Jorden är en av åtta planeter i vårt solsystem. Tillsammans med planeterna finns också månar, asteroider, kometer och många andra mindre himlakroppar. “Himlakroppar” är ett samlingsnamn för alla naturliga objekt i rymden. Alla dessa himlakroppar hålls kvar i solsystemet av solens dragningskraft.

I det här kapitlet ska vi utforska vårt solsystem. Vilka olika typer av planeter finns det? Vad är asteroider och kometer? Hur stor är rymden? Kanske kommer du också att upptäcka att rymden är både större och mer fascinerande än du trodde.

I centrum av vårt solsystem hittar vi en stjärna som vi kallar solen. Den består mestadels av väte och helium och producerar energi genom en process som kallas fusion. I fusionen slås atomkärnor ihop och bildar en ny, tyngre kärna. I solen kan till exempel två vätekärnor slås ihop och bilda helium. I den processen omvandlas en liten del av massan till energi, som frigörs som bland annat ljus och värme. [Till högerspalt: Läs mer om fusion i kapitlet om atomkärnan! [länk: https://dinfysik.ntaskolutveckling.nu/kapitel7amne/karnenergi/]]

Solen är enorm jämfört med alla planeterna. Den innehåller mer än 99 % av all massa i solsystemet. Det betyder att solens dragningskraft dominerar hela solsystemet och gör att alla planeter håller sig i sina omloppsbanor.

Solen och vårt solsystem bildades för 4,6 miljarder år sedan ur ett gigantiskt roterande moln av stoft och gas. Vid en tidpunkt började molnet att dra ihop sig och platta ut sig, och samtidigt började det rotera snabbare. I mitten samlades det mesta av materien och det blev tillslut så varmt och tätt att solen tändes. Stoftet i den skiva som bildades runt om började sedan klumpa ihop sig och bildade de planeter vi nu har i vårt solsystem.

Kort text om hur solen tändes och hur den producerar energi.

Det som håller ihop vårt solsystem är gravitationskraften, eller dragningskraften. Vi har lärt oss om hur dragningskraften fungerar i kapitlet om krafter [länk: https://dinfysik.ntaskolutveckling.nu/kapitel2amne/vad-ar-kraft/]. Här ska vi se hur den påverkar allt i solsystemet.

Alla föremål med massa drar till sig andra föremål med massa. Ju större massa ett föremål har, desto starkare dragningskraft har den. Solen är så stor och tung att dess dragningskraft påverkar allt i vårt solsystem. Planeter, månar, asteroider och kometer håller sig kvar i solsystemet tack vare solens starka dragningskraft.

Varför faller inte alla planeter och andra föremål i solsystemet rakt in i solen? Det beror på att de också rör sig framåt. Vi kan tänka oss det så här: en planet försöker hela tiden röra sig rakt fram, men solens dragningskraft drar den inåt. Dessa två rörelser balanserar varandra och planeten hamnar i en omloppsbana runt solen. Om planeten rörde sig för långsamt skulle den falla in mot solen. Om den rörde sig för snabbt skulle den slungas ut i rymden. [Bild eller animation på detta!]

[En liten sketch eller animation av en planet som åker runt solen här kanske? Med krafterna utpekade likt kraftkapitlet]

Avstånden i solsystemet är så enorma att de är svåra att föreställa sig. För att göra dem mer begripliga kan vi krympa ner allt. Föreställ dig att solen är lika stor som en fotboll. Då skulle jorden vara ungefär som ett litet pepparkorn och befinna sig 25 meter bort. Neptunus, den yttersta planeten, skulle ligga mer än 700 meter bort. Det är längre än sju fotbollsplaner i rad.

I Sverige finns faktiskt världens största modell över solsystemet där både storlekarna och avstånden är skalenliga [Blålänk: Skalenlig betyder att alla mått stämmer enligt en viss skala]. Modellen kallas Sweden Solar System och utgår från Avicii Arena i Stockholm, mer känd som “Globen” [Gärna en bild på Globen i blålänk, högerspalt eller på något annat bra ställe!]. I modellen  representerar Globen solen. Skalan är ungefär 1:20 miljoner, vilket betyder att en meter i modellen motsvarar 20 miljoner meter i verkligheten. I den skalan är planeten närmast solen, Merkurius, 25 centimeter stor. Modellen för Merkurius hittar man vid Stadsmuseet i Stockholm, knappt tre kilometer från Globen. Jorden är i den här modellen 65 cm stor och hänger på Naturhistoriska riksmuseet, 7,6 kilometer från Globen. Neptunus, den planet som ligger längst från solen, hittar man i Söderhamn, hela 229 kilometer från Globen. När solens dragningskraft blivit tillräckligt liten säger man att solsystemet tar slut. I modellen markeras den gränsen av ett monument i Kiruna, nästan 950 kilometer från Globen.

