Расположение и физические характеристики планет солнечной системы. Расположение планет солнечной системы

Изучение планет проводится как с помощью наземных астрономических инструментов, установленных в обсерваториях, так и с помощью космических аппаратов.

Планета Земля

Многочисленные фотографии Земли, полученные с борта космических аппаратов, дают возможность увидеть три основные оболочки земного шара: атмосферу и ее облака, гидросферу и литосферу с ее природными покровами. Атмосферой обладает большинство планет Солнечной системы, твердая оболочка характерна для планет земной группы, спутников планет и астероидов. Гидросфера же Земли - уникальное явление в Солнечной системе, никакая другая из известных планет ею не располагает. Ведь для существования воды в жидком виде нужны определенные условия: температура и давление. Вода является весьма распространенным химическим соединением во Вселенной, но на других небесных телах мы встречаемся с водой главным образом в ее твердой фазе, известной и на Земле в виде снега, инея и льда. Толщина коры очень невелика: от 10 км под океанами до 80 км под горными хребтами. Ядро имеет радиус вдвое меньше радиуса планеты, а между ядром и корой располагается промежуточный слой - мантия Земли, состоящая из веществ, более плотных, чем в коре.
Газовая оболочка - атмосфера, окружающая Землю, содержит 78% азота, 21% кислорода и ничтожное количество других газов.
Нижний слой атмосферы называется тропосферой, которая простирается до высоты 10-12 км (в средних широтах). В ней с увеличением высоты температура падает. Выше - в стратосфере она остается почти постоянной, порядка -40 °С. С высоты около 25 км температура земной атмосферы медленно растет вследствие поглощения ультрафиолетового излучения Солнца.
Атмосфера отражает или поглощает большую часть излучения, приходящего к Земле из космического пространства. Например, она не пропускает рентгеновское излучение Солнца. Атмосфера предохраняет нас и от непрерывной бомбардировки микрометеоритами, и от разрушающего действия космических лучей - потоков "быстро летящих частиц (в основном протонов и ядер атомов гелия).

Атмосфера играет важнейшую роль в тепловом балансе Земли. Видимое солнечное излучение может проходить через нее почти без ослабления. Оно поглощается земной поверхностью, которая при этом нагревается и излучает инфракрасные лучи. Магнитное поле Земли достаточно велико (около 5 x 10 -5 Тл). С удалением от Земли индукция магнитного поля ослабевает.

Луна

Происхождение Луны окончательно еще не установлено. Наиболее разработаны три разные гипотезы. В конце XIX в. Дж. Дарвин выдвинул гипотезу, согласно которой Луна и Земля первоначально составляли одну общую расплавленную массу, скорость вращения которой увеличивалась по мере ее остывания и сжатия; в результате эта масса разорвалась на две части: большую - Землю и меньшую - Луну. Эта гипотеза объясняет малую плотность Луны, образованной из внешних слоев первоначальной массы. Однако она встречает серьезные возражения с точки зрения механизма подобного процесса; кроме того, между породами земной оболочки и лунными породами есть существенные геохимические различия.
ЛУНА - единственный естественный спутник Земли и ближайшее к нам небесное тело; среднее расстояние до Луны - 384000 километров.
Луна движется вокруг Земли со средней скоростью 1,02 км/с по приблизительно эллиптической орбите в том же направлении, в котором движется подавляющее большинство других тел Солнечной системы, то есть против часовой стрелки, если смотреть на орбиту Луны со стороны Северного полюса мира. Большая полуось орбиты Луны, равная среднему расстоянию между центрами Земли и Луны, составляет 384 400 км (приблизительно 60 земных радиусов). Период обращения Луны вокруг Земли, так называемый сидерический (звездный) месяц равен 27,32166 суток. Форма Луны очень близка к шару с радиусом 1737 км, что равно 0,2724 экваториального радиуса Земли. Масса Луны точнее всего определяется из наблюдений её искусственных спутников. Она в 81 раз меньше массы Земли. Средняя плотность Луны равна 3,34 г/см 3 (0,61 средней плотности Земли). Ускорение силы тяжести на поверхности Луны в 6 раз меньше, чем на Земле.

Рельеф лунной поверхности

Рельеф лунной поверхности был в основном выяснен в результате многолетних телескопических наблюдений. "Лунные моря", занимающие около 40 % видимой поверхности Луны, представляют собой равнинные низменности, пересеченные трещинами и невысокими извилистыми валами. Многие моря окружены концентрическими кольцевыми хребтами. Остальная, более светлая поверхность покрыта многочисленными кратерами, кольцевидными хребтами, бороздами и так далее. Кратеры менее 15-20 километров имеют простую чашевидную форму, более крупные кратеры (диаметром до 200 километров) состоят из округлого вала с крутыми внутренними склонами, имеют сравнительно плоское дно, более углубленное, чем окружающая местность, часто с центральной горкой.
Кратеры на лунной поверхности имеют различный относительный возраст: от древних, едва различимых, сильно переработанных образований до очень четких в очертаниях молодых кратеров, иногда окруженных светлыми "лучами". Из-за отсутствия атмосферы и гидросферы значительная часть этих кратеров сохранилась до наших дней. Сейчас метеориты выпадают на Луну гораздо реже; вулканизм также в основном прекратился, поскольку Луна израсходовала много тепловой энергии, а радиоактивные элементы были вынесены во внешние слои Луны.

Самый верхний слой Луны представлен корой, толщина которой, определенная только в районах котловин, составляет 60 км. Весьма вероятно, что на обширных материковых площадях обратной стороны кора приблизительно в 1,5 раза мощнее. Кора сложена изверженными кристаллическими горными породами - базальтами. Под корой расположена мантия, в которой, подобно земной, можно выделить верхнюю, среднюю и нижнюю. Толщина верхней мантии около 250 км, а средней примерно 500 км, и ее граница с нижней мантией расположена на глубине около 1000 км. В самом центре, по-видимому, находится небольшое жидкое ядро радиусом менее 350 километров. Ядро может быть железо-сульфидным либо железным; в последнем случае оно должно быть меньше, что лучше согласуется с оценками распределения плотности по глубине. Его масса, вероятно, не превышает 2 % от массы всей Луны. Температура в ядре зависит от его состава и, видимо, заключена в пределах 1300 - 1900 К.

Планеты земной группы

Планеты земной группы - Меркурий, Венера, Земля и Марс отличаются от планет-гигантов меньшими размерами, меньшей массой, большей плотностью, более медленным вращением, гораздо более разреженными атмосферами, малым числом спутников или их отсутствием.

Меркурий

Это ближайшая к Солнцу планета, немногим больше Луны, но средняя плотность ее почти такая же, как и у Земли. Радиолокационные наблюдения обнаружили крайне медленное вращение Меркурия. Звездные сутки его, т.е. период вращения вокруг оси относительно звезд, равны 58,65 наших суток. Солнечные сутки на этой планете (т. е. промежуток времени между последовательными полуднями) составляют около 176 земных суток. Они равны двум меркурианским годам, так как один оборот вокруг Солнца Меркурий делает за 88 земных суток.
Атмосфера на Меркурии практически отсутствует. Поэтому дневное полушарие его сильно накаляется. В подсолнечной точке на Меркурии была измерена температура более 400°С. При такой температуре плавится свинец, олово и даже цинк Поверхность Меркурия усеяна кратерами так, что на фотографиях ее трудно отличить от поверхности Луны.

Венера

Венера имеет такой же размер, как Земля, а ее масса более 80% земной массы. Расположенная ближе к Солнцу, чем наша планета, Венера получает от него в два с лишним раза больше света и тепла, чем Земля.
Венера подходит к Земле ближе, чем какая-либо другая планета. Но плотная, облачная атмосфера не позволяет непосредственно видеть ее поверхность. Снимки, сделанные с помощью радара, демонстрируют очень большое разнообразие кратеров, вулканов и гор. Температура поверхности достаточно высока, чтобы расплавить свинец, а когда-то на этой планете, возможно, имелись обширные океаны. Венера имеет почти круговую орбиту, которую она обходит за 225 земных суток на расстоянии 108,2 млн км от Солнца. Поворот вокруг оси Венера совершает за 243 земных дня - максимальное время среди всех планет. Вокруг своей оси Венера вращается в обратную сторону, то есть в направлении, противоположном движению по орбите. По своим размерам Венера лишь немного меньше Земли, и масса у нее почти такая же. По этим причинам Венеру иногда называют близнецом или сестрой Земли. Однако поверхность и атмосфера этих двух планет совершенно различны. На Земле есть реки, озера, океаны и атмосфера, которой мы дышим. Венера - обжигающе горячая планета с плотной атмосферой, которая была бы губительной для человека.

