Планеты Солнечной системы
Согласно официальной позиции Международного астрономического союза (МАС), организации присваивающей имена астрономическим объектам, планет всего 8.
Плутон был исключен из разряда планет в 2006 году. т.к. в поясе Койпера находятся объекты которые больше/либо равны по размерам с Плутоном. Поэтому, даже если его принимать его за полноценное небесное тело, то тогда необходимо к этой категории присоединить Эриду, у которой с Плутоном почти одинаковый размер.
По определению MAC, есть 8 известных планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Все планеты делят на две категории в зависимости от их физических характеристик: земной группы и газовые гиганты.
Схематическое изображение расположения планет
Планеты земного типа
Меркурий
Самая маленькая планета Солнечной системы имеет радиус всего 2440 км. Период обращения вокруг Солнца, для простоты понимания приравненный к земному году, составляет 88 дней, при этом оборот вокруг собственной оси Меркурий успевает совершить всего полтора раза. Таким образом, его сутки длятся приблизительно 59 земных дней. Долгое время считалось, что эта планета все время повёрнута к Солнцу одной и той же стороной, поскольку периоды его видимости с Земли повторялись с периодичностью, примерно равной четырем Меркурианским суткам. Это заблуждение было развеяно с появлением возможности применять радиолокационные исследования и вести постоянные наблюдения с помощью космических станций. Орбита Меркурия – одна из самых нестабильных, меняется не только скорость перемещения и его удалённость от Солнца, но и само положение. Любой интересующийся может наблюдать этот эффект.
Меркурий в цвете, снимок космического аппарата MESSENGER
Близость к Солнцу стала причиной того, что Меркурий подвержен самым большим перепадам температуры среди планет нашей системы. Средняя дневная температура составляет около 350 градусов по Цельсию, а ночная -170 °C. В атмосфере выявлены натрий, кислород, гелий, калий, водород и аргон. Существует теория, что он был ранее спутником Венеры, но пока это остается недоказанным. Собственные спутники у него отсутствуют.
Венера
Вторая от Солнца планета, атмосфера которой почти полностью состоит из углекислого газа. Её часто называют Утренней звездой и Вечерней звездой, потому что она первой из звёзд становится видна после заката, так же как и перед рассветом продолжает быть видимой и тогда, когда все остальные звёзды скрылись из поля зрения. Процент диоксида углерода составляет в атмосфере 96%, азота в ней сравнительно немного – почти 4% и в совсем незначительном количестве присутствует водяной пар и кислород.
Венера в УФ спектре
Подобная атмосфера создает эффект парника, температура на поверхности из-за этого даже выше, чем у Меркурия и достигает 475 °C. Считается самой неторопливой, венерианские сутки длятся 243 земных дня, что почти равно году на Венере – 225 земных дней. Многие называют её сестрой Земли из-за массы и радиуса, значения которых очень близки к земным показателям. Радиус Венеры составляет 6052 км (0,85% земного). Спутников, как и у Меркурия, нет.
Третья планета от Солнца и единственная в нашей системе, где на поверхности есть жидкая вода, без которой не смогла бы развиться жизнь на планете. По крайней мере, жизнь в том виде, в котором мы её знаем. Радиус Земли равен 6371 км и, в отличие от остальных небесных тел нашей системы, более 70% её поверхности покрыто водой. Остальное пространство занимают материки. Ещё одной особенностью Земли являются тектонические плиты, скрытые под мантией планеты. При этом они способны перемещаться, хоть и с очень малой скоростью, что со временем вызывает изменение ландшафта. Скорость перемещения планеты по ней – 29-30 км/сек.
Наша планета из космоса
Один оборот вокруг своей оси занимает почти 24 часа, причем полное прохождение по орбите длится 365 суток, что намного больше в сравнении с ближайшими планетами-соседями. Земные сутки и год также приняты как эталон, но сделано это лишь для удобства восприятия временных отрезков на остальных планетах. У Земли имеется один естественный спутник – Луна.
Марс
Четвёртая планета от Солнца, известная своей разрежённой атмосферой. Начиная с 1960 года, Марс активно исследуется учеными нескольких стран, включая СССР и США. Не все программы исследования были успешными, но найденная на некоторых участках вода позволяет предположить, что примитивная жизнь на Марсе существует, или существовала в прошлом.
Яркость этой планеты позволяет видеть его с Земли без всяких приборов. Причем раз в 15-17 лет, во время Противостояния, он становится самым ярким объектом на небе, затмевая собой даже Юпитер и Венеру.
Радиус почти вдвое меньше земного и составляет 3390 км, зато год значительно дольше – 687 суток. Спутников у него 2 — Фобос и Деймос.
Наглядная модель Солнечной системы
Внимание ! Анимация работает только в браузерах поддерживающих стандарт -webkit (Google Chrome, Opera или Safari).
