Юпитер
Самая крупная планета в Солнечной системе, состоящая из газа, слои которого находятся в постоянных вихреобразных движениях. Диаметр Юпитера огромный – 143 000 км (для сравнения: диаметр Земли 13 000км). Не смотря на свои крупные размеры, Юпитер очень быстро вращается вокруг своей оси (за 9ч 50 мин земных суток) из-за чего диаметры на полюсах планеты сжаты, а экватор растянут… подробнее Кольца и спутники Юпитера:Европа, Ио, Ганимед, Каллисто и другие…
Планету Юпитер окружает целое семейство из 16 спутников, причем каждый из них имеет свои, непохожие на другие особенности… подробнее Сатурн
Эта удивительная и красивая планета обладает ярко-выраженными кольцами, которые легко разглядеть в обычный телескоп, а уникальность Сатурна еще и в том, что его плотность ниже средней плотности воды и, если представить, что на поверхности мог бы быть океан, то можно было бы увидеть невероятное зрелище, как его воды легко плескались бы на поверхности планеты… подробнее Кольца и спутники Сатурна:Титан, Энцелад и другие…
Характерные кольца есть не только у планеты Сатурн, но и на других планетах-гигантах. Вокруг Сатурна кольца особенно четко видно, потому что состоят из миллиардов мелких частиц, которые вращаются вокруг планеты, помимо нескольких колец у Сатурна есть 18 спутников, один из которых Титан, его диаметр 5000км, что делает его самым большим спутником Солнечной системы… подробнее Уран
Эта необычная планета видна наблюдателю в синих и зеленых цветах за счет поглощения водородом и метаном инфракрасного спектра. На поверхности Урана бушуют ветры с огромной скоростью до 600 км/ч, двигаясь по ходу вращения планеты. Уникальность Урана еще в том, что его ось вращения сильно наклонена, почти параллельно к плоскости эклиптики, поэтому с Земли полюса планеты можно увидеть только наполовину и то, только на протяжении 42 лет. Пока единственная теория этого феномена такая – возможно, в истории планеты было столкновение с каким-то крупным небесным телом… подробнее Кольца и спутники Урана:Титания, Оберон и другие…
Планета Уран имеет 17 спутников и, как и другие планеты-гиганты, опоясывающие планету тонкие кольца, которые практически не имеют способности отражать свет, поэтому открыты были не так давно в 1977 году совершенно случайно… подробнее Нептун
Эта планета, подобно Урану, состоит из газа в основной состав которой входят вода, метан и аммиак. Именно, от большой концентрации в атмосфере метана планета приобрела голубой цвет. Над поверхностью Нептуна простираются облака из аммиака и воды, а над ними плотный слой метановых облаков, кроме того в атмосфере планеты присутствует водород и гелий. Сама атмосфера обладает повышенной активностью, где мощные ветра дуют со скоростью свыше 2000 км/ч, образуя огромные пятна размером с нашу планету… подробнее Кольца и спутники Нептуна:Тритон, Нереида и другие…
Изначально до исследования Нептуна космическим аппаратом “Вояджер-2” было известно о двух спутников планеты – Тритон и Нерида. Интересный факт, что спутник Тритон имеет обратное направление орбитального движения, также на спутнике были обнаружены странные вулканы, которые извергали газ азот, словно гейзеры, расстилая массу темного цвета (из жидкого состояния в пар) на много километров в атмосферу. Во время своей миссии “Вояджер-2” обнаружил еще шесть спутников планеты Нептун… подробнее
Космические объекты Солнечной системы
Кометы
Несущиеся на огромной скорости и путешествующие по огромным орбитам, проложенным во вселенной, кометы, так называются эти небесные тела, состоят из яркой светящейся головы и невероятно длинного (до 100 миллионов км) шлейфа хвоста. Эти одиночные странники могут удаляться на долгое время за пределы Солнечной системы и возвращаясь устремляться ближе к нашей планете, двигаясь преодолевая гигантские расстояния своей орбиты… подробнее Астероиды
Подобно планетам, только совсем небольших размеров, астероиды вращаются вокруг Солнца, они имеют каменистую структуру поверхности и по некоторым характеристикам бывают похожи на небольшие планеты, поэтому их иногда называют “малые планеты”. Наибольшее скопление астероидов находится между Марсом и Юпитером, эта зона получила название “пояс астероидов”. Астероиды имеют самые разные размеры: маленькие от нескольких десятков сантиметров в диаметре, как кухонная кастрюлька, и крупные диаметром до 250 и выше км. Так самый крупный из известных астероидов Церера имеет диаметр в 1000 км… подробнее Метеориты
Падающие звезды – так называют метеорный дождь, который происходит каждый год в начале августа и в другие промежутки в течении года. Иногда “падающие звезды” метеориты можно увидеть невооруженным глазом, они промелькают, словно искорка, чиркнувшая синеву ночного неба на доли секунд. Это и есть небольшие частички космической пыли, которые падают на Землю и, испаряясь в плотных слоях атмосферы, оставляют непродолжительный яркий след на звездном небе… подробнее
Далекие объекты Солнечной системы
Плутон
Эта самая далекая в Солнечной системе ледяная планета по своим характеристикам могла бы относиться к земной группе планет, но с 2006 года по решению МАС Плутон причислили к карликовым планетам наряду с Эридой и Церерой. Плутон имеет каменистое ядро с возможным содержанием льда, обледенелую мантию и кору, которая формирует поверхность планеты. Вероятней всего под верхним слоем находится толстая масса льда толщиной свыше 200 км, поэтому планета состоит в основном из компонентов воды и метана… подробнее
Спутники Плутона: Харон, Гидра, Некта и другие…
На данный момент у планеты Плутон известно о 5 спутников. Это крупный спутник Харон, 2 малых спутника Гидра и Никта и ещё 2 небольших спутника P4 и P5. Спутник Плутона Харон уникален тем, что обладает в сравнении со спутниками других планет совсем маленькими размерами. Он расположен очень близко к планете и делает оборот вокруг Плутона с такой же скоростью оборота планеты вокруг своей оси, поэтому этот спутник всегда находится в одной и той же точке над планетой… подробнее Пояс Эджворта-Койпера и облако Оорта
За границами орбиты Нептуна находятся дальние объекты Солнечной системы, которые получили формулировку “транснептуновые объекты” среди которых объекты пояса Койпера, малые тела, планеты-карлики, например система Плутон-Харон, карликовая планета Эрида и другие объекты, чаще всего состоящие изо льда. Еще дальше находится рассеянный диск, где объекты сильно рассеяны, а еще дальше на расстоянии почти в 1 световой год расположено облако Оорта, которое, возможно, является строительным материалом для образования комет… подробнее Карликовые планеты Солнечной системы
В нашей Солнечной системе есть место не только для восьми планет, таких планет гораздо больше. Находясь за областью орбиты Нептуна такие небесные объекты движутся по огромным орбитам, то приближаясь, то отдаляясь от Солнца на огромные астрономические величины, некоторые совершая оборот вокруг Солнца более чем за 4000 лет. Это карликовые планеты, о многих из которых сейчас хорошо известно, но таких карликовых планет может быть намного больше… подробнее
Планеты в других солнечных системах
Планеты других солнечных систем
Далеко-далеко на расстоянии многих световых лет от нашего Солнца светят другие звезды, которые образуют свои планетные системы. Такие планеты получили название “экзопланеты” и у них тоже есть свои звезды, вокруг которых проходят их орбиты. Современные технологии позволяют обнаруживать все новые планеты и целые планетные системы, принадлежащие своей звезде. В одной только галактике Млечный путь таких планет может быть свыше 100 миллиардов, до 20 миллиардов планет могут иметь похожие на земные свойства поверхности, а на некоторых из них может быть даже жизнь…подробнее
Содержание
Солнечная система
Происхождение Солнечной системы
Земля — планета солнечной системы
Планеты и их спутники
Открытие других планетных систем
Вывод
Список используемой литературы Солнечная системаСолнечная система представляет собой систему «звезд — планеты». В нашей Галактике приблизительно 200 млрд. звезд, среди которых,как полагают специалисты, некоторые звезды имеют планеты. В Солнечную системувходят центральное тело, Солнце и девять планет с их спутниками (известно более60 спутников). Диаметр Солнечной системы — более 11,7 млрд. км.
В начале ХХI в. В Солнечной системеобнаружен объект, которые астрономы назвали Седной (имя эскимосской богиниокеана). Седна имеет диаметр в 2000 км. Один ее оборот вокруг Солнца составляет10500 земных лет. Некоторые астрономы называют этот объект планетой Солнечнойсистемы. Другие астрономы называют планетами только космические объекты,имеющие центральное ядро с относительно высокой температурой. Поскольку внастоящее время Седна находится на расстоянии около 13 млрд. км от центраСолнечной системы, то информация об этом объекте достаточно скудная.
Происхождение Солнечной системыПроисхождение Солнечной системы из газопылевого облакамежзвездной среды является наиболее признанной концепцией. Высказываетсямнение, что масса исходного для образования Солнечной системы облака была равна10 массам Солнца. В этом облаке решающим был химический его состав. Приблизительно5млрд. лет назад из этого облака образовалось плотное сгущение, названоепротосолнечным диском. Как полагают, взрыв сверхновой звезды в нашей Галактикепридал этому облаку динамический импульс вращения и фрагментации: образовалисьпротозвезда и протопланетный диск. Согласно этой концепции прогресс образованияпротосолнца и протопланетного диска происходил быстро, за 1 млрд. лет, чтопривело к сосредоточению всей энергии массы будущей звездной системы в еецентральном теле, а момент количества движения — в протопланетном диске, вбудущих планетах. Считается, что эволюция протопланетного диска происходила за1 млн. лет. Шло слипание частичек в центральной плоскости этого диска, котороев дальнейшем привело к образованию сгущений частиц, вначале небольших, затем — более крупных тел, которые геологи называют плантезималями. Из них, какполагают, образовались будущие планеты. Эта концепция основывается нарезультатах компьютерных моделей. Есть и другие концепции. Например, в одной изних говорится, что на рождение Солнца — звезды потребовалось 100 млн. лет,когда в протосолнце возникла реакция термоядерного синтеза. Согласно этойконцепции планеты Солнечной системы, в частности земной группы, возникли за теже 100 млн. лет, из массы, оставшейся после образования Солнца. Часть этоймассы была удержана Солнцем, другая — растворилась в межзвездном пространстве.
Земля — планета солнечной системыОсобое место в Солнечной системе занимает Земля — единственная планета, на которой в течение миллиардов лет развивается различныеформы жизни. Известно несколько гипотез о происхождении Земли. Почти все онисводятся к тому, что исходным веществом для формирования планет Солнечнойсистемы, в том числе и Земли, были межзвездная пыль и газы. Однако до сих порнет однозначного ответа на вопросы: каким образом в составе планет оказалсяполный набор химических элементов таблицы Менделеева и что послужило толчкомдля начала конденсации газа и пыли в протосолнечную туманность. Некоторыеученые предполагают, что появления разнообразия химических элементов связано свнешним фактором — взрывом Сверхновой звезды в окрестностях будущей Солнечнойсистемы. По-видимому, в недрах и газовой оболочке Сверхновой звезды врезультате ядерных реакций происходит синтез химических элементов. Мощный взрывсвоей ударной волной мог стимулировать начало конденсации межзвездной материи,из которой образовалось Солнце и протопланетный диск, впоследствии распавшийсяна отдельные планеты внутренней и внешней групп с поясом астероидов между ними.Такая начальная стадия формирования Солнечной системы называется катастрофической,так как взрыв Сверхновой звезды — природная катастрофа. В масштабахастрономического времени подобные взрывы — не столь уж редкое явление — онипроисходят в среднем через несколько миллиардов лет.
Предполагается, что образованию планет из протоплазменногодиска предшествовала промежуточная фаза формирования твердых и довольнокрупных, до нескольких сотен километров в диаметре, тел, называемыхплантезималями; последующее их скопление и соудаление вызвало аккрецию (наращивание)планеты, которая сопровождалась изменением гравитационных сил.
Радиоактивным методом установлено, что возраст самых древнихпород, найденных в земной коре, составляет около 4 млрд. лет. Понадобилось миллиардылет, чтобы образовалась наша планета — Земля. Земной шар, сплюснутый у полюсов,вращаясь вокруг собственной оси, движется со средней скоростью около 30 км/с вкосмическом пространстве по эллиптической траектории вокруг Солнца.
Наша Земля удивительна и прекрасна. Такой ее представляли ипредставляют многие люди. Особенно прекрасной она выглядит из космоса, гдевпервые побывал наш соотечественник, космонавт Ю.А. Гагарин.
Планеты и их спутникиЗемля — спутник Солнца в мировом пространстве, вечнокружащийся вокруг этого источника тепла и света. Самыми яркими из постояннонаблюдаемых нами небесных объектов, кроме Солнца и Луны, являются соседние снами планеты. Они принадлежат к числу тех девяти миров, которые обращаютсявокруг Солнца на расстояниях, достигающих несколько миллиардов километров. Группапланет вместе с Солнцем составляет Солнечную систему. Планеты хотя и кажутсяпохожими на звезды, в действительности гораздо меньше звезд и темнее. Они виднытолько потому, что отражают солнечный свет, который кажется очень яркими,поскольку планеты гораздо ближе к земле, чем звезды.
Кроме планет, в солнечную систему входят спутники планет,астероиды, кометы, метеоритные тела. Планеты расположены в следующем порядке: Меркурий,Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Возможно, что заПлутоном есть еще одна или несколько планет, но поиски их среди множества звездслабее 15-й величины.
Важную роль в Солнечной системе играет межпланетная среда,те формы вещества и поля, которые заполняют пространство Солнечной системы. Основныекомпоненты этой среды — солнечный ветер; заряженные частицы высокой энергии,приходящие из глубины космоса; межпланетное магнитное поле; межпланетная пыль,основным источником которого являются кометы; нейтральный газ.
С 1962 г. планеты и их спутники успешно исследуютсякосмическими аппаратами. Изучены атмосферы и поверхность Венеры и Марса,сфотографированы поверхность Меркурия, облачный покров Венеры, Юпитера,Сатурна, колец Сатурна и Юпитера. Спускаемые космические аппараты исследовалифизические и химические свойства пород, слагающих поверхность Марса, Венеры, Луны.С конца 1970-х гг. космическими станциями исследовались планеты-гиганты и ихспутники. Полученная информация значительно обогатила наши представления остроении и происхождении Солнечной системы.
По физическим характеристикам планеты делятся на две группы:планеты земного типа (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и планеты-гиганты (Юпитер,Сатурн, Уран, Нептун). О Плутоне известно мало, но, по-видимому, он ближе посвоему строению к планетам земной группы. Открытие других планетных системВступление астрономии в ХХI в. ознаменовалосьвыдающимся достижением — открытием планет за пределами Солнечной системы,планетных систем у других звезд. С помощью нового поколения средств и методовастрономического наблюдения начиная с 1995 г. удалось открыть уже свыше сотнипланет за пределами Солнечной системы, у звезд, расположенных в радиусепримерно ста световых лет от нас.
Кроме того, согласно последним наблюдательным данным, покрайней мере, каждая третья звезда имеет свою планетную систему. Эти данныеподтверждены наблюдениями в инфракрасном диапазоне молодых звезд. Это значит,что планетогенез (образование планетных систем) — не исключительное явление, аповсеместный момент эволюции материи. А наша планетная система — закономерноезвено организации галактической и звездной материи, одна из которых подобныхсистем нашей Галактики. Но у нее есть и свои важные отличительные черты.
Как оказалось, подавляющее большинство открытых планетотносятся к планетам типа Юпитера, т.е. состоят преимущественно из водорода игелия. Их называют горячими Юпитерами. Похоже, что планет земного типа в другихсистемах намного меньше, чем планет типа Юпитера. По-видимому, наша Солнечнаясистема не относится к планетным системам со среднестатистическим распределениемхимических элементов во Вселенной и сложилась в особых условиях. Ее образованиеимело свои особенности, связанные с обогащением водородно-гелиевого пылевогодиска тяжелыми элементами. Таким образом, открытие других планетных системвновь привлекло внимание к проблемам происхождения и распространения химическихэлементов во Вселенной, особенностями химического состава Солнечной системы. ВыводРазвитие современной астрономии постоянно расширяет знания остроении и объектах доступной для исследования Вселенной. Этим объясняетсяразличные данные о количестве звезд, галактик и других объектах, которыеприводятся в литературе. Открытие Седны в качестве 10-й планеты Солнечнойсистемы существенно изменяет наши представления о размерах Солнечной системы иее взаимодействии с другими объектами нашей Галактики.
В целом следует сказать, что астрономия лишь со второйполовины прошлого века стала изучать самые далекие объекты Вселенной на основеболее современных средств наблюдения и исследования. Список используемой литературы1. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. — Москва, 2005
2. Лихин А.Ф. Концепции современного естествознания. — Москва, 2004
3. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. — Москва 2004
Вид работы:
Рефераты
Категория:
Астрономия и космонавтика
Дата добавления:
25 Августа 2011
Солнечная система
Центральное тело нашей системы, это Солнце – звезда, принадлежащая к классу желтых карликов. Солнце является самым массивным объектом нашей планетной системы.
Первая планета Солнечной системы – Меркурий – самая маленькая планета земной группы (в нее кроме Земли и Меркурия входят Венера и Марс). После Меркурия идет Венера – сестра Земли, скрытая вечными облаками. Третья планета Солнечной системы – Земля – колыбель человечества. У нашей планеты есть спутник – Луна, который в 81 раз легче Земли, но все равно нашу планету можно считать двойной. Четвертая планета – красный Марс – пустынная планета с двумя спутниками, которая приковывала взоры всех людей в недалеком прошлом и… второе небесное тело, на которое планируется пилотируемый полет (первым была Луна).
Следующая большая группа планет – планеты-гиганты. Самым большим и массивным из гигантов является Юпитер, который представляет из себя Солнечную систему в миниатюре. Из его более чем 40 спутников мы остановимся на самых больших – Ио, Европе, Ганимеде и Каллисто. Эти спутники носят название галилеевских – в честь их первооткрывателя – Галилео Галилея. Следующая планета-гигант – Сатурн, известная всем своими великолепными кольцами. Из 22 спутников Сатурна мы посетим всего семь – Титан, Энцелад, Япет, Рею, Диону, Тефию и Мимас. Следующая планета-гигант – Уран – необычна тем, что она как-бы “лежит на боку” – ось наклона Урана с плоскостью эклиптики составляет 98° – благодаря чему на Уране происходит очень резкая смена времен года. Из его 21 спутника мы посетим Миранду, Ариэль, Умбриэль, Титанию и Оберон. Еще одна отличительная особенность Урана – вращение в обратную сторону. Последней планетой-гигантом является Нептун (Самый большой спутник Нептуна – Тритон). Все планеты-гиганты отличает наличие большого числа спутников, системы колец и протяженные газовые атмосферы.
Самая последняя планета Солнечной системы – Плутон – является самой маленькой планетой. У Плутона имеется единственный спутник – Харон, который немногим меньше самой планеты. Благодаря этому система Плутон-Харон является действительно двойной планетой. После открытия в поясе Койпера трансплутонного объекта Квавар с диаметром более половины диаметра Плутона всерьез начали рассматривать вопрос о том, что считать планетой и выделять ли Плутон и транплутонные объекты в группу планет-карликов или понизить статус Плутона до астероида.