[Gärna flera bilder på modellerna här!]

Ett ljusår

Ett annat sätt att förstå avstånden är att tänka på hur lång tid det tar för ljuset att färdas genom solsystemet. Ljuset rör sig med nästan 300 000 000 meter per sekund. Ljusets hastighet  brukar vi beteckna med c. Det är den snabbaste hastighet som finns. Trots det tar det åtta minuter för solljuset att nå jorden. Det beror på att det är så långt mellan solen och jorden. Det är ännu längre till Neptunus. Dit tar det över fyra timmar för ljuset att komma fram. Och lika lång tid för ljus från Neptunus att komma tillbaka. Det betyder att när vi tittar på Neptunus ser vi hur planeten såg ut för fyra timmar sedan, inte hur den ser ut just nu.

Utanför solsystemet blir avstånden snabbt ännu större. Här brukar vi prata om ljusår. Ett ljusår är den sträcka som ljuset hinner röra sig på ett år.

[Här borde vi kanske lägga in nån typ av animation eller nåt om avstånden?]

Ordet ’planet’ kommer från grekiskans ord för vandrare [blåtext: πλανήτης (planētēs)]. På stjärnhimlen såg de gamla grekerna hur vissa ljuspunkter rörde sig i förhållande till de andra stjärnorna.  Det såg ut som om de vandrade, vilket gav upphov till ordet.

Vi brukar räkna upp planeterna från den som ligger närmast solen till den som är längst bort: Merkurius, Venus, jorden (Tellus), Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, och Neptunus. Du har kanske hört talas om att det fanns en planet som hette Pluto? Pluto finns inte längre med i listan över planeter. Det beror på att man bestämde en ny definition av vad en planet är år 2006. Då ändrades Plutos status från att vara en planet till att istället kallas för en dvärgplanet. Dvärgplaneter ska vi gå in på mer senare i kapitlet.

Alla planeterna i vårt solsystem är olika varandra, men det finns vissa likheter som vi använder för att gruppera dem. Den vanligaste indelningen är stenplaneter och gasjättar. De ska vi titta närmare på nu.

De fyra innersta planeterna i vårt solsystem, Merkurius, Venus, jorden och Mars, kallas för stenplaneter. Det beror på att deras inre till största delen består av sten och metall.

Även om stenplaneterna ser olika ut på ytan har de alla en liknande uppbyggnad inuti. I mitten finns en kärna av metall. Metallkärnan består oftast järn och nickel. Runt kärnan finns ett tjockt lager som kallas manteln, som består av sten. Även om manteln är fast så beter den sig som en väldigt trögflytande vätska om man observerar den under lång tid. Ytterst finns ett tunt lager av fast sten som vi kallar skorpan. Om vi jämför jordens skorpa med resten av planeten är den ungefär lika tunn som skalet på ett äpple är jämfört med hela äpplet.

Utanför skorpan har många stenplaneter också en atmosfär. Atmosfären är ett lager av gas som omger planeten. Jordens atmosfär består mest av kväve och syre, vilket är det vi andas. Venus och Mars har atmosfärer som nästan helt består av koldioxid. Koldioxid är en stark växthusgas, alltså en gas som är bra på att behålla värme i atmosfären. På Venus innebär det att det är nästan 460 grader varmt på ytan. Ytan på Venus är varmare än Merkurius, trots att Venus är längre bort från solen. Mars har en mycket tunn atmosfär, så den är inte lika bra på att behålla värmen. Merkurius saknar helt atmosfär.

[Kanske man kan lägga in nån typ av figur som beskriver det inre i en stenplanet resp. en gasjätte?]

De två största planeterna i vårt solsystem är Jupiter och Saturnus. Dessa två giganter kallas för gasjättar. Till skillnad från stenplaneterna består deras inre inte av sten och metall, utan mestadels av gas. Framför allt består de av väte och helium, alltså samma ämnen som solen består av.

Inuti en gasjätte finns det inget fast underlag att landa på. Ju längre in vi rör oss, desto hårdare pressas gasen ihop. Till slut blir trycket så högt att vätet övergår till ett tillstånd som liknar en vätska, trots att det fortfarande är väte. De flesta forskare tror att det i mitten finns en liten fast kärna av sten eller is, men vi vet ännu inte säkert.