Марс

Марс вдвое меньше Земли по диаметру. Его орбита имеет значительный эксцентриситет, поэтому, когда Марс находится в противостоянии вблизи перигелия, он сияет на небе, уступая по яркости только Венере. Такие противостояния называются великими и повторяются через 15 и 17 лет.
Год Марса почти вдвое длиннее земного, есть там и смена времен года, так как ось суточного вращения Марса наклонена к плоскости его орбиты, почти как земная.
Оказалось, что атмосфера планеты очень разрежена и ее давление примерно в 100 раз меньше земного. В основном, она состоит из углекислого газа, кислорода и водяных паров в ней крайне мало.
Условия на Марсе суровые. Суточные температурные изменения на Марсе достигают 80-100°С.
Изредка на Марсе происходят мощные пылевые бури, иногда длящиеся месяцами, поднимающие в атмосферу колоссальнейшие количества мельчайших пылинок. Таким образом, подтверждается существование там песчаных пустынь, определивших собой оранжевый цвет Марса в целом. Судя по пылевым бурям, на Марсе могут быть сильные ветры, дующие со скоростями в десятки метров в секунду.
Марс, подобно Луне и Меркурию, усеян кратерами. Форма марсианских кратеров свидетельствует о явлениях выветривания и выравнивания его поверхности. На Марсе обнаружено несколько гигантских, по-видимому, давно потухших вулканов. Высота самого большого из них составляет 27 км. Магнитное поле Марса значительно слабее земного.

Планеты - гиганты

Солнечная система - это спаянная силами взаимного притяжения система небесных тел. В нее входят: центральное тело Солнце, 9 больших планет с их спутниками (которых сейчас известно уже более 60), несколько тысяч малых планет, или астероидов (открыто свыше 5 тысяч, в действительности их гораздо больше), несколько сот наблюдавшихся комет и бесчисленное множество метеорных тел. Большие планеты подразделяются на две основные группы: планеты земной группы - Меркурий, Венера, Земля и Марс, и планеты юпитерской группы, или планеты гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Между орбитами Марса и Юпитера расположен пояс малых планет - астероидов. Около 2 тыс. из них хорошо изучены, вычислены их орбиты, установлены размеры, а самим астероидам присвоены имена. За поясом астероидов начинается царство планет - гигантов. Их четыре: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Самая большая из них Юпитер. По объему он в 1300 раз превосходит Землю. Планеты - гиганты обладают и весьма значительными массами. Масса Юпитера равна 318 земным массам, Сатурн -95. Все планеты этой группы быстро вращаются вокруг своих осей. Сутки на Нептуне длятся 15 ч. 48 мин. На Юпитере - 9 ч. 50 мин. Химический состав гигантов, в основном, водородно-гелиевой основы. Средняя плотность их вещества весьма невелика. Судя по всему, у планет - гигантов нет твердой поверхности. Вокруг планет-гигантов движется большое число спутников.

Таблица 1. Сравнительная характеристика Планет

Характеристики Планеты	Юпитер	Сатурн	Уран	Нептун
Радиус	12 R 3	10 R З	4 R З	4 R З
Масса	318 m 3	95 m З	15 m З	17 m З
Плотность	1,3 г/см З	0,7 г/см З	1,3 г/см З	1,6 г/см З
Сутки	10 ч.	10 ч.	17 ч.	16 ч.
От Cолнца	5 а.е.	10 а.е.	19 а.е.	30 а.е.
Год	12 лет	30 лет	84 лет	165 лет
Кольца	Да	Да	Да	Да
Спутники	28	30	17	8
Ось вращения

Юпитер

Юпитер окружен мощной атмосферой, состоящей главным образом из водорода. Гелий составляет по объему около 11% газовой оболочки планеты. Масса Юпитера в 318 раз больше, чем масса Земли. Движется по орбите со скоростью 13 км/с, полный оборот совершает вокруг Солнца за 12 земных лет. Очень быстро вращается вокруг своей оси. Сутки у него 9 ч. 50 мин. Юпитер обладает сильным магнитным полем. Это приводит к возникновению сияний в атмосфере планеты.

Сатурн

Самая красивая планета. Полный оборот вокруг Солнца совершает за 30 земных лет. В атмосфере обнаружено Красное пятно. Среди планет Сатурн выделяется необычным видом: имеет образования - кольца, опоясывающие его центральное ядро. Согласно теоретическим расчетам, основанным на астрономических наблюдениях и данным, полученных с помощью космических аппаратов, внутреннее строение имеет немало общего со строением Юпитера. В самом центре - жидкое ядро, окруженное внешним ядром из CH 4 , NH З и H 2 O. А внешнее ядро окружено поясом металлического водорода.

Уран

Уран был открыт английским ученым Гершелем в 1781 г. Год на Уране длится 84 земных года, сутки почти равны земным. В отличие от других планет Уран как бы лежит на боку. Ось его вращения расположена в плоскости орбиты. Уран состоит из водорода и гелия. Но так как средняя плотность несколько выше, чем плотность Юпитера и Сатурна, можно предположить, что в составе планеты содержаться повышенное количество гелия, либо ядро из тяжелых металлов.В 1977 г. у Урана были открыты кольца.

Нептун

Самой дальней из планет-гигантов является Нептун. Год длится 165 земных лет. Средняя плотность вещества у Нептуна еще выше, чем у Урана, видимо, у него существует ядро из силикатов, металлов и др. неметаллов, которые входят в состав планет земной группы.

Особенности строения планет-гигантов

Важнейшая особенность строения заключается в том, что эти планеты не имеют твердых поверхностей. Такое представление хорошо согласуется с малыми и средними плотностями, их химическим составом (они состоят в основном из легких элементов - водорода и гелия), быстрым зональным вращением, и некоторыми другими данными.

Астероиды

Малые планеты, или астероиды, в основном, обращаются между орбитами Марса и Юпитер, и невооруженным глазом невидимы. Первая малая планета была открыта в 1801 г., и по традиции ее назвали одним из имен греко-римской мифологии - Церерой . Вскоре были найдены и другие малые планеты, названные Паллада, Веста и Юнона . В настоящее время известно более 3000 астероидов. На протяжении миллиардов лет астероиды время от времени сталкиваются друг с другом.
Самый яркий астероид - Веста не бывает ярче 6-й звездной величины. Самый крупный астероид - Церера. Его диаметр около 800 км. Самые мелкие из известных астероидов имеют диаметры лишь около километра. Конечно, у астероидов нет атмосферы. На небе малые планеты выглядят как звезды, отчего их и назвали астероидами, что в переводе с древнегреческого означает "звездоподобные". Орбиты некоторых астероидов имеют необычайно большие эксцентриситеты. Вследствие этого в перигелии они подходят к Солнцу ближе Марса и Земли, а Икар - ближе, чем Меркурий. В 1968 г. Икар приблизился к Земле на расстояние менее 10 млн километров, но его ничтожное притяжение никакого влияния на Землю не имело.

Болиды и метеориты

Болидом называется довольно редкое явление - летящий по небу огненный шар. Это явление вызывается вторжением в плотные слои атмосферы крупных твердых частиц, называемых метеорными телами. Двигаясь в атмосфере, частица нагревается вследствие торможения, и вокруг нее образуется обширная светящаяся оболочка, состоящая из горячих газов. Болиды часто имеют заметный угловой диаметр и бывают видны даже днем.
Метеорное тело, имеющее небольшие размеры иногда целиком испаряется в атмосфере Земли. В большинстве случаев его масса за время полета сильно уменьшается, и до Земли долетают лишь остатки, обычно успевающие остыть, когда космическая скорость уже погашена сопротивлением воздуха.
Известны три вида метеоритов: каменные, железные и железно-каменные. Иногда метеориты находят через много лет после их падения. Особенно много найдено железных метеоритов.

Кометы

Находясь в пространстве вдали от Солнца, кометы имеют вид очень слабых, размытых, светлых пятен, в центре которых находится ядро. Очень яркими и "хвостатыми" становятся лишь те кометы, которые проходят сравнительно близко от Солнца. Вид кометы с Земли зависит также и от расстояния до нее, углового расстояния от Солнца, света Луны и т. п. Комета Галлея относится к числу периодических комет . Теперь известно много короткопериодических комет с периодами обращения от трех (комета Энке ) до десяти лет. Их афелии лежат около орбиты Юпитера. Приближение Комет к Земле и их будущий видимый путь по небу вычисляют заранее с большой точностью. Наряду с этим есть кометы, двигающиеся по очень вытянутым орбитам с большими периодами обращения. Мы принимаем их орбиты за параболы, хотя в действительности они, по-видимому, являются очень вытянутыми эллипсами, но различить эти кривые, зная лишь малый отрезок пути комет вблизи Земли и Солнца, нелегко. Большинство комет не имеют хвоста и видны лишь в телескоп.