Солнце
Ближайшая к Земле звезда. Карлик главной последовательности диаграммы Герцшпрунга-Рессела. Среднее расстояние от Земли (астрономическая единица или а.е.) 149.6 млн. км. Принадлежит к спектральному классу G2V. Центральное тело нашей планетной системы. Возникло около 4.7 млрд. лет тому назад вместе с другими планетами. Масса 1.99 1030 кг., радиус 696 тыс. км, средняя плотность 1.41 кг/м3, светимость 3.85*1026 Вт, эффективная температура 5779К. Период вращения (синодический) изменяется от 27 сут. на экваторе до 32 сут. у полюсов. Ускорение свободного падения в фотосфере 274 м/с2.
Общая структура: энерговыделяющее ядро (от центра до расстояния в четверть радиуса), область лучистой теплопроводности (от 1/4 до 2/3 радиуса) и конвективная зона (последняя треть радиуса). Физические условия в этих внутренних слоях Солнца определяются теоретическими расчетами и проверяются методами гелиосейсмологии и нейтринной астрономии. Выше конвективной зоны начинаются непосредственно наблюдаемые внешние слои солнечной атмосферы, состоящие (по числу атомов) в основном из водорода, 10% гелия, 1/1000 углерода, азота и кислорода и 1/10 000 металлов вместе со всеми остальными химическими элементами. Атмосфера Солнца условно разделяется на три оболочки:
почти нейтрального водорода и однократно ионизованных металлов (фотосфера, толщина 200-300 км),
неоднородного слоя, в котором по мере продвижения вверх последовательно ионизуются водород, гелий и др. химические элементы (хромосфера, протяженность 10-20 тыс. км) и
разреженной изотермической короны, в которой все атомы ионизованы вплоть до самых глубоких электронных оболочек. Солнечная корона постепенно переходит в динамическое образование постоянно расширяющегося потока ионизованных атомов (в основном протонов, альфа-частиц и свободных электронов), образующих солнечный ветер, простирающийся за орбиты Земли и Марса. Меркурий
Ближайшая к Солнцу планета, по размерам похожая на Луну (радиус 2439 км), а по средней плотности (5.42 г/см3) на Землю. Ускорение свободного падения на поверхности 372 см/с2, в 2.6 раза меньше земного. Период обращения вокруг Солнца составляет около 88 земных суток. Максимальный видимый угловой размер около 7?. Вращение прямое с периодом 58.6±0.5 суток. Это близко к 2/3 периода обращения планеты вокруг Солнца. Ось вращения почти перпендикулярна к плоскости эклиптики. Cоизмеримость периодов вращения и обращения объясняется приливными явлениями. Поверхность очень напоминает лунную: множество кратеров самых различных размеров. Имеются также очень высокие (в несколько километров) уступы длиною в тысячи километров. Температура поверхности в полдень на экваторе достигает 700 К, а на ночной стороне падает до 100 К. Поверхностный слой грунта – мелко раздробленная порода с низкой плотностью. Атмосфера Меркурия имеет чрезвычайно малую плотность: концентрация не более 106см–3 у поверхности (как в земной атмосфере на высоте 700 км). Состав атмосферы известен плохо, возможен гелий (концентрация около 104см–3) и натрий (около 105см–3). Меркурий имеет собственное магнитное поле в 300 раз слабее земного (около 0.002 Э), что говорит о возможном существовании жидкого ядра. Спутников нет.
Немного фактов о Меркурии
Меркурий – одна из пяти “странствующих звезд”, которые были известны еще в античности.
Меркурий можно увидеть либо вечером как “звезду”, расположенную не далеко от места захода Солнца, либо утром как “звезду” около места восхода Солнца.
Древние греки называли Меркурий двумя именами: вечернюю звезду – Гермес, а утреннюю звезду – Аполлон, полагая, что это разные объекты.
Планета названа в честь быстроногого Меркурия, одного из римских богов.
Планета была названа тевтонцами в честь их бога Водена (Woden). Среда (англо-саксонское: wodnesdaeg) названа в честь него.
Венера
Земле. Поэтому на Венере нет океанов. Нижние конвективные слои атмосферы (тропосфера) на Венере толще земных. На высотах 50-70 км постоянно дуют ветры, имеющие среднюю скорость около 100 км/с. Как и Земля Венера обладает ионосферой. Максимум концентрации электронов и ионов находится на высоте около 150 км. Здесь днем электронная концентрация около 3*105 электронов/см–3, а ночью – на порядок меньше. Собственное магнитное поле Венеры практически отсутствует.
Земля
целом нейтральна; на высоте 300 км днем она составляет около 106 ионов в см3. Плазма такой плотности отражает радиоволны длиной более 20 м и пропускает более короткие; магнитное поле у поверхности Земли около 0.5 Э. Магнитные полюса эквивалентного диполя не совпадают с географическими; южный магнитный полюс имеет координаты ? = 79 с.ш., ? = 70 з.д. (Северная Гренландия). Магнитное поле Земли через интервалы времени от 500 тыс. до 50 млн. лет меняет направление на обратное. На больших расстояниях от Земли форма ее магнитного поля искажается под действием солнечного ветра. В магнитном поле Земли удерживается огромное количество заряженных частиц, которые образуют радиационные пояса Земли. Земля имеет один спутник – Луну
Луна
Естественный спутник Земли с массой в 81.3 меньше земной (7.35*1022 кг) и радиусом 1738 км, находящийся на среднем расстоянии от Земли 384404 км. Сидерический период обращения вокруг Земли 27.32 сут., синодический – 29.53 сут. Возраст близок к возрасту Земли и Солнечной системы (не менее 4.5 млрд. лет). Поверхность испещрена кратерами самых различных размеров и покрыта слоем пыли. Шесть раз посещалась космонавтами США.
Марс
яркие области оранжево-красноватого цвета (материки, площадью около 2/3 диска); полярные шапки – белые пятна, образующиеся вокруг полюсов осенью и исчезающие в начале лета; темные области (“моря”), занимающие 1/3 диска; бассейны и кратеры – следы метеоритной бомбардировки; множество гор вулканического происхождения (высотой до 25-28 км); множество проявлений эрозии, области с хаотическим рельефом, каналы и т.д. Грунт раздроблен и усыпан множеством каменных блоков. По составу породы похожи на земные, но с преобладанием окислов железа. Магнитное поле в тысячу раз слабее земного. Средняя температура поверхности Марса около 200 К, днем на экваторе она достигает 290 К, а ночью падает до 170 К и до 145 К в полярных шапках; атмосфера состоит из СО2 и N2. Имеются малые примеси Н2О, СО и др.
Эквивалентная толщина слоя атмосферной осажденной воды не более 10-20 мкм (на Земле – около 1 см). Остальная вода скована в недрах вечной мерзлотой; атмосферное давление у поверхности около 6 мб. Скорость ветра в атмосфере обычно не превышает нескольких м/с, но иногда возрастает до 40-50 м/с, вызывая глобальные пылевые бури – специфически марсианское явления, продолжающиеся порой несколько месяцев. Имеется ионосфера с главным максимумом на высоте около 150 км и электронной концентрацией 105-104 частиц в см3. Имеется два близкие к планете слабы (+11.5m и +12.5m), спутника (Фобос и Деймос), открытые в 1877 г.; расстояние Фобоса от центра планеты 2.77 ее радиуса, а период обращения 7 часов 39 минут 14 секунд, что меньше периода вращения Марса и Фобос восходит на западе. Деймос обращается на среднем расстоянии в 6.96 радиуса планеты с периодом 30 часов 17 минут 5 секунд. Оба спутника имеют неправильную форму. Размеры Фобоса 22-25 км, Деймоса – около 13 км.
Юпитер
существенно не отличается от солнечного. Полное давление у верхней границы облачного слоя составляет около 0.5 атм. Облачный слой имеет сложную структуру. Верхний ярус состоит из кристалликов аммиака NH3, ниже должны быть расположены облака из кристаллов льда и капелек воды. На уровне 0.15 атм. имеется глубокий минимум, выше температура растет; температура, измеренная по закону Стефана-Больцмана (эффективная), составляет 130 K, что говорит о большом потоке внутреннего тепла и некотором сходстве Юпитера со звездами (коричневыми карликами). Водородно-гелиевая атмосфера на глубине около 1000 км плавно переходит в более плотную газожидкую оболочку (оба газа находятся в сверхкритическом состоянии), а еще глужбе расположена зона металлического водорода. Токи в жидких недрах Юпитера генерируют мощное магнитное поле – около 10Э вблизи видимой поверхности планеты. Имеется магнитосфера с размерами в несколько сотен раз превышающими размеры самой планеты. Электроны и протоны высоких энергий, захваченные в магнитном поле Юпитера, образуют радиационные пояса, похожие на земные, но сильно превышающие их по размеру. В 1995 г. на орбиту был выведен искусственный спутник Юпитера “Галилео”; и спущен в атмосферу зонд для прямых измерений температуры, давления, химического состава и других характеристик. Юпитер обладает самым большим числом спутников – на сегодняшний день известно 48 спутников, из них самые известные – галилеевские спутники. Четыре самых крупных спутника (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто), открытые Галилеем в 1610 г. и названные С. Мариусом. Собственное вращение этих спутников синхронно с их обращением вокруг Юпитера из-за приливных явлений, как в случае системы Земля-Луна.
Ио
*содержит соединения серы, имеющие различные цвета. Возможно, поэтому поверхность Ио покрыта разноцветными пятнами и напоминает пиццу.
Европа
Все больше появляется данных, свидетельствующих о наличии под обширными ледяными равнинами Европы воды в жидком состоянии, возможно даже самых настоящих океанов, в которых могут существовать формы внеземной жизни. Глубоко внутри Европа – самый маленький из галилеевых спутников Юпитера (которые включают также Ио, Ганимед и Каллисто) – состоит в основном из силикатных пород. При более внимательном рассмотрении видно, что многие трещины на поверхности спутника внезапно обрываются, чтобы продолжиться в другом месте, свидетельствуя о возможных сдвигах поверхностных плит.
Ганимед
Если бы Ганимед вращался по орбите вокруг Солнца, он считался бы планетой. Дело в том, что спутник Юпитера Ганимед – не просто самый крупный спутник в Солнечной системе, он превосходит по размерам планеты Меркурий и Плутон. Ганимед покрыт толстым слоем водяного льда. Космический аппарат “Вояджер” обнаружил на ледяной поверхности Ганимеда большое количество трещин и канавок. Это можно объяснить тем, что Ганимед, подобно Земле, имеет большие поверхностные движущиеся массы, называемые тектоническими плитами. Возможно на Ганимеде случаются события, похожие на земные землетрясения. Ганимед был открыт Галилеем и Мариусом в 1610 году.
Каллисто
Почему вблизи Каллисто меняется магнитное поле Юпитера? Сам по себе спутник Каллисто не обладает сильным магнитным полем. Один из возможных ответов состоит в том, что под поверхностью Каллисто находятся океаны соленой воды, обладающей значительной электропроводностью. Эта гипотеза получила дополнительное подтверждение после недавно проведенного анализа того, как Каллисто генерирует и рассеивает тепло. Считается, что тепло на Каллисто, вырабатывается в результате протекающих в горных породах процессов радиоактивного распада. Такие же процессы поддерживают в расплавленном состоянии земную мантию. Каллисто не может эффективно рассеивать тепло, поскольку поверхность спутника покрыта толстыми слоями льда и горных пород. Возможно, именно эта теплота предотвращает замерзание воды, находящейся под поверхностью спутника. Каллисто имеет самую большую плотность столкновительных кратеров в Солнечной системе, однако не имеет ни вулканов, ни даже больших гор. Поверхность Каллисто испещрена трещинами и кратерами за миллионы лет столкновений с межпланетными телами.
Сатурн
Шестая большая планета Солнечной системы. Расположен примерно вдвое дальше от Солнца, чем Юпитер, и обращается вокруг него за 29.5 года. Экваториальный радиус 60330 км, масса 95 земных, ускорение свободного падения на экваторе 1100 см/с2, сжатие 1/10, средняя плотность 0.7 г/см3. Период вращения на экваторе равен 10 часов 14 минут и увеличивается к полюсам. На диске можно различить полосы, зоны и другие более тонкие образования. В атмосфере наблюдаются спектральные линии водорода Н2, метана СН4, ацетилена С2Н2, этана С2Н6. Элементный состав, по- видимому, не отличается от солнечного, т.е. планета состоит на 99% из водорода и гелия. По внутреннему строению Сатурн похож на Юпитер. Эффективная температура Сатурна около 95 К. Так же, как и у Юпитера, около половины излучаемой энергии обусловлено потоком внутреннего тепла. Сатурн имеет магнитное поле (около 0.5 Э у видимой границы облаков) и радиационные пояса. Он имеет очень красивую систему колец и 22 спутника, самый большой из которых – Титан – имеет собственную атмосферу, почти полностью состоящую из азота. Уникальная по яркости по сравнению с кольцами других газовых гигантов, система колец Сатурна имеет диаметр около 250 тыс. км, однако толщина колец – всего несколько десятков метров. В настоящее время астрономы предполагают, что возраст колец – всего около ста миллионов лет.
Титан
Самый большой спутник Сатурна Титан на редкость интересен: он единственный из спутников Сатурна обладает атмосферой. В Солнечной системе есть еще только один спутник с атмосферой – спутник Нептуна Тритон. Атмосфера Титана представляет собой толстый слой облаков, в основном состоящих из азота. Такая атмосфера похожа на земную, но по сравнению с ней содержит больше метана и этана – химических соединений, содержащихся в смоге. Слой смога, возможно, там такой плотный, что на Титане могут идти дожди из этой “топливной смеси”. В атмосфере Титана найдены химические соединения, имеющие органическую природу. Это дает повод некоторым говорить о возможности жизни на Титане. Из-за толстого слоя облаков условия вблизи поверхности Титана остаются неизвестными. Фотография, которую Вы видите, была получена аппаратом “Вояджер-1”, пролетевшим около Титана в 1980 году. В последнее время Титан более тщательно исследован космическим телескопом им. Хаббла.
Энцелад
Орбита Энцелад, спутника планеты Сатурн, лежит между меньшим его по размерам Мимасом и более крупной Тефией. Энцелад преимущественно состоит из водяного льда и имеет самую чистую в солнечной системе, без каких-либо примесей, ледяную поверхность. Поэтому поверхность Энцелада почти белая. На ней имеется много необычных желобков и некоторе количество кратеров, подобно поверхности Ганимеда, спутника Юпитера. Данные наблюдательные факты говорят о том, что поверхность Энцелада молодая, и/или недавно измененная. Астрономы утверждают, что Энцелад предрасположен к некоторой вуканичекой активности. Энцелад был первоначально открыт в 1789 году Вильямом Гершелем.
Япет
Япет – третий по величине спутник Сатурна после Титана и Реи. Япет имеет необычную поверхность, одно полушарие которой очень темное, а другое – очень светлое. Французский астроном Джованни Кассини, который открыл этот спутник, заметил, что Япет виден, когда он находится с одной стороны Сатурна, и не виден, когда находится с другой стороны. Пока неизвестно, почему полушария Япета так сильно отличаются.
Рея
Спутник Сатурна – Рея – стоит на втором месте по своим размерам после Титана; однако является самым большим спутником, не имеющим атмосферы. Рея состоит преимущественно из водяного льда и обладает небольшим каменным ядром. Собственное вращение Реи и ее орбитальное движение вокруг Сатурна синхронизированы, подобно системе Земля-Луна. По этой причине Рея всегда обращена к Сатурну одной и той же стороной. Вследствие этого одно из полушарий Реи всегда обращено вперед по направлению орбитального движения. На это полушарие приходится больше ударов метеоритов, и поэтому на нем больше кратеров по сравнению с “хвостовым” полушарием. Фотография получена космическим кораблем “Вояджер-1” в 1980 году.
Диона
Один из больших спутников Сатурна, Диона, замечателен наличием ярких полосок на своей поверхности. Эти полоски проходят поперек некоторых кратеров, встречающихся в большом количестве на поверхности Дионы. Это говорит о том, что полоски образовались уже после формирования кратеров. Диона состоит в основном из водяного льда. Однако, судя по ее высокой плотности, Диона содержит внутри большое количество каменного материала. Диона был открыта Джованни Кассини в 1684 году.
Тефия
Тефия (Tethys) – один из самых больших и близких к планете спутников Сатурна. Его посещали оба космических аппарата Вояджер – Вояджер 1 в ноябре 1980 г. и Вояджер 2 в августе 1981 г. Сейчас известно, что Тефия почти полностью состоит из водяного льда. На Тефии есть огромный ударный кратер, занимающий почти целое полушарие. (Прим.: На снимке он не виден, т.к. всегда повернут к Сатурну.) То, что удар, в результате которого образовался этот кратер, не разрушил спутник, может служить свидетельством, что Тефия в прошлом не была полностью замерзшим телом. Джованни Кассини открыл Тефию в 1684 г.
Мимас
Мимас является одним из самых маленьких спутников Сатурна, однако на нем расположен один из самых больших кратеров, получившихся в результате столкновения. Если бы столкновение было немного более сильным, спутник был бы полностью разрушен. Этот кратер имеет название “Гершель” в честь Вилльяма Гершеля, открывшего Мимас в 1789 году. Гравитации Мимаса достаточно для образования единого почти сферического объекта, однако оне не может воспрепятствовать образованию на его поверхности очень крупных особенностей рельефа. Мимас состоит, в основном, из водяного льда с вкраплениями камней, т.е. представляет из себя большой грязный “снежок”. Фотография, которую Вы видите, была получена аппаратом “Вояджер-1”, пролетавшим в окрестностях Сатурна в 1980 году.
Уран
на диске Урана уверенным образом не различаются, но наблюдаются периодические колебания блеска. По этим колебаниям и по эффекту Доплера был определен период вращения вокруг оси 10 часов 49 минут. Наклонение плоскости экватора к плоскости эклиптики очень большое – 98°, так что направление вращения обратное. Спектроскопически в атмосфере Урана обнаружены водород Н2 (основная составляющая, вероятно, наряду с гелием), метан СН4, и ацетилен С2Н2. Метан имеет полосы поглощения в красной области спектра и его значительно больше над верхней границей облаков, чем на Юпитере и Сатурне. Это объясняет зеленоватую окраску планеты. Облака Урана состоят, по-видимому, из частиц замерзшего метана, температура вблизи их верхней границы около 55 К, газовое давление несколько атмосфер. В 1986 г. космический аппарат “Вояджер-2” пролетел на расстоянии около 120000 км от Урана. Были переданы на Землю изображения самой планеты, ее колец и спутников, исследовалась атмосфера планеты (дистанционно) и ее магнитное поле. Напряженность магнитного поля у видимой границы облаков около 0.25 Э. Удивительной является геометрия магнитного поля Урана: эквивалентный диполь удален на расстояние 6000 км от центра планеты и наклонен на 60° к оси вращения. Уран имеет 21 спутник и систему колец. Самый крупный из его спутников – Титания. Имена всех спутников Урана были позаимствованы у героев Шекспира.
Миранда
Автоматический аппарат агенства НАСА Вояджер-2 пролетал мимо планеты Уран и ее спутников в 1986 году. Когда облачное покрытие Урана делалось более разреженным, становилась видимой поверхность Миранды – самой близкой среди больших спутников Урана. Вояджер-2 подлетел к Миранде ближе, чем к другим телам солнечной системы. Поэтому полученная при этом сближении фотография имеет такое высокое разрешение. Поверхность спутника покрыта большим количеством кратеров, и своими бороздами похожа на спутник Юпитера Ганимед. Миранда также имеет несколько ущелий и холмов. Этот спутник состоит из смеси равного количества льда и камня. Миранда была открыта Джеральдом Купером в 1948 году.