Jupiter är den största planeten i solsystemet, den är så stor att alla de andra planeterna skulle kunna få plats inuti den samtidigt. På ytan ser vi färgglada band av moln i orange, brunt och vitt som sträcker sig runt hela planeten. Den stora röda fläcken som syns på Jupiter är faktiskt en storm som har pågått i flera hundra år. Den är så stor att vi med lätthet skulle kunna stoppa in jorden i den.

Saturnus känner vi igen på dess vackra ringar. Ringarna består av is och sten i olika storlekar, från små korn till isblock som är flera meter stora. Faktiskt har alla de fyra yttre planeterna ringar, men Saturnus ringar är de mest imponerande och de enda vi kan se med ett vanligt teleskop. Saturnus är den minst täta av alla planeterna i solsystemet. Om vi skulle kunna lägga Saturnus i ett tillräckligt stort hav så skulle den flyta, eftersom den är så lätt i förhållande till sin storlek. Vid Saturnus nordpol finns en märklig molnformation i form av en perfekt sexkant. Varför den har just den här formen är forskarna faktiskt inte helt överens om än.

Saturnus nordpol

De två yttersta planeterna i solsystemet, Uranus och Neptunus, liknar gasjättarna på många sätt men räknas ofta som en egen kategori: isjättar. De ligger så långt från solen att temperaturen är extremt låg, vilket påverkar vad de består av.

Precis som Jupiter och Saturnus innehåller Uranus och Neptunus väte och helium, men i mycket mindre mängd än gasjättarna. Istället består de till stor del av vatten, metan och ammoniak i frusna former. Det är därför vi kallar dem isjättar.

Inuti en isjätte tror forskarna att det finns en fast kärna av sten och is i mitten. Runt kärnan finns ett tjockt lager av frusna ämnen under högt tryck. Ytterst finns ett tunnare lager av gas, precis som hos gasjättarna.

En av de märkligaste sakerna med Uranus är att planeten ligger “på sidan”. Dess rotationsaxel lutar så mycket att den nästan pekar rakt mot solen. Det betyder att en pol kan vara vänd mot solen i 40 år i taget, eftersom Uranus tar 84 år på sig att åka ett varv runt solen. Tänk att ha solen uppe hela tiden i 40 år, och sen inte se solen igen på 40 år. Varför Uranus lutar så mycket vet vi inte än.

En måne är en himlakropp som har sin omloppsbana runt en planet, istället för runt en stjärna. Ett annat ord för en måne är en naturlig satellit. Vi har skickat upp många konstgjorda satelliter i omloppsbana runt jorden, men det finns bara en naturlig måne som tillhör jorden. Den kallar vi för Månen.

Jorden är inte den enda planeten i solsystemet som har en måne. Förutom Merkurius och Venus har faktiskt alla planeter månar av olika storlekar. Jupiter och Saturnus är de planeter som har flest månar, med över hundra upptäckta månar var.

Några av månarna i solsystemet är särskilt intressanta. Jupiters måne Europa är täckt av ett tjockt lager is, men under isen tror forskarna att det finns ett stort hav av flytande vatten. Eftersom flytande vatten är en av de viktigaste förutsättningarna för liv som vi känner det, är Europa ett av de mest spännande ställena i solsystemet att leta efter liv. En annan av Jupiters månar, Io, är den mest vulkaniskt aktiva himlakroppen vi känner till. Dess yta täcks av hundratals vulkaner som ständigt sprutar ut lava.

Saturnus största måne Titan är också unik. Den är den enda månen i solsystemet som har en tjock atmosfär. På Titans yta finns sjöar och floder, men de består inte av vatten utan av flytande metan. Temperaturen på Titan är så låg att vatten alltid är fruset, men metan kan vara flytande. Forskare undrar om det skulle kunna finnas någon form av liv även där. Det skulle i så fall vara en typ av liv som är helt annorlunda mot allt vi känner till på jorden.

År 2006 bestämde Internationella astronomiska unionen den officiella definitionen för vad en planet är. Definitionen innehåller tre krav som en himlakropp måste uppfylla för att få kallas en planet:

1. Himlakroppen har en omloppsbana runt en stjärna.

2. Den är tillräckligt stor för att dess egen dragningskraft ska forma den till en rund boll.

3. Den har “rensat upp” i sin omloppsbana, vilket betyder att det inte finns andra lika stora objekt i närheten av dess bana.