Солнце
Солнце является звездой, которая представляет собой горячий шар из раскаленных газов в центре нашей Солнечной системы. Его влияние простирается далеко за пределы орбит Нептуна и Плутона. Без Солнца и его интенсивной энергии и тепла, не было бы жизни на Земле. Существуют миллиарды звезд, как наше Солнце, разбросанных по галактике Млечный Путь.
Меркурий
Выжженный Солнцем Меркурий лишь немного больше, чем спутник Земли Луна. Подобно Луне, Меркурий практически лишен атмосферы и не может сгладить следы воздействия от падения метеоритов, поэтому он как и Луна покрыт кратерами. Дневная сторона Меркурия очень сильно нагревается на Солнце, а на ночной стороне температура падает на сотни градусов ниже нуля. В кратерах Меркурия, которые расположены на полюсах, существует лед. Меркурий совершает один оборот вокруг Солнца за 88 дней.
Венера
Венера это мир чудовищной жары (еще больше чем на Меркурии) и вулканической активности. Аналогичная по структуре и размеру Земле, Венера покрыта толстой и токсичной атмосферой, которая создает сильный парниковый эффект. Этот выжженной мир достаточно горячий, чтобы расплавить свинец. Радарные снимки сквозь могучую атмосферу выявили вулканы и деформированные горы. Венера вращается в противоположном направлении, от вращения большинства планет.
Земля — планета океан. Наш дом, с его обилием воды и жизни делает его уникальным в нашей Солнечной системе. Другие планеты, в том числе несколько лун, также имеют залежи льда, атмосферу, времена года и даже погоду, но только на Земле все эти компоненты собрались вместе таким образом, что стало возможным существование жизнь.
Марс
Хотя детали поверхности Марса трудно увидеть с Земли, наблюдения в телескоп показывают, что на Марсе существуют сезоны и белые пятна на полюсах. В течение многих десятилетий, люди полагали, что яркие и темные области на Марсе это пятна растительности и что Марс может быть подходящим местом для жизни, и что вода существует в полярных шапках. Когда космический аппарат Маринер-4, прилетел у Марсу в 1965 году, многие из ученых были потрясены, увидев фотографии мрачной планеты покрытой кратерами. Марс оказался мертвой планетой. Более поздние миссии, однако, показали, что Марс хранит множество тайн, которые еще предстоит решить.
Юпитер
Юпитер — самая массивная планета в нашей Солнечной системе, имеет четыре больших спутника и множество небольших лун. Юпитер образует своего рода миниатюрную Солнечную систему. Чтобы превратится в полноценную звезду, Юпитеру нужно было стать в 80 раз массивнее.
Сатурн
Сатурн — самая дальняя из пяти планет, которые были известны до изобретения телескопа. Подобно Юпитеру, Сатурн состоит в основном из водорода и гелия. Его объем в 755 раз больше, чем у Земли. Ветры в его атмосфере достигают скорости 500 метров в секунду. Эти быстрые ветра в сочетании с теплом, поднимающимся из недр планеты, вызывают появление желтых и золотистых полос, которые мы видим в атмосфере.
Уран
Первая планета найденная с помощью телескопа, Уран был открыт в 1781 году астрономом Уильямом Гершелем. Седьмая планета от Солнца настолько далека, что один оборот вокруг Солнца занимает 84 года.
Нептун
Почти в 4,5 млрд. километрах от Солнца вращается далекий Нептун. На один оборот вокруг Солнца у него уходит 165 лет. Он невидим невооруженным глазом из-за его огромного расстояния от Земли. Интересно, что его необычная эллиптическая орбита, пересекается с орбитой карликовой планеты Плутона из-за чего Плутон находится внутри орбиты Нептуна порядка 20 лет из 248 за которые совершает один оборот вокруг Солнца.
Плутон
Крошечный, холодный и невероятно далекий Плутон был открыт в 1930 году и долго считался девятой планетой. Но после открытий подобных Плутону миров, которые находились еще дальше, Плутон был переведен в категорию карликовых планет в 2006 году.
Планеты — гиганты
Существуют четыре газовых гиганта, располагающихся за орбитой Марса: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Они находятся во внешней Солнечной системе. Отличаются своей массивностью и газовым составом.
Планеты солнечной системы, масштаб не соблюден
Юпитер
Пятая по счёту от Солнца и крупнейшая планета нашей системы. Радиус её – 69912 км, она в 19 раз больше Земли и всего в 10 раз меньше Солнца. Год на Юпитере не самый долгий в солнечной системе, длится 4333 земных суток (неполных 12 лет). Его же собственные сутки имеют продолжительность около 10 земных часов. Точный состав поверхности планеты пока определить не удалось, однако известно, что криптон, аргон и ксенон имеются на Юпитере в гораздо больших количествах, чем на Солнце.