Ариэль
Как на поверхности Ариэля образовались ущелья? Этот вопрос возник после того, как Вояджер-2 пролетел мимо этого спутника Урана в январе 1986 года. Была развита теория, в которой из-за нагрева, вызванного приливным влиянием Урана, происходили “землетрясения” и значительные смещения частей поверхности спутника. Теперь на замерзшем Ариэле видна густая сеть желобов, многие из которых внутри покрыты неизвестным веществом. Ариэль – второй по расстоянию от Урана спутник после Миранды. Он состоит наполовину из водяного льда и наполовину из камня. Ариэль был открыт Вилльямом Ласселом в 1851 году.
Умбриэль
Почему Умбриэль такой темный? Этот спутник отражает в два раза меньше света по сравнению с другими спутниками Урана, такими как Ариэль. И что это за яркое кольцо на его вершине? К сожалению, этого никто не знает. Эти вопросы возникли, когда Вояджер-2 пролетел около этого спутника Урана в январе 1986 года. Аппарат Вояджер запечатлел старую поверхность этого спутника с необычно большими кратерами и определил его химический состав. Оказалось, что Умбриэль наполовину состоит изо льда и наполовину из каменных пород. Умбриэль является четвертым по размеру среди пяти больших спутников Урана и третьим по удаленности от планеты. Умбриэль был открыт Вилльямом Ласселом в 1851 году.
Титания
Поверхность Титании исковеркана кратерами и ущельями. Фотография, которую Вы видите, была получена межпланетным автоматическим космическим кораблем агенства НАСА Вояджером-2, когда он пролетал мимо этого спутника Урана в 1986 году. Снимок был передан по радио на Землю. Ущелья на Титании похожи на ущелья Ариэля, т.е. поверхность Титании беспорядочно переформировывалась в далеком прошлом. Хотя Титания и является самым большим спутником Урана, она все же намного меньше Тритона, самого большого спутника Нептуна. Титания представляет собой большой грязный ледяной шар, наполовину состоящий из водяного льда и наполовину из камней. Титания была открыта Вилльямом Гершелем в 1787 году.
Оберон
Оберон – самый далекий на сегодня и второй по размерам среди больших спутников Урана. Оберон был открыт Вильямом Гершелем в 1787 году. Однако об этом спутнике почти ничего не было известно до полета автоматического корабля Вояджер-2, пролетавшего мимо Урана в 1986 году. По сравнению со спутниками Урана Ариэлем, Титанией и Мирандой, Оберон покрыт большим количество кратеров и поэтому больше напоминает Умбриэль. Как и все большие спутники Урана Оберон состоит примерно наполовину изо льда и наполовину из каменных пород. Заметьте, что на Обероне есть, по крайней мере, одна большая гора, которую Вы, наверное, увидели на лимбе слева внизу. Высота этой горы составляет 6 км.
Нептун
Нептуна в основном состоит из невидимых водорода и гелия. Своим синим цветом Нептун обязан небольшому количеству метана в атмосфере, который поглощает в основном красный свет. На Нептуне дуют самые быстрые ветры в солнечной системе, их порывы достигают скорости 2000 километров в час. Существуют предположения, что в плотной, горячей среде под облаками Урана и Нептуна могут образовываться алмазы. Когда космический аппарат НАСА “Вояджер-2” пролетал мимо далекого Нептуна в августе 1982 года, астрономы были крайне удивлены. Поскольку Нептун получает всего 3 процента солнечного света, отражаемого Юпитером, они ожидали увидеть темную, холодную, спящую планету. Вместо этого на снимках Вояджера перед нами предстал динамичный и турбулентный мир. Одним из самых поразительных открытий стало Большое Темное Пятно. Удивительно, что по размеру оно было сравнимо Большим Красным Пятном Юпитера, находилось в тех же умеренно южных широтах, и выглядело как аналогичное вихревое атмосферное образование. Скорость ветра вблизи пятна достигали рекордной среди всех планет величины 2400 километров в час (670 метров в секунду). Согласно данным “Вояджера” Большое Темное Пятно значительно изменилось в размерах за короткое время пролета. Когда в 1994 году Космический телескоп им. Хаббла наблюдал Нептун, пятно исчезло, правда, вместо него в северном полушарии планеты появилось другое темное пятно.
Тритон
Встреча “Вояджера-2” с Нептуном, самой далекой газовой гигантской планетой, произошла в августе 1989 года. Во время этой встречи корабль подошел очень близко (около 40 тысяч км) к самому большому спутнику Нептуна Тритону. Поверхностная температура Тритона в среднем составляет -240 градусов Цельсия (33 градуса Кельвина). На поверхности спутника царит удивительный, сложный, активный мир. Например, темные пятна на фотографии являются маленькими вулканами, состоящими из азотного льда с примесью органических соединений, выброшенных во время действия гейзеров.
Плутон
Плутон и Харон образуют двойную систему. Плутон обращается вокруг Солнца на среднем расстоянии 39,5 а.е. по орбите с большим эксцентриситетом (е = 0.249). Из-за большого эксцентриситета он оказывается иногда ближе к Солнцу, чем Нептун (как, например, в конце XX столетия). Наклонение орбиты к эклиптике (17°) тоже очень большое, и Плутон выходит за пределы пояса зодиакальных созвездий. Масса около 0.002 массы 3емли, радиус 1145 км. Это самая малая из больших планет Солнечной системы. Средняя плотность близка к 2 г/см3. Звездная величина самого Плутона 15m, а его спутник Харон всего на 2m слабее. При одинаковой природе поверхности размеры Харона должны быть только в 2.5 раза меньше, чем Плутона, а масса меньше раз в 10-20. Период обращения Харона вокруг Плутона 6.4 сут., при расстоянии 17000 км, наклонение орбиты 55°. Средняя температура поверхности Плутона 37 K. Поверхность Плутона покрыта льдами из метана и азота с примесью углеводородов. Он имеет разреженную атмосферу из тех же газов.
Вокруг Солнца обращается восемь больших планет вместе со спутниками и множество малых небесных тел (астероидов, комет, метеороидов). Это объясняется тем, что масса Солнца в 750 раз больше общей массы всех тел, вращающихся вокруг него. При такой массе Солнце, подобно «огромному магниту», создаёт силу притяжения, которой достаточно, чтобы удержать все небесные тела возле себя. Размеры Солнечной системы определяются так называемой сферой влияния Солнца, где его притяжение больше притяжения соседних звёзд.
Солнце и совокупность небесных тел, которые вокруг него вращаются, называются Солнечной системой.
Рис. 68. Модель Солнечной системыСуществование Солнечной системы — неоспоримый факт. Однако исследователей всегда интересовал вопрос о наличии планет вокруг других звёзд. И только в октябре 1995 г. группа астрономов сообщила, что по результатам наблюдений, полученных во время космических полётов в конце 1980-х и на протяжении 1990-х гг., открыто свыше 200 планет, которые движутся вокруг других звёзд. Состав Солнечной системы. Солнечная система объединяет восемь планет — это Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун со спутниками, сотни тысяч астероидов, кометы и метеороиды (рис. 68). Естественные спутники планет — это тела Солнечной системы, которые вращаются вокруг планет подобно вращению планет вокруг Солнца. Если у Меркурия и Венеры спутников не имеется, то у Сатурна их несколько десятков. У Земли естественный спутник один — Луна.
Солнечная система – это центральная звезда Солнце и все космические тела, которые вращаются вокруг нее.
Строение Солнечной системы
В солнечной системе 8 наиболее крупных небесных тел, или планет. Наша Земля тоже планета. Кроме нее, вокруг Солнца совершают свое путешествие в космосе еще 7 планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Две последние с Земли можно наблюдать только в телескоп. Остальные видны невооруженным глазом.
Еще совсем недавно к числу планет причисляли еще одно небесное тело – Плутон. Он находится очень далеко от Солнца, за орбитой Нептуна, и был открыт лишь в 1930 году. Однако в 2006 году астрономы ввели новое определение классической планеты, и Плутон под него не попал.
Сравнительные размеры Солнца и планет Солнечной системы
Планеты известны людям с древних времен. Ближайшие соседи Земли – Венера и Марс, самые дальние от нее – Уран и Нептун.
Большие планеты принято делить на две группы. В первую группу входят планеты, находящиеся наиболее близко к Солнцу: это планеты земной группы, или внутренние планеты, – Меркурий, Венера, Земля и Марс. Все эти планеты имеют высокую плотность и твёрдую поверхность (хотя под ней и находится жидкое ядро). Самая большая в этой группе планета – Земля. Однако дальние от Солнца планеты – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун значительно превосходят Землю по размеру. Поэтому они получили название планеты-гиганты. Их также называют внешними планетами. Так, масса Юпитера превышает массу Земли более чем в 300 раз. Планеты-гиганты значительно отличаются от планет земной группы по своему строению: они состоят не из тяжёлых элементов, а из газа, в основном из водорода и гелия, подобно Солнцу и другим звёздам. Планеты-гиганты не имеют твёрдой поверхности – это просто газовые шары. Поэтому их еще называют газовыми планетами.
Между Марсом и Юпитером находится пояс астероидов, или малых планет. Астероид – это небольшое планетоподобное тело Солнечной системы, размером от нескольких метров до тысячи километров. Крупнейшие астероиды этого пояса – Церера, Паллада и Юнона.
За орбитой Нептуна находится еще один пояс малых небесных тел, который называют поясом Койпера. Он в 20 раз шире пояса астероидов. Плутон, который потерял статус планеты и был отнесен к карликовым планетам, как раз находится в этом поясе. В поясе Койпера есть и другие карликовые планеты, похожие на Плутон, в 2008 году их так и назвали – плутоиды. Это Макемаке и Хаумеа. Кстати, Цереру из пояса астероидов тоже относят к классу карликовых планет (но не плутоидов!).
Еще один плутоид – Эрида – по размерам сравним с Плутоном, но находится гораздо дальше от Солнца – за поясом Койпера. Интересно, что Эрида одно время даже была кандидатом на роль 10-ой планеты в Солнечной системе. Но в результате именно открытие Эриды стало причиной пересмотра статуса Плутона в 2006 году, когда Международный астрономический союз (МАС) ввел новую классификацию небесных тел Солнечной системы. По этой классификации Эрида и Плутон не попали под понятие классической планеты, а “заслужили” лишь звание карликовых планет – небесных тел, которые вращаются вокруг Солнца, не являются спутниками планет и имеют достаточно большую массу для того, чтобы поддерживать почти округлую форму, но, в отличие от планет, не способны расчистить свою орбиту от других космических объектов.
В состав Солнечной системы, помимо планет, входят их спутники, которые вращаются вокруг них. Всего спутников сейчас насчитывают 415. Неизменная спутница Земли – Луна. У Марса 2 спутника – Фобос и Деймос. У Юпитера 67 спутников, а у Сатурна – 62. 27 спутников имеет Уран. И только у Венеры и Меркурия спутников нет. А вот у “карликов” Плутона и Эриды спутники есть: у Плутона это Харон, а у Эриды – Дисномия. Впрочем, астрономы еще не пришли к окончательному выводу, является ли Харон спутником Плутона или система Плутон-Харон – это так называемая двойная планета. Даже у некоторых астероидов есть спутники. Чемпион по размерам среди спутников – Ганимед, спутник Юпитера, ненамного отстает от него спутник Сатурна Титан. И Ганимед, и Титан превосходят размерами Меркурий.
Кроме планет и спутников, Солнечную систему бороздят десятки, а то и сотни тысяч различных малых тел: хвостатые небесные тела – кометы, огромное количество метеоритов, частиц газопылевой материи, рассеянных атомов различных химических элементов, потоков атомных частиц и другие.
Все объекты Солнечной системы удерживаются в ней засчет силы притяжения Солнца, и все они вращаются вокруг него, причем в одном направлении с вращением самого Солнца и практически в одной плоскости, которая называется плоскостью эклиптики. Исключение – некоторые кометы и объекты пояса Койпера. Кроме этого, практически все объекты Солнечной системы вращаются и вокруг своей оси, причем в ту же сторону, что и вокруг Солнца (исключение – Венера и Уран; последний и вовсе вращается “лежа на боку”).
Планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца в одной плоскости – плоскости эклиптики
Плоскость эклиптики Солнечной системы
Орбита Плутона сильно наклонена относительно эклиптики (на 17°) и сильно вытянута
В Солнце сосредоточена практически вся масса Солнечной системы – 99,8%. Четыре крупнейших объекта — газовые гиганты — составляют 99% оставшейся массы (при этом большая часть — около 90% — приходится на Юпитер и Сатурн). Что касается размеров Солнечной системы, астрономы пока не пришли к единому мнению по этому вопросу. По современным оценкам, размер Солнечной системы составляет не менее 60 млрд. километров. Чтобы хотя бы приблизительно представить себе масштабы Солнечной системы, приведем более наглядный пример. В пределах Солнечной системы за единицу расстояний принимают астрономическую единицу (а. е.) – среднее расстояние от Земли до Солнца. Оно равно приблизительно 150 млн. км (свет проходит это расстояние за 8 мин 19 с). Внешняя граница пояса Койпера находится на расстоянии 55 а. е. от Солнца.
Еще один способ представить себе реальные размеры Солнечной системы – это вообразить модель, в которой все размеры и расстояния сокращены в миллиард раз. В этом случае Земля будет около 1,3 см в диаметре (размером с виноградину). Луна будет вращаться на расстоянии около 30 см от нее. Солнце будет 1,5 метров в диаметре (примерно рост человека) и находиться на расстоянии 150 метров от Земли (примерно городской квартал). Юпитер – 15 см в диаметре (размер большого грейпфрута) и на расстоянии 5 городских кварталов от Солнца. Сатурн (размером с апельсин) – на расстоянии 10 кварталов. Уран и Нептун (лимоны) – 20 и 30 кварталов. Человек на этой шкале будет размером с атом; а ближайшая звезда – на расстоянии 40 000 км. Читайте также:
Как возникла Солнечная система?
Возникновение
Солнечной
системы
Космогония-
это научная
дисциплина,
раздел астрономии,
в котором изучается
происхождение
и развитие
небесных объектов-
галактик, звезд
и планет.
Звездная
космогония
исследует
процесс возникновения
и жизненного
пути звезд, и
прежде всего
ближайшей к
нам- Солнца.
На месте
Солнечной
системы когда-то
существовала
огромная медленно
вращавшаяся
газовая туманность
с уплотнением
в центре- так
называемое
протосолнце.
Взаимное
притяжение
частичек туманности
приводило к
постепенному
сжатию этого
газового облака
и уменьшению
его размеров.
Скорость вращения
туманности
возрастала.
При этом большое
количество
на экваторе
туманности
отрывалось
от нее- так возникало
вращающееся
кольцо. Гипотеза
Лапласа
Все
больше сжимаясь
и ускоряя своё
вращение, туманность
отслаивала
одно кольцо
за другим. Постепенно
каждое кольцо
остывало и
превращалось
в большой газовый
клубок, быстро
крутящийся
вокруг своей
оси. От этого
клубка в свою
очередь также
отслаивались
кольца и становились
со временем
небольшими
газовыми шарами.
Последние,
охладившись,
стали спутниками
больших шаров,
которые превратились
в планеты.
Центральная
первичной
туманности
осталась раскалённой
звездой- это
наше Солнце. Гипотеза
Шмидта
Шмидт
допускал, что
некогда в огромном
вращающемся
колоссальном
облаке из газа
и пыли образовалось
сгущение-
протосолнце,
которое медленно
сжималось.
Другая часть
облака, обладающая
массой примерно
в десять раз
меньшей, неторопливо
вращалась
вокруг этого
сгущения.
Бесчисленные
частички туманности,
сталкиваясь
и отталкиваясь,
постепенно
размещались
около протосолнца
так, чтобы не
мешать друг
другу.
Со
временем их
пути расположились
почти в одной
плоскости и
стали круговыми.
При этом стало
преобладать
направление
вращения в
какую-то определенную
сторону.
Потеря
сталкивающимися
частичками
скорости движения,
как показывают
расчеты, вела
к тому, что
шарообразное
облако постепенно
сплющивалось
и стало похоже
на блин. Частички,
расположившись
в одной плоскости,
начали притягивать
друг друга, так
как расстояние
между ними
уменьшалось.
Самые крупные
быстро увеличивались
в размере и
весе.
Шмидт
рассчитал, что
в середине
планетной
системы должны
были возникнуть
самые крупные
планеты, а ближе
к Солнцу и совсем
далеко от него-
самые маленькие. Гипотеза
Джинса
Предложенная
в 1916 году Джеймсом
Джинсом новая
теория, согласно
которой вблизи
Солнца прошла
звезда и ее
притяжение
вызвало выброс
солнечного
вещества, из
которого в
последующем
образовались
планеты, должна
была объяснить
парадокс
распределения
момента импульса.
Однако в настоящее
время специалисты
не поддерживают
эту теорию.
Элементы многих
из перечисленных
выше теорий
использует
современная
космогония. Строение
Солнечной
системы
Солнечная
система состоит
из Солнца, планет,
спутников
планет, астероидов
и их осколков,
комет и межпланетной
среды. Внешняя
граница, по-видимому,
находится на
расстоянии
около 200 тыс. а.е.
от Солнца. Возраст
Солнечной
системы около
5 млрд. лет. Расположена
вблизи плоскости
галактики на
расстоянии
около 26 тыс.
световых лет
(около 250 тыс. млрд.
км) от галактического
центра и вращается
вокруг него
с линейной
скоростью около
220 км/с. Иоганн
Кеплер Дата
рождения:
27 декабря
1571 Место
рождения:
Вайль-дер-Штадт Дата
смерти:
15 ноября
1630 Место
смерти:
Регенсбург Гражданство:
Священная
Римская империя Научная
сфера:
Астрономия,
Математика,
Физика Альма-матер:
Тюбингенский
университет Известен
как:
автор
Законов движения
планет Первый
закон Кеплера
(1609 г.)
Все
планеты движутся
по эллиптическим
орбитам, в одном
из фокусов
которых находится
Солнце. Второй
закон Кеплера
(1609 г.)
Радиус-вектор
планеты в равные
промежутки
времени описывает
равные площади. Третий
закон Кеплера
(1619 г.)
Квадраты
сидерических
периодов обращения
двух планет
относятся как
кубы больших
полуосей их
орбит
Третий
закон Кеплера
выполняется
для всех планет
Солнечной
системы с точностью
выше 1 %. Подтверждение
законов Кеплера
Несмотря
на то, что законы
Кеплера явились
важнейшим
этапом в понимании
движения планет,
они все же оставались
только эмпирическими
правилами,
полученными
из астрономических
наблюдений.
Законы Кеплера
нуждались в
теоретическом
обосновании.
Решающий шаг
в этом направлении
был сделан
Исааком Ньютоном,
открывшим в
1682 году закон
всемирного
тяготения:
где
M и m – массы
Солнца и планеты,
r – расстояние
между ними, G
= 6,67·10–11 Н·м2/кг2 –
гравитационная
постоянная.
Ньютон первый
высказал мысль
о том, что гравитационные
силы определяют
не только движение
планет Солнечной
системы; они
действуют между
любыми телами
Вселенной. В
частности, сила
тяжести, действующая
на тела вблизи
поверхности
Земли, имеет
гравитационную
природу. Движение
планет
Соотношение
расстояний
и периодов
обращения
планет вокруг
Солнца определяется
известным
третьем законом
Кеплера, согласно
которому квадраты
периодов
пропорциональны
кубам больших
полуосей
относительных
орбит.
Другой
фундаментальной
особенностью
строения Солнечной
системы является
то, что все планеты
обращаются
вокруг Солнца
в одном направлении,
совпадающем
с направлением
осевого вращения
Солнца, и в том
же направлении
они обращаются
вокруг своей
оси.
