W dniu 03.12.2025 r. wysłuchaliśmy wykładu p. mgr Stefana Janty – dyrektora Planetarium i Obserwatorium Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika w Chorzowie o „Księżycach w Układzie Słonecznym”.
Księżyc – geneza.Najpopularniejszą teorią tłumaczącą powstanie ziemskiego satelity jest teoria wielkiego zderzenia. Zakłada ona, że zderzenie proto – Ziemi z ciałem wielkości Marsa (Thea) wyzwoliło wystarczającą ilość energii do wyrzucenia dostatecznej ilości materii na orbitę okołoziemską. Z materii tej (planetozymale) następnie miał uformować się Księżyc.
Księżyc (łac.: Luna, starogrecki: Selene ) to jedyny naturalny satelita Ziemi.
Masa Księżyca – 7,3 x 1022 kg
Masa Ziemi – 6 x 1024 kg
Promień Księżyca 1738 km.
Promień Ziemi 6378 km.
Z powodu względnie dużego rozmiaru Księżyca oraz stosunku mas obu ciał wynoszącego około 81:1, niektórzy uważają układ Ziemia-Księżyc za planetę podwójną.
Średnia odległość Księżyca od Ziemi to 384 400 km. Ponieważ Księżyc krąży dookoła Ziemi po orbicie, która nie jest idealnym okręgiem, lecz elipsą o mimośrodzie 0,0554 to największa odległość od Ziemi (Apogeum) wynosi 405 696 km a najmniejsza (Perygeum) to 363 100 km.
Przyspieszenie grawitacyjne na jego powierzchni to 1,62m/s2 czyli 1/6 przyspieszenia na Ziemi.
Księżyc i Ziemia krążą wokół barycentrum – wspólnego środka masy leżącego w odległości 4 675 km od środka Ziemi.
Księżyc znajduje się w synchronicznej rotacji, czyli jego okres obrotu wokół osi równy jest okresowi orbitalnemu. Księżyc zwraca się stale do Ziemi jedną stroną (widoczna jest tylko jedna jego półkula). Strona niewidoczna została po raz pierwszy sfotografowana w 1957 r. przez radziecką sondę Łuna 3.
Księżyc ucieka od Ziemi ok. 4cm/rok a Ziemia zwalnia ok. 1s na rok.
Średnie albedo powierzchni Księżyca to 0,12, czyli 12% promieniowania padającego na Księżyc zostaje odbite w przestrzeń. Część z tego promieniowania dociera do Ziemi i dlatego widzimy Księżyc.
Średnia temperatura Księżyca to 250 K, minimalna 40 K, maksymalna 396 K.
Średnia gęstość Księżyca to ok. 3,4g/cm3 .
Średnia gęstość Ziemi to ok. 5,5g/cm3.
Warstwy powierzchni Ziemi są tak zbudowane jak Księżyc.
Księżyc wykonuje pełny obrót wokół Ziemi w ciągu 27 dni 7 godzin 43 minut (miesiąc gwiazdowy). Obiega Ziemię 13 razy w roku.
Okresowe zmiany w geometrii układu Księżyc-Ziemia-Słońce powodują występowanie powtarzających się faz Księżyca w cyklu 29 dni 12 godzin 44 minuty (miesiąc synodyczny).
Księżyce Marsa
Mars ma dwa nieregularne księżyce Fobos (Strach) 22 km średnicy i Deimos (Groza) 12,6 km.
Oba zostały odkryte w 1877 roku przez amerykańskiego astronoma Asapha Halla w Obserwatorium Marynarki Wojennej w Waszyngtonie.
Fobos obiega Marsa w 7h 38 min. i zbliża się do niego.
Deimos obiega Marsa w 30h, 17 min. i oddala się od niego.
Doba marsjańska trwa ok. 24h 39 min.
Księżyce Jowisza (promień 69900 km).
Do 2024 r. odkryto 97 księżyców Jowisza. Cztery największe księżyce : Io, Europa Ganimedes, Kallisto zostały odkryte przez Galileusza w 1610 roku. Io (nimfa i kochanka Zeusa)- czwarty co do wielkości księżyc w Układzie Słonecznym; charakteryzuje się niezwykle silną aktywnością wulkaniczną. Jest to wynik silnych deformacji pływowych. W środku znajduje się metaliczne jądro
o promieniu 700-900 km (żelazo). Ponad jądrem rozciąga się gruby, częściowo stopiony płaszcz z krzemianów.
Europa (córka fenickiego króla, porwana przez Zeusa, matka Minosa i Radamantysa) – szósty co do wielkości księżyc w Układzie Słonecznym. Ma najgładszą powierzchnię ze wszystkich stałych obiektów. Wynika to z oceanu wodnego znajdującego się pod powierzchnią. Grubość pokrywy lodowej jest szacowana na 8-15 km, a głębokość oceanu słonej wody pod nią ok. 90 km (tam może istnieć życie). Można tam zaobserwować periodycznie zmienną aktywność gejzerów (siły pływowe).
Ganimedes (piękny królewicz trojański) – największy księżyc w Układzie Słonecznym (promień 2 631 km) składa się z lodu wodnego i skał. Posiada warstwową budowę geologiczną, złożoną z jądra, płaszcza i zewnętrznej skorupy lodowej. Posiada własną chociaż bardzo słabą magnetosferę. Ma płynne, bogate w żelazo jądro i gruby płaszcz. Prawdopodobnie ma więcej wody niż wszystkie oceany Ziemi razem wzięte.