Существует мнение, что один из четырёх газовых гигантов на самом деле – несостоявшаяся звезда. В пользу этой теории говорит и самое большое количество спутников, которых у Юпитера много – целых 67. Чтобы представить себе их поведение на орбите планеты, нужна достаточно точная и чёткая модель солнечной системы. Самые крупные из них – Каллисто, Ганимед, Ио и Европа. При этом Ганимед является крупнейшим спутником планет во всей солнечной системе, радиус его составляет 2634 км, что на 8% превышает размер Меркурия, самой маленькой планеты нашей системы. Ио отличается тем, что является одним из трёх имеющих атмосферу спутников.
Сатурн
Вторая по размерам планета и шестая по счёту в Солнечной системе. В сравнении с остальными планетами, наиболее схожа с Солнцем составом химических элементов. Радиус поверхности равен 57350 км, год составляет 10 759 суток (почти 30 земных лет). Сутки здесь длятся немногим дольше, чем на Юпитере – 10,5 земных часов. Количеством спутников он ненамного отстал от своего соседа – 62 против 67. Самым крупным спутником Сатурна является Титан, так же, как и Ио, отличающийся наличием атмосферы. Немного меньше него по размеру, но от этого не менее известные – Энцелад, Рея, Диона, Тефия, Япет и Мимас. Именно эти спутники являются объектами для наиболее частого наблюдения, и потому можно сказать, что они наиболее изучены в сравнении с остальными.
Долгое время кольца на Сатурне считались уникальным явлением, присущим только ему. Лишь недавно было установлено, что кольца имеются у всех газовых гигантов, но у остальных они не настолько явно видны. Их происхождение до сих пор не установлено, хотя существует несколько гипотез о том, как они появились. Кроме того, совсем недавно было обнаружено, что неким подобием колец обладает и Рея, один из спутников шестой планеты.
Вопросы:
1. Строение и состав Солнечной системы.
2. Рождение Солнечной системы.
3. Планеты Земной группы: Меркурий, Венера, Марс.
4. Планеты Юпитерианской группы.
5. Луна - спутник Земли.
1. Строение и состав Солнечной системы
Солнечная система является частицей в галактике Млечный путь.
Солнечная система – это спаянная силами взаимного притяжения система небесных тел. Планеты, входящие в систему движутся почти в одной плоскости и в одном направлении по эллиптической орбите.
О существовании Солнечной системы впервые заявил в 1543 г. польский астроном Николай Коперник, опровергнув господствовавшее на протяжении нескольких веков представление, что Земля – центр Вселенной.
Центром Солнечной системы является рядовая звезда Солнце, в котором сосредоточена основная масса вещества системы. Ее масса в 750 раз превосходит массу всех планет Солнечной системы и в 330000 раз – массу Земли. Под воздействием гравитационного притяжения Солнца планеты образуют группу, вращаясь вокруг своей оси (каждая со своей скоростью) и совершая оборот вокруг Солнца, не отклоняясь от своей орбиты. Эллиптические орбиты планет находятся на разных расстояниях от нашей звезды.
Порядок расположения планет:
Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
По физическим характеристикам крупные 8 планет разделяются на две группы: Земля и сходные с ней Меркурий, Марс и Венера. Во вторую группу входят планеты гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Самая далекая планета Плутон, как и обнаруженные еще 3 планеты с 2006 г. относят к малым планетам Солнечной системы.
Планеты 1 группы (земного типа) состоят из плотных пород, а второй – из газа, льда и других частиц.
2. Рождение Солнечной системы.
Во внутренних разогретых областях образовывались плотные глыбы и срастались друг с другом, образуя планеты земного типа. Пыльные частицы сталкивались, разбивались и вновь слипались, образуя глыбы. Они были слишком малы, обладали маленьким гравитационным полем и не могли притянуть к себе легкие газы водород и гелий. Вследствие этого планеты 1-го типа небольшие по объему, но очень плотные.
Дальше от центра диска температура была значительно ниже. Летучие вещества налипали на пылевые частицы. Большое содержание водорода и гелия послужило основой для образования планет-гигантов. Образовавшиеся там планеты притягивали к себе газы. В настоящее время они также имеют обширные атмосферы.
Часть газопылевого облака превратилось в метеориты и кометы. Постоянная бомбардировка метеоритами космических тел – продолжение процесса образования Вселенной.
Как возникла Солнечная система
3. Планеты Земной группы: Меркурий, Венера, Марс.
Все планеты земной группы имеют литосферу – твердую оболочку планеты, включающую земную кору и часть мантии.