Исключение
составляют Венера, Уран
и Плутон, осевое
вращение которых
противоположно
солнечному. Конфигурация
планет
Планеты,
орбиты которых
расположены
внутри земной
орбиты, называются
нижними (Меркурий
и Венера), орбиты
которых расположены
вне земной
орбиты, – верхними
(Марс, Юпитер,
Сатурн, Уран,
Нептун и Плутон).
Внутренняя
планета может
оказаться между
Землей и Солнцем
или за Солнцем.
В таких положениях
планета невидима,
так как теряется
в лучах Солнца.
Эти положения
называются
соединениями
планеты с Солнцем.
В нижнем соединении
планета ближе
всего к нам, а
в верхнем соединении
она от нас всего
дальше.
Каждый день на рассвете нас будит свет солнца, которое неизменно посылает свои лучи на землю. Их не могут скрыть тучи даже в самый ненастный день, а с прояснением в небе у нас, обыкновенны людей планеты Земля, возникает желание жить и радоваться жизни.
Было бы слишком просто свести значение солнца в нашей жизни до яркого светила в небе, под лучами которого можно греться и загорать на пляжах. Много веков назад наши предки считали его заоблачным божеством, принося дары и жертвоприношения. В те времена солнце считалось символом силы и добра, которого прогоняло прочь злые силы, как прогоняет солнечный свет ночной мрак. Не будет ясных дней – не будет урожая, а значит, и жизни. Древние народы это понимали и жили по законам солнца, которое «помогло» посчитать времена года, месяцы и дни, изобрести календарь.
В нашем XXI веке значение солнца для людей не стало меньше. Современные учёными доказан тот факт, что именно эта огромная звезда сохраняет расстояние между ней и планетами Солнечной системы, не давая им сойти со своих орбит. Ведь это могло бы привести к столкновениям с метеоритами, кардинальному изменению климата на Земле и, как следствие, к исчезновению человечества.
Тем не менее люди исчерпывают ресурсы нашей планеты, понимая, что уже совсем скоро появится необходимость искать альтернативу в другом источнике. Солнце – кладезь неисчерпаемой энергии. Уже сейчас существуют «солнечные батарейки», аккумуляторы, которые могут заряжаться от света солнца. При рациональном использовании этих возможностей, человек может достигнуть небывалых высот, сумев взаимодействовать с силой нашей родной звезды. Но именно взаимодействовать – не подчинять.
Какой могла бы быть жизнь без солнца? Можно представить это на какое-то мгновение. Холодный мрак и вымершая земля, безжизненный мир вечной темноты… Подобную картину не хочется видеть даже в собственном воображении. Древние народы действительно оставили нам мудрое напоминание осознавать значимость «бога»-солнца в нашей жизни. Наша задача – беречь родную планету, на которой мы живём под яркой звездой по имени Жизнь.
Мы возвращаемся со звёзд, поэтому наш полёт начинается с самых дальних областей Солнечной системы, с её внешней части. И первым нашему взору предстанет Плутон. Плутон — крошечная холодная планета, расположенная в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля. Эту планету открыли только в 1930 году и назвали Плутон в честь бога подземного царства в античной мифологии.Температура на планете в среднем –223°С.
Космический телескоп Хаббл сфотографировал всю поверхность планеты, после чего была составлена карта Плутона. Северный полюс Плутона покрыт шапкой снегов.
Со дня своего открытия в 1930 и до 2006 года Плутон считался девятой планетой Солнечной системы. Однако в конце XX и начале XXI веков во внешней части Солнечной системы было открыто множество объектов, например, Эрида, которая на 27 % массивнее Плутона. С тех пор Плутон причислили к карликовым планетам вместе с Эридой и Церерой.
У Плутона есть спутник — Харон. Пара небесных тел образует систему, которую ученые назвали двойной карликовой планетой. Центр масс такого образования находится в открытом космосе.
А вот теперь мы приближаемся к самой дальней планете Солнечной системы, восьмой по счёту — к Нептуну.
Масса Нептуна в 17,2 раза, а диаметр экватора в 3,9 раза больше, чем у Земли. Планета была названа в честь римского бога морей.
Обнаруженный 23 сентября 1846 года, Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчётам, а не путём регулярных наблюдений.
Некоторые тайны этой далёкой планеты смог приоткрыть космический зонд «Вояджер-2» в 1989 году. Погода на Нептуне характеризуется чрезвычайно динамической системой штормов, с ветрами, достигающими порой сверхзвуковых скоростей (около 600 м/с)
Масса мантии Нептуна превышает Земную в 10—15 раз, по разным оценкам, и богата водой, аммиаком, метаном и прочими соединениями. По общепринятой в планетологии терминологии, эту материю называют ледяной, даже при том, что это горячая, очень плотная жидкость. Однако, температура на поверхности Нептуна в среднем составляет ?200 °C
Следующая на нашем пути планета — Уран.
Седьмая по удалённости от Солнца, третья по диаметру и четвёртая по массе планета Солнечной системы. Была открыта в 1781 году и названа в честь греческого бога неба Урана.
Судить о внутреннем строении Урана возможно лишь по косвенным признакам.
Уран в 60 раз больше нашей Земли, но масса его лишь в 14,5 раз превышает земную. Это из-за того, что средняя плотность Урана чуть больше чем у воды. Такие низкие плотности типичны для всех четырех планет — гигантов, состоящих преимущественно из легких химических элементов. Считается, что в самом центре Урана расположено каменное ядро, сложенное главным образом из окислов кремния. Диаметр ядра в 1,5 раза больше всей нашей Земли. Вокруг него — оболочка из смеси водного льда и каменных пород. Еще выше следует глобальный океан жидкого водорода, а затем — очень мощная атмосфера. По другой модели предполагается, что у Урана и вовсе нет каменного ядра. В таком случае Уран должен выглядеть как огромный шар из снеговой «каши», состоящий из смеси жидкости и льда, окутанный газовой оболочкой.
Приближаемся к очень красивой планете, которую иногда называют Властелин колец, к Сатурну.
Сказочные кольца Сатурна нельзя спутать ни с какими другими объектами Солнечной системы.
Ширина колец равна 400 тыс. км, однако в толщину они составляют всего несколько десятков метров. Все кольца состоят из отдельных кусков льда разных размеров: от пылинок до нескольких метров в поперечнике. Эти частицы двигаются с практически одинаковыми скоростями (около 10 км/с, их скорости так хорошо уравнены, что соседние частицы кажутся неподвижными по отношению друг к другу), иногда сталкиваясь друг с другом.
Долгое время считалось, что к Сатурну приблизился неосторожный спутник и был разорван его приливными силами «в клочки», остатки которого и превратились в кольца. Но данные «Вояджеров» опровергли это распространенное мнение. Сейчас установлено, что кольца Сатурна (и других планет тоже) представляют собой остатки огромного околопланетного облака протяженностью во многие миллионы километров.
Если опустить Сатурн в воду, он будет плавать на поверхности. Средняя плотность вещества Сатурна почти в 2 раза меньше плотности воды. Если Вы сможете найти соответствующий стакан (диаметром не менее 60 тысяч км), то сами сможете это проверить.
И наконец, последняя планета-гигант во внешней части системы — Юпитер.
Юпитер — пятая планета от Солнца — представляет собой огромный газовый шар.
Юпитер превосходит Землю по массе в 318 раз, а по длине диаметра в 11,2 раза.
Вокруг гиганта движется 62 спутника. Самые известные из них: Адрастея, Метида, Амальтея, Фива, Ио, Лиситея, Элара, Ананке, Карме, Пасифе, Cинопе, Европа, Ганимед, Каллисто, Леда и Гималия. 47 «лун» Юпитера были открыты после 1997 года, когда появились мощные телескопы. Также у Юпитера есть система колец, представляющих собой совокупность мелких каменных частиц.
Давайте подлетим к нему поближе, чтобы рассмотреть одну из самых узнаваемых достопримечательностей Юпитера – Большое Красное Пятно.
Большое Красное Пятно — это вихрь-антициклон, бушующий в атмосфере планеты. Обычный ураган, подобный нашим, земным, но величина его огромна.
Внутри Большого Красного Пятна поместилось бы три таких планеты, как наша. И бушует он уже 350 лет на глазах у человечества. А сколько он бушевал до того, как в 1665 году Джованни Кассини впервые смог его разглядеть в телескоп, никому не известно.
Предполагается, что столь долгое существование вихря связано с тем, что ему никогда не приходится сталкиваться с «земной твердью», которая гасит вихри на Земле, — на Юпитере твердь попросту отсутствует.
И вот мы уже подлетаем к внутренней Солнечной системе. Миновали карликовую планету Цереру и приближаемся к загадочному Марсу. Марс — четвёртая по удалённости от Солнца и седьмая по размерам планета Солнечной системы. Эта планета названа в честь Марса — древнеримского бога войны. Иногда Марс называют «Красная планета» из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей оксидом железа.
Температура на планете колеблется от ?153 на полюсе зимой и до +20 °C с лишним на экваторе в полдень. Многочисленные исследования и данные, переданные с марсоходов, помогают нам больше узнать об этом соседе. Существуют свидетельства того, что в прошлом атмосфера могла быть более плотной, а климат — тёплым и влажным, и на поверхности Марса существовала жидкая вода и шли дожди.
25 июля 1976 года американский космический аппарат «Викинг-1» фотографировал Марс — специалисты выбирали места для посадок будущих экспедиций. В числе прочих на Землю попал и снимок района Кидония, расположенного на Ацидалийской равнине. С фотографии на нас из космоса отчётливо смотрел «сфинкс», как назвали эту загадочную пирамиду, гору или холм.
Споры по поводу этого изображения не утихают до сих пор? Что это, причудливая игра света и тени или следы прежних цивилизаций? Может, вы, со временем, раскроете эту загадку?
Какую планету, третью от Солнца, мы пролетаем теперь? Конечно же, Землю.
Мы помашем ей рукой, но проследуем пока без остановки.
Впереди нас ждёт горячая и заоблачная Венера.
Самая прекрасная и самая близкая из планет — Венера — тысячелетия приковывает взгляды человека к себе. Сколько блестящих стихотворений породила Венера! Недаром она носит имя богини любви. Но сколько бы не изучали ученые нашу ближайшую соседку по Солнечной системе, количество вопросов, которые только ждут ответов, не убывает. Планета полна загадок и чудес.
Венера, планета не для слабых. Мало того, что она раскалённая, но на ней ещё бушуют грозы и бьют молнии прямо из облаков, состоящих из серной кислоты.
Причина разогрева планеты — в её плотных облаках. Они не выпускают тепло наружу, создавая парниковый эффект.
Парниковый эффект имеет место и в атмосферах других планет. Но если в атмосфере Марса он поднимает среднюю температуру у поверхности на 9°, в атмосфере Земли — на 35°, то в атмосфере Венеры этот эффект достигает 400 градусов! Зарегистрированный максимум температур на поверхности +480°C.
И наконец, последняя планета на пути к Солнцу — Меркурий.
Это относительно небольшое космическое тело обладает своими особенностями и тайнами.
Меркурий получает в 7 раз больше солнечной энергии, чем Земля. Температура поверхности на солнечной стороне может подниматься до 400 градусов по Цельсию! В то же самое время, на теневой стороне властвует сильный мороз (–200 градусов по Цельсию).
И вот мы уже у цели нашего путешествия, приближаемся к центру нашей системы, к звезде по имени Солнце.
99% массы солнечной системы сконцентрировано на Солнце. За одну минуту Солнце производит больше энергии, чем вся Земля расходует за год. Свет Солнца, который вы видите, имеет возраст 30 тысяч лет — именно столько времени необходимо, чтобы фотоны (частицы света) «пробились» из центра светила к его поверхности. После этого они достигают Земли всего за 8 минут. Температура солнечного ядра более 13 миллионов градусов.
Солнце вращается вокруг центра нашей галактики, Млечного Пути, делая полный оборот каждые 225 – 250 миллионов лет.
Все мы видим, что Солнце жёлтого или оранжевого цвета, но на самом деле, оно белое. Желтые тона Солнцу даёт феномен под названием «атмосферное рассеяние».
Каждую секунду на Солнце сгорает 700 млрд. тонн водорода. Несмотря на такую огромную скорость потерь, энергии Солнца хватит еще на 5 млрд. лет такой жизни (примерно столько же лет Солнцу от рождения).
Корона — последняя внешняя оболочка Солнца. Несмотря на её очень высокую температуру, от 600 000 до 5 000 000 градусов, она видна невооружённым глазом только во время полного солнечного затмения.
Средняя плотность Солнца равна плотности воды в Мёртвом море.
Каждую секунду Солнце производит в 100 000 раз больше энергии, чем человечество произвело за всю свою историю.
Иногда Солнце проявляет повышенную активность. Мы можем наблюдать её как вспышки и протуберанцы.
Протуберанцами называются огромные образования в короне Солнца. Некоторые из них существуют в короне несколько месяцев, другие быстро движутся со скоростями около 100 км/с и существуют несколько недель. Отдельные протуберанцы внезапно взрываются.
Типичный протуберанец имеет высоту около 40 000 км и ширину около 200 000 км. Зарегистрированы и рекордсмены среди протуберанцев, их размеры превышали 3 000 000 км.
Солнечная активность оказывает большое влияние на жизнь, здоровье и самочувствие людей.
Соотношение размеров планет солнечной системы
Попросим наше великое Солнце быть добрым к жителям Земли и поблагодарим его за свет и тепло!
А теперь вы можете снова вспомнить наш полёт по всей системе, полюбовавшись движением планет по своим орбитам вокруг Солнца.
Темы пятого полёта
Тема 1. Путешествие по Солнечной системе
Тема 2. Ваш вес и возраст на других планетах
Тема 3. Мастерим Солнце и другие планеты
Тема 4. Возрождение Земли
Возникновение
Солнечной системы
Космогония- это научная
дисциплина, раздел астрономии, в котором изучается происхождение и развитие
небесных объектов- галактик, звезд и планет.
Звездная космогония
исследует процесс возникновения и жизненного пути звезд, и прежде всего
ближайшей к нам- Солнца.
На месте Солнечной системы когда-то существовала огромная медленно
вращавшаяся газовая туманность с уплотнением в центре- так называемое
протосолнце.
Взаимное притяжение частичек туманности приводило к постепенному сжатию этого
газового облака и уменьшению его размеров. Скорость вращения туманности возрастала.
При этом большое количество на экваторе туманности отрывалось от нее- так возникало
вращающееся кольцо. Гипотеза Лапласа
Все больше сжимаясь и ускоряя своё вращение, туманность отслаивала одно кольцо
за другим. Постепенно каждое кольцо остывало и превращалось в большой газовый клубок,
быстро крутящийся вокруг своей оси. От этого клубка в свою очередь также отслаивались
кольца и становились со временем небольшими газовыми шарами. Последние, охладившись,
стали спутниками больших шаров, которые превратились в планеты. Центральная первичной
туманности осталась раскалённой звездой- это наше Солнце. Гипотеза Шмидта
Шмидт допускал, что некогда в огромном вращающемся колоссальном облаке из
газа и пыли образовалось сгущение- протосолнце, которое медленно сжималось. Другая
часть облака, обладающая массой примерно в десять раз меньшей, неторопливо вращалась
вокруг этого сгущения.
Бесчисленные частички туманности, сталкиваясь и отталкиваясь, постепенно размещались
около протосолнца так, чтобы не мешать друг другу.
Со временем их пути расположились почти в одной плоскости и стали круговыми.
При этом стало преобладать направление вращения в какую-то определенную сторону.
Потеря сталкивающимися частичками скорости движения, как показывают расчеты,
вела к тому, что шарообразное облако постепенно сплющивалось и стало похоже на блин.
Частички, расположившись в одной плоскости, начали притягивать друг друга, так
как расстояние между ними уменьшалось. Самые крупные быстро увеличивались в размере
и весе.
Шмидт рассчитал, что в середине планетной системы должны были возникнуть самые
крупные планеты, а ближе к Солнцу и совсем далеко от него- самые маленькие. Гипотеза Джинса
Предложенная
в 1916 году Джеймсом Джинсом новая теория, согласно которой вблизи Солнца прошла
звезда и ее притяжение вызвало выброс солнечного вещества, из которого в последующем
образовались планеты, должна была объяснить парадокс распределения момента импульса.
Однако в настоящее время специалисты не поддерживают эту теорию. Элементы многих
из перечисленных выше теорий использует современная космогония. Строение Солнечной системы
Солнечная
система состоит из Солнца, планет, спутников планет, астероидов и их осколков, комет
и межпланетной среды. Внешняя граница, по-видимому, находится на расстоянии около
200 тыс. а.е. от Солнца. Возраст Солнечной системы около 5 млрд. лет. Расположена
вблизи плоскости галактики на расстоянии около 26 тыс. световых лет (около 250 тыс.
млрд. км) от галактического центра и вращается вокруг него с линейной скоростью
около 220 км/с. Иоганн Кеплер Дата рождения:
27 декабря 1571 Место рождения:
Вайль-дер-Штадт Дата смерти:
15 ноября 1630 Место смерти:
Регенсбург Гражданство:
Священная Римская империя Научная сфера:
Астрономия, Математика,
Физика Альма-матер:
Тюбингенский университет Известен как:
автор Законов движения планет Первый закон Кеплера (1609 г.)
Все планеты
движутся по эллиптическим орбитам, в одном из фокусов которых находится Солнце. Второй закон Кеплера (1609 г.)
Радиус-вектор
планеты в равные промежутки времени описывает равные площади. Третий закон Кеплера (1619 г.)
Квадраты сидерических периодов обращения двух планет относятся как кубы больших
полуосей их орбит
Третий закон Кеплера выполняется для всех планет Солнечной системы с точностью
выше 1 %. Подтверждение законов Кеплера
Несмотря на то, что законы Кеплера явились важнейшим этапом в понимании движения
планет, они все же оставались только эмпирическими правилами, полученными из астрономических
наблюдений. Законы Кеплера нуждались в теоретическом обосновании. Решающий шаг в
этом направлении был сделан Исааком Ньютоном, открывшим в 1682 году закон
всемирного тяготения:
где M и m – массы Солнца и планеты, r – расстояние между
ними, G = 6,67·10–11 Н·м2/кг2 – гравитационная постоянная. Ньютон первый
высказал мысль о том, что гравитационные силы определяют не только движение планет
Солнечной системы; они действуют между любыми телами Вселенной. В частности, сила
тяжести, действующая на тела вблизи поверхности Земли, имеет гравитационную природу. Движение планет
Соотношение расстояний и периодов обращения планет вокруг Солнца определяется
известным третьем законом Кеплера, согласно которому квадраты периодов пропорциональны
кубам больших полуосей относительных орбит.
Другой фундаментальной особенностью строения Солнечной системы является то,
что все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, совпадающем с направлением
осевого вращения Солнца, и в том же направлении они обращаются вокруг своей оси.
Исключение составляют Венера, Уран и Плутон, осевое вращение
которых противоположно солнечному. Конфигурация планет
Планеты, орбиты которых расположены внутри земной орбиты, называются нижними (Меркурий и Венера), орбиты которых расположены вне земной орбиты, – верхними (Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон).
Внутренняя планета может оказаться между Землей и Солнцем или за Солнцем.
В таких положениях планета невидима, так как теряется в лучах Солнца. Эти положения
называются соединениями планеты с Солнцем. В нижнем соединении планета ближе всего
к нам, а в верхнем соединении она от нас всего дальше.