Det tredje kravet är det som ställer till det för Pluto. I närheten av Plutos omloppsbana finns många andra objekt. Pluto uppfyller alltså de första två kraven, men inte det tredje. Därför räknas Pluto idag som en dvärgplanet. Definitionen av en dvärgplanet är att den uppfyller de första två kraven men inte det tredje. En dvärgplanet  får alltså inte vara en måne som kretsar runt en annan planet.

Pluto är inte den enda dvärgplaneten vi känner till. I asteroidbältet mellan Mars och Jupiter finns Ceres, som är tillräckligt stor och rund för att räknas som en dvärgplanet. Utanför Neptunus omloppsbana finns flera andra dvärgplaneter, och vi tror att det finns många fler längre bort, som vi ännu inte upptäckt. Det är svårt att se små och mörka objekt så långt bort från solen.

I vårt solsystem finns inte bara stora himlakroppar som solen, planeter och dvärgplaneter. Det finns också många mindre himlakroppar. Kanske känner du redan till flera?

En asteroid är en liten, stenig himlakropp som har en omloppsbana runt solen. Asteroider är mindre än dvärgplaneter och har inte tillräckligt stark dragningskraft för att forma sig till en rund boll. De är därför ofta oregelbundna i formen. De kan ha storlekar från ungefär en meter upp till flera hundra kilometer. Vi har skickat flera rymdsonder till asteroider och lärt oss att de oftast inte är ett enda stort stenblock utan snarare en löst sammanhållen klump av mindre stenar som hålls ihop av en svag dragningskraft. Asteroider är intressanta som framtida källor för metaller, men vi är fortfarande långt från att kunna utvinna dem i stor skala.

De flesta asteroider i vårt solsystem finns i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter. Det kan låta som en farlig hinderbana, ungefär som scenerna i Star Wars där rymdfarkosten skickligt måste navigera mellan enorma stenblock. Men så ser det faktiskt inte ut. Det typiska avståndet mellan två asteroider i bältet är ungefär en miljon kilometer. Vi skulle kunna placera 75 jordklot på rad mellan dem. Det är alltså gott om plats.

Det finns också asteroider på andra platser i solsystemet. Trojanska asteroider finns före och efter en planet i dess omloppsbana, och de flesta av dessa finns i Jupiters omloppsbana. Centaurer är asteroider som befinner sig mellan Jupiters och Neptunus omloppsbanor. Bortom Neptunus finns det transneptunska området som fortfarande är ganska outforskat, med många asteroider och andra objekt.

En komet är en mindre himlakropp som mest består av sten, damm, is och frusna gaser. Kometer kretsar runt solen i mycket stora omloppsbanor. Det kan ta flera hundra år för en komet att åka ett enda varv runt solen. När en komet kommer nära solen värms kärnan upp och det bildas en stor atmosfär av gas och damm runt den. Den kallas för koma.

Eftersom kometer är så små har de väldigt lite dragningskraft som kan hålla kvar atmosfären. Därför rör sig atmosfären långsamt utåt från kometen, och bildar en svans. Kometer har ofta två svansar som kan synas på stjärnhimlen. En svans av damm som följer efter i omloppsbanan och en svans av gas som trycks rakt bort från solen av solens strålning. En stor komet med en stor koma kan vara så ljusstark att den kan synas på himlen på dagen, men det är mycket ovanligt.

Har du någon gång sett ett stjärnfall på himlen? Det är inte en stjärna som faller utan en meteor som brinner upp i atmosfären. En meteoroid är en liten bit sten eller metall som rör sig i rymden, mindre än en asteroid. När den flyger in i atmosfären värms den upp av friktionen och börjar glöda. Det är det vi ser som ett stjärnfall, och då kallas den för en meteor. Om stenen är tillräckligt stor kan den nå ända ner till marken utan att brinna upp helt. En meteor som landat på marken kallas för en meteorit. När den träffar marken med hög hastighet kan den skapa en stor krater.

Ibland ser vi många stjärnfall samtidigt, ett stjärnfallsregn. Det händer när jorden i sin omloppsbana korsar ett dammspår som en komet lämnat efter sig. Kända stjärnfallsregn är till exempel Perseiderna och Geminiderna, som återkommer vid samma tidpunkt varje år.

Längre ut i solsystemet finns Kuiperbältet, ett område bortom Neptunus som liknar asteroidbältet men består av objekt som till stor del är gjorda av is. Ännu längre ut tror forskarna att det finns ett gigantiskt område som kallas Oorts kometmoln, fyllt av miljarder isiga objekt med enorma omloppsbanor som kan ta flera hundra tusen år att fullborda.