Венера, Марс, как и Земля имеют атмосферу, по наличию химических элементов сходную между собой. Разница заключается только в концентрации веществ. На Земле атмосфера изменилась благодаря деятельности живых организмов. Основу атмосферы Венеры и Марса составляет углекислый газ – 95%, а Земли – азот. Плотность атмосферы Земли в 100 раз меньше Венеры и в 100 раз больше Марса. Облака Венеры – концентрированная серная кислота. Большое количество углекислого газа способно создавать парниковый эффект, поэтому там такие высокие температуры.
планета Х-ка атмосфер | Венера | Земля | Марс |
|||
Основные составляющие атмосферы | N 2 O 2 CO 2 H 2 O | 3-5% 0,0 01 95 -97 0 , 01-0 , 1 0 , 01 | N 2 O 2 CO 2 H 2 O |
0,03 0,1-1 0,93 | N 2 O 2 CO 2 H 2 O | 2-3% 0,1-0,4 0,001-0,1 |
Давление у поверхности (атм.) | 0,006 |
|||||
Температура на поверхности (ср. шир.) | От + 40 до -30 о С | От 0 до - 70 о С |
||||
Cравнение величин планет земной группы (слева направо -Меркурий, Венера, Земля, Марс)
Меркурий.
Расстояние до Солнца: 57,9 млн. км
Диаметр: 4.860 км
Период вращения вокруг оси (сутки): 176
Пер. обращения вокруг Солнца (год): 88 сут.
Температура: + 350-426 о С на солнечной стороне и - 180 о С на ночной.
Атмосферы почти нет, есть очень слабое магнитное поле.
Средняя скорость движения планеты по орбите — 48 км/с, постоянно меняется. Ось вращения планеты находится под почти прямым углом к плоскости орбиты. Поверхность Меркурия похожа на Луну. Поверхность формировалась вулканической деятельностью и метеоритными ударами из-за отсутствия атмосферы. Размеры кратеров от нескольких метров до сотен км в поперечнике. Самый большой кратер на Меркурии назван в честь великого голландского живописца Рембрандта, его поперечник составляет 716 км. В телескоп наблюдаются фазы как у Луны. Есть низменности – «моря» и неровные возвышенности – «материки». Горные хребты достигают высоты несколько километров. Небо на Меркурии черное из-за сильно разряженной атмосферы, которой почти нет.
Меркурий имеет крупное железное ядро, каменную мантию и кору.
Венера.
Расстояние до Солнца: 108 млн. км
Диаметр 12104 км
243 сут.
225 сут.
Ось вращения вертикальная
Температура: средняя + 464 о С.
Атмосфера: СО 2 97%.
Вращается по часовой стрелке
На Венере есть обширные плоскогорья, расположенные на них горные массивы поднимаются на высоту 7-8 км. Самые высокие горы – 11 км. Имеются следы тектонической и вулканической деятельности. Около 1000 кратеров метеоритного происхождения. 85% поверхности планеты занимают вулканические равнины.
Поверхность Венеры скрыта плотным облачным слоем из серной кислоты. На темном оранжевом небе едва заметно солнце. По ночам звезд совсем не видно. Облака обходят вокруг планеты за 4-5 дней. Толщина атмосферы 250 км.
Строение Венеры: твердое металлическое ядро, силикатная мантия и кора. Магнитное поле почти отсутствует.
Марс.
Расстояние до Солнца: 228 млн. км
Диаметр: 6794 км
Период вращения вокруг оси (сутки): 24 ч 37 мин
Пер. обращения вокруг Солнца (год): 687 суток
Температура: Средняя - 60 о С; на экваторе 0 о С; на полюсах - 140 о С
Атмосфера: СО 2, давление в 160 раз меньше Земного.
Спутники: Фобос, Деймос.
Наклон оси Марса 25 градусов.
На поверхности Марса можно выделить «моря» д. 2000 км и возвышенные области – «материки». Помимо метеоритных кратеров обнаружены гигантские вулканические конусы высотой 15-20 км, диаметр которых достигает 500-600 км - гора Олимп. Долина Маринер - гигантский каньон, видимый из космоса. Обнаружены горные цепи и каньоны. Осыпи, дюны и другие образования атмосферной эрозии говорят о пыльных бурях. Красная окраска марсианской пыли – наличие оксида железа (вещество лимонит). Долины, похожие на русла высохших рек свидетельствуют, что на Марсе когда-то было теплее и существовала вода. Она и сейчас есть в полярных льдах. А кислород – в оксидах.
В северном полушарии Марса обнаружен самый крупный метеоритный кратер в Солнечной системе. Его длина — 10,6 тыс. км, а ширина — 8,5 тыс. км.
Смена времен года вызывает таяние марсианских ледников, сопровождающаяся выделение углекислоты и повышением давления в атмосфере. Вследствие появляются ветры и ураганы, скорость которых достигает 10-40, а иногда 100 м/с.