Юпитер
Самая крупная планета в Солнечной системе, состоящая из газа, слои которого находятся в постоянных вихреобразных движениях. Диаметр Юпитера огромный – 143 000 км (для сравнения: диаметр Земли 13 000км). Не смотря на свои крупные размеры, Юпитер очень быстро вращается вокруг своей оси (за 9ч 50 мин земных суток) из-за чего диаметры на полюсах планеты сжаты, а экватор растянут… подробнее
Кольца и спутники Юпитера: Европа, Ио, Ганимед, Каллисто и другие…
Планету Юпитер окружает целое семейство из 16 спутников, причем каждый из них имеет свои, непохожие на другие особенности… подробнее
Сатурн
Эта удивительная и красивая планета обладает ярко-выраженными кольцами, которые легко разглядеть в обычный телескоп, а уникальность Сатурна еще и в том, что его плотность ниже средней плотности воды и, если представить, что на поверхности мог бы быть океан, то можно было бы увидеть невероятное зрелище, как его воды легко плескались бы на поверхности планеты… подробнее
Кольца и спутники Сатурна: Титан, Энцелад и другие…
Характерные кольца есть не только у планеты Сатурн, но и на других планетах-гигантах. Вокруг Сатурна кольца особенно четко видно, потому что состоят из миллиардов мелких частиц, которые вращаются вокруг планеты, помимо нескольких колец у Сатурна есть 18 спутников, один из которых Титан, его диаметр 5000км, что делает его самым большим спутником Солнечной системы… подробнее
Уран
Эта необычная планета видна наблюдателю в синих и зеленых цветах за счет поглощения водородом и метаном инфракрасного спектра. На поверхности Урана бушуют ветры с огромной скоростью до 600 км/ч, двигаясь по ходу вращения планеты. Уникальность Урана еще в том, что его ось вращения сильно наклонена, почти параллельно к плоскости эклиптики, поэтому с Земли полюса планеты можно увидеть только наполовину и то, только на протяжении 42 лет. Пока единственная теория этого феномена такая – возможно, в истории планеты было столкновение с каким-то крупным небесным телом… подробнее
Кольца и спутники Урана: Титания, Оберон и другие…
Планета Уран имеет 17 спутников и, как и другие планеты-гиганты, опоясывающие планету тонкие кольца, которые практически не имеют способности отражать свет, поэтому открыты были не так давно в 1977 году совершенно случайно… подробнее
Нептун
Эта планета, подобно Урану, состоит из газа в основной состав которой входят вода, метан и аммиак. Именно, от большой концентрации в атмосфере метана планета приобрела голубой цвет. Над поверхностью Нептуна простираются облака из аммиака и воды, а над ними плотный слой метановых облаков, кроме того в атмосфере планеты присутствует водород и гелий. Сама атмосфера обладает повышенной активностью, где мощные ветра дуют со скоростью свыше 2000 км/ч, образуя огромные пятна размером с нашу планету… подробнее
Кольца и спутники Нептуна: Тритон, Нереида и другие…
Изначально до исследования Нептуна космическим аппаратом “Вояджер-2” было известно о двух спутников планеты – Тритон и Нерида. Интересный факт, что спутник Тритон имеет обратное направление орбитального движения, также на спутнике были обнаружены странные вулканы, которые извергали газ азот, словно гейзеры, расстилая массу темного цвета (из жидкого состояния в пар) на много километров в атмосферу. Во время своей миссии “Вояджер-2” обнаружил еще шесть спутников планеты Нептун… подробнее
Космические объекты Солнечной системы
Кометы
Несущиеся на огромной скорости и путешествующие по огромным орбитам, проложенным во вселенной, кометы, так называются эти небесные тела, состоят из яркой светящейся головы и невероятно длинного (до 100 миллионов км) шлейфа хвоста. Эти одиночные странники могут удаляться на долгое время за пределы Солнечной системы и возвращаясь устремляться ближе к нашей планете, двигаясь преодолевая гигантские расстояния своей орбиты… подробнее
Астероиды
Подобно планетам, только совсем небольших размеров, астероиды вращаются вокруг Солнца, они имеют каменистую структуру поверхности и по некоторым характеристикам бывают похожи на небольшие планеты, поэтому их иногда называют “малые планеты”. Наибольшее скопление астероидов находится между Марсом и Юпитером, эта зона получила название “пояс астероидов”. Астероиды имеют самые разные размеры: маленькие от нескольких десятков сантиметров в диаметре, как кухонная кастрюлька, и крупные диаметром до 250 и выше км. Так самый крупный из известных астероидов Церера имеет диаметр в 1000 км… подробнее
Метеориты
Падающие звезды – так называют метеорный дождь, который происходит каждый год в начале августа и в другие промежутки в течении года. Иногда “падающие звезды” метеориты можно увидеть невооруженным глазом, они промелькают, словно искорка, чиркнувшая синеву ночного неба на доли секунд. Это и есть небольшие частички космической пыли, которые падают на Землю и, испаряясь в плотных слоях атмосферы, оставляют непродолжительный яркий след на звездном небе… подробнее
Далекие объекты Солнечной системы
Плутон
Эта самая далекая в Солнечной системе ледяная планета по своим характеристикам могла бы относиться к земной группе планет, но с 2006 года по решению МАС Плутон причислили к карликовым планетам наряду с Эридой и Церерой. Плутон имеет каменистое ядро с возможным содержанием льда, обледенелую мантию и кору, которая формирует поверхность планеты. Вероятней всего под верхним слоем находится толстая масса льда толщиной свыше 200 км, поэтому планета состоит в основном из компонентов воды и метана… подробнее
Спутники Плутона: Харон, Гидра, Некта и другие…
На данный момент у планеты Плутон известно о 5 спутников. Это крупный спутник Харон, 2 малых спутника Гидра и Никта и ещё 2 небольших спутника P4 и P5. Спутник Плутона Харон уникален тем, что обладает в сравнении со спутниками других планет совсем маленькими размерами. Он расположен очень близко к планете и делает оборот вокруг Плутона с такой же скоростью оборота планеты вокруг своей оси, поэтому этот спутник всегда находится в одной и той же точке над планетой… подробнее
Пояс Эджворта-Койпера и облако Оорта
За границами орбиты Нептуна находятся дальние объекты Солнечной системы, которые получили формулировку “транснептуновые объекты” среди которых объекты пояса Койпера, малые тела, планеты-карлики, например система Плутон-Харон, карликовая планета Эрида и другие объекты, чаще всего состоящие изо льда. Еще дальше находится рассеянный диск, где объекты сильно рассеяны, а еще дальше на расстоянии почти в 1 световой год расположено облако Оорта, которое, возможно, является строительным материалом для образования комет… подробнее
Карликовые планеты Солнечной системы
В нашей Солнечной системе есть место не только для восьми планет, таких планет гораздо больше. Находясь за областью орбиты Нептуна такие небесные объекты движутся по огромным орбитам, то приближаясь, то отдаляясь от Солнца на огромные астрономические величины, некоторые совершая оборот вокруг Солнца более чем за 4000 лет. Это карликовые планеты, о многих из которых сейчас хорошо известно, но таких карликовых планет может быть намного больше… подробнее
Планеты в других солнечных системах
Планеты других солнечных систем
Далеко-далеко на расстоянии многих световых лет от нашего Солнца светят другие звезды, которые образуют свои планетные системы. Такие планеты получили название “экзопланеты” и у них тоже есть свои звезды, вокруг которых проходят их орбиты. Современные технологии позволяют обнаруживать все новые планеты и целые планетные системы, принадлежащие своей звезде. В одной только галактике Млечный путь таких планет может быть свыше 100 миллиардов, до 20 миллиардов планет могут иметь похожие на земные свойства поверхности, а на некоторых из них может быть даже жизнь…подробнее
Содержание
Солнечная система
Происхождение Солнечной системы
Земля — планета солнечной системы
Планеты и их спутники
Открытие других планетных систем
Вывод
Список используемой литературы
Солнечная системаСолнечная система представляет собой систему «звезд — планеты». В нашей Галактике приблизительно 200 млрд. звезд, среди которых,как полагают специалисты, некоторые звезды имеют планеты. В Солнечную системувходят центральное тело, Солнце и девять планет с их спутниками (известно более60 спутников). Диаметр Солнечной системы — более 11,7 млрд. км.
В начале ХХI в. В Солнечной системеобнаружен объект, которые астрономы назвали Седной (имя эскимосской богиниокеана). Седна имеет диаметр в 2000 км. Один ее оборот вокруг Солнца составляет10500 земных лет. Некоторые астрономы называют этот объект планетой Солнечнойсистемы. Другие астрономы называют планетами только космические объекты,имеющие центральное ядро с относительно высокой температурой. Поскольку внастоящее время Седна находится на расстоянии около 13 млрд. км от центраСолнечной системы, то информация об этом объекте достаточно скудная.
Происхождение Солнечной системыПроисхождение Солнечной системы из газопылевого облакамежзвездной среды является наиболее признанной концепцией. Высказываетсямнение, что масса исходного для образования Солнечной системы облака была равна10 массам Солнца. В этом облаке решающим был химический его состав. Приблизительно5млрд. лет назад из этого облака образовалось плотное сгущение, названоепротосолнечным диском. Как полагают, взрыв сверхновой звезды в нашей Галактикепридал этому облаку динамический импульс вращения и фрагментации: образовалисьпротозвезда и протопланетный диск. Согласно этой концепции прогресс образованияпротосолнца и протопланетного диска происходил быстро, за 1 млрд. лет, чтопривело к сосредоточению всей энергии массы будущей звездной системы в еецентральном теле, а момент количества движения — в протопланетном диске, вбудущих планетах. Считается, что эволюция протопланетного диска происходила за1 млн. лет. Шло слипание частичек в центральной плоскости этого диска, котороев дальнейшем привело к образованию сгущений частиц, вначале небольших, затем — более крупных тел, которые геологи называют плантезималями. Из них, какполагают, образовались будущие планеты. Эта концепция основывается нарезультатах компьютерных моделей. Есть и другие концепции. Например, в одной изних говорится, что на рождение Солнца — звезды потребовалось 100 млн. лет,когда в протосолнце возникла реакция термоядерного синтеза. Согласно этойконцепции планеты Солнечной системы, в частности земной группы, возникли за теже 100 млн. лет, из массы, оставшейся после образования Солнца. Часть этоймассы была удержана Солнцем, другая — растворилась в межзвездном пространстве.
Земля — планета солнечной системыОсобое место в Солнечной системе занимает Земля — единственная планета, на которой в течение миллиардов лет развивается различныеформы жизни. Известно несколько гипотез о происхождении Земли. Почти все онисводятся к тому, что исходным веществом для формирования планет Солнечнойсистемы, в том числе и Земли, были межзвездная пыль и газы. Однако до сих порнет однозначного ответа на вопросы: каким образом в составе планет оказалсяполный набор химических элементов таблицы Менделеева и что послужило толчкомдля начала конденсации газа и пыли в протосолнечную туманность. Некоторыеученые предполагают, что появления разнообразия химических элементов связано свнешним фактором — взрывом Сверхновой звезды в окрестностях будущей Солнечнойсистемы. По-видимому, в недрах и газовой оболочке Сверхновой звезды врезультате ядерных реакций происходит синтез химических элементов. Мощный взрывсвоей ударной волной мог стимулировать начало конденсации межзвездной материи,из которой образовалось Солнце и протопланетный диск, впоследствии распавшийсяна отдельные планеты внутренней и внешней групп с поясом астероидов между ними.Такая начальная стадия формирования Солнечной системы называется катастрофической,так как взрыв Сверхновой звезды — природная катастрофа. В масштабахастрономического времени подобные взрывы — не столь уж редкое явление — онипроисходят в среднем через несколько миллиардов лет.
Предполагается, что образованию планет из протоплазменногодиска предшествовала промежуточная фаза формирования твердых и довольнокрупных, до нескольких сотен километров в диаметре, тел, называемыхплантезималями; последующее их скопление и соудаление вызвало аккрецию (наращивание)планеты, которая сопровождалась изменением гравитационных сил.
Радиоактивным методом установлено, что возраст самых древнихпород, найденных в земной коре, составляет около 4 млрд. лет. Понадобилось миллиардылет, чтобы образовалась наша планета — Земля. Земной шар, сплюснутый у полюсов,вращаясь вокруг собственной оси, движется со средней скоростью около 30 км/с вкосмическом пространстве по эллиптической траектории вокруг Солнца.
Наша Земля удивительна и прекрасна. Такой ее представляли ипредставляют многие люди. Особенно прекрасной она выглядит из космоса, гдевпервые побывал наш соотечественник, космонавт Ю.А. Гагарин.
Планеты и их спутникиЗемля — спутник Солнца в мировом пространстве, вечнокружащийся вокруг этого источника тепла и света. Самыми яркими из постояннонаблюдаемых нами небесных объектов, кроме Солнца и Луны, являются соседние снами планеты. Они принадлежат к числу тех девяти миров, которые обращаютсявокруг Солнца на расстояниях, достигающих несколько миллиардов километров. Группапланет вместе с Солнцем составляет Солнечную систему. Планеты хотя и кажутсяпохожими на звезды, в действительности гораздо меньше звезд и темнее. Они виднытолько потому, что отражают солнечный свет, который кажется очень яркими,поскольку планеты гораздо ближе к земле, чем звезды.
Кроме планет, в солнечную систему входят спутники планет,астероиды, кометы, метеоритные тела. Планеты расположены в следующем порядке: Меркурий,Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Возможно, что заПлутоном есть еще одна или несколько планет, но поиски их среди множества звездслабее 15-й величины.
Важную роль в Солнечной системе играет межпланетная среда,те формы вещества и поля, которые заполняют пространство Солнечной системы. Основныекомпоненты этой среды — солнечный ветер; заряженные частицы высокой энергии,приходящие из глубины космоса; межпланетное магнитное поле; межпланетная пыль,основным источником которого являются кометы; нейтральный газ.
С 1962 г. планеты и их спутники успешно исследуютсякосмическими аппаратами. Изучены атмосферы и поверхность Венеры и Марса,сфотографированы поверхность Меркурия, облачный покров Венеры, Юпитера,Сатурна, колец Сатурна и Юпитера. Спускаемые космические аппараты исследовалифизические и химические свойства пород, слагающих поверхность Марса, Венеры, Луны.С конца 1970-х гг. космическими станциями исследовались планеты-гиганты и ихспутники. Полученная информация значительно обогатила наши представления остроении и происхождении Солнечной системы.
По физическим характеристикам планеты делятся на две группы:планеты земного типа (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и планеты-гиганты (Юпитер,Сатурн, Уран, Нептун). О Плутоне известно мало, но, по-видимому, он ближе посвоему строению к планетам земной группы.
Открытие других планетных системВступление астрономии в ХХI в. ознаменовалосьвыдающимся достижением — открытием планет за пределами Солнечной системы,планетных систем у других звезд. С помощью нового поколения средств и методовастрономического наблюдения начиная с 1995 г. удалось открыть уже свыше сотнипланет за пределами Солнечной системы, у звезд, расположенных в радиусепримерно ста световых лет от нас.
Кроме того, согласно последним наблюдательным данным, покрайней мере, каждая третья звезда имеет свою планетную систему. Эти данныеподтверждены наблюдениями в инфракрасном диапазоне молодых звезд. Это значит,что планетогенез (образование планетных систем) — не исключительное явление, аповсеместный момент эволюции материи. А наша планетная система — закономерноезвено организации галактической и звездной материи, одна из которых подобныхсистем нашей Галактики. Но у нее есть и свои важные отличительные черты.
Как оказалось, подавляющее большинство открытых планетотносятся к планетам типа Юпитера, т.е. состоят преимущественно из водорода игелия. Их называют горячими Юпитерами. Похоже, что планет земного типа в другихсистемах намного меньше, чем планет типа Юпитера. По-видимому, наша Солнечнаясистема не относится к планетным системам со среднестатистическим распределениемхимических элементов во Вселенной и сложилась в особых условиях. Ее образованиеимело свои особенности, связанные с обогащением водородно-гелиевого пылевогодиска тяжелыми элементами. Таким образом, открытие других планетных системвновь привлекло внимание к проблемам происхождения и распространения химическихэлементов во Вселенной, особенностями химического состава Солнечной системы.
ВыводРазвитие современной астрономии постоянно расширяет знания остроении и объектах доступной для исследования Вселенной. Этим объясняетсяразличные данные о количестве звезд, галактик и других объектах, которыеприводятся в литературе. Открытие Седны в качестве 10-й планеты Солнечнойсистемы существенно изменяет наши представления о размерах Солнечной системы иее взаимодействии с другими объектами нашей Галактики.
В целом следует сказать, что астрономия лишь со второйполовины прошлого века стала изучать самые далекие объекты Вселенной на основеболее современных средств наблюдения и исследования.
Список используемой литературы1. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. — Москва, 2005
2. Лихин А.Ф. Концепции современного естествознания. — Москва, 2004
3. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. — Москва 2004
Вид работы:
Рефераты
Категория:
Астрономия и космонавтика
Дата добавления:
25 Августа 2011
Солнечная система
Центральное тело нашей системы, это Солнце – звезда, принадлежащая к классу желтых карликов. Солнце является самым массивным объектом нашей планетной системы.
Первая планета Солнечной системы – Меркурий – самая маленькая планета земной группы (в нее кроме Земли и Меркурия входят Венера и Марс). После Меркурия идет Венера – сестра Земли, скрытая вечными облаками. Третья планета Солнечной системы – Земля – колыбель человечества. У нашей планеты есть спутник – Луна, который в 81 раз легче Земли, но все равно нашу планету можно считать двойной. Четвертая планета – красный Марс – пустынная планета с двумя спутниками, которая приковывала взоры всех людей в недалеком прошлом и… второе небесное тело, на которое планируется пилотируемый полет (первым была Луна).
Следующая большая группа планет – планеты-гиганты. Самым большим и массивным из гигантов является Юпитер, который представляет из себя Солнечную систему в миниатюре. Из его более чем 40 спутников мы остановимся на самых больших – Ио, Европе, Ганимеде и Каллисто. Эти спутники носят название галилеевских – в честь их первооткрывателя – Галилео Галилея. Следующая планета-гигант – Сатурн, известная всем своими великолепными кольцами. Из 22 спутников Сатурна мы посетим всего семь – Титан, Энцелад, Япет, Рею, Диону, Тефию и Мимас. Следующая планета-гигант – Уран – необычна тем, что она как-бы “лежит на боку” – ось наклона Урана с плоскостью эклиптики составляет 98° – благодаря чему на Уране происходит очень резкая смена времен года. Из его 21 спутника мы посетим Миранду, Ариэль, Умбриэль, Титанию и Оберон. Еще одна отличительная особенность Урана – вращение в обратную сторону. Последней планетой-гигантом является Нептун (Самый большой спутник Нептуна – Тритон). Все планеты-гиганты отличает наличие большого числа спутников, системы колец и протяженные газовые атмосферы.
Самая последняя планета Солнечной системы – Плутон – является самой маленькой планетой. У Плутона имеется единственный спутник – Харон, который немногим меньше самой планеты. Благодаря этому система Плутон-Харон является действительно двойной планетой. После открытия в поясе Койпера трансплутонного объекта Квавар с диаметром более половины диаметра Плутона всерьез начали рассматривать вопрос о том, что считать планетой и выделять ли Плутон и транплутонные объекты в группу планет-карликов или понизить статус Плутона до астероида.