Kallisto (nimfa leśna, towarzyszka Artemidy) – trzeci co do wielkości księżyc w Układzie Słonecznym (promień 2 410 km). Posiada niemal identyczny rozmiar jak Merkury, jednak tylko jedną trzecią jego masy. Nie ma żelaznego jądra, to lodowa, skalista planeta pokryta kraterami.
Księżyce Saturna (promień 58 230 km).
Saturn to gazowy olbrzym, słynący z jasnych pierścieni z lodu i skał, o gęstości mniejszej od wody. Cechuje go szybka rotacja, co powoduje jego spłaszczenie.
Saturn jest rekordzistą pod względem liczby księżyców, do 2024 r. potwierdzono istnienie 274.
Tytan (promień 2 570 km)został odkryty w 1655 r. przez holenderskiego, matematyka, astronoma Christiaana Huygensa, który zbudował własny teleskop (miał metalowe lustra).
Atmosfera składa się z azotu z domieszką metanu. Temperatura powierzchni to -179 stopni. Ciśnienie przy powierzchni wynosi 1,5 bara, czyli jest o 50% wyższe niż na Ziemi.
Enceladus (promień 252 km) to mały lodowy księżyc, znany z podpowierzchniowego oceanu ciekłej wody i gejzerów. Gejzery są źródłem większości materii pierścienia E Saturna. Woda w postaci pary i lodu jest wyrzucana przez sieć dżetów zlokalizowanych w pobliżu południowego bieguna księżyca (ok. 200 kg/s). Obecnie pierścieni nie widać ale wkrótce się pojawią.
Został odkryty w 1789 roku przez brytyjsko-niemieckiego astronoma Wiliama Herschela.
Księżyce Urana
Obecnie znamy 29 księżyców. Największe to : Tytania, Oberon, Ariel, Umbriel, Miranda). Nazwy pochodzą z dzieł Szekspira. Tytania i Oberon mają po ok.1 500 km średnicy i są złożone z lodu i skał.
Urana (1781 r.) oraz Tytanię i Oberona (1787r.) odkrył Wiliam Herschel.
Neptun – gazowy olbrzym 17 razy masywniejszy od Ziemi.
Posiada 16 księżyców. Największym jest Tryton (promień 1 353 km) odkryty w 1846 r. przez Wiliama Lassella. Składa się w 25% z wody i w 75% z materiału skalnego.
To jedyny duży satelita w Układzie Słonecznym, który krąży w kierunku przeciwnym do rotacji swojej planety. Na powierzchni Trytona panuje temperatura -220 stopni.. Mimo to jest aktywny geologicznie. Voyager 2 zaobserwował erupcje krio wulkaniczne wyrzucające płynny azot, pył i metan 8 km ponad powierzchnię. Satelita posiada cienką atmosferę zbudowaną z azotu (99%) z domieszką metanu.
Pluton – planeta karłowata (średnica 2 374 km).
Znamy pięć księżyców, z których największy to Charon, któryodkrył w 1978 roku James Christy. Jest on stosunkowo dużych rozmiarów (średnica 1 210 km) przez co układ Pluton-Charon może być uznany za podwójną planetę karłowatą (są stale zwrócone do siebie tymi samymi stronami).
Obecnie krąży po Układzie Słonecznym 840 000 planetoid. Największe to: Ceres, Pallas, Westa. Mogą być źródłem cennych surowców i są skarbnicą wiedzy o wczesnym Układzie Słonecznym.
Obiekty bliskie Ziemi wymagają monitorowania.
Życie istnieje, ale my go nie odkryjemy. Szansa na znalezienie życia to odległość najmniej 24 lata świetlne. Pierwsze trzy planety poza słoneczne (krążące wokół pulsara w konstelacji Panny) odkrył w 1992 roku prof. Aleksander Wolszczan. To zapoczątkowało intensywne badania nad poszukiwaniem życia pozaziemskiego. Obecnie znamy już około 5 000 planet poza słonecznych.
Najlepsze rezultaty w poszukiwaniach osiągają Kluczowe Obiekty Astronomiczne budowane na pustyni Atacama w Chile. Panuje tam ultra-suchy klimat i jest tam ponad 300 bezchmurnych nocy rocznie, a instalacje znajdują się na wysokości 3000 -5000 m.
Przykładowe instalacje:
ALMA- ponad 60 radioteleskopów na wysokości ok. 5000 m n.p.m.
VLT (Very Large Telescope),
ELT Extremely Large Telescope)- największy optyczny teleskop świata (w budowie)
Polskie Obserwatorium Astronomiczne (Projekt Araucaria).
Naszemu Wykładowcy składamy gratulacje – p. Stefan Janta w 2025 roku został laureatem prestiżowej nagrody im. Włodzimierza Zonna, która jest przyznawana przez Polskie Towarzystwo Astronomiczne za wybitne zasługi w szerzeniu i popularyzacji wiedzy o Wszechświecie; nasz profesor otrzymał medal o numerze 28, a Nagroda i Medal są przyznawane od 1983 roku co dwa lata.
Notatkę przygotował: Henryk Duda