Строение Марса: есть железное ядро, мантия и кора.
У Марса есть два спутника, имеющих неправильную форму. Они состоят из богатой углеродом породы и считаются астероидами, захваченными притяжением Марса. Поперечник Фобоса составляет около 27 км. Это наиболее крупный и близкий к Марсу спутник. Поперечник Деймоса – около 15 км.
4. Планеты Юпитерианской группы
Расстояние до Солнца: 778 млн. км
Диаметр: 143 тыс. км
Период вращения вокруг оси (сутки): 9 ч 50 мин
Пер. обращения вокруг Солнца (год): » 12 лет
Температура: –140 о С
Атмосфера: Водород, метан, аммиак, гелий.
Кольцо из пыли и камней еле заметно
Спутники: 67 – Ганимед, Ио, Европа, Каллисто и др.
Планета очень быстро вращается. Ось слегка наклонена. Строение:
жидкий водород, жидкий металлический водород, железное ядро.
Атмосфера газовая: на 87% состоит из водорода, присутствует аммиак и гелий. Высокое давление. Облака из аммиака красноватого цвета, сильные грозы. Толщина облачного слоя 1000 км. Скорость ветра 100 м/с (650 км/ч), циклоны (Большое Красное Пятно шириной 30 тыс. км). Планета излучает тепло, но в центре не происходит термоядерных реакций, как на Солнце.
Быстрое вращение Юпитера и тепло, исходящее изнутри, порождают мощные атмосферные движения. В атмосфере возникают пояса с различным давлением (полосы), бушуют ураганы. Поверхность – жидкий водород с температурой –140 оС, бурлящий. Плотность в 4 раза меньше плотности воды – 1330 кг/м3. Внутри водородного океана температура +11.000 оС. Сжиженный водород под большим давлением становится металлическим (очень плотным), создает сильное магнитное поле. Температура ядра 30 тыс. оС, состоит из железа.
Юпитер имеет еле заметное кольцо, состоящее из пыли и камней. Отражаясь от кольца, солнечный свет создает гало – свечение. Разглядеть кольцо в телескоп нельзя – оно перпендикулярно.
По данным на январь 2012 года, у Юпитера известно 67 спутников — наибольшее значение среди планет Солнечной системы. Самые крупные:
Ио
– самый близкий, совершает оборот вокруг Юпитера за 42,5 ч. Плотность высока, в ядре есть железо. По объему похож на Луну. Ио – вулканически активна, наблюд. 12 действующих вулканов. Соединения серы окрасили поверхность в желто-оранжевый цвет. Температура поверхности около вулканов 300 оС. В оранжевых берегах колышутся черные моря расплавленной серы. Обращена к Юпитеру всегда одной стороной. Образует 2 приливных горба вследствие силы тяготения, которые перемещаются, что привело к разогреву недр.
Европа
меньше Ио. Имеет гладкую поверхность, состоящую из замерзшего водяного льда, испещренного трещинами и полосами. Ядро силикатное, кратеров мало. Европа по возрасту молода – ок 100 млн. лет.
Ганимед
– самый крупный спутник Солнечной системы. Его радиус 2.631 км. 4% поверхности – это ледяная кора, покрытая кратерами. Возраст как Ио. Имеет каменное ядро и м;антию из водяного льда. На поверхности лежит каменно-ледяная пыль.
Каллисто – 2-й по величине спутник Юпитера. Поверхность ледяная, густо испещрена кратерами, похожа на Ганимед.
Все спутники обращены к Юпитеру одной стороной.
Сатурн
Расстояние до Солнца: 9,54 а.е. (1 астрономическая единица а.е.=150 млн км - расстояние от Земли до Солнца, используется для больших расстояний)
Диаметр:
120.660 км
Период вращения вокруг оси (сутки): 10,2 ч
Пер. обращения в округ Солнца (год): » 29,46 лет
Температура: –180 о С
Атмосфера: Водород 93%, метан, аммиак, гелий.
Поверхность из жидкого водорода и гелия
Спутники: 62 .
Сатурн - газовый шар светло-желтого цвета, состоит из водорода и гелия (в основном жидкий молекулярный водород). Из-за быстрого вращения шар сильно сплюснут у полюсов. День – 10 ч 16 мин. Ядро состоит из железа. Сатурн имеет сильное магнитное поле, генерируемое металлическим водородом в мантии. Поверхность Сатурна – жидкий водород. У поверхности концентрируются кристаллы аммиака, которые мешают из космоса видеть поверхность.
Строение: ядро, жидкий металлический водород, жидкий водород, атмосфера.
Структура атмосферы почти как у Юпитера. Она состоит из 94-93% водорода, гелия, аммиака, метана, воды, примесей фосфора и других элементов. Наблюдаются полосы, параллельные экватору – гигантские атмосферные течения, скорость которых 500 м/с.