К данномой теме нет особенных рекомендаций. Читайте материал внимательно. Желаем успехов.

Бескрайний космос, несмотря на кажущийся хаос, представляет собой достаточно стройную структуру. В этом гигантском мире также действуют незыблемые законы физики и математики. Все объекты во Вселенной, от мала до велика, занимают свое определенное место, двигаются по заданным орбитам и траекториям. Такой порядок установился более 15 млрд. лет назад, с момента образования Вселенной. Не является исключением и наша Солнечная система – космический мегаполис, в котором обитаем мы.

Несмотря на колоссальные размеры, Солнечная система вписывается в человеческие рамки восприятия, являясь самой изученной частью космоса, с четко определенными границами.

Происхождение и основные астрофизические параметры

Во Вселенной, где существуют бесконечное количество звезд, безусловно, существуют и другие солнечные системы. Только в одной нашей галактике Млечный Путь насчитывается приблизительно 250-400 миллиардов звезд, поэтому нельзя исключать того, что в глубине космоса могут существовать миры с другими формами жизни.

Еще 150-200 лет назад человек имел о космосе скудные представления. Размеры Вселенной ограничивались объективами телескопов. Солнце, Луна, планеты, кометы и астероиды были единственными известными объектами, а весь космос измерялся размерами нашей галактики. Ситуация кардинально изменилась в начале XX века. Астрофизические исследования космического пространства и работы физиков-ядерщиков последних 100 лет дали ученым представление о том, как возникла Вселенная. Стали известны и понятны процессы, которые привели к образованию звезд, дали строительный материал для образования планет. В этом свете становится понятным и объяснимым происхождение Солнечной системы.

Солнце, как и другие звезды, является продуктом Большого Взрыва, после которого в пространстве шло образование звезд. Появлялись объекты больших и малых размеров. В одном из уголков Вселенной, среди скопления других звезд родилось и наше Солнце. По космическим меркам возраст нашей звезды небольшой, всего 5 млрд. лет. На месте ее рождения образовалась гигантская строительная площадка, где в результате гравитационного сжатия газопылевого облака образовались другие объекты Солнечной системы.

Каждое небесное тело обретало свою форму, занимало отведенное ему место. Одни небесные тела под воздействием притяжения Солнца стали постоянными спутниками, двигаясь по собственной орбите. Другие объекты в результате противодействия центробежных и центростремительных процессов прекратили свое существование. Весь это процесс занял порядка 4,5 млрд. лет. Масса всего солнечного хозяйства составляет 1,0014 М☉.Из этой массы 99,8% приходится на само Солнце. Только 0,2% массы приходится на другие космические объекты: планеты, спутники и астероиды, фрагменты космической пыли, вращающиеся вокруг него.

Орбита Солнечной системы имеет практически круглую форму, а орбитальная скорость совпадает со скоростью движения галактической спирали. Проходя через межзвездную среду, устойчивость Солнечной системы придают гравитационные силы, действующие в пределах нашей галактики. Это в свою очередь обеспечивает другие объекты и тела Солнечной системы стабильностью. Движение Солнечной системы проходит на значительном удалении от сверхплотных звездных скоплений нашей галактики, несущих потенциальную опасность.

По своим размерам и количеству спутников нашу Солнечную систему невозможно назвать маленькой. В космосе имеются малые солнечные системы, которые имеют одну-две планеты и по своим размерам едва заметны в космическом пространстве. Представляя собой массивный галактический объект, звездная система Солнца движется в космосе с огромной скоростью 240 км/с. Даже несмотря на такой стремительный бег, полный оборот вокруг центра галактики Солнечная система совершает за 225 -250 млн. лет.

Точный межгалактический адрес нашей звездной системы следующий:

местное межзвездное облако;
местный пузырь в рукаве Ориона-Лебедя;
галактика Млечный Путь, входящая в Местную группу галактик.

Солнце является центральным объектом нашей системы и входит в число 100 миллиардов звезд, входящих в галактику Млечный Путь. По своим размерам оно является звездой средних размеров и относится к спектральному классу G2V Желтые карлики. Диаметр звезды составляет 1млн. 392 тыс. километров, и она пребывает в середине своего жизненного цикла.

Для сравнения, размеры Сириуса — самой яркой звезды – 2 млн. 381 тыс. км. Альдебаран имеет диаметр почти 60 млн. км. Огромная звезда Бетельгейзе превосходит наше Солнце по размеру в 1000 раз. Размеры этого супергиганта превышают размеры Солнечной системы.

Ближайшей соседкой нашей звезды по кварталу считается Проксима Центавра, до которой потребуется лететь со скоростью света порядка 4 лет.

Солнце, благодаря своей огромной массе, удерживает возле себя восемь планет, многие из которых в свою очередь имеют свои системы. Положение объектов, двигающихся вокруг Солнца, наглядно демонстрирует схема Солнечной системы. Практически все планеты Солнечной системы двигаются вокруг нашей звезды в одном и том же направлении, вместе с вращающимся Солнцем. Орбиты планет находятся практически в одной плоскости, имеют различную форму и двигаются вокруг центра системы с различной скоростью. Движение вокруг Солнца осуществляется против часовой стрелки и в одной плоскости. Только кометы и другие объекты, в основном находящиеся в поясе Койпера, имеют орбиты с большим углом наклона к плоскости эклиптики.

Сегодня мы точно знаем, сколько планет в Солнечной системе, их 8. Все небесные тела Солнечной системы находятся на определенном расстоянии от Солнца, периодически удаляясь или приближаясь к нему. Соответственно, каждая из планет имеет свои, отличные от других, астрофизические параметры и характеристики. Следует отметить, что 6 планет Солнечной системы из 8 вращаются вокруг своей оси в направлении, в котором обращается вокруг собственной оси наша звезда. Только Венера и Уран вращаются в противоположном направлении. К тому же Уран единственная из планет Солнечной системы, которая практически лежит на боку. Ее ось имеет наклон 90° к линии эклиптики.

Первую модель Солнечной системы продемонстрировал Николай Коперник. В его представлении Солнце являлось центральным объектом нашего мира, вокруг которого вращаются другие планеты, в том числе и наша Земля. В последствие Кеплер, Галилей, Ньютон усовершенствовали эту модель, разместив в ней объекты в соответствии с математическими и физическими законами.

Глядя на представленную модель можно представить, что орбиты космических объектов расположены на равных расстояниях друг от друга. Совершенно иначе выглядит Солнечная система в природе. Чем больше расстояние до планет Солнечной системы от Солнца, тем больше расстояние между орбитой предыдущего небесного объекта. Наглядно представить масштабы Солнечной системы, позволяет таблица расстояний объектов от центра нашей звездной системы.

С увеличением расстояния от Солнца замедляется скорость вращения планет вокруг центра Солнечной системы. Меркурий — самая ближайшая к Солнцу планета — всего за 88 земных суток совершает полный оборот вокруг нашей звезды. Нептун, расположенный на расстоянии 4,5 млрд. километров от Солнца совершает полный оборот за 165 земных лет.

Несмотря на то, что мы имеем дело с гелиоцентрической моделью Солнечной системы, многие планеты имеют свои системы, состоящих из естественных спутников и колец. Спутники планет совершают движение вокруг материнских планет и подчиняются тем же законам.

Большая часть спутников Солнечной системы синхронно обращаются вокруг своих планет, повернувшись к ним всегда одной стороной. Луна также всегда повернута к Земле одним боком.

Только две планеты, Меркурий и Венера не имеют естественных спутников. Меркурий по своим размерам даже уступает некоторых спутникам.

Центр и границы Солнечной системы

Главным и центральным объектом нашей системы является Солнце. Оно имеет сложное строение и состоит на 92% из водорода. Всего 7% пригодится на атомы гелия, которые при взаимодействии с атомами водорода становятся топливом для бесконечной ядерной цепной реакции. В центре звезды находится ядро диаметром 150-170 тыс. км, раскаленное до температуры 14 млн. К.

