Τα ηλιακά συστήματα αποτελούνται από πλανήτες, δορυφόρους, αστεροειδείς, κομήτες, αέρια, σκόνες και άλλα σωματίδια που περιφέρονται γύρω από ένα ή περισσότερα άστρα, με την ονομασία "'ήλιους". Κάποτε πίστευαν ότι τα ηλιακά συστήματα ήταν σχετικά ασυνήθιστα στο Σύμπαν, όμως μετά από τις νέες ανακαλύψεις των αστρονόμων οι αντιλήψεις άλλαξαν. Η καλύτερη κατανόηση του σχηματισμού των πλανητών και των άστρων, μας οδήγησε στη σκέψη ότι ο σχηματισμός των ηλιακών συστημάτων είναι πολύ πιο εύκολος απ' ότι κάποτε πίστευαν και ότι σίγουρα δεν είμαστε το μόνο ηλιακό σύστημα μέσα στον Γαλαξία μας. Με την πρόοδο της τεχνολογίας και με την καλυτέρευση των οπτικών συστημάτων και μεθόδων παρατήρησης, η έρευνα για τον εντοπισμό πλανητών γύρω από άλλα γειτονικά άστρα μπορεί να θεωρηθεί πολύ εύκολη υπόθεση.
Το Ηλιακό μας Σύστημα
Στεκούμενοι πάνω στην μικρή μας γαλάζια σφαίρα ατενίζουμε τον κοσμικό ωκεανό εδώ και χιλιάδες χρόνια. Οι αρχαίοι αστρονόμοι παρατηρούσαν και μελετούσαν ανέκαθεν τα λαμπρά στίγματα φωτός που φαίνονταν να κινούνταν ανάμεσα στα άστρα και τα ονόμασαν πλανήτες που είναι παράγωγο της λέξης "πλάνης" που σημαίνει περιπλανώμενος, χωρίς μόνιμη διαμονή. Μ' αυτήν τη θαυμάσια λέξη οι αρχαίοι πρόγονοί μας ονόμασαν και καθόρισαν επακριβώς τα περιπλανώμενα αυτά ουράνια σώματα, που αλλάζουν θέσεις ανάμεσα στους απλανείς, δηλαδή στους -για μεγάλα χρονικά διαστήματα- ακίνητους θεωρούμενους αστέρες.
Οι πέντε γνωστοί κατά την αρχαιότητα πλανήτες πήραν το όνομά τους από την Ελληνική και Ρωμαϊκή μυθολογία, όπως για παράδειγμα ο Δίας (βασιλιάς των θεών), ο Αρης (ο θεός του πολέμου), ο Ερμής (αγγελιοφόρος των θεών), η Αφροδίτη (η θεά του Ερωτα και της Αγάπης) και ο Κρόνος (πατέρας του Δία και θεός της γεωργίας). Επίσης, οι γήινοι παρατηρητές παρακολουθούσαν τους κομήτες με τις εντυπωσιακές ουρές τους και τα μετέωρα ή βροχή διαττόντων αστέρων που εμφανίζονταν να πέφτουν από τον νυχτερινό ουρανό.
Από την εποχή ανακάλυψης του τηλεσκοπίου, έχουν βρεθεί τρεις ακόμα πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα: ο Ουρανός το 1781, ο Ποσειδώνας το 1846 και ο Πλούτωνας το 1930. Για να μπορέσουμε όμως να κατανοήσουμε καλύτερα το ηλιακό μας σύστημα και να δούμε από πια σώματα-μέλη αποτελείται, θα πρέπει να πάρουμε τα πράγματα από την αρχή.
Το ηλιακό ή πλανητικό μας σύστημα, αποτελείται βασικά από τον Ηλιο, που συγκεντρώνει το 99,8% της όλης μάζας του και από τους εννέα πλανήτες, που συγκεντρώνουν το υπόλοιπο 0,13%. Αυτοί κατά σειρά απόστασης από τον Ηλιο είναι: ο Ερμής, η Αφροδίτη, η Γη, ο Αρης, ο Δίας, ο Κρόνος, ο Ουρανός, ο Ποσειδώνας και ο Πλούτωνας, που περιστρέφονται γύρω από τον Ηλιο μας πάνω σε ελλειπτικές τροχιές.