Сатурн имеет кольца – остатки огромного околопланетного облака, состоящие из пылинок, льда и камней. Кольца моложе планеты. Полагают, что это остатки взорвавшихся спутника или кометы, захваченные Сатурном. Полосатость определена составом колец. Кольца колышутся и изгибаются под гравитационным напором спутников. Скорость частиц 10 км/с. Комья постоянно сталкиваются и рассыпаются, слипаясь вновь. Их структура рыхлая. Толщина колец – 10-20 м, а ширина – 60 тыс. км.
У Сатурна 62 спутника, состоящих из водяного льда светлого цвета. Спутники обращены к Сатурну всегда одной стороной. Мимас имеет огромный кратер шириной 130 км, Тефия имеет два своих спутника, а Диона – один. Самый крупный спутник Сатурна – Титан. (2-й после Ганимеда). Его диаметр 5.150 км (больше Меркурия). По строению он похож на Юпитерианские: каменное ядро и ледяная мантия. Обладает мощной атмосферой из азота и метана. Поверхность – океан из метана -180 оС. Феба – дальний спутник Сатурна, вращается в обратном направлении.
Уран
Диаметр: 51.200 км
Период вращения вокруг оси (сутки): » 17ч
Пер . обращен ия вокруг Солнца (год): 84 года
Температура: –218 оС
Атмосфера: водород и гелий - основные компоненты, метан, аммиак и др.
Поверхность из жидкого водорода и метана
Кольца - 9 (11) рядов
Спутники: 27 – Миранда, Ариэль, Титания, Оберон, Умбриэль и др.
Планета зелено-голубого цвета. Это обусловлено наличием в атмосфере метана. Метан поглощает красные лучи, а отражает голубые и зеленые. Атмосфера состоит из водорода, гелия и метана. Ее толщина 8 тыс. км. Поверхность скрыта от наблюдения из-за метановой дымки. Скорость облаков в атмосфере – 10 м/с. Мантия Урана представляет собой замерзший океан, состоящий из воды, аммиака и метана. Давление 200 тыс. земных атмосфер. Температура около - 200 оС. Железо-силикатное ядро имеет температуру 7.000°С.
Уран имеет сильное магнитное поле. Наклон оси 98 °. Уран имеет 27 спутников, движущихся перпендикулярно орбите эклиптики. Самые далекие Оберон и Титания имеют ледяную поверхность.
У Урана есть узкие черные кольца, расположенные в 9 рядов. Они состоят из камня. Толщина – десятки метров, радиусом 40-50 тыс. км.
Спутники:
14
– Тритон, Нереида и др.
По строению и составу похож на Уран: ядро, ледяная мантия и атмосфера. Имеет сильное магнитное поле. Атмосфера содержит много водорода, гелий, а также больше метана, чем Уран, поэтому планета голубого цвета. Заметны атмосферные циклоны – Большое Темное Пятно с белыми облаками по краям. На Нептуне самые сильные ветры в Солнечной системе – 2200 км/ч.
Нептун имеет 14 спутников. Тритон движется в противоположном направлении по отношению к Нептуну. Его диаметр 4950 км. Имеет атмосферу, температура поверхности – 235-238 °С. Вулканически активен – гейзеры.
Нептун имеет 4 разряженных узких кольца, которые нам видны в виде дуг, т.к. возможно вещество распределено неравномерно. Кольца состоят из ледяных частиц или силикатов красноватого цвета.
Строение: железное ядро, ледяная мантия и атмосфера (водород, гелий, метан).
Плутон – это каменный шар, поверхность которого покрыта замерзшими газами - метановым льдом сероватого цвета. Диаметр планеты
2290 км
. Атмосфера из метана и азота сильно разряжена. Единственный спутник Плутона по сравнению с планетой очень велик (Харон). Состоит из водяного льда и скальных пород красноватого цвета. Температура поверхности – 228 - 206°С. На полюсах – шапки из замерзших газов. Солнце с поверхности Плутона и Харона видится в
1000 раз меньше, чем с Земли.
5. Луна – спутник Земли
Единственный спутник Земли – Луна отстает от нее на 385.000 км. Светится отраженным свечением. Вдвое меньше Плутона и почти с Меркурий. Диаметр Луны 3474 км (более ¼ Земли). Масса 1/81 массы Земли (7,34х1022 кг), а сила притяжения составляет 1/6 земного притяжения. Возраст Луны 4,36 млрд. лет. Магнитного поля нет.
Полный оборот вокруг Земли Луна совершает за 27 суток 7 час 43 мин. День длится 2 земных недели. На Луне нет воды и воздуха, поэтому лунным днем температура + 120 оС, а ночью падает до – 160 оС.