Солнце
Ближайшая к Земле звезда. Карлик главной последовательности диаграммы Герцшпрунга-Рессела. Среднее расстояние от Земли (астрономическая единица или а.е.) 149.6 млн. км. Принадлежит к спектральному классу G2V. Центральное тело нашей планетной системы. Возникло около 4.7 млрд. лет тому назад вместе с другими планетами. Масса 1.99 1030 кг., радиус 696 тыс. км, средняя плотность 1.41 кг/м3, светимость 3.85*1026 Вт, эффективная температура 5779К. Период вращения (синодический) изменяется от 27 сут. на экваторе до 32 сут. у полюсов. Ускорение свободного падения в фотосфере 274 м/с2.
Общая структура: энерговыделяющее ядро (от центра до расстояния в четверть радиуса), область лучистой теплопроводности (от 1/4 до 2/3 радиуса) и конвективная зона (последняя треть радиуса). Физические условия в этих внутренних слоях Солнца определяются теоретическими расчетами и проверяются методами гелиосейсмологии и нейтринной астрономии. Выше конвективной зоны начинаются непосредственно наблюдаемые внешние слои солнечной атмосферы, состоящие (по числу атомов) в основном из водорода, 10% гелия, 1/1000 углерода, азота и кислорода и 1/10 000 металлов вместе со всеми остальными химическими элементами. Атмосфера Солнца условно разделяется на три оболочки:
почти нейтрального водорода и однократно ионизованных металлов (фотосфера, толщина 200-300 км),
неоднородного слоя, в котором по мере продвижения вверх последовательно ионизуются водород, гелий и др. химические элементы (хромосфера, протяженность 10-20 тыс. км) и
разреженной изотермической короны, в которой все атомы ионизованы вплоть до самых глубоких электронных оболочек. Солнечная корона постепенно переходит в динамическое образование постоянно расширяющегося потока ионизованных атомов (в основном протонов, альфа-частиц и свободных электронов), образующих солнечный ветер, простирающийся за орбиты Земли и Марса. Меркурий
Ближайшая к Солнцу планета, по размерам похожая на Луну (радиус 2439 км), а по средней плотности (5.42 г/см3) на Землю. Ускорение свободного падения на поверхности 372 см/с2, в 2.6 раза меньше земного. Период обращения вокруг Солнца составляет около 88 земных суток. Максимальный видимый угловой размер около 7?. Вращение прямое с периодом 58.6±0.5 суток. Это близко к 2/3 периода обращения планеты вокруг Солнца. Ось вращения почти перпендикулярна к плоскости эклиптики. Cоизмеримость периодов вращения и обращения объясняется приливными явлениями. Поверхность очень напоминает лунную: множество кратеров самых различных размеров. Имеются также очень высокие (в несколько километров) уступы длиною в тысячи километров. Температура поверхности в полдень на экваторе достигает 700 К, а на ночной стороне падает до 100 К. Поверхностный слой грунта – мелко раздробленная порода с низкой плотностью. Атмосфера Меркурия имеет чрезвычайно малую плотность: концентрация не более 106см–3 у поверхности (как в земной атмосфере на высоте 700 км). Состав атмосферы известен плохо, возможен гелий (концентрация около 104см–3) и натрий (около 105см–3). Меркурий имеет собственное магнитное поле в 300 раз слабее земного (около 0.002 Э), что говорит о возможном существовании жидкого ядра. Спутников нет.
Немного фактов о Меркурии
Меркурий – одна из пяти “странствующих звезд”, которые были известны еще в античности.
Меркурий можно увидеть либо вечером как “звезду”, расположенную не далеко от места захода Солнца, либо утром как “звезду” около места восхода Солнца.
Древние греки называли Меркурий двумя именами: вечернюю звезду – Гермес, а утреннюю звезду – Аполлон, полагая, что это разные объекты.
Планета названа в честь быстроногого Меркурия, одного из римских богов.
Планета была названа тевтонцами в честь их бога Водена (Woden). Среда (англо-саксонское: wodnesdaeg) названа в честь него.
Венера
Земле. Поэтому на Венере нет океанов. Нижние конвективные слои атмосферы (тропосфера) на Венере толще земных. На высотах 50-70 км постоянно дуют ветры, имеющие среднюю скорость около 100 км/с. Как и Земля Венера обладает ионосферой. Максимум концентрации электронов и ионов находится на высоте около 150 км. Здесь днем электронная концентрация около 3*105 электронов/см–3, а ночью – на порядок меньше. Собственное магнитное поле Венеры практически отсутствует.
Земля
целом нейтральна; на высоте 300 км днем она составляет около 106 ионов в см3. Плазма такой плотности отражает радиоволны длиной более 20 м и пропускает более короткие; магнитное поле у поверхности Земли около 0.5 Э. Магнитные полюса эквивалентного диполя не совпадают с географическими; южный магнитный полюс имеет координаты ? = 79 с.ш., ? = 70 з.д. (Северная Гренландия). Магнитное поле Земли через интервалы времени от 500 тыс. до 50 млн. лет меняет направление на обратное. На больших расстояниях от Земли форма ее магнитного поля искажается под действием солнечного ветра. В магнитном поле Земли удерживается огромное количество заряженных частиц, которые образуют радиационные пояса Земли. Земля имеет один спутник – Луну
Луна
Естественный спутник Земли с массой в 81.3 меньше земной (7.35*1022 кг) и радиусом 1738 км, находящийся на среднем расстоянии от Земли 384404 км. Сидерический период обращения вокруг Земли 27.32 сут., синодический – 29.53 сут. Возраст близок к возрасту Земли и Солнечной системы (не менее 4.5 млрд. лет). Поверхность испещрена кратерами самых различных размеров и покрыта слоем пыли. Шесть раз посещалась космонавтами США.
Марс
яркие области оранжево-красноватого цвета (материки, площадью около 2/3 диска); полярные шапки – белые пятна, образующиеся вокруг полюсов осенью и исчезающие в начале лета; темные области (“моря”), занимающие 1/3 диска; бассейны и кратеры – следы метеоритной бомбардировки; множество гор вулканического происхождения (высотой до 25-28 км); множество проявлений эрозии, области с хаотическим рельефом, каналы и т.д. Грунт раздроблен и усыпан множеством каменных блоков. По составу породы похожи на земные, но с преобладанием окислов железа. Магнитное поле в тысячу раз слабее земного. Средняя температура поверхности Марса около 200 К, днем на экваторе она достигает 290 К, а ночью падает до 170 К и до 145 К в полярных шапках; атмосфера состоит из СО2 и N2. Имеются малые примеси Н2О, СО и др.
Эквивалентная толщина слоя атмосферной осажденной воды не более 10-20 мкм (на Земле – около 1 см). Остальная вода скована в недрах вечной мерзлотой; атмосферное давление у поверхности около 6 мб. Скорость ветра в атмосфере обычно не превышает нескольких м/с, но иногда возрастает до 40-50 м/с, вызывая глобальные пылевые бури – специфически марсианское явления, продолжающиеся порой несколько месяцев. Имеется ионосфера с главным максимумом на высоте около 150 км и электронной концентрацией 105-104 частиц в см3. Имеется два близкие к планете слабы (+11.5m и +12.5m), спутника (Фобос и Деймос), открытые в 1877 г.; расстояние Фобоса от центра планеты 2.77 ее радиуса, а период обращения 7 часов 39 минут 14 секунд, что меньше периода вращения Марса и Фобос восходит на западе. Деймос обращается на среднем расстоянии в 6.96 радиуса планеты с периодом 30 часов 17 минут 5 секунд. Оба спутника имеют неправильную форму. Размеры Фобоса 22-25 км, Деймоса – около 13 км.
Юпитер
существенно не отличается от солнечного. Полное давление у верхней границы облачного слоя составляет около 0.5 атм. Облачный слой имеет сложную структуру. Верхний ярус состоит из кристалликов аммиака NH3, ниже должны быть расположены облака из кристаллов льда и капелек воды. На уровне 0.15 атм. имеется глубокий минимум, выше температура растет; температура, измеренная по закону Стефана-Больцмана (эффективная), составляет 130 K, что говорит о большом потоке внутреннего тепла и некотором сходстве Юпитера со звездами (коричневыми карликами). Водородно-гелиевая атмосфера на глубине около 1000 км плавно переходит в более плотную газожидкую оболочку (оба газа находятся в сверхкритическом состоянии), а еще глужбе расположена зона металлического водорода. Токи в жидких недрах Юпитера генерируют мощное магнитное поле – около 10Э вблизи видимой поверхности планеты. Имеется магнитосфера с размерами в несколько сотен раз превышающими размеры самой планеты. Электроны и протоны высоких энергий, захваченные в магнитном поле Юпитера, образуют радиационные пояса, похожие на земные, но сильно превышающие их по размеру. В 1995 г. на орбиту был выведен искусственный спутник Юпитера “Галилео”; и спущен в атмосферу зонд для прямых измерений температуры, давления, химического состава и других характеристик. Юпитер обладает самым большим числом спутников – на сегодняшний день известно 48 спутников, из них самые известные – галилеевские спутники. Четыре самых крупных спутника (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто), открытые Галилеем в 1610 г. и названные С. Мариусом. Собственное вращение этих спутников синхронно с их обращением вокруг Юпитера из-за приливных явлений, как в случае системы Земля-Луна.
Ио
*содержит соединения серы, имеющие различные цвета. Возможно, поэтому поверхность Ио покрыта разноцветными пятнами и напоминает пиццу.
Европа
Все больше появляется данных, свидетельствующих о наличии под обширными ледяными равнинами Европы воды в жидком состоянии, возможно даже самых настоящих океанов, в которых могут существовать формы внеземной жизни. Глубоко внутри Европа – самый маленький из галилеевых спутников Юпитера (которые включают также Ио, Ганимед и Каллисто) – состоит в основном из силикатных пород. При более внимательном рассмотрении видно, что многие трещины на поверхности спутника внезапно обрываются, чтобы продолжиться в другом месте, свидетельствуя о возможных сдвигах поверхностных плит.
Ганимед
Если бы Ганимед вращался по орбите вокруг Солнца, он считался бы планетой. Дело в том, что спутник Юпитера Ганимед – не просто самый крупный спутник в Солнечной системе, он превосходит по размерам планеты Меркурий и Плутон. Ганимед покрыт толстым слоем водяного льда. Космический аппарат “Вояджер” обнаружил на ледяной поверхности Ганимеда большое количество трещин и канавок. Это можно объяснить тем, что Ганимед, подобно Земле, имеет большие поверхностные движущиеся массы, называемые тектоническими плитами. Возможно на Ганимеде случаются события, похожие на земные землетрясения. Ганимед был открыт Галилеем и Мариусом в 1610 году.
Каллисто
Почему вблизи Каллисто меняется магнитное поле Юпитера? Сам по себе спутник Каллисто не обладает сильным магнитным полем. Один из возможных ответов состоит в том, что под поверхностью Каллисто находятся океаны соленой воды, обладающей значительной электропроводностью. Эта гипотеза получила дополнительное подтверждение после недавно проведенного анализа того, как Каллисто генерирует и рассеивает тепло. Считается, что тепло на Каллисто, вырабатывается в результате протекающих в горных породах процессов радиоактивного распада. Такие же процессы поддерживают в расплавленном состоянии земную мантию. Каллисто не может эффективно рассеивать тепло, поскольку поверхность спутника покрыта толстыми слоями льда и горных пород. Возможно, именно эта теплота предотвращает замерзание воды, находящейся под поверхностью спутника. Каллисто имеет самую большую плотность столкновительных кратеров в Солнечной системе, однако не имеет ни вулканов, ни даже больших гор. Поверхность Каллисто испещрена трещинами и кратерами за миллионы лет столкновений с межпланетными телами.
Сатурн
Шестая большая планета Солнечной системы. Расположен примерно вдвое дальше от Солнца, чем Юпитер, и обращается вокруг него за 29.5 года. Экваториальный радиус 60330 км, масса 95 земных, ускорение свободного падения на экваторе 1100 см/с2, сжатие 1/10, средняя плотность 0.7 г/см3. Период вращения на экваторе равен 10 часов 14 минут и увеличивается к полюсам. На диске можно различить полосы, зоны и другие более тонкие образования. В атмосфере наблюдаются спектральные линии водорода Н2, метана СН4, ацетилена С2Н2, этана С2Н6. Элементный состав, по- видимому, не отличается от солнечного, т.е. планета состоит на 99% из водорода и гелия. По внутреннему строению Сатурн похож на Юпитер. Эффективная температура Сатурна около 95 К. Так же, как и у Юпитера, около половины излучаемой энергии обусловлено потоком внутреннего тепла. Сатурн имеет магнитное поле (около 0.5 Э у видимой границы облаков) и радиационные пояса. Он имеет очень красивую систему колец и 22 спутника, самый большой из которых – Титан – имеет собственную атмосферу, почти полностью состоящую из азота. Уникальная по яркости по сравнению с кольцами других газовых гигантов, система колец Сатурна имеет диаметр около 250 тыс. км, однако толщина колец – всего несколько десятков метров. В настоящее время астрономы предполагают, что возраст колец – всего около ста миллионов лет.
Титан
Самый большой спутник Сатурна Титан на редкость интересен: он единственный из спутников Сатурна обладает атмосферой. В Солнечной системе есть еще только один спутник с атмосферой – спутник Нептуна Тритон. Атмосфера Титана представляет собой толстый слой облаков, в основном состоящих из азота. Такая атмосфера похожа на земную, но по сравнению с ней содержит больше метана и этана – химических соединений, содержащихся в смоге. Слой смога, возможно, там такой плотный, что на Титане могут идти дожди из этой “топливной смеси”. В атмосфере Титана найдены химические соединения, имеющие органическую природу. Это дает повод некоторым говорить о возможности жизни на Титане. Из-за толстого слоя облаков условия вблизи поверхности Титана остаются неизвестными. Фотография, которую Вы видите, была получена аппаратом “Вояджер-1”, пролетевшим около Титана в 1980 году. В последнее время Титан более тщательно исследован космическим телескопом им. Хаббла.
Энцелад
Орбита Энцелад, спутника планеты Сатурн, лежит между меньшим его по размерам Мимасом и более крупной Тефией. Энцелад преимущественно состоит из водяного льда и имеет самую чистую в солнечной системе, без каких-либо примесей, ледяную поверхность. Поэтому поверхность Энцелада почти белая. На ней имеется много необычных желобков и некоторе количество кратеров, подобно поверхности Ганимеда, спутника Юпитера. Данные наблюдательные факты говорят о том, что поверхность Энцелада молодая, и/или недавно измененная. Астрономы утверждают, что Энцелад предрасположен к некоторой вуканичекой активности. Энцелад был первоначально открыт в 1789 году Вильямом Гершелем.
Япет
Япет – третий по величине спутник Сатурна после Титана и Реи. Япет имеет необычную поверхность, одно полушарие которой очень темное, а другое – очень светлое. Французский астроном Джованни Кассини, который открыл этот спутник, заметил, что Япет виден, когда он находится с одной стороны Сатурна, и не виден, когда находится с другой стороны. Пока неизвестно, почему полушария Япета так сильно отличаются.
Рея
Спутник Сатурна – Рея – стоит на втором месте по своим размерам после Титана; однако является самым большим спутником, не имеющим атмосферы. Рея состоит преимущественно из водяного льда и обладает небольшим каменным ядром. Собственное вращение Реи и ее орбитальное движение вокруг Сатурна синхронизированы, подобно системе Земля-Луна. По этой причине Рея всегда обращена к Сатурну одной и той же стороной. Вследствие этого одно из полушарий Реи всегда обращено вперед по направлению орбитального движения. На это полушарие приходится больше ударов метеоритов, и поэтому на нем больше кратеров по сравнению с “хвостовым” полушарием. Фотография получена космическим кораблем “Вояджер-1” в 1980 году.
Диона
Один из больших спутников Сатурна, Диона, замечателен наличием ярких полосок на своей поверхности. Эти полоски проходят поперек некоторых кратеров, встречающихся в большом количестве на поверхности Дионы. Это говорит о том, что полоски образовались уже после формирования кратеров. Диона состоит в основном из водяного льда. Однако, судя по ее высокой плотности, Диона содержит внутри большое количество каменного материала. Диона был открыта Джованни Кассини в 1684 году.
Тефия
Тефия (Tethys) – один из самых больших и близких к планете спутников Сатурна. Его посещали оба космических аппарата Вояджер – Вояджер 1 в ноябре 1980 г. и Вояджер 2 в августе 1981 г. Сейчас известно, что Тефия почти полностью состоит из водяного льда. На Тефии есть огромный ударный кратер, занимающий почти целое полушарие. (Прим.: На снимке он не виден, т.к. всегда повернут к Сатурну.) То, что удар, в результате которого образовался этот кратер, не разрушил спутник, может служить свидетельством, что Тефия в прошлом не была полностью замерзшим телом. Джованни Кассини открыл Тефию в 1684 г.
Мимас
Мимас является одним из самых маленьких спутников Сатурна, однако на нем расположен один из самых больших кратеров, получившихся в результате столкновения. Если бы столкновение было немного более сильным, спутник был бы полностью разрушен. Этот кратер имеет название “Гершель” в честь Вилльяма Гершеля, открывшего Мимас в 1789 году. Гравитации Мимаса достаточно для образования единого почти сферического объекта, однако оне не может воспрепятствовать образованию на его поверхности очень крупных особенностей рельефа. Мимас состоит, в основном, из водяного льда с вкраплениями камней, т.е. представляет из себя большой грязный “снежок”. Фотография, которую Вы видите, была получена аппаратом “Вояджер-1”, пролетавшим в окрестностях Сатурна в 1980 году.
Уран
на диске Урана уверенным образом не различаются, но наблюдаются периодические колебания блеска. По этим колебаниям и по эффекту Доплера был определен период вращения вокруг оси 10 часов 49 минут. Наклонение плоскости экватора к плоскости эклиптики очень большое – 98°, так что направление вращения обратное. Спектроскопически в атмосфере Урана обнаружены водород Н2 (основная составляющая, вероятно, наряду с гелием), метан СН4, и ацетилен С2Н2. Метан имеет полосы поглощения в красной области спектра и его значительно больше над верхней границей облаков, чем на Юпитере и Сатурне. Это объясняет зеленоватую окраску планеты. Облака Урана состоят, по-видимому, из частиц замерзшего метана, температура вблизи их верхней границы около 55 К, газовое давление несколько атмосфер. В 1986 г. космический аппарат “Вояджер-2” пролетел на расстоянии около 120000 км от Урана. Были переданы на Землю изображения самой планеты, ее колец и спутников, исследовалась атмосфера планеты (дистанционно) и ее магнитное поле. Напряженность магнитного поля у видимой границы облаков около 0.25 Э. Удивительной является геометрия магнитного поля Урана: эквивалентный диполь удален на расстояние 6000 км от центра планеты и наклонен на 60° к оси вращения. Уран имеет 21 спутник и систему колец. Самый крупный из его спутников – Титания. Имена всех спутников Урана были позаимствованы у героев Шекспира.
Миранда
Автоматический аппарат агенства НАСА Вояджер-2 пролетал мимо планеты Уран и ее спутников в 1986 году. Когда облачное покрытие Урана делалось более разреженным, становилась видимой поверхность Миранды – самой близкой среди больших спутников Урана. Вояджер-2 подлетел к Миранде ближе, чем к другим телам солнечной системы. Поэтому полученная при этом сближении фотография имеет такое высокое разрешение. Поверхность спутника покрыта большим количеством кратеров, и своими бороздами похожа на спутник Юпитера Ганимед. Миранда также имеет несколько ущелий и холмов. Этот спутник состоит из смеси равного количества льда и камня. Миранда была открыта Джеральдом Купером в 1948 году.