Αν αναφερθούμε ειδικότερα στην οικογένεια των πλανητών, θα παρατηρήσουμε ότι μπορούμε να τους χωρίσουμε σε δύο μεγάλες κατηγορίες:
- Τους πλανήτες που παρουσιάζουν χαρακτηριστικά όμοια με αυτά της Γης, όπως είναι ο Ερμής, η Αφροδίτη, η Γη και ο Αρης, τους οποίους γι' αυτό τον λόγο ονομάζουμε γήινους ή εσωτερικούς πλανήτες, επειδή βρίσκονται πιο κοντά στον Ηλιο. Οι πλανήτες αυτοί έχουν μικρή μάζα, μεγάλη πυκνότητα, σχετικά μικρές διαστάσεις και στερεή επιφάνεια με μεταλλική ή βραχώδη υφή.
- Τους εξωτερικούς γίγαντες πλανήτες ή πλανήτες της οικογένειας του Διός, οι οποίοι έχουν μεγάλη μάζα και πολύ μεγαλύτερες διαστάσεις από τους γήινους πλανήτες, ενώ η πυκνότητα της ύλης τους μόλις που ξεπερνά εκείνη του ύδατος. Συνεπώς είναι τεράστιες αέριες σφαίρες, αποτελούμενες κυρίως από υδρογόνο και ήλιο. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν οι πλανήτες Δίας, Κρόνος, Ουρανός και Ποσειδώνας.
Ο πλανήτης Πλούτωνας, ο μικρότερος απ' όλους τους πλανήτες, μοιάζει περισσότερο με τους γήινους πλανήτες. Και έχει μάζα το 1/400 της μάζας της Γης, ενώ απέχει από τον Ηλιο 40πλάσια απόσταση απ' όσο η Γη.
Οι πλανήτες, όμως, δεν είναι τα μοναδικά μέλη αυτής της οικογένειας. Σ' αυτήν περιλαμβάνονται: τα ουράνια σώματα που περιφέρονται γύρω από τους πλανήτες, οι δορυφόροι, με κυρίαρχη τη Σελήνη, πολλές χιλιάδες αστεροειδείς που κινούνται κυρίως σε τροχιές μεταξύ Αρη και Δία, μεγάλος αριθμός κομητών προερχόμενοι από τη ζώνη Κουίπερ και το νέφος του Ορτ πέρα από την τροχιά του Πλούτωνα, και τέλος άπειροι μετεωρίτες. Τα μέλη αυτής της οικογένειας, σε σχέση με τις τεράστιες αστρικές αποστάσεις, μοιάζουν να απέχουν ελάχιστα, έτσι ώστε το ηλιακό μας σύστημα να φαντάζει στο σύνολό του σαν ένα απειροελάχιστο κομμάτι ενός μικρού κόκκου του Σύμπαντος, ενός κομματιού, όμως, που έχει ένα ιδιαίτερο συναισθηματικό ενδιαφέρον για τον άνθρωπο, αφού είναι η πατρίδα του.
Αυτό είναι το διάγραμμα του ηλιακού μας συστήματος. Προσέξτε τη διασταύρωση των τροχιών του Ποσειδώνα και Πλούτωνα. Μεταξύ του 1979 και 1999, οι δύο αυτοί πλανήτες αντάλλαξαν τις θέσεις τους σε σειρά ως προς τον Ηλιο έτσι ώστε ο Ποσειδώνας ήταν στην πραγματικότητα ο πιο απόμακρος πλανήτης από τον Ηλιο. Σήμερα ο Πλούτωνας έχει πάρει την θέση που του αρμόζει ως ο πιο απομακρυσμένος και παγωμένος πλανήτης του ηλιακού συστήματός.