Краткое описание звезды сведется к нескольким словам: это огромный термоядерный природный реактор. Двигаясь от центра звезды к его внешнему краю, попадаем в конвективную зону, где происходит перенос энергии и перемешивание плазмы. Этот слой имеет температуру 5800К. Видимую часть Солнца составляет фотосфера и хромосфера. Венчает нашу звезду солнечная корона, являющаяся внешней оболочкой. Процессы, происходящие внутри Солнца, оказывают влияние на все состояние Солнечной системы. Его свет согревает нашу планету, сила притяжения и гравитация удерживают объекты ближнего космоса на определенном расстоянии друг от друга. По мере снижения интенсивности внутренних процессов, наша звезда начнет остывать. Расходуемый звездный материал утратит свою плотность, что приведет к расширению тела звезды. Вместо желтого карлика наше Солнце превратиться в огромного Красного Гиганта. Пока наше Солнце остается такой же горячей и яркой звездой.

Границей царства нашей звезды является пояс Койпера и облако Оорта. Это крайне удаленные области космического пространства, на которые распространяется влияние Солнца. В поясе Койпера и в Облаке Оорта находится масса других объектов различных размеров, которые так или иначе влияют на процессы, происходящие внутри Солнечной системы.

Облако Оорта представляет собой гипотетическое пространство сферической формы, окружающее Солнечную систему по всему внешнему диаметру. Расстояние до этой области космоса составляет более 2 световых лет. Эта область является родиной комет. Именно оттуда к нам прилетают эти редкие космические гости, долгопериодические кометы

В поясе Койпера сосредоточен остаточный материал, который был использован в процессе формирования Солнечной системы. В основном это мелкие частицы космического льда, облако замершего газа(метана и аммиака). Встречаются в этом районе и крупные объекты, часть из которых являются карликовыми планетами, фрагменты поменьше, схожие по своей структуре с астероидами. Основными известными объектами пояса считаются карликовые планеты Солнечной системы Плутон, Хаумеа и Макемаке. Космический корабль долететь до них сможет за один световой год.

Между поясом Койпера и глубоким космосом по внешним краям пояса существует сильно разреженная область, в основном состоящая из остатков космического льда и газа.

На сегодняшний день допускается существование в этом районе нашей звездной системы крупных транснептуновых космических объектов, одним из которых является карликовая планета Седна.

Краткая характеристика планет Солнечной системы

Ученые подсчитали, что масса всех планет, принадлежащих нашей звезде, составляет не более 0,1% от массы Солнца. Однако и среди этого столь малого количества 99% массы приходится на два самых крупных после Солнца космических объекта — планеты Юпитер и Сатурн. Размеры планет Солнечной системы сильно отличаются. Есть среди них малыши и гиганты, по своему строению и астрофизическим параметрам схожие на несостоявшиеся звезды.

В астрономии принято делить все 8 планет на две группы:

планеты с каменной структурой относятся к планетам Земной группы;
планеты, представляющие собой плотные сгустки газа, относятся к группе планет газовых гигантов.

Ранее считалось, что в систему нашей звезды входит 9 планет. Только совсем недавно, в конце XX века Плутон был причислен к категории карликовых планет, входящих в пояс Койпера. Поэтому на вопрос, сколько планет в Солнечной системе на сегодняшний день, можно твердо ответить — восемь.

Если расположить планеты Солнечной системы по порядку, карта нашего мира будет выглядеть следующим образом:

Венера;
Земля;
Юпитер;
Сатурн;
Уран;

В самой середине этого парада планет располагается пояс астероидов. По мнению ученых, это остатки планеты, существовавшей на ранних этапах Солнечной системы, однако погибшей в результате космического катаклизма.

Внутренние планеты Меркурий, Венера и Земля являются самыми близкими к Солнцу планетам, ближе, чем остальные объекты Солнечной системы, поэтому полностью зависят от процессов, происходящих на нашей звезде. На некотором удалении от них расположился древний Бог войны — планета Марс. Все четыре планеты объединяет сходство в строении и идентичность астрофизических параметров, поэтому их относят к планетам Земной группы.

Меркурий — близкий сосед Солнца — представляет собой раскаленную сковородку. Парадоксальным выглядит тот факт, что, несмотря на свое близкое расположение к раскаленному светилу, на Меркурии наблюдаются самые значительные перепады температур в нашей системе. Днем поверхность планеты нагревается до 350 градусов Цельсия, а ночью лютует космический холод с температурой — 170,2 °C. Венера является настоящим кипящим котлом, где присутствует огромное давление и высокие температуры. Несмотря на свой мрачный и унылый вид, Марс на сегодняшний день представляет наибольший интерес для ученых. Состав его атмосферы, астрофизические параметры, сходные с земными, и наличие сезонов дают надежду на последующее освоение и колонизацию планеты представителями земной цивилизации.

Газовые гиганты, которые в основной своей массе являются планетами без твердой оболочки, интересны своими спутниками. Некоторые из них, по мнению ученых, могут представлять космические территории, на которых в определенных условиях возможно возникновение жизни.

Планеты земной группы отделяет от четверки газовых планет пояс астероидов — внутренняя граница, за которой находится царство газовых гигантов. Следующий за поясом астероидов, находящийся Юпитер своими притяжением, уравновешивает нашу Солнечную систему. Эта планета является самой большой, самой крупнейшей и самой плотной в Солнечной системе. Диаметр Юпитера составляет 140 тыс. км в поперечнике. Это в пять раз больше, чем у нашей планеты. У этого газового гиганта имеется своя система спутников, которых насчитывается около 69 шт. Среди них выделяются настоящие гиганты: два крупнейших спутника Юпитера — Ганимед и Калипсо — своими размерами превосходят планету Меркурий.

Сатурн — родной брат Юпитера — также имеет огромные размеры — 116 тыс. км. в диаметре. Не менее впечатляющая у Сатурна и свита — 62 спутника. Однако выделяется этот гигант на ночном небосклоне другим — прекрасной системой колец, опоясывающих планету. К наиболее крупным спутникам Солнечной системы относится Титан. Этот гигант имеет диаметр более 10 тыс. км. Среди царства водорода, азота и аммиака никаких известных форм жизни быть не может. Однако в отличие от своего хозяина, спутники Сатурна имеют каменную структуру и твердую поверхность. На некоторых из них существует атмосфера, на Энцеладе даже предполагается наличие воды.

Продолжают ряд планет-гигантов Уран и Нептун. Это холодные мрачные миры. В отличие от Юпитера и Сатурна, где преобладает водород, здесь в атмосфере метан и аммиака. Вместо сгущенного газа на Уране и Нептуне присутствует высокотемпературный лед. Ввиду этого, обе планеты выделили в одну группу — ледяные гиганты. Уран по своим размерам уступает только Юпитеру, Сатурну и Нептуну. Орбита Нептуна имеет диаметр почти 9 млрд. километров. Планете, что бы обогнуть Солнце, требуется 164 земных лет.

Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун представляют сегодня для ученых наиболее интересные объекты для изучения.

Последние известия

Несмотря на огромный багаж знаний, которым сегодня обладает человечество, на достижения современных средств наблюдения и исследования, остается масса нерешенных вопросов. Какая на самом деле Солнечная система, какая из планет может оказаться впоследствии пригодной для жизни?

Человек продолжает наблюдать за ближайшим космосом, делая все новые и новые открытия. В декабре 2012 года весь мир мог наблюдать феерическое астрономическое шоу — парад планет. В этот период на ночном небосклоне можно было увидеть все 7 планет нашей Солнечной системы, включая даже такие далекие, как Уран и Нептун.

Более пристальное изучение сегодня ведется с помощью космических автоматических зондов и аппаратов. Многие из них уже сумели не только долететь до самых крайних районов нашей звездной системы, но и за ее пределы. Первыми искусственно созданными космическими объектами, сумевшими достичь границ Солнечной системы, стали американские зонды «Пионер-10» и «Пионер-11».

Интересно теоретически предположить, насколько глубоко смогут продвинуться эти аппараты за пределы границ? Запущенный в 1977 году американский автоматический зонд «Вояджер-1» после 40 летней работы по изучению планет стал первым космическим аппаратом, покинувшим нашу систему.

Вселенная (космос) — это весь окружающий нас мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает вечно движущаяся материя. Безграничность Вселенной отчасти можно представить в ясную ночь с миллиардами разной величины светящихся мерцающих точек на небе, представляющих далекие миры. Лучи света при скорости 300 000 км/с из наиболее отдаленных частей Вселенной доходят до Земли примерно за 10 млрд лет.

По мнению ученых, образовалась Вселенная в результате «Большого Взрыва» 17 млрд лет назад.

Она состоит из скоплений звезд, планет, космической пыли и других космических тел. Эти тела образуют системы: планеты со спутниками (например. Солнечная система), галактики, метагалактики (скопление галактик).

Галактика (позднегреч.galaktikos - молочный, млечный, от греческогоgala - молоко) — обширная звездная система, которая состоит из множества звезд, звездных скоплений и ассоциаций, газовых и пылевых туманностей, а также отдельных атомов и частиц, рассеянных в межзвездном пространстве.

Во Вселенной существует множество галактик различного размера и формы.

Все звезды, видимые с Земли, входят в состав галактики Млечный Путь. Свое название она получила благодаря тому, что большинство звезд можно увидеть ясной ночью в виде Млечного Пути — белесой размытой полосы.

Всего же Галактика Млечный Путь содержит около 100 млрд звезд.

Наша галактика находится в постоянном вращении. Скорость ее движения во Вселенной — 1,5 млн км/ч. Если смотреть на нашу галактику со стороны ее северного полюса, то вращение происходит по часовой стрелке. Солнце и ближайшие к нему звезды совершают полный оборот вокруг центра галактики за 200 млн лет. Этот срок принято считать галактическим годом.

По размеру и форме сходна с галактикой Млечный Путь галактика Андромеды, или Туманность Андромеды, которая находится на расстоянии примерно 2 млн световых лет от нашей галактики. Световой год — расстояние, проходимое светом за год, приблизительно равное 10 13 км (скорость света — 300 000 км/с).

Для наглядности изучения движения и расположения звезд, планет и других небесных тел используется понятие небесной сферы.

Рис. 1. Основные линии небесной сферы

Небесная сфера — это воображаемая сфера сколь угодно большого радиуса, в центре которой находится наблюдатель. На небесную сферу проецируются звезды, Солнце, Луна, планеты.

Важнейшими линиями на небесной сфере являются: отвесная линия, зенит, надир, небесный экватор, эклиптика, небесный меридиан и др. (рис. 1).

Отвесная линия — прямая, проходящая через центр небесной сферы и совпадающая с направлением нити отвеса в месте наблюдения. Для наблюдателя, находящегося на поверхности Земли, отвесная линия проходит через центр Земли и точку наблюдения.

Отвесная линия пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках - зените, над головой наблюдателя, и надире — диаметрально противоположной точке.

Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна к отвесной линии, называется математическим горизонтом. Он делит поверхность небесной сферы на две половины: видимую для наблюдателя, с вершиной в зените, и невидимую, с вершиной в надире.

Диаметр, вокруг которого происходит вращение небесной сферы, - ось мира. Она пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках - северном полюсе мира и южном полюсе мира. Северным полюсом называется тот, со стороны которого вращение небесной сферы происходит по часовой стрелке, если смотреть на сферу извне.

Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира, носит название небесного экватора. Он делит поверхность небесной сферы на два полушария: северное, с вершиной в северном полюсе мира, и южное, с вершиной в южном полюсе мира.

Большой круг небесной сферы, плоскость которого проходит через отвесную линию и ось мира, — небесный меридиан. Он делит поверхность небесной сферы на два полушария - восточное и западное.

Линия пересечения плоскости небесного меридиана и плоскости математического горизонта - полуденная линия.

Эклиптика (от греч.ekieipsis - затмение) — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца, точнее — его центра.

Плоскость эклиптики наклонена к плоскости небесного экватора под углом 23°26"21".

Чтобы легче запомнить местоположение звезд на небе, люди в древности придумали объединять самые яркие из них в созвездия.

В настоящее время известны 88 созвездий, которые носят имена мифических персонажей (Геркулес, Пегас и др.), знаков зодиака (Телец, Рыбы, Рак и др.), предметов (Весы, Лира и др.) (рис. 2).

Рис. 2. Летне-осенние созвездия

Происхождение галактик. Солнечной системы и ее отдельных планет, до сих пор остается неразгаданной тайной природы. Существует несколько гипотез. В настоящее время считается, что наша галактика образовалась из газового облака, состоявшего из водорода. На начальной стадии эволюции галактики из межзвездной газово-пылевой среды образовались первые звезды, а 4,6 млрд лет назад — Солнечная система.

Состав солнечной системы

Совокупность небесных тел, движущихся вокруг Солнца как центрального тела, образует Солнечную систему. Она расположена почти на окраине галактики Млечный Путь. Солнечная система участвует во вращении вокруг центра галактики. Скорость се движения составляет около 220 км/с. Это движение происходит в направлении созвездия Лебедя.

Состав Солнечной системы можно представить в виде упрощенной схемы, приведенной на рис. 3.

Свыше 99,9 % массы вещества Солнечной системы приходится на Солнце и только 0,1 % — на все остальные ее элементы.

Гипотеза И. Канта (1775 г.) — П.Лапласа (1796 г.)	Гипотеза Д. Джинса (начало XX в.)	Гипотеза академика О. П. Шмидта (40-е гг. XX в.)	Ги потеза а кале мика В. Г. Фесенкова (30-е гг. XX в.)
Планеты образовались из газово-пылевой материи (в виде раскаленной туманности). Охлаждение сопровождаюсь сжатием и увеличением скорости вращения какой-то оси. На экваторе туманности возникали кольца. Вещество колец собиралось в раскаленные тела и постепенно остывало	Мимо Солнца когда-то прошла более крупная звезда, сс притяжение вырвало из Солнца струю раскаленного вещества (протуберанец). Образовались сгущения, из которых потом — планеты	Газово-пылевое облако, вращающееся вокруг Солнца, должно было принять сплошную форму в результате соударения частиц и их движения. Частицы объединились в сгущения. Притяжение более мелких частиц сгущениями должно было способствовать росту окружающего вещества. Орбиты сгущений должны были стать почти круговыми и лежащими почти в одной плоскости. Сгущения явились зародышами планет, вобрав в себя почти всс вещество из промежутков между их орбитами	Из вращающегося облака возникло само Солнце, а планеты — из вторичных сгущений в этом облаке. Далее Солнце сильно уменьшилось и охладилось до современного состояния

Рис. 3. Состав Солнечной систем

Солнце

Солнце — это звезда, гигантский раскаленный шар. Его диаметр в 109 раз больше диаметра Земли, масса в 330 000 раз больше массы Земли, зато средняя плотность невелика — всего в 1,4 раза больше плотности воды. Солнце находится на расстоянии около 26 000 световых лет от центра нашей галактики и обращается вокруг него, делая один оборот примерно за 225-250 млн лет. Орбитальная скорость движения Солнца равна 217 км/с — таким образом, оно проходит один световой год за 1400 земных лет.

Рис. 4. Химический состав Солнца

Давление на Солнце в 200 млрд раз выше, чем у поверхности Земли. Плотность солнечного вещества и давление быстро нарастают вглубь; рост давления объясняется весом всех вышележащих слоев. Температура на поверхности Солнца 6000 К, а внутри 13 500 000 К. Характерное время жизни звезды типа Солнца 10 млрд лег.

Таблица 1. Общие сведения о Солнце

Химический состав Солнца примерно такой же, как и у большинства других звезд: около 75 % — это водород, 25 % — гелий и менее 1 % — все другие химические элементы (углерод, кислород, азот и т. д.) (рис. 4).

Центральная часть Солнца с радиусом примерно 150 000 км называется солнечным ядром. Это зона ядерных реакций. Плотность вещества здесь примерно в 150 раз выше плотности воды. Температура превышает 10 млн К (по шкале Кельвина, в пересчете на градусы Цельсия 1 °С = К — 273,1) (рис. 5).

Над ядром, на расстояниях около 0,2-0,7 радиуса Солнца от его центра, находится зона переноса лучистой энергии. Перенос энергии здесь осуществляется путем поглощения и излучения фотонов отдельными слоями частиц (см. рис. 5).

Рис. 5. Строение Солнца

Фотон (от греч.phos - свет), элементарная частица, способная существовать, только двигаясь со скоростью света.

Ближе к поверхности Солнца возникает вихревое перемешивание плазмы, и перенос энергии к поверхности совершается

преимущественно движениями самого вещества. Такой способ передачи энергии называется конвекцией, а слой Солнца, где она происходит, - конвективной зоной. Мощность этого слоя составляет примерно 200 000 км.

Выше конвективной зоны располагается солнечная атмосфера, которая постоянно колеблется. Здесь распространяются как вертикальные, так и горизонтальные волны с длинами в несколько тысяч километров. Колебания происходят с периодом около пяти минут.

Внутренний слой атмосферы Солнца называется фотосферой. Она состоит из светлых пузырьков. Это гранулы. Их размеры невелики — 1000-2000 км, а расстояние между ними — 300- 600 км. На Солнце одновременно может наблюдаться около миллиона гранул, каждая из которых существует несколько минут. Гранулы окружены темными промежутками. Если в гранулах вещество поднимается, то вокруг них — опускается. Гранулы создают общий фон, на котором можно наблюдать такие масштабные образования, как факелы, солнечные пятна, протуберанцы и др.

Солнечные пятна — темные области на Солнце, температура которых по сравнению с окружающим пространством понижена.

Солнечными факелами называют яркие поля, окружающие солнечные пятна.

Протуберанцы (от лат.protubero — вздуваюсь) — плотные конденсации относительно холодного (по сравнению с окружающей температурой) вещества, которые поднимаются и удерживаются над поверхностью Солнца магнитным полем. К возникновению магнитного поля Солнца может приводить то, что различные слои Солнца вращаются с разной скоростью: внутренние части вращаются быстрее; особенно быстро вращается ядро.

Протуберанцы, солнечные пятна и факелы — это не единственные примеры солнечной активности. К ней также относятся магнитные бури и взрывы, которые называют вспышками.

Выше фотосферы располагается хромосфера — внешняя оболочка Солнца. Происхождение названия этой части солнечной атмосферы связано с ее красноватым цветом. Мощность хромосферы составляет 10-15 тыс. км, а плотность вещества в сотни тысяч раз меньше, чем в фотосфере. Температура в хромосфере быстро растет, достигая в верхних ее слоях десятков тысяч градусов. На краю хромосферы наблюдаются спикулы, представляющие собой вытянутые столбики из уплотненного светящегося газа. Температура этих струй выше, чем температура фотосферы. Спикулы сначала поднимаются из нижней хромосферы на 5000-10 000 км, а потом падают обратно, где и затухают. Все это происходит со скоростью около 20 000 м/с. Спи кула живет 5-10 мин. Количество спикул, существующих на Солнце одновременно, составляет около миллиона (рис. 6).

Рис. 6. Строение внешних слоев Солнца

Хромосферу окружает солнечная корона — внешний слой атмосферы Солнца.

Полное количество энергии, излучаемой Солнцем, составляет 3,86 . 1026 Вт, и лишь одну двухмиллиардную часть этой энергии получает Земля.

Солнечная радиация включает корпускулярное и электромагнитное излучения. Корпускулярное основное излучение — это плазменный поток, который состоит из протонов и нейтронов, или по-другому - солнечный ветер, который достигает околоземного пространства и обтекает всю магнитосферу Земли. Электромагнитная радиация — это лучистая энергия Солнца. Она в виде прямой и рассеянной радиации достигает земной поверхности и обеспечивает тепловой режим на нашей планете.

В середине XIX в. швейцарский астроном Рудольф Вольф (1816-1893) (рис. 7) вычислил количественный показатель солнечной активности, известный во всем мире как число Вольфа. Обработав накопленные к середине прошлого века материалы наблюдений за солнечными пятнами, Вольф смог установить средний И-летний цикл солнечной активности. Фактически же интервалы времени между годами максимальных или минимальных чисел Вольфа колеблются от 7 до 17 лет. Одновременно с 11-летним циклом протекает вековой, точнее 80-90-летний, цикл солнечной активности. Несогласованно накладываясь друг на друга, они вносят заметные изменения в процессы, совершающиеся в географической оболочке Земли.

На тесную связь многих земных явлений с солнечной активностью еще в 1936 г. указывал А. Л. Чижевский (1897-1964) (рис. 8), писавший о том, что подавляющее большинство физико-химических процессов на Земле представляет результат воздействия космических сил. Он же был и одним из основоположников такой науки, как гелиобиология (от греч.helios — солнце), изучающей влияние Солнца на живое вещество географической оболочки Земли.

В зависимости от солнечной активности протекают такие физические явления на Земле, как: магнитные бури, частота полярных сияний, количество ультрафиолетовой радиации, интенсивность грозовой деятельности, температура воздуха, атмосферное давление, осадки, уровень озер, рек, грунтовых вод, соленость и деловитость морей и др.

С периодической деятельностью Солнца связана жизнь растений и животных (существует корреляция между солнечной цикличностью и сроком вегетационного периода у растений, размножением и миграцией птиц, грызунов и т. д.), а также человека (заболевания).

В настоящее время взаимосвязи между солнечными и земными процессами продолжают изучаться с помощью искусственных спутников Земли.

Планеты земной группы

Помимо Солнца в составе Солнечной системы выделяют планеты (рис. 9).

По размерам, географическим показателям и химическому составу планеты подразделяются на две группы: планеты земной группы и планеты-гиганты. К планетам земной группы относятся , и . О них и пойдет речь в этом подразделе.

Рис. 9. Планеты Солнечной системы

Земля — третья планета от Солнца. Ей будет посвящен отдельный подраздел.

Давайте обобщим. От местоположения планеты в Солнечной системе зависит плотность вещества планеты, а с учетом ее размеров — и масса. Чем
ближе планета к Солнцу, тем выше у нее средняя плотность вещества. Например, у Меркурия она составляет 5,42 г/см\ Венеры — 5,25, Земли — 5,25, Марса — 3,97 г/см 3 .

Общими характеристиками планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) являются прежде всего: 1) сравнительно небольшие размеры; 2) высокие температуры на поверхности и 3) высокая плотность вещества планет. Эти планеты сравнительно медленно вращаются вокруг своей оси и имеют мало спутников или не имеют их совсем. В строении планет земной группы выделяют четыре главные оболочки: 1) плотное ядро; 2) покрывающую его мантию; 3) кору; 4) легкую газо- во-водную оболочку (исключая Меркурий). На поверхности этих планет обнаружены следы тектонической деятельности.

Планеты-гиганты

Теперь познакомимся с планетами-гигантами, которые тоже входят в нашу Солнечную систему. Это , .

Планеты-гиганты обладают следующими общими характеристиками: 1) большими размерами и массой; 2) быстро вращаются вокруг оси; 3) имеют кольца, много спутников; 4) атмосфера состоит, в основном, из водорода и гелия; 5) в центре имеют горячее ядро из металлов и силикатов.

Их также отличают: 1) низкие температуры на поверхности; 2) малая плотность вещества планет.

> Солнечная система

Солнечная система – планеты по порядку, Солнце, строение, модель системы, спутники, космические миссии, астероиды, кометы, карликовые планеты, интересные факты.

Солнечная система - место в космическом пространстве, в котором располагается Солнце, планеты по порядку и множество других космических объектов и небесных тел. Солнечная система - самое дорогое место, в котором мы живем, наш дом.

Наша Вселенная представляет собою огромное место, где мы занимаем крошечный уголок. Но для землян Солнечная система кажется самой необъятной территорией, до дальних уголков которой мы лишь начинаем приближаться. И она все еще скрывает массу таинственных и загадочных формирований. Так что, несмотря на вековые изучения, мы лишь приоткрыли дверцу к неизведанному. Так что такое Солнечная система? Сегодня мы рассмотрим этот вопрос.

Обнаружение Солнечной системы

Фактические нужно посмотреть в небо, и вы увидите нашу систему. Но немногие народы и культуры понимали, где именно мы существуем и какое место занимаем в пространстве. Долгое время мы думали, что наша планета статична, расположена в центре, а остальные объекты выполняют обороты вокруг нее.

Но все же еще в древние времена появлялись сторонники гелиоцентризма, чьи идеи вдохновят Николая Коперника на создание истинной модели, где в центре располагалось Солнце.

В 17-м веке Галилей, Кеплер и Ньютон сумели доказать, что планета Земля вращается вокруг звезды Солнце. Обнаружение гравитации помогло понять, что и другие планеты следуют по единым законам физики.

Революционный момент настал с появлением первого телескопа от Галилео Галилея. В 1610-м году он заметил Юпитер и его спутники. За этим последуют обнаружения остальных планет.

В 19-м веке провели три важных наблюдения, которые помогли вычислить истинную природу системы и ее позицию в пространстве. В 1839 году Фридрих Бессель удачно определил кажущийся сдвиг в звездной позиции. Это показало, что между Солнцем и звездами лежит огромная дистанция.

В 1859 году Г. Кирхгоф и Р. Бунсен использовали телескоп для проведения спектрального анализа Солнца. Оказалось, что оно состоит из тех же элементов, что и Земля. Эффект параллакса просматривается на нижнем рисунке.

В итоге, Анджело Секки сумел сопоставить спектральную подпись Солнца со спектрами других звезд. Выяснилось, что они практически сходятся. Персиваль Лоуэлл внимательно изучал отдаленные уголки и орбитальные пути планет. Он догадался, что есть еще нераскрытый объект – Планета Х. В 1930-м году в его обсерватории Клайд Томбо замечает Плутон.

В 1992 году ученые расширяют границы системы, обнаружив транс-нептунианский объект – 1992 QB1. С этого момента начинается заинтересованность поясом Койпера. Далее следуют нахождения Эриды и прочих объектов от команды Майкла Брауна. Все это приведет к собранию МАС и смещению Плутона со статуса планеты. Ниже вы сможете детально изучить состав Солнечной системы, рассмотрев все солнечные планеты по порядку, главную звезду Солнце, пояс астероидов между Марсом и Юпитером, пояс Койпера и Облако Оорта. В Солнечной системе также скрывается самая большая планета (Юпитер) и самая маленькая (Меркурий).

Структура и состав Солнечной системы

Кометы – комки из снега и грязи, наполненные замерзшим газом, скалами и пылью. Чем ближе подходят к Солнцу, тем сильнее нагреваются и выбрасывают пыль и газ, увеличивая свою яркость.

Карликовые планеты выполняют вращение вокруг звезды, но не смогли убрать с орбиты посторонние объекты. Уступают по размерам стандартным планетам. Наиболее известный представитель – Плутон.

Пояс Койпера скрывается за пределом орбиты Нептуна, наполнен ледяными телами и сформировался в виде диска. Наиболее известные представители – Плутон и Эрида. На его территории проживают сотни ледяных карликов. Дальше всего находится Облако Оорта. Вместе выступают источником прибывающих комет.

Солнечная система – лишь малая часть Млечного Пути. За ее границей находится масштабное пространство, заполненное звездами. При световой скорости понадобится 100000 лет, чтобы пролететь всю территорию. Наша галактика – одна из многих во Вселенной.

В центре системы расположена главная и единственная звезда – Солнце (главная последовательность G2). Первыми следуют 4 земных планеты (внутренние), астероидный пояс, 4 газовых гиганта, пояс Койпера (30-50 а.е.) и сферическое Облако Оорта, простирающееся на 100000 а.е. к межзвездной среде.

Солнце вмещает 99.86% всей системной массы, а гравитация превосходит все силы. Большая часть планет расположена вблизи эклиптики и совершают обороты в едином направлении (против часовой стрелки).

Примерно 99% планетарной массы представлено газовыми гигантами, где Юпитер и Сатурн охватывают более 90%.

Неофициально система поделена на несколько участков. Внутренний включает в себя 4 земных планеты и астероидный пояс. Далее идет внешняя система с 4-мя гигантами. Отдельно выделяют зону с транс-нептуновыми объектами (ТНО). То есть, вы легко найдете внешнюю черту, так как ее отмечают большие планеты Солнечной системы.

Многие планеты считаются мини-системами, так как располагают группой спутников. У газовых гигантов наблюдаются также кольца – небольшие полосы мелких частичек, вращающихся вокруг планеты. Обычно крупные луны прибывают в гравитационном блоке. На нижнем макете можно рассмотреть сравнение размеров Солнца и планет системы.

Солнце на 98% представлено водородом и гелием. Планеты земного типа наделены силикатной породой, никелем и железом. Гиганты состоят из газов и льдов (водный, аммиачный, сероводородный и двуокись углерода).

Отдаленные от звезды тела Солнечной системы обладают низкими температурными показателями. Отсюда выделяют ледяные гиганты (Нептун и Уран), а также небольшие объекты за их орбитами. Их газы и льды представляют летучие вещества, способные конденсироваться при дистанции в 5 а.е. от Солнца.

Зарождение и эволюционный процесс Солнечной системы

Наша система появилась 4.568 млрд. лет назад в следствии гравитационного коллапса масштабного молекулярного облака, представленного водородом, гелием и небольшим количеством более тяжелых элементов. Эта масса рухнула, что привело к стремительному вращению.

Большая часть массы собралась в центре. Температурная отметка росла. Туманность сокращалась, повышая ускорение. Это привело к сплющиванию в протопланетный диск с раскаленной протозвездой.

Из-за высокого уровня кипения возле звезды в твердой форме могут существовать лишь металлы и силикаты. В итоге, появились 4 земных планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Металлов было мало, поэтому им не удалось увеличить свой размер.

А вот гиганты появились дальше, где материал был прохладным и позволил летучим ледяным соединениям оставаться в твердом состоянии. Льдов было намного больше, поэтому планеты кардинально увеличили свою масштабность, притянув огромное количество водорода и гелия в атмосферу. Остатки не смогли стать планетами и расположились в поясе Койпера или отошли к Облаку Оорта.

За 50 млн. лет развития давление и плотность водорода в протозвезде запустили ядерный синтез. Таким образом родилось Солнце. Ветер создал гелиосферу и разбрасывал газ и пыль в пространство.

Система пока остается в привычном состоянии. Но Солнце развивается и через 5 млрд. лет полностью трансформирует водород в гелий. Ядро рухнет, высвободив огромный энергетический запас. Звезда увеличится в 260 раз и станет красным гигантом.

Это приведет к гибели Меркурия и Венеры. Наша планета потеряет жизнь, потому что раскалится. В итоге, внешние звездные слои вырвутся в пространство, оставив после себя белый карлик, размером с нашу планету. Сформируется планетарная туманность.

Внутренняя Солнечная система

Это линия с первыми 4-мя планетами от звезды. Все они обладают похожими параметрами. Это скалистый тип, представленный силикатами и металлами. Расположены ближе, чем гиганты. Уступают по плотности и размерам, а также лишены огромных лунных семейств и колец.

Силикаты формируют кору и мантию, а металлы являются частью ядер. Все, кроме Меркурия, располагают атмосферным слоем, который позволяет формировать погодные условия. На поверхности заметны ударные кратеры и тектоническая активность.

Ближе всех к звезде находится Меркурий . Это также наиболее крошечная планета. Магнитное поле достигает всего 1% от земного, а тонкая атмосфера приводит к тому, что планета наполовину раскалена (430°C) и замерзает (-187°C).

Венера сходится по размеру с Землей и обладает плотным атмосферным слоем. Но атмосфера крайне токсична и работает в качестве парника. На 96% состоит из углекислого газа, вместе с азотом и прочими примесями. Плотные облака созданы из серной кислоты. На поверхности много каньонов, наиболее глубокий из которых достигает 6400 км.

Земля изучена лучше всего, потому что это наш дом. Обладает скалистой поверхностью, укрытой горами и углублениями. В центре находится тяжелое ядро из металла. В атмосфере присутствует водяной пар, что сглаживает температурный режим. Рядом вращается Луна.

Из-за внешнего вида Марс получил кличку Красная планета. Окрас создается окислением железных материалов на верхнем слое. Наделен самой крупной горой в системе (Олимп), возвышающейся на 21229 м, а также глубочайшим каньоном – Долина Маринер (4000 км). Большая часть поверхности древняя. На полюсах есть ледяные шапки. Тонкий атмосферный слой намекает на водные залежи. Ядро твердое, а рядом с планетой присутствует два спутника: Фобос и Деймос.

Внешняя Солнечная система

Здесь располагаются газовые гиганты – масштабные планеты с лунными семьями и кольцами. Несмотря на размеры, только Юпитер и Сатурн можно увидеть без использования телескопов.

Самая большая планета Солнечной системы - Юпитер со стремительной вращательной скоростью (10 часов) и орбитальным путем в 12 лет. Плотный атмосферный слой заполнен водородом и гелием. Ядро может достигать земного размера. Есть множество спутников, слабые кольца и Большое Красное Пятно – мощный шторм, который не может успокоиться уже 4-й век.

Сатурн – планета, которую узнают по шикарной кольцевой системе (7 штук). В системе расположены спутники, а водородная и гелиевая атмосфера стремительно вращается (10.7 часов). На обход вокруг звезды тратит 29 лет.

В 1781 году Уильям Гершель нашел Уран . День на гиганте длится 17 часов, а на орбитальный путь уходит 84 года. Вмещает огромное количество воды, метана, аммиака, гелия и водорода. Все это концентрируется вокруг каменного ядра. Есть лунная семья и кольца. В 1986 году к нему летал Вояджер-2.