Ариэль
Как на поверхности Ариэля образовались ущелья? Этот вопрос возник после того, как Вояджер-2 пролетел мимо этого спутника Урана в январе 1986 года. Была развита теория, в которой из-за нагрева, вызванного приливным влиянием Урана, происходили “землетрясения” и значительные смещения частей поверхности спутника. Теперь на замерзшем Ариэле видна густая сеть желобов, многие из которых внутри покрыты неизвестным веществом. Ариэль – второй по расстоянию от Урана спутник после Миранды. Он состоит наполовину из водяного льда и наполовину из камня. Ариэль был открыт Вилльямом Ласселом в 1851 году.
Умбриэль
Почему Умбриэль такой темный? Этот спутник отражает в два раза меньше света по сравнению с другими спутниками Урана, такими как Ариэль. И что это за яркое кольцо на его вершине? К сожалению, этого никто не знает. Эти вопросы возникли, когда Вояджер-2 пролетел около этого спутника Урана в январе 1986 года. Аппарат Вояджер запечатлел старую поверхность этого спутника с необычно большими кратерами и определил его химический состав. Оказалось, что Умбриэль наполовину состоит изо льда и наполовину из каменных пород. Умбриэль является четвертым по размеру среди пяти больших спутников Урана и третьим по удаленности от планеты. Умбриэль был открыт Вилльямом Ласселом в 1851 году.
Титания
Поверхность Титании исковеркана кратерами и ущельями. Фотография, которую Вы видите, была получена межпланетным автоматическим космическим кораблем агенства НАСА Вояджером-2, когда он пролетал мимо этого спутника Урана в 1986 году. Снимок был передан по радио на Землю. Ущелья на Титании похожи на ущелья Ариэля, т.е. поверхность Титании беспорядочно переформировывалась в далеком прошлом. Хотя Титания и является самым большим спутником Урана, она все же намного меньше Тритона, самого большого спутника Нептуна. Титания представляет собой большой грязный ледяной шар, наполовину состоящий из водяного льда и наполовину из камней. Титания была открыта Вилльямом Гершелем в 1787 году.
Оберон
Оберон – самый далекий на сегодня и второй по размерам среди больших спутников Урана. Оберон был открыт Вильямом Гершелем в 1787 году. Однако об этом спутнике почти ничего не было известно до полета автоматического корабля Вояджер-2, пролетавшего мимо Урана в 1986 году. По сравнению со спутниками Урана Ариэлем, Титанией и Мирандой, Оберон покрыт большим количество кратеров и поэтому больше напоминает Умбриэль. Как и все большие спутники Урана Оберон состоит примерно наполовину изо льда и наполовину из каменных пород. Заметьте, что на Обероне есть, по крайней мере, одна большая гора, которую Вы, наверное, увидели на лимбе слева внизу. Высота этой горы составляет 6 км.
Нептун
Нептуна в основном состоит из невидимых водорода и гелия. Своим синим цветом Нептун обязан небольшому количеству метана в атмосфере, который поглощает в основном красный свет. На Нептуне дуют самые быстрые ветры в солнечной системе, их порывы достигают скорости 2000 километров в час. Существуют предположения, что в плотной, горячей среде под облаками Урана и Нептуна могут образовываться алмазы. Когда космический аппарат НАСА “Вояджер-2” пролетал мимо далекого Нептуна в августе 1982 года, астрономы были крайне удивлены. Поскольку Нептун получает всего 3 процента солнечного света, отражаемого Юпитером, они ожидали увидеть темную, холодную, спящую планету. Вместо этого на снимках Вояджера перед нами предстал динамичный и турбулентный мир. Одним из самых поразительных открытий стало Большое Темное Пятно. Удивительно, что по размеру оно было сравнимо Большим Красным Пятном Юпитера, находилось в тех же умеренно южных широтах, и выглядело как аналогичное вихревое атмосферное образование. Скорость ветра вблизи пятна достигали рекордной среди всех планет величины 2400 километров в час (670 метров в секунду). Согласно данным “Вояджера” Большое Темное Пятно значительно изменилось в размерах за короткое время пролета. Когда в 1994 году Космический телескоп им. Хаббла наблюдал Нептун, пятно исчезло, правда, вместо него в северном полушарии планеты появилось другое темное пятно.
Тритон
Встреча “Вояджера-2” с Нептуном, самой далекой газовой гигантской планетой, произошла в августе 1989 года. Во время этой встречи корабль подошел очень близко (около 40 тысяч км) к самому большому спутнику Нептуна Тритону. Поверхностная температура Тритона в среднем составляет -240 градусов Цельсия (33 градуса Кельвина). На поверхности спутника царит удивительный, сложный, активный мир. Например, темные пятна на фотографии являются маленькими вулканами, состоящими из азотного льда с примесью органических соединений, выброшенных во время действия гейзеров.
Плутон
Плутон и Харон образуют двойную систему. Плутон обращается вокруг Солнца на среднем расстоянии 39,5 а.е. по орбите с большим эксцентриситетом (е = 0.249). Из-за большого эксцентриситета он оказывается иногда ближе к Солнцу, чем Нептун (как, например, в конце XX столетия). Наклонение орбиты к эклиптике (17°) тоже очень большое, и Плутон выходит за пределы пояса зодиакальных созвездий. Масса около 0.002 массы 3емли, радиус 1145 км. Это самая малая из больших планет Солнечной системы. Средняя плотность близка к 2 г/см3. Звездная величина самого Плутона 15m, а его спутник Харон всего на 2m слабее. При одинаковой природе поверхности размеры Харона должны быть только в 2.5 раза меньше, чем Плутона, а масса меньше раз в 10-20. Период обращения Харона вокруг Плутона 6.4 сут., при расстоянии 17000 км, наклонение орбиты 55°. Средняя температура поверхности Плутона 37 K. Поверхность Плутона покрыта льдами из метана и азота с примесью углеводородов. Он имеет разреженную атмосферу из тех же газов.
Вокруг Солнца обращается восемь больших планет вместе со спутниками и множество малых небесных тел (астероидов, комет, метеороидов). Это объясняется тем, что масса Солнца в 750 раз больше общей массы всех тел, вращающихся вокруг него. При такой массе Солнце, подобно «огромному магниту», создаёт силу притяжения, которой достаточно, чтобы удержать все небесные тела возле себя. Размеры Солнечной системы определяются так называемой сферой влияния Солнца, где его притяжение больше притяжения соседних звёзд.
Солнце и совокупность небесных тел, которые вокруг него вращаются, называются Солнечной системой.
Рис. 68. Модель Солнечной системыСуществование Солнечной системы — неоспоримый факт. Однако исследователей всегда интересовал вопрос о наличии планет вокруг других звёзд. И только в октябре 1995 г. группа астрономов сообщила, что по результатам наблюдений, полученных во время космических полётов в конце 1980-х и на протяжении 1990-х гг., открыто свыше 200 планет, которые движутся вокруг других звёзд.
Состав Солнечной системы. Солнечная система объединяет восемь планет — это Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун со спутниками, сотни тысяч астероидов, кометы и метеороиды (рис. 68). Естественные спутники планет — это тела Солнечной системы, которые вращаются вокруг планет подобно вращению планет вокруг Солнца. Если у Меркурия и Венеры спутников не имеется, то у Сатурна их несколько десятков. У Земли естественный спутник один — Луна.
Солнечная система – это центральная звезда Солнце и все космические тела, которые вращаются вокруг нее.
Строение Солнечной системы
В солнечной системе 8 наиболее крупных небесных тел, или планет. Наша Земля тоже планета. Кроме нее, вокруг Солнца совершают свое путешествие в космосе еще 7 планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Две последние с Земли можно наблюдать только в телескоп. Остальные видны невооруженным глазом.
Еще совсем недавно к числу планет причисляли еще одно небесное тело – Плутон. Он находится очень далеко от Солнца, за орбитой Нептуна, и был открыт лишь в 1930 году. Однако в 2006 году астрономы ввели новое определение классической планеты, и Плутон под него не попал.
Сравнительные размеры Солнца и планет Солнечной системы
Планеты известны людям с древних времен. Ближайшие соседи Земли – Венера и Марс, самые дальние от нее – Уран и Нептун.
Большие планеты принято делить на две группы. В первую группу входят планеты, находящиеся наиболее близко к Солнцу: это планеты земной группы, или внутренние планеты, – Меркурий, Венера, Земля и Марс. Все эти планеты имеют высокую плотность и твёрдую поверхность (хотя под ней и находится жидкое ядро). Самая большая в этой группе планета – Земля. Однако дальние от Солнца планеты – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун значительно превосходят Землю по размеру. Поэтому они получили название планеты-гиганты. Их также называют внешними планетами. Так, масса Юпитера превышает массу Земли более чем в 300 раз. Планеты-гиганты значительно отличаются от планет земной группы по своему строению: они состоят не из тяжёлых элементов, а из газа, в основном из водорода и гелия, подобно Солнцу и другим звёздам. Планеты-гиганты не имеют твёрдой поверхности – это просто газовые шары. Поэтому их еще называют газовыми планетами.
Между Марсом и Юпитером находится пояс астероидов, или малых планет. Астероид – это небольшое планетоподобное тело Солнечной системы, размером от нескольких метров до тысячи километров. Крупнейшие астероиды этого пояса – Церера, Паллада и Юнона.
За орбитой Нептуна находится еще один пояс малых небесных тел, который называют поясом Койпера. Он в 20 раз шире пояса астероидов. Плутон, который потерял статус планеты и был отнесен к карликовым планетам, как раз находится в этом поясе. В поясе Койпера есть и другие карликовые планеты, похожие на Плутон, в 2008 году их так и назвали – плутоиды. Это Макемаке и Хаумеа. Кстати, Цереру из пояса астероидов тоже относят к классу карликовых планет (но не плутоидов!).
Еще один плутоид – Эрида – по размерам сравним с Плутоном, но находится гораздо дальше от Солнца – за поясом Койпера. Интересно, что Эрида одно время даже была кандидатом на роль 10-ой планеты в Солнечной системе. Но в результате именно открытие Эриды стало причиной пересмотра статуса Плутона в 2006 году, когда Международный астрономический союз (МАС) ввел новую классификацию небесных тел Солнечной системы. По этой классификации Эрида и Плутон не попали под понятие классической планеты, а “заслужили” лишь звание карликовых планет – небесных тел, которые вращаются вокруг Солнца, не являются спутниками планет и имеют достаточно большую массу для того, чтобы поддерживать почти округлую форму, но, в отличие от планет, не способны расчистить свою орбиту от других космических объектов.
В состав Солнечной системы, помимо планет, входят их спутники, которые вращаются вокруг них. Всего спутников сейчас насчитывают 415. Неизменная спутница Земли – Луна. У Марса 2 спутника – Фобос и Деймос. У Юпитера 67 спутников, а у Сатурна – 62. 27 спутников имеет Уран. И только у Венеры и Меркурия спутников нет. А вот у “карликов” Плутона и Эриды спутники есть: у Плутона это Харон, а у Эриды – Дисномия. Впрочем, астрономы еще не пришли к окончательному выводу, является ли Харон спутником Плутона или система Плутон-Харон – это так называемая двойная планета. Даже у некоторых астероидов есть спутники. Чемпион по размерам среди спутников – Ганимед, спутник Юпитера, ненамного отстает от него спутник Сатурна Титан. И Ганимед, и Титан превосходят размерами Меркурий.
Кроме планет и спутников, Солнечную систему бороздят десятки, а то и сотни тысяч различных малых тел: хвостатые небесные тела – кометы, огромное количество метеоритов, частиц газопылевой материи, рассеянных атомов различных химических элементов, потоков атомных частиц и другие.
Все объекты Солнечной системы удерживаются в ней засчет силы притяжения Солнца, и все они вращаются вокруг него, причем в одном направлении с вращением самого Солнца и практически в одной плоскости, которая называется плоскостью эклиптики. Исключение – некоторые кометы и объекты пояса Койпера. Кроме этого, практически все объекты Солнечной системы вращаются и вокруг своей оси, причем в ту же сторону, что и вокруг Солнца (исключение – Венера и Уран; последний и вовсе вращается “лежа на боку”).
Планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца в одной плоскости – плоскости эклиптики
Плоскость эклиптики Солнечной системы
Орбита Плутона сильно наклонена относительно эклиптики (на 17°) и сильно вытянута
В Солнце сосредоточена практически вся масса Солнечной системы – 99,8%. Четыре крупнейших объекта — газовые гиганты — составляют 99% оставшейся массы (при этом большая часть — около 90% — приходится на Юпитер и Сатурн). Что касается размеров Солнечной системы, астрономы пока не пришли к единому мнению по этому вопросу. По современным оценкам, размер Солнечной системы составляет не менее 60 млрд. километров. Чтобы хотя бы приблизительно представить себе масштабы Солнечной системы, приведем более наглядный пример. В пределах Солнечной системы за единицу расстояний принимают астрономическую единицу (а. е.) – среднее расстояние от Земли до Солнца. Оно равно приблизительно 150 млн. км (свет проходит это расстояние за 8 мин 19 с). Внешняя граница пояса Койпера находится на расстоянии 55 а. е. от Солнца.
Еще один способ представить себе реальные размеры Солнечной системы – это вообразить модель, в которой все размеры и расстояния сокращены в миллиард раз. В этом случае Земля будет около 1,3 см в диаметре (размером с виноградину). Луна будет вращаться на расстоянии около 30 см от нее. Солнце будет 1,5 метров в диаметре (примерно рост человека) и находиться на расстоянии 150 метров от Земли (примерно городской квартал). Юпитер – 15 см в диаметре (размер большого грейпфрута) и на расстоянии 5 городских кварталов от Солнца. Сатурн (размером с апельсин) – на расстоянии 10 кварталов. Уран и Нептун (лимоны) – 20 и 30 кварталов. Человек на этой шкале будет размером с атом; а ближайшая звезда – на расстоянии 40 000 км.
Читайте также:
Как возникла Солнечная система?
Возникновение
Солнечной
системы
Космогония-
это научная
дисциплина,
раздел астрономии,
в котором изучается
происхождение
и развитие
небесных объектов-
галактик, звезд
и планет.
Звездная
космогония
исследует
процесс возникновения
и жизненного
пути звезд, и
прежде всего
ближайшей к
нам- Солнца.
На месте
Солнечной
системы когда-то
существовала
огромная медленно
вращавшаяся
газовая туманность
с уплотнением
в центре- так
называемое
протосолнце.
Взаимное
притяжение
частичек туманности
приводило к
постепенному
сжатию этого
газового облака
и уменьшению
его размеров.
Скорость вращения
туманности
возрастала.
При этом большое
количество
на экваторе
туманности
отрывалось
от нее- так возникало
вращающееся
кольцо.
Гипотеза
Лапласа
Все
больше сжимаясь
и ускоряя своё
вращение, туманность
отслаивала
одно кольцо
за другим. Постепенно
каждое кольцо
остывало и
превращалось
в большой газовый
клубок, быстро
крутящийся
вокруг своей
оси. От этого
клубка в свою
очередь также
отслаивались
кольца и становились
со временем
небольшими
газовыми шарами.
Последние,
охладившись,
стали спутниками
больших шаров,
которые превратились
в планеты.
Центральная
первичной
туманности
осталась раскалённой
звездой- это
наше Солнце.
Гипотеза
Шмидта
Шмидт
допускал, что
некогда в огромном
вращающемся
колоссальном
облаке из газа
и пыли образовалось
сгущение-
протосолнце,
которое медленно
сжималось.
Другая часть
облака, обладающая
массой примерно
в десять раз
меньшей, неторопливо
вращалась
вокруг этого
сгущения.
Бесчисленные
частички туманности,
сталкиваясь
и отталкиваясь,
постепенно
размещались
около протосолнца
так, чтобы не
мешать друг
другу.
Со
временем их
пути расположились
почти в одной
плоскости и
стали круговыми.
При этом стало
преобладать
направление
вращения в
какую-то определенную
сторону.
Потеря
сталкивающимися
частичками
скорости движения,
как показывают
расчеты, вела
к тому, что
шарообразное
облако постепенно
сплющивалось
и стало похоже
на блин. Частички,
расположившись
в одной плоскости,
начали притягивать
друг друга, так
как расстояние
между ними
уменьшалось.
Самые крупные
быстро увеличивались
в размере и
весе.
Шмидт
рассчитал, что
в середине
планетной
системы должны
были возникнуть
самые крупные
планеты, а ближе
к Солнцу и совсем
далеко от него-
самые маленькие.
Гипотеза
Джинса
Предложенная
в 1916 году Джеймсом
Джинсом новая
теория, согласно
которой вблизи
Солнца прошла
звезда и ее
притяжение
вызвало выброс
солнечного
вещества, из
которого в
последующем
образовались
планеты, должна
была объяснить
парадокс
распределения
момента импульса.
Однако в настоящее
время специалисты
не поддерживают
эту теорию.
Элементы многих
из перечисленных
выше теорий
использует
современная
космогония.
Строение
Солнечной
системы
Солнечная
система состоит
из Солнца, планет,
спутников
планет, астероидов
и их осколков,
комет и межпланетной
среды. Внешняя
граница, по-видимому,
находится на
расстоянии
около 200 тыс. а.е.
от Солнца. Возраст
Солнечной
системы около
5 млрд. лет. Расположена
вблизи плоскости
галактики на
расстоянии
около 26 тыс.
световых лет
(около 250 тыс. млрд.
км) от галактического
центра и вращается
вокруг него
с линейной
скоростью около
220 км/с.
Иоганн
Кеплер
Дата
рождения:
27 декабря
1571
Место
рождения:
Вайль-дер-Штадт
Дата
смерти:
15 ноября
1630
Место
смерти:
Регенсбург
Гражданство:
Священная
Римская империя
Научная
сфера:
Астрономия,
Математика,
Физика
Альма-матер:
Тюбингенский
университет
Известен
как:
автор
Законов движения
планет
Первый
закон Кеплера
(1609 г.)
Все
планеты движутся
по эллиптическим
орбитам, в одном
из фокусов
которых находится
Солнце.
Второй
закон Кеплера
(1609 г.)
Радиус-вектор
планеты в равные
промежутки
времени описывает
равные площади.
Третий
закон Кеплера
(1619 г.)
Квадраты
сидерических
периодов обращения
двух планет
относятся как
кубы больших
полуосей их
орбит
Третий
закон Кеплера
выполняется
для всех планет
Солнечной
системы с точностью
выше 1 %.
Подтверждение
законов Кеплера
Несмотря
на то, что законы
Кеплера явились
важнейшим
этапом в понимании
движения планет,
они все же оставались
только эмпирическими
правилами,
полученными
из астрономических
наблюдений.
Законы Кеплера
нуждались в
теоретическом
обосновании.
Решающий шаг
в этом направлении
был сделан
Исааком Ньютоном,
открывшим в
1682 году закон
всемирного
тяготения:
где
M и m – массы
Солнца и планеты,
r – расстояние
между ними, G
= 6,67·10–11 Н·м2/кг2 –
гравитационная
постоянная.
Ньютон первый
высказал мысль
о том, что гравитационные
силы определяют
не только движение
планет Солнечной
системы; они
действуют между
любыми телами
Вселенной. В
частности, сила
тяжести, действующая
на тела вблизи
поверхности
Земли, имеет
гравитационную
природу.
Движение
планет
Соотношение
расстояний
и периодов
обращения
планет вокруг
Солнца определяется
известным
третьем законом
Кеплера, согласно
которому квадраты
периодов
пропорциональны
кубам больших
полуосей
относительных
орбит.
Другой
фундаментальной
особенностью
строения Солнечной
системы является
то, что все планеты
обращаются
вокруг Солнца
в одном направлении,
совпадающем
с направлением
осевого вращения
Солнца, и в том
же направлении
они обращаются
вокруг своей
оси.