Πολλαπλά αστρικά συστήματα
Μερικά άστρα δεν ζούνε μόνα τους όπως ο Ηλιος μας, αλλά αντί αυτού περιφέρονται γύρω από ένα ή περισσότερα άστρα σχηματίζοντας ένα πολλαπλό αστρικό σύστημα. Ενα τέτοιο αστρικό σύστημα είναι αρκετά συνηθισμένο φαινόμενο στο Σύμπαν μέσα στο οποίο ζούμε, ιδιαίτερα για νεαρά άστρα που μόλις πρόσφατα γεννήθηκαν από ένα νεφέλωμα και δεν είχαν τον χρόνο να απομακρυνθούν αρκετά από το αστρικό τους σμήνος. Το σύστημα που αποτελείται από δύο άστρα ονομάζεταιδιπλό σύστημα, και αυτό που αποτελείται από τρία άστρα τριπλό σύστημα. Πολλές φορές τα διπλά και τριπλά συστήματα περιέχουν άστρα διαφορετικών μεγεθών και λαμπρότητας, που είναι αποτέλεσμα του θανάτου του ενός πριν από αρκετό καιρό πριν. Οταν ένα κίτρινο άστρο βρίσκεται σε τροχιά γύρω από ένα πολύ θερμότερο μπλε άστρο, το αποτέλεσμα στο μέλλον είναι ένα κίτρινο άστρο μέσης ηλικίας (όμοιο με τονΗλιο) να περιφέρεται γύρω από έναν γαλάζιο ή γαλανόλευκο υπεργίγαντα. Μερικές φορές, το γαλάζιο αυτό άστρο καταρρέει σε μαύρη τρύπα, με αποτέλεσμα να καταβροχθίσει το κίτρινο άστρο.
Η έρευνα για τον εντοπισμό άλλων ηλιακών συστημάτων
Για αρκετό καιρό, η έρευνα για τον εντοπισμό άλλων ηλιακών συστημάτων εκτός του δικού μας ήταν άκαρπες. Ωστόσο, τον Οκτώβριο του1995, οι Michel Mayor και Didier Queloz του Geneva Observatory εντόπισαν τον πρώτο πλανήτη εκτός του ηλιακού συστήματος. γύρω από το άστρο 51 του Πήγασου. Από τότε η επίσημη έναρξη για το κυνήγι των πλανητών είχε αρχίσει. Από τότε μέχρι σήμερα έχουν βρεθεί αρκετοί πλανήτες αναγκάζοντας τους κοσμολόγους να αναθεωρήσουν τις θεωρίες τους για των σχηματισμό των πλανητών και γενικά των ηλιακών συστημάτων.
Τεχνικές ανεύρεσης άλλων ηλιακών συστημάτων
Υπάρχουν βασικά δύο τεχνικές για τον εντοπισμό πλανητών σε τροχιά γύρω από άλλα άστρα: η τεχνική της Αστρικής Κίνησης και η τεχνική Doppler. Και οι δύο αυτές τεχνικές βασίζονται στο γεγονός ότι αντικείμενα σε τροχιά γύρω από άστρα ασκούν μια ελαφρώς βαρυτική δύναμη πάνω στο άστρο, κάνοντάς το να ταλαντώνεται ελαφρώς στη διάρκεια της κίνησής τους και στο φως το οποίο παράγουν. Η πρώτη τεχνική της αστρικής κίνησης εκμεταλλεύεται τις μεταβολές στην κίνηση του άστρου εξαιτίας της περιφοράς των πλανητών γύρω από αυτό. Χρησιμοποιώντας τις ακριβές τοποθεσίες των άστρων (γνωστή ως αστρομετρία) οι αστρονόμοι μπορούν να εντοπίσουν τις παραπάνω ταλαντώσεις των άστρων. Η δεύτερη τεχνική Doppler, που είναι και η πρωτοπόρο τεχνική εντοπισμού πλανητών σε άλλα ηλιακά συστήματα, χρησιμοποιεί την μεταβολή των αστρικών φασμάτων του εκπεμπόμενου φωτός εξαιτίας της βαρυτικής επίδρασης των πλανητών που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από το άστρο. Με την μελέτη αυτών των μικρών μεταβολών, οι επιστήμονες μπορούν να υπολογίσουν την ακριβή τροχιά και την μάζα των περιφερόμενων πλανητών.
