršiaus sukimosi 250 dienų greitis, kuris 1965 m. pakoreguotas iki 243 dienų. Tiek Veneros debesys, tiek pati planeta apie savo ašį sukasi retrogradiškai. 1932 m. teigė, kad kometos gali būti gravitaciškai susietos su Saulės sistema būdamos 10⁶ AU atstumu nuo Saulės. 1950 m. parodė, kad 10 kometų beveik parabolinių savo orbitų afelyje turėtų pasiekti 100 000 AU atstumą nuo Saulės. Ši kometų sritis buvo pavadinta Orto debesiu.

Kosminiai tyrimai

Kosmoso tyrimų misijomis siekiama pažinti Saulės sistemos ištakas ir vystymąsi, išnagrinėti jos kūnų fizines sąvybes, cheminę sudėtį, topografiją, vulkaninį aktyvumą, atmosferas, rasti vandens ir nustatyti, ypač Marso atveju, gyvybės egzistavimą. Kol kas nėra aptikta nežemiškos gyvybės egzistavimo požymių. Kosminiai tyrimai patvirtino hipotezę, kad Žemė ir planetos susidarė beveik tuo pat metu ir iš to paties dujų ir dulkių debesies aplink Saulę. Keturios didžiosios dujinės planetos yra panašių dydžių ir panašios sudėties kūnai, atrasta daugybė jų palydovų, labai besiskiriančių dydžiais ir savybėmis. Keturios kietosios planetos susidarė panašiai, bet jų evoliucija buvo labai skirtinga, todėl jos šiuo metu turi labai besiskiriančias atmosferas ir paviršius. Komparatyvistiniais metodais mokslininkai gali prognozuoti Žemės ir gyvybės joje ateitį.

„Messenger“ 2008 m. praskriejo Merkurijų ir 2011 m. pradėjo suktis aplink jį orbitoje

1950-ųjų pabaigoje TSRS ir JAV varžėsi kosmoso tyrimų aparatų varžybose. 1959 m. sausį „Luna 1“ pirmą kartą sėkmingai praskrido pro Mėnulį, po poros mėnesių tai padarė „“. „Luna 2“ tapo pirmuoju aparatu, kuris atsitrenkė į kitą dangaus kūną − sudužo Mėnulyje. „Luna“ pirmieji trys zondai nustatė, kad Mėnulis neturi magnetosferos ir pirmą kartą parsiuntė Mėnulio nematomosios pusės nuotraukų. 1962 m. gruodį „Mariner 2“ pirmą kartą praskrido Venerą ir 1965 m. liepą „Mariner 4“ praskrido Marsą. 1969 m. liepos 20 d. Mėnulyje nusileido „Apollo 11“ misijos astronautai Bazas Oldrinas ir Neilas Armstrongas. Jie paėmė Mėnulio grunto mėginių. 1970 m. rugsėjį pirmą kartą nepilotuojamas zondas „Luna 16“ nusileido Mėnulyje ir pargabeno jo paviršiaus mėginių. 1970-ųjų pradžioje TSRS sėkmingai nugabeno į Mėnulį savaeigius aparatus „“. Venerą tyrė ir joje nusileido TSRS „“ programos aparatai. 1974−75 m. „Mariner 10“ praskrido Merkurijų. 1976 m. JAV zondai „Viking“ nutūpė Marse. „Voyager 2“ 1986 ir 1989 m. praskrido pro Uraną ir Neptūną atitinkamai.

1986 m. Halio kometą tyrė pirmasis savarankiškas Europos aparatas „Giotto“. 1991 m. Japonija pasiuntė misijas į Mėnulį, Marsą ir Halio kometą. 1995 m. JAV aparatas „Galileo“ pradėjo skristi orbitoje apie Jupiterį. 2004 m. Saturną pradėjo tirti „Cassini“ aparatas ir kitais metais Titane nusileido „Huygens“ zondas. Buvo patvirtinta, kad Titane yra skysto metano ežerai ir tikėtina, kad Europoje yra skysto vandens vandenynas po išoriniu ledo sluoksniu, taip pat tikėtinas tokio vandenyno buvimas Encelade. 2005 m. Japonijos aparatas „Hayabusa“ pirmą kartą nusileido ant asteroido ir pargabeno į Žemę jo grunto pavyzdžių. Indija („“, 2008 m.) ir Kinija („Chang'e 1“ ir „Chang'e 2“, 2007 ir 2010 m.) taip pat paleido savo pirmuosius kosminių tyrimų aparatus. NASA zondas „Dawn“ 2011 m. pasiekė Vestą ir 2015 m. tyrė Cererą asteroidų žiede. 2014 m. Europos aparatas „Rosetta“ pirmą kartą nuleido zondą ant kometos paviršiaus. 2012 m. rugpjūčio 25 d. „Voyager 1“, praskridęs Jupiterį ir Saturną, tapo pirmuoju aparatu, kirtusiu heliopauzę ir išskridusiu iš Saulės sistemos ribų. 2015 m. „New Horizons“ praskrido pro Plutoną ir Charoną. 2016 m. Jupiterį pasiekė „Juno“ zondas.

Šaltiniai

Encyclopedia of the Solar System, 2 leid. Elsevier, 2006, ISBN-10: 0120885891.
Space exploration: Science In Space: Solar system exploration. Encyclopaedia Britannica, 2017 m. rugsėjo 15 d.