Исключение
составляют
Венера, Уран
и Плутон, осевое
вращение которых
противоположно
солнечному.
Конфигурация
планет
Планеты,
орбиты которых
расположены
внутри земной
орбиты, называются
нижними (Меркурий
и Венера), орбиты
которых расположены
вне земной
орбиты, – верхними
(Марс, Юпитер,
Сатурн, Уран,
Нептун и Плутон).
Внутренняя
планета может
оказаться между
Землей и Солнцем
или за Солнцем.
В таких положениях
планета невидима,
так как теряется
в лучах Солнца.
Эти положения
называются
соединениями
планеты с Солнцем.
В нижнем соединении
планета ближе
всего к нам, а
в верхнем соединении
она от нас всего
дальше.
Каждый день на рассвете нас будит свет солнца, которое неизменно посылает свои лучи на землю. Их не могут скрыть тучи даже в самый ненастный день, а с прояснением в небе у нас, обыкновенны людей планеты Земля, возникает желание жить и радоваться жизни.
Было бы слишком просто свести значение солнца в нашей жизни до яркого светила в небе, под лучами которого можно греться и загорать на пляжах. Много веков назад наши предки считали его заоблачным божеством, принося дары и жертвоприношения. В те времена солнце считалось символом силы и добра, которого прогоняло прочь злые силы, как прогоняет солнечный свет ночной мрак. Не будет ясных дней – не будет урожая, а значит, и жизни. Древние народы это понимали и жили по законам солнца, которое «помогло» посчитать времена года, месяцы и дни, изобрести календарь.
В нашем XXI веке значение солнца для людей не стало меньше. Современные учёными доказан тот факт, что именно эта огромная звезда сохраняет расстояние между ней и планетами Солнечной системы, не давая им сойти со своих орбит. Ведь это могло бы привести к столкновениям с метеоритами, кардинальному изменению климата на Земле и, как следствие, к исчезновению человечества.
Тем не менее люди исчерпывают ресурсы нашей планеты, понимая, что уже совсем скоро появится необходимость искать альтернативу в другом источнике. Солнце – кладезь неисчерпаемой энергии. Уже сейчас существуют «солнечные батарейки», аккумуляторы, которые могут заряжаться от света солнца. При рациональном использовании этих возможностей, человек может достигнуть небывалых высот, сумев взаимодействовать с силой нашей родной звезды. Но именно взаимодействовать – не подчинять.
Какой могла бы быть жизнь без солнца? Можно представить это на какое-то мгновение. Холодный мрак и вымершая земля, безжизненный мир вечной темноты… Подобную картину не хочется видеть даже в собственном воображении. Древние народы действительно оставили нам мудрое напоминание осознавать значимость «бога»-солнца в нашей жизни. Наша задача – беречь родную планету, на которой мы живём под яркой звездой по имени Жизнь.
Мы возвращаемся со звёзд, поэтому наш полёт начинается с самых дальних областей Солнечной системы, с её внешней части. И первым нашему взору предстанет Плутон.
Плутон — крошечная холодная планета, расположенная в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля. Эту планету открыли только в 1930 году и назвали Плутон в честь бога подземного царства в античной мифологии.Температура на планете в среднем –223°С.
Космический телескоп Хаббл сфотографировал всю поверхность планеты, после чего была составлена карта Плутона. Северный полюс Плутона покрыт шапкой снегов.
Со дня своего открытия в 1930 и до 2006 года Плутон считался девятой планетой Солнечной системы. Однако в конце XX и начале XXI веков во внешней части Солнечной системы было открыто множество объектов, например, Эрида, которая на 27 % массивнее Плутона. С тех пор Плутон причислили к карликовым планетам вместе с Эридой и Церерой.
У Плутона есть спутник — Харон. Пара небесных тел образует систему, которую ученые назвали двойной карликовой планетой. Центр масс такого образования находится в открытом космосе.
А вот теперь мы приближаемся к самой дальней планете Солнечной системы, восьмой по счёту — к Нептуну.
Масса Нептуна в 17,2 раза, а диаметр экватора в 3,9 раза больше, чем у Земли. Планета была названа в честь римского бога морей.
Обнаруженный 23 сентября 1846 года, Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчётам, а не путём регулярных наблюдений.
Некоторые тайны этой далёкой планеты смог приоткрыть космический зонд «Вояджер-2» в 1989 году. Погода на Нептуне характеризуется чрезвычайно динамической системой штормов, с ветрами, достигающими порой сверхзвуковых скоростей (около 600 м/с)
Масса мантии Нептуна превышает Земную в 10—15 раз, по разным оценкам, и богата водой, аммиаком, метаном и прочими соединениями. По общепринятой в планетологии терминологии, эту материю называют ледяной, даже при том, что это горячая, очень плотная жидкость. Однако, температура на поверхности Нептуна в среднем составляет ?200 °C
Следующая на нашем пути планета — Уран.
Седьмая по удалённости от Солнца, третья по диаметру и четвёртая по массе планета Солнечной системы. Была открыта в 1781 году и названа в честь греческого бога неба Урана.
Судить о внутреннем строении Урана возможно лишь по косвенным признакам.
Уран в 60 раз больше нашей Земли, но масса его лишь в 14,5 раз превышает земную. Это из-за того, что средняя плотность Урана чуть больше чем у воды. Такие низкие плотности типичны для всех четырех планет — гигантов, состоящих преимущественно из легких химических элементов. Считается, что в самом центре Урана расположено каменное ядро, сложенное главным образом из окислов кремния. Диаметр ядра в 1,5 раза больше всей нашей Земли. Вокруг него — оболочка из смеси водного льда и каменных пород. Еще выше следует глобальный океан жидкого водорода, а затем — очень мощная атмосфера. По другой модели предполагается, что у Урана и вовсе нет каменного ядра. В таком случае Уран должен выглядеть как огромный шар из снеговой «каши», состоящий из смеси жидкости и льда, окутанный газовой оболочкой.
Приближаемся к очень красивой планете, которую иногда называют Властелин колец, к Сатурну.
Сказочные кольца Сатурна нельзя спутать ни с какими другими объектами Солнечной системы.
Ширина колец равна 400 тыс. км, однако в толщину они составляют всего несколько десятков метров. Все кольца состоят из отдельных кусков льда разных размеров: от пылинок до нескольких метров в поперечнике. Эти частицы двигаются с практически одинаковыми скоростями (около 10 км/с, их скорости так хорошо уравнены, что соседние частицы кажутся неподвижными по отношению друг к другу), иногда сталкиваясь друг с другом.
Долгое время считалось, что к Сатурну приблизился неосторожный спутник и был разорван его приливными силами «в клочки», остатки которого и превратились в кольца. Но данные «Вояджеров» опровергли это распространенное мнение. Сейчас установлено, что кольца Сатурна (и других планет тоже) представляют собой остатки огромного околопланетного облака протяженностью во многие миллионы километров.
Если опустить Сатурн в воду, он будет плавать на поверхности. Средняя плотность вещества Сатурна почти в 2 раза меньше плотности воды. Если Вы сможете найти соответствующий стакан (диаметром не менее 60 тысяч км), то сами сможете это проверить.
И наконец, последняя планета-гигант во внешней части системы — Юпитер.
Юпитер — пятая планета от Солнца — представляет собой огромный газовый шар.
Юпитер превосходит Землю по массе в 318 раз, а по длине диаметра в 11,2 раза.
Вокруг гиганта движется 62 спутника. Самые известные из них: Адрастея, Метида, Амальтея, Фива, Ио, Лиситея, Элара, Ананке, Карме, Пасифе, Cинопе, Европа, Ганимед, Каллисто, Леда и Гималия. 47 «лун» Юпитера были открыты после 1997 года, когда появились мощные телескопы. Также у Юпитера есть система колец, представляющих собой совокупность мелких каменных частиц.
Давайте подлетим к нему поближе, чтобы рассмотреть одну из самых узнаваемых достопримечательностей Юпитера – Большое Красное Пятно.
Большое Красное Пятно — это вихрь-антициклон, бушующий в атмосфере планеты. Обычный ураган, подобный нашим, земным, но величина его огромна.
Внутри Большого Красного Пятна поместилось бы три таких планеты, как наша. И бушует он уже 350 лет на глазах у человечества. А сколько он бушевал до того, как в 1665 году Джованни Кассини впервые смог его разглядеть в телескоп, никому не известно.
Предполагается, что столь долгое существование вихря связано с тем, что ему никогда не приходится сталкиваться с «земной твердью», которая гасит вихри на Земле, — на Юпитере твердь попросту отсутствует.
И вот мы уже подлетаем к внутренней Солнечной системе. Миновали карликовую планету Цереру и приближаемся к загадочному Марсу.
Марс — четвёртая по удалённости от Солнца и седьмая по размерам планета Солнечной системы. Эта планета названа в честь Марса — древнеримского бога войны. Иногда Марс называют «Красная планета» из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей оксидом железа.
Температура на планете колеблется от ?153 на полюсе зимой и до +20 °C с лишним на экваторе в полдень. Многочисленные исследования и данные, переданные с марсоходов, помогают нам больше узнать об этом соседе. Существуют свидетельства того, что в прошлом атмосфера могла быть более плотной, а климат — тёплым и влажным, и на поверхности Марса существовала жидкая вода и шли дожди.
25 июля 1976 года американский космический аппарат «Викинг-1» фотографировал Марс — специалисты выбирали места для посадок будущих экспедиций. В числе прочих на Землю попал и снимок района Кидония, расположенного на Ацидалийской равнине. С фотографии на нас из космоса отчётливо смотрел «сфинкс», как назвали эту загадочную пирамиду, гору или холм.
Споры по поводу этого изображения не утихают до сих пор? Что это, причудливая игра света и тени или следы прежних цивилизаций? Может, вы, со временем, раскроете эту загадку?
Какую планету, третью от Солнца, мы пролетаем теперь? Конечно же, Землю.
Мы помашем ей рукой, но проследуем пока без остановки.
Впереди нас ждёт горячая и заоблачная Венера.
Самая прекрасная и самая близкая из планет — Венера — тысячелетия приковывает взгляды человека к себе. Сколько блестящих стихотворений породила Венера! Недаром она носит имя богини любви. Но сколько бы не изучали ученые нашу ближайшую соседку по Солнечной системе, количество вопросов, которые только ждут ответов, не убывает. Планета полна загадок и чудес.
Венера, планета не для слабых. Мало того, что она раскалённая, но на ней ещё бушуют грозы и бьют молнии прямо из облаков, состоящих из серной кислоты.
Причина разогрева планеты — в её плотных облаках. Они не выпускают тепло наружу, создавая парниковый эффект.
Парниковый эффект имеет место и в атмосферах других планет. Но если в атмосфере Марса он поднимает среднюю температуру у поверхности на 9°, в атмосфере Земли — на 35°, то в атмосфере Венеры этот эффект достигает 400 градусов! Зарегистрированный максимум температур на поверхности +480°C.
И наконец, последняя планета на пути к Солнцу — Меркурий.
Это относительно небольшое космическое тело обладает своими особенностями и тайнами.
Меркурий получает в 7 раз больше солнечной энергии, чем Земля. Температура поверхности на солнечной стороне может подниматься до 400 градусов по Цельсию! В то же самое время, на теневой стороне властвует сильный мороз (–200 градусов по Цельсию).
И вот мы уже у цели нашего путешествия, приближаемся к центру нашей системы, к звезде по имени Солнце.
99% массы солнечной системы сконцентрировано на Солнце. За одну минуту Солнце производит больше энергии, чем вся Земля расходует за год. Свет Солнца, который вы видите, имеет возраст 30 тысяч лет — именно столько времени необходимо, чтобы фотоны (частицы света) «пробились» из центра светила к его поверхности. После этого они достигают Земли всего за 8 минут. Температура солнечного ядра более 13 миллионов градусов.
Солнце вращается вокруг центра нашей галактики, Млечного Пути, делая полный оборот каждые 225 – 250 миллионов лет.
Все мы видим, что Солнце жёлтого или оранжевого цвета, но на самом деле, оно белое. Желтые тона Солнцу даёт феномен под названием «атмосферное рассеяние».
Каждую секунду на Солнце сгорает 700 млрд. тонн водорода. Несмотря на такую огромную скорость потерь, энергии Солнца хватит еще на 5 млрд. лет такой жизни (примерно столько же лет Солнцу от рождения).
Корона — последняя внешняя оболочка Солнца. Несмотря на её очень высокую температуру, от 600 000 до 5 000 000 градусов, она видна невооружённым глазом только во время полного солнечного затмения.
Средняя плотность Солнца равна плотности воды в Мёртвом море.
Каждую секунду Солнце производит в 100 000 раз больше энергии, чем человечество произвело за всю свою историю.
Иногда Солнце проявляет повышенную активность. Мы можем наблюдать её как вспышки и протуберанцы.
Протуберанцами называются огромные образования в короне Солнца. Некоторые из них существуют в короне несколько месяцев, другие быстро движутся со скоростями около 100 км/с и существуют несколько недель. Отдельные протуберанцы внезапно взрываются.
Типичный протуберанец имеет высоту около 40 000 км и ширину около 200 000 км. Зарегистрированы и рекордсмены среди протуберанцев, их размеры превышали 3 000 000 км.
Солнечная активность оказывает большое влияние на жизнь, здоровье и самочувствие людей.
Соотношение размеров планет солнечной системы
Попросим наше великое Солнце быть добрым к жителям Земли и поблагодарим его за свет и тепло!
А теперь вы можете снова вспомнить наш полёт по всей системе, полюбовавшись движением планет по своим орбитам вокруг Солнца.
Темы пятого полёта
Тема 1. Путешествие по Солнечной системе
Тема 2. Ваш вес и возраст на других планетах
Тема 3. Мастерим Солнце и другие планеты
Тема 4. Возрождение Земли
Возникновение
Солнечной системы
Космогония- это научная
дисциплина, раздел астрономии, в котором изучается происхождение и развитие
небесных объектов- галактик, звезд и планет.
Звездная космогония
исследует процесс возникновения и жизненного пути звезд, и прежде всего
ближайшей к нам- Солнца.
На месте Солнечной системы когда-то существовала огромная медленно
вращавшаяся газовая туманность с уплотнением в центре- так называемое
протосолнце.
Взаимное притяжение частичек туманности приводило к постепенному сжатию этого
газового облака и уменьшению его размеров. Скорость вращения туманности возрастала.
При этом большое количество на экваторе туманности отрывалось от нее- так возникало
вращающееся кольцо.
Гипотеза Лапласа
Все больше сжимаясь и ускоряя своё вращение, туманность отслаивала одно кольцо
за другим. Постепенно каждое кольцо остывало и превращалось в большой газовый клубок,
быстро крутящийся вокруг своей оси. От этого клубка в свою очередь также отслаивались
кольца и становились со временем небольшими газовыми шарами. Последние, охладившись,
стали спутниками больших шаров, которые превратились в планеты. Центральная первичной
туманности осталась раскалённой звездой- это наше Солнце.
Гипотеза Шмидта
Шмидт допускал, что некогда в огромном вращающемся колоссальном облаке из
газа и пыли образовалось сгущение- протосолнце, которое медленно сжималось. Другая
часть облака, обладающая массой примерно в десять раз меньшей, неторопливо вращалась
вокруг этого сгущения.
Бесчисленные частички туманности, сталкиваясь и отталкиваясь, постепенно размещались
около протосолнца так, чтобы не мешать друг другу.
Со временем их пути расположились почти в одной плоскости и стали круговыми.
При этом стало преобладать направление вращения в какую-то определенную сторону.
Потеря сталкивающимися частичками скорости движения, как показывают расчеты,
вела к тому, что шарообразное облако постепенно сплющивалось и стало похоже на блин.
Частички, расположившись в одной плоскости, начали притягивать друг друга, так
как расстояние между ними уменьшалось. Самые крупные быстро увеличивались в размере
и весе.
Шмидт рассчитал, что в середине планетной системы должны были возникнуть самые
крупные планеты, а ближе к Солнцу и совсем далеко от него- самые маленькие.
Гипотеза Джинса
Предложенная
в 1916 году Джеймсом Джинсом новая теория, согласно которой вблизи Солнца прошла
звезда и ее притяжение вызвало выброс солнечного вещества, из которого в последующем
образовались планеты, должна была объяснить парадокс распределения момента импульса.
Однако в настоящее время специалисты не поддерживают эту теорию. Элементы многих
из перечисленных выше теорий использует современная космогония.
Строение Солнечной системы
Солнечная
система состоит из Солнца, планет, спутников планет, астероидов и их осколков, комет
и межпланетной среды. Внешняя граница, по-видимому, находится на расстоянии около
200 тыс. а.е. от Солнца. Возраст Солнечной системы около 5 млрд. лет. Расположена
вблизи плоскости галактики на расстоянии около 26 тыс. световых лет (около 250 тыс.
млрд. км) от галактического центра и вращается вокруг него с линейной скоростью
около 220 км/с.
Иоганн Кеплер
Дата рождения:
27 декабря 1571
Место рождения:
Вайль-дер-Штадт
Дата смерти:
15 ноября 1630
Место смерти:
Регенсбург
Гражданство:
Священная Римская империя
Научная сфера:
Астрономия, Математика,
Физика
Альма-матер:
Тюбингенский университет
Известен как:
автор Законов движения планет
Первый закон Кеплера (1609 г.)
Все планеты
движутся по эллиптическим орбитам, в одном из фокусов которых находится Солнце.
Второй закон Кеплера (1609 г.)
Радиус-вектор
планеты в равные промежутки времени описывает равные площади.
Третий закон Кеплера (1619 г.)
Квадраты сидерических периодов обращения двух планет относятся как кубы больших
полуосей их орбит
Третий закон Кеплера выполняется для всех планет Солнечной системы с точностью
выше 1 %.
Подтверждение законов Кеплера
Несмотря на то, что законы Кеплера явились важнейшим этапом в понимании движения
планет, они все же оставались только эмпирическими правилами, полученными из астрономических
наблюдений. Законы Кеплера нуждались в теоретическом обосновании. Решающий шаг в
этом направлении был сделан Исааком Ньютоном, открывшим в 1682 году закон
всемирного тяготения:
где M и m – массы Солнца и планеты, r – расстояние между
ними, G = 6,67·10–11 Н·м2/кг2 – гравитационная постоянная. Ньютон первый
высказал мысль о том, что гравитационные силы определяют не только движение планет
Солнечной системы; они действуют между любыми телами Вселенной. В частности, сила
тяжести, действующая на тела вблизи поверхности Земли, имеет гравитационную природу.
Движение планет
Соотношение расстояний и периодов обращения планет вокруг Солнца определяется
известным третьем законом Кеплера, согласно которому квадраты периодов пропорциональны
кубам больших полуосей относительных орбит.
Другой фундаментальной особенностью строения Солнечной системы является то,
что все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, совпадающем с направлением
осевого вращения Солнца, и в том же направлении они обращаются вокруг своей оси.
Исключение составляют Венера, Уран и Плутон, осевое вращение
которых противоположно солнечному.
Конфигурация планет
Планеты, орбиты которых расположены внутри земной орбиты, называются нижними
(Меркурий и Венера), орбиты которых расположены вне земной орбиты, – верхними
(Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон).
Внутренняя планета может оказаться между Землей и Солнцем или за Солнцем.
В таких положениях планета невидима, так как теряется в лучах Солнца. Эти положения
называются соединениями планеты с Солнцем. В нижнем соединении планета ближе всего
к нам, а в верхнем соединении она от нас всего дальше.