Издавна внимание людей привлекает космос. Планеты Солнечной системы астрономы начали изучать еще в средние века, рассматривая их в примитивные телескопы. Но тщательную классификацию, описание особенностей строения и движения небесных тел стало возможно сделать только в 20 веке. С появлением мощного оборудования, оснащенных по последнему слову техники обсерваторий и космических кораблей было открыто несколько ранее неизвестных объектов. Теперь каждый школьник может перечислить все планеты Солнечной системы по порядку. Почти на все из них опускался космический зонд, а человек пока побывал только на Луне.
Вселенная огромна и включает в себя множество галактик. Наша Солнечная система входит в состав галактики в которой более 100 миллиардов звезд. Но очень мало таких, которые похожи на Солнце. В основном все они - красные карлики, которые и по размеру меньше него, и светят не так ярко. Ученые высказали предположение, что Солнечная система образовалась после возникновения Солнца. Его огромное поле притяжения захватило газо-пылевое облако, из которого в результате постепенного охлаждения образовались частички твердого вещества. Со временем из них сформировались небесные тела. Считается, что Солнце сейчас пребывает на середине своего жизненного пути, поэтому существовать оно, равно как и все зависимые от него небесные тела, будет еще несколько миллиардов лет. Ближний космос астрономами изучен давно, и любой человек знает, какие существуют планеты Солнечной системы. Фото их, сделанные с космических спутников, можно найти на страницах всевозможных информационных ресурсов, посвященных данной тематике. Все небесные тела удерживаются сильным полем притяжения Солнца, которое составляет более 99 % объема Солнечной системы. Крупные небесные тела вращаются вокруг светила и вокруг своей оси в одном направлении и в одной плоскости, которую называют плоскостью эклиптики.
В современной астрономии принято считать небесные тела, начиная от Солнца. В 20 веке была создана классификация, в которую входит 9 планет Солнечной системы. Но последние исследования космоса и новейшие открытия подтолкнули ученых к пересмотру многих положений в астрономии. И в 2006 году на международном конгрессе, из-за своих маленьких размеров (карлик, в диаметре не превышающий трех тыс. км), Плутон был исключен из числа классических планет, и их осталось восемь. Теперь строение нашей Солнечной системы приняло симметричный, стройный вид. Она включает в себя четыре планеты земной группы: Меркурий, Венеру, Землю и Марс, потом идет пояс астероидов, после него следуют четыре планеты-гиганта: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. На окраине Солнечной системы тоже проходит который ученые назвали поясом Койпера. Именно в нем и расположен Плутон. Эти места еще мало изучены из-за своей отдаленности от Солнца.
Что же позволяет отнести эти небесные тела к одной группе? Перечислим основные характеристики внутренних планет:
Что же касается внешних планет, или газовых гигантов, то им присущи такие схожие характеристики:
Расположен он ближе всех к Солнцу. Поэтому с его поверхности светило выглядит в три раза большим, нежели с Земли. Этим же объясняются сильные перепады температур: от -180 до +430 градусов. Меркурий очень быстро движется по орбите. Может, поэтому он получил такое название, ведь в греческой мифологии Меркурий - это вестник богов. Здесь практически нет атмосферы, и небо всегда черное, но Солнце светит очень ярко. Впрочем, на полюсах есть места, куда его лучи не попадают никогда. Этот феномен можно объяснить наклоном оси вращения. Воды на поверхности не нашли. Это обстоятельство, а также аномально высокая дневная температура (равно как и низкая ночная) вполне объясняют факт отсутствия жизни на планете.
Если изучать планеты Солнечной системы по порядку, то второй по счету идет Венера. Ее люди могли наблюдать на небе еще в древности, но, поскольку показывалась она только утром и вечером, считалось, что это 2 разных объекта. Кстати, наши предки-славяне называли её Мерцаной. Это третий по яркости объект в нашей Солнечной системе. Раньше люди называли ее утренней и вечерней звездой, ведь лучше всего она видна перед восходом и закатом Солнца. Венера и Земля очень похожи по строению, составу, размерам и силе тяжести. Вокруг своей оси эта планета движется очень медленно, делая полный оборот за 243.02 земных суток. Конечно, условия на Венере сильно отличаются от земных. Она находится в два раза ближе к Солнцу, поэтому там очень жарко. Высокая температура объясняется еще и тем, что густая облачность из серной кислоты и атмосфера из углекислого газа создают на планете парниковый эффект. Кроме того, давление у поверхности больше, чем на Земле, в 95 раз. Поэтому первый корабль, посетивший Венеру в 70-е годы 20 века, выдержал там не более часа. Особенностью планеты является еще и то, что вращается она в противоположном направлении, по сравнению с большинством планет. Больше астрономам об этом небесном объекте пока ничего не известно.
Единственное место в Солнечной системе, да и во всей известной астрономам Вселенной, где существует жизнь, - Земля. В земной группе она имеет самые большие размеры. Каковы еще ее
Это одна из самых маленьких планет нашей Галактики. Если рассматривать планеты Солнечной системы по порядку, то Марс - четвертая от Солнца. Атмосфера у нее сильно разреженная, а давление на поверхности почти в 200 раз меньше, чем на Земле. По этой же причине наблюдаются очень сильные перепады температур. Планета Марс мало изучена, хотя издавна привлекала внимание людей. По мнению ученых, это единственное небесное тело, на котором могла бы существовать жизнь. Ведь в прошлом на поверхности планеты была вода. Такой вывод можно сделать на основании того, что на полюсах существуют большие ледяные шапки, а поверхность покрыта множеством борозд, которые могли быть высохшими руслами рек. Кроме того, на Марсе существуют некоторые минералы, образование которых возможно только в присутствии воды. Еще одной особенностью четвертой планеты является наличие двух спутников. Необычность их в том, что Фобос постепенно замедляет свое вращение и приближается к планете, а Деймос, наоборот, отдаляется.
Пятая по счету планета является самой большой. В объем Юпитера поместилось бы 1300 Земель, а масса его в 317 раз больше земной. Как и у всех газовых гигантов, его структура водородно-гелиевая, напоминающая состав звезд. Юпитер - самая интересная планета, которая имеет много характерных особенностей:
Это второй по величине газовый гигант, также названный в честь античного бога. Он состоит из водорода и гелия, но на его поверхности были обнаружены следы метана, аммиака и воды. Ученые выяснили, что Сатурн - это самая разреженная планета. Ее плотность меньше, чем у воды. Вращается этот газовый гигант очень быстро - один оборот совершает за 10 земных часов, в результате чего планета сплющивается с боков. Огромные скорости на Сатурне и у ветра - до 2000 километров в час. Это больше скорости звука. У Сатурна есть еще одна отличительная особенность - он держит в поле своего притяжения 60 спутников. Самый крупный из них - Титан - является вторым по величине во всей Солнечной системе. Уникальность данного объекта заключается в том, что, исследуя его поверхность, ученые впервые обнаружили небесное тело с условиями, схожими с теми, что существовали на Земле около 4 миллиардов лет назад. Но самая главная особенность Сатурна - это наличие ярких колец. Они опоясывают планету вокруг экватора и отражают больше света, чем она сама. Четыре - это самое удивительное явление в Солнечной системе. Необычно то, что внутренние кольца движутся быстрее, чем наружные.
