Hvad er forskellen på stjerner, planeter og måner? – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet
Hvad er forskellen på stjerner, planeter og måner?
Jeg har en søn, der hedder Christian på 4 år, som er begyndt at stille en masse spørgsmål om vores univers. Jeg må indrømme, at jeg ikke kan svare på alt han spørger om, og håber I kan hjælpe lidt.
Noget så "simpelt" som:
Hvad forskellen på en stjerne og en planet er, kan jeg ikke finde svar på nogen steder?
Hvad er en måne? (hvorfor er den ikke en stjerne eller planet?)
Min søn ser "små einstein" i tv og kan efterhånden alle navnene på planeterne i vores solsystem, og jeg er også blevet grebet af det. Håber på svar, selvom det er simple spørgsmål.
En stjerne er et legeme som er stort. Betingelsen er at tyngdekraften er så stor, at den trykkes sammen og opvarmes, så der sker kerneprocesser inde i stjernen. Det er altså en stor glødende gaskugle, hvor der nær centrum foregår en fusionsproces (samme proces som i en brintbombe). Der skal altså produceres energi (og udstråler den så bl.a. som lys og varme).
Stjerner kan være mange størrelser, vores sol er en af de mindre stjerner. Solens radius er 0,696 millioner kilometer (jorden tilsvarende 6 378 km, den største planet Jupiter 71 492 km). Jupiter er 318 gange tungere end jorden, men da der ikke er energiproduktion, er det ikke en stjerne. Solen er 333 000 gange tungere end jorden. Der er stjerner, der er meget større end solen, f.eks. det der kaldes superkæmpestjerner, hvis radius er ca. 200 gange solens dvs. 139 millioner km.
Det betyder at stjernen af den type næsten ville nå ud til jordens bane, som har en middelradius på 149 millioner km. Merkur og Venus baner kunne være helt inde i en sådan stjerne. Den giver ca. op til 5000 gange så meget lys som solen pr. tidsenhed. Solen vil have opbrugt sit brændsel om 4,5 milliarder år. Den blusser så op (og optager antageligt jorden i dens masse og bliver til en anden type stjerne). Stjerner nogle gange større end solen ender livet på en mere dramatisk måde, idet de bliver supernovaer og eksploderer. De kan ses mange galeakser væk.
En supernova i vor nærhed kunne let udrydde alt liv på jorden, heldigvis er der ikke rigtigt nogen gode kandidater. Der er en pris for at være en stor stjerne. Solen lever ca. 10 milliarder år ialt, den bruger sin energi roligt og ikke for hurtigt. De meget store stjerner bruger deres vældige energi måske på ½ million år eller 20 000 gange hurtigere end solen.
Det betyder nok, at der ikke er mulighed for, at der kommer liv om de meget store stjerner, de lever ikke længe nok. Der er ganske mange af de stjerner vi ser, som er dobbeltstjerner. Det er altså to stjerner, der bevæger sig om hinanden. De kan være af meget forskellig lysstyrke og type. Sådanne dobbeltstjerner har ikke nær de to stjerner gode stabile planetbaner, hvor temperaturen på planeten er nogenlunde konstant, det er altså ikke de første steder, vi vil lede efter liv af typer som vor (de typer vi kan tænke os til og som er sandsynlige).
Der er også mislykkede stjerner, brune dværge. Hvis massen af et legeme er mindre end 0,08 gange solens masse vil fusionen muligvis starte i sammentrækningsperioden, hvor tyngden danner stjernen. Udstrålingen fra overfladen kan være af samme størrelsesorden, som den skabte energi. Den vil så langsomt afgive sin energi og afkøles. Det er noget midt imellem en stjerne og en planet.
Her kommer vi til vore historiske rødder. Planeter er de moderat store legemer (som ikke er stjerner), som bevæger sig i en ellipsebane rundt om en stjerne f.eks. vor egen sol. De lyser i kraft af lyset fra stjernen. I oldtiden kendte man de 6 planeter, som kan ses uden kikkert (Merkur, Venus, Mars, Jupiter, Saturn samt jorden). Dengang opfattede man det, som om jorden var i centrum og de 5 planeter samt solen i baner udenom jorden (+ månen).
Uranus blev fundet i 1781 og Neptun i 1846 på grund af uregelmæs­sig­heder i de andre planeters bane, som gjorde, at man kunne beregne, hvor man skulle lede. Pluto som siden er degraderet til ikke at være en planet (men en dværgplanet) blev fundet i 1930. Den har kun en masse på 1/5 af vores månemasse, og betragtes som en del af de mange stenstykker, der kaldes Kuiper bæltet, som ligger derude omkring.
En af grundene til at den ikke mere er en planet, er at man kræver, at dens tyngdekraft skal give den en nogenlunde kugleform. Endeligt skal den være i stand til at fjerne andre objekter i sin bane. Pluto kommer i øvrigt med mellemrum indenfor Neptuns bane. Det man kræver, er altså en vis størrelse (ellers var der 10 000 vis af planeter), kugleform, oprydning af området i kraft af sin tyngdekraft og en regelmæssig bane.
Der kendes i dag ca. 200 exoplaneter dvs. planeter om andre sole end vor egen. De fleste er forholdsvis store som Jupiter og Satorn, bl.a. fordi de store er de letteste at finde (det er overhovedet ikke let i alle tilfælde).
Måner, det er større sten og planetlignenede masser, som kredser omkring en planet. Jorden har som bekendt en, månen (eller også ofte satellit), som er stor i forhold til mange andre, diameter 3476 km eller ca. ¼ af jordens. Den gør jordens omdrejningsakse stabil, og kan godt være en komponent i, at der opstod liv her på jorden.
Mars her to måner Phobos og Deimos diametre 23 og 13 km altså ganske små.
Jupiter har 63 måner med diametre fra 5262 km (4 i denne størrelsesklasse) til 16 km, nogen af de kendteste er Europa og Ganymede
Saturn har 18 måner i tilsvarende størrelser kendte måske Titan, Uranus har 15 måner noget mindre, Neptun har 8 måner også mindre en Jupiters og endeligt Pluto har 3 måner, hvor Charon måske er kendt. Merkur og Venus har ingen måner. Goderne er meget forskelligt fordelt også i rummet.
Endeligt er der en masse store stenklumper i størrelsesorden fra sandskorn og op til mange kilometers størrelse for det første udenfor Plutos bane dernæst imellem Mars og Jupiter. Det er sådanne sten og metalstykker, som kan komme til at gå på tværs i solsystemet og ramme planeterne, og især gjorde det i den første lange periode efter solsystemets dannelse.
Jupiter er så stor, at den i nogen grad er i stand til at være "støvsuger" og holde dem der i omegnen, men både månen og jorden viser klart, at vi er blevet ramt mange gange af store himmelske projektiler (de kommer med en fart af ca. 30 km/sek. og kan gøre enorm skade, hvis de er store nok udslette meget af livet på jorden).