Луна имеет ядро и толстую кору толщиной около 60 км. Следовательно, Луна и Земля имеют схожее происхождение. Анализ грунта, доставленного американскими астронавтами на космическом корабле «Аполлон» показал, что в его состав входят минералы, схожие с земными. Грунт беднее по количеству минералов, т.к. отсутствует вода, которая создает оксиды.
Образцы лунной породы свидетельствуют, что она образовалась из расплавленной, остывшей и кристаллизовавшейся массы. Лунный грунт – реголит – мелкораздробленное вещество, образовавшееся в результате постоянной бомбардировкой поверхности космическими телами. Поверхность Луны испещрена кратерами (их 30 тыс). Один из крупных кратеров находится на обратной стороне спутника, в диаметре достигает 80 км. Кратеры названы в честь известных ученых, деятелей разных эпох: Платон, Аристотель, Коперник, Галилей, Ломоносов, Гагарин, Павлов и др.
Светлые области Луны называются «сушей», а темные – впадины – «морями» (Океан Бурь, Море Дождей, Море Спокойствия, Залив Зноя, Море Кризисов и др.). Есть на Луне горы и даже горные хребты. Они названы, как и на Земле: Альпы, Карпаты, Кавказ, Пиренеи.
На Луне можно наблюдать растрескивания поверхности из-за резких перепадов температур, лунотрясения. В трещинах – застывшая лава.
Существует три гипотезы происхождения Луны.
1. «Захват». Пролетавшее мимо космическое тело было захвачено силами притяжения Земли и превратилось в спутник.
2. «Сестры». Земля и Луна образовались из одного сгустка материи, но развивались каждая сама по себе в непосредственной близости друг от друга.
3. «Мать и дочь». Когда-то часть материи отделилась от Земли, оставив глубокую впадину (на месте Тихого океана). Космические снимки поверхности Луны и анализ грунта показывают, что он образовался под воздействием высоких температур в результате удара космических тел. Значит, этот отрыв произошел очень давно. По этой гипотезе 4 млрд. лет назад в Землю врезался огромный астероид или небольшая планета. Отбитые куски земной коры и «странник» разлетелись обломками в пространство. Под действием сил тяготения со временем образовался спутник. Верность этой гипотезы доказывает два факта: небольшое количество железа на Луне и наличие двух пылевых спутников, вращающихся по лунной орбите (обн. в 1956 г.).
Происхождение Луны
Луна тоже влияет на Землю. Она влияет на наше самочувствие, вызывает приливы и отливы. Это связано с усилением действия Луны Солнцем, когда они находятся в одной плоскости.
Лунный облик постоянно меняется. Это связано с различным положением Луны относительно светила.
Полный цикл фазы Луна проходит за 29,5 дней. Каждая фаза длится около недели.
1. Новолуние – Луна не видна.
2. Первая четверть – от тонкого полумесяца справа до полукруга.
3. Полнолуние – круглая Луна.
4. Последняя четверть – уменьшение от половины до узкого полумесяца.
Затмение Луны
происходит, когда Земля оказывается на прямой линии между Солнцем и Луной. Луна находится в тени Земли. Земная атмосфера пропускает к Луне только красные лучи, поэтому Луна видится красной. Это явлене длится примерно полтора часа.
Затмение Солнца происходит, когда Луна закрывает своим диском Солнце. Полное затмение в одной точке земного шара бывает редко. Можно видеть частичные солнечные затмения, которые встречаются чаще. Тень Луны имеет длину 250 км . Длительность 7 мин 40 сек.
Наша Земля входит в число 8 больших планет, обращающихся вокруг Солнца. Именно в Солнце сосредоточена основная часть вещества Солнечной системы. Масса Солнца в 750 раз превосходит массу всех планет и в 330 000 раз - массу Земли. Под действием силы его притяжения происходит движение планет и всех других тел Солнечной системы вокруг Солнца.
Расстояния между Солнцем и планетами во много раз превосходят их размеры, и нарисовать такую схему, на которой соблюдался бы единый масштаб для Солнца, планет и расстояний между ними, практически невозможно. Диаметр Солнца в 109 раз больше, чем Земли, а расстояние между ними примерно во столько же раз больше диаметра Солнца. К тому же расстояние от Солнца до последней планеты Солнечной системы (Нептуна) в 30 раз больше, чем расстояние до Земли. Если изобразить нашу планету в виде кружочка диаметром 1 мм, то Солнце окажется на расстоянии около 11 м от Земли, а его диаметр будет примерно 11 см. Орбита Нептуна будет показана окружностью радиусом 330 м. Поэтому обычно приводят не современную схему Солнечной системы, а лишь рисунок из книги Коперника «Об обращении небесных кругов» с иными, весьма приблизительными пропорциями.