Нептун – отдаленная планета с водой, метаном, аммонием, водородом и гелием. Есть 6 колец и десятки спутников. Вояджер-2 также пролетел мимо в 1989 году.

Транс-нептуновая область Солнечной системы

В поясе Койпера уже нашли тысячи объектов, но полагают, что там проживают до 100000 с диаметром более 100 км. Они крайне малы и расположены на больших дистанциях, поэтому состав вычислить сложно.

Спектрографы показывают ледяную смесь: углеводороды, водяной лед и аммиак. Изначальный анализ показал широкий цветовой диапазон: от нейтрального к ярко красному. Это намекает на богатство состава. Сравнение Плутона и KBO 1993 SC показало, что по поверхностным элементам они крайне отличаются.

Водный лед сумели найти в 1996 TO66, 38628 Huya и 20000 Varuna, а кристаллический заметили в Кваваре.

Облако Оорта и за пределами Солнечной системы

Полагают, что это облако простирается на 2000-5000 а.е. и до 50000 а.е. от звезды. Внешний край может вытягиваться на 100000-200000 а.е. Облако делится на две части: сферическое внешнее (20000-50000 а.е.) и внутреннее (2000-20000 а.е.).

Во внешнем проживают триллионы тел с диаметром в километр и выше, а также миллиарды с шириной в 20 км. О массе нет точных сведений, но считают, что комета Галлея выступает типичным представителем. Общая масса облака – 3 х 10 25 км (5 земель).

Если ориентироваться на кометы, то большая часть облачных тел представлена этаном, водой, монооксидом углерода, метаном, аммиаком и цианидом водорода. Население на 1-2% состоит из астероидов.

Тела из пояса Койпера и Облака Оорта именуют транс-нептунианскими объектами (ТНО), потому что расположены дальше орбитального пути Нептуна.

Изучение Солнечной системы

Размеры Солнечной системы все еще кажутся необъятными, но наши знания значительно расширились с отправкой зондов в космическое пространство. Бум на изучение космического пространства начался в середине 20-го века. Теперь можно отметить, что ко всем солнечным планетам хотя бы раз приближались земные аппараты. Мы располагаем фото, видео, а также анализом почвы и атмосферы (у некоторых).

Первым искусственным космическим аппаратом стал советский Спутник-1. Его отправили в космос в 1957 году. Потратил несколько месяцев на орбите, собирая данные об атмосфере и ионосфере. В 1959 году присоединились США с Explorer-6, который впервые сделал снимки нашей планеты.

Эти аппараты предоставили огромный информационный массив о планетарных особенностях. На другой объект первым отправился Луна-1. Он промчался мимо нашего спутника в 1959 году. Маринер стала успешной миссией для полета к Венере в 1964 году, Маринер-4 в 1965 году прибыл к Марсу, а 10-й полет в 1974 году миновал Меркурий.

С 1970-х гг. начинается атака на внешние планеты. В 1973 году мимо Юпитера промчался Пионер-10, а следующая миссия посетила Сатурн в 1979-м. Настоящим прорывом стали Вояджеры, облетевшие крупных гигантов и их спутники в 1980-х гг.

Поясом Койпера занимается Новые Горизонты. В 2015 году аппарат успешно добрался к Плутону, прислав первые близкие снимки и много информации. Теперь он мчится к далеким ТНО.

Но мы жаждали сесть на другую планету, поэтому роверы и зонды стали направлять в 1960-х гг. Первым на лунную орбиту вышел Луна-10 в 1966 году. В 1971-м Маринер-9 установился возле Марса, а Верена-9 вращалась вокруг второй планеты в 1975-м.

Возле Юпитера впервые закружился Галилео в 1995-м, а возле Сатурна в 2004-м появился известный Кассини. MESSENGER и Dawn посетили Меркурий и Весту в 2011 году. А последний еще успел облететь карликовую планету Церера в 2015 году.

Первым приземлившимся на поверхность аппаратом стал Луна-2 в 1959-м. Далее шли посадки на Венеру (1966), Марс (1971), астероид 433 Эрос (2001), Титан и Темпель в 2005-м.

Сейчас управляемые аппараты побывали лишь на Марсе и Луне. Но первым роботизированным был Луноход-1 в 1970. На Марсе приземлились Spirit (2004), Opportunity (2004) и Curiosity (2012).

20-й век ознаменовался космической гонкой Америки и СССР. У Советов это была программа Восток. Первая миссия пришлась на 1961 году, когда Юрий Гагарин оказался на орбите. В 1963-м году полетела первая женщина – Валентина Терешкова.

В США развивали проект Меркурий, где также планировали вывести людей в космос. Первым американцем, вышедшим на орбиту, стал Алан Шепард в 1961. После окончания обеих программ, страны сосредоточились на долгосрочных и кратковременных полетах.

Главной целью стала высадка человека на Луну. СССР разрабатывали капсулу на 2-3 человека, а Близнецы пытались создать аппарат для безопасного лунного приземления. Закончилось тем, что в 1969-м Аполлон-11 удачно высадил на спутнике Нила Армстронга и Базза Олдрина. В 1972 году выполнили еще 5 высадок, и все были американцами.

Следующим вызовом стало создание космической станции и многоразовых аппаратов. Советы сформировали станции Салют и Алмаз. Первой станцией с большим числом экипажей стала Skylab НАСА. Первым поселением был советский Мир, функционирующий в 1989-1999-х гг. В 2001 году его сменила Международная космическая станция.

Единственным многоразовым кораблем был Колумбия, выполнивший несколько орбитальных пролетов. 5 шаттлов выполнили 121 миссию, а в 2011-м вышли на пенсию. Из-за несчастных случаев два шаттла потерпели крушение: Челленджер (1986) и Колумбия (2003).

В 2004 году Джордж Буш объявил о намерении возврата на Луну и покорении Красной планеты. Эту идею поддержал и Барак Обама. В итоге сейчас все силы потрачены на исследование Марса и планы по созданию человеческой колонии.

Ближайшая к Солнцу и наименьшая планета системы, всего 0.055% от размера Земли. 80% ее массы составляет ядро. Поверхность камениста, изрезана кратерами и воронками. Атмосфера сильно разрежена, состоит из углекислого газа. Температура солнечной стороны составляет +500оС, обратной стороны -120оС. Гравитационного и магнитного поля на Меркурии нет.

Венера

Венера обладает очень плотной атмосферой, состоящей из двуокиси углерода. Температура поверхности достигает 450оС, что объясняется постоянным парниковым эффектом, давление порядка 90 Атм. Размер Венеры равняется 0.815 размера Земли. Ядро планеты сложено из железа. На поверхности имеется небольшое количество воды, а также множество метановых морей. У Венеры отсутствуют спутники.

Планета Земля

Единственная во Вселенной планета, на которой существует жизнь. Почти 70% поверхности покрыто водой. Атмосфера состоит из сложной смеси кислорода, азота, углекислого и инертных газов. Гравитация планеты имеет идеальную величину. Если она была бы меньшей – кислород бы в , если большей – водород собрался бы на поверхности, и жизнь не смогла существовать.

Если увеличить расстояние от Земли до Солнца на 1% - океаны замерзнут, если уменьшить на 5% - вскипят.

Марс

Из-за большого содержания окиси железа в грунте, Марс имеет ярко красный цвет. Его размер в 10 раз меньший, чем земной. Атмосфера состоит из углекислого газа. Поверхность покрыта кратерами и потухшими вулканами, наивысший из которых Олимп, его высота составляет 21.2 км.

Юпитер

Наибольшая из планет Солнечной системы. Крупнее Земли в 318 раз. Состоит из смеси гелия и водорода. Внутри Юпитер разжарен, и поэтому в его атмосфере преобладают вихревые структуры. Имеет 65 известных спутников.

Сатурн

Структура планеты схожа с Юпитером, но прежде всего, Сатурн известен благодаря системе колец. Сатурн в 95 раз крупнее Земли, но его плотность наименьшая среди Солнечной системы. Его плотность приравнивается к плотности воды. Имеет 62 известных спутника.

Уран

Уран крупнее Земли в 14 раз. Уникален своим вращением «на боку». Наклон его оси вращения равняется 98о. Ядро Урана очень холодное, поскольку отдает все тепло в космос. Имеет 27 спутников.

Нептун

Крупнее Земли в 17 раз. Излучает большое количество тепла. Проявляет невысокую геологическую активность, на его поверхности находятся гейзеры из . Имеет 13 спутников. Планету сопровождают так званые «Нептунские троянцы», которые являются телами астероидного характера.