По физическим характеристикам большие планеты разделяются на две группы. Одну из них - планеты земной группы - составляют Земля и сходные с ней Меркурий, Венера и Марс. Во вторую входят планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун (табл. 1).
Таблица 1
Расположение и физические характеристики больших планет
До 2006 г. самой далекой от Солнца большой планетой считался Плутон. Теперь он вместе с другими объектами подобного размера - давно известными крупными астероидами (см. § 4) и объектами, обнаруженными на окраинах Солнечной системы, - относится к числу планет-карликов.
Разделение планет на группы прослеживается по трем характеристикам (масса, давление, вращение), но наиболее четко - по плотности. Планеты, принадлежащие к одной и той же группе, по плотности различаются между собой незначительно, в то время как средняя плотность планет земной группы примерно в 5 раз больше средней плотности планет-гигантов (см. табл. 1).
Большая часть массы планет земной группы приходится на долю твердых веществ. Земля и другие планеты земной группы состоят из оксидов и других соединений тяжелых химических элементов: железа, магния, алюминия и других металлов, а также кремния и других неметаллов. На долю четырех наиболее обильных в твердой оболочке нашей планеты (литосфере) элементов - железа, кислорода, кремния и магния - приходится свыше 90 % ее массы.
Малая плотность планет-гигантов (у Сатурна она меньше плотности воды) объясняется тем, что они состоят в основном из водорода и гелия, которые находятся преимущественно в газообразном и жидком состояниях. Атмосферы этих планет содержат также соединения водорода - метан и аммиак. Различия между планетами двух групп возникли уже на стадии их формирования (см. § 5).
Из планет-гигантов лучше всего изучен Юпитер, на котором даже в небольшой школьный телескоп видны многочисленные темные и светлые полосы, тянущиеся параллельно экватору планеты. Так выглядят облачные образования в его атмосфере, температура которых всего -140 °C, а давление примерно такое же, как у поверхности Земли. Красновато-коричневый цвет полос объясняется, видимо, тем, что, помимо кристаллов аммиака, составляющих основу облаков, в них содержатся различные примеси. На снимках, полученных космическими аппаратами, видны следы интенсивных и иногда устойчивых атмосферных процессов. Так, уже свыше 350 лет на Юпитере наблюдают атмосферный вихрь, получивший название Большое Красное Пятно. В земной атмосфере циклоны и антициклоны существуют в среднем около недели. Атмосферные течения и облака зафиксированы космическими аппаратами и на других планетах-гигантах, хотя развиты они в меньшей степени, чем на Юпитере.
Строение. Предполагают, что по мере приближения к центру планет-гигантов водород вследствие возрастания давления должен переходить из газообразного в газожидкое состояние, при котором сосуществуют его газообразная и жидкая фазы. В центре Юпитера давление в миллионы раз превышает атмосферное давление, существующее на Земле, и водород приобретает свойства, характерные для металлов. В недрах Юпитера металлический водород вместе с силикатами и металлами образует ядро, которое по размерам примерно в 1,5 раза, а по массе в 10-15 раз превосходит Землю.
Масса. Любая из планет-гигантов превосходит по массе все планеты земной группы, вместе взятые. Самая крупная планета Солнечной системы - Юпитер больше самой крупной планеты земной группы - Земли по диаметру в 11 раз и по массе в 300 с лишним раз.
Вращение. Отличия между планетами двух групп проявляются и в том, что планеты-гиганты быстрее вращаются вокруг оси, и в числе спутников: на 4 планеты земной группы приходится всего 3 спутника, на 4 планеты-гиганта - более 120. Все эти спутники состоят из тех же веществ, что и планеты земной группы, - силикатов, оксидов и сульфидов металлов и т. д., а также водяного (или водно-аммиачного) льда. Помимо многочисленных кратеров метеоритного происхождения, на поверхности многих спутников обнаружены тектонические разломы и трещины их коры или ледяного покрова. Самым удивительным оказалось открытие на ближайшем к Юпитеру спутнике Ио около десятка действующих вулканов. Это первое достоверное наблюдение вулканической деятельности земного типа за пределами нашей планеты.
Кроме спутников, планеты-гиганты имеют еще и кольца, которые представляют собой скопления небольших по размеру тел. Они так малы, что в отдельности не видны. Благодаря их обращению вокруг планеты кольца кажутся сплошными, хотя сквозь кольца Сатурна, например, просвечивают и поверхность планеты, и звезды. Кольца располагаются в непосредственной близости от планеты, где не могут существовать крупные спутники.
| |
1. Земля - планета солнечной системы
§ 2. Планеты земной группы. Система земля - луна
Солнечная система - это центральная звезда Солнце и все космические тела, которые вращаются вокруг нее.
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.
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
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.
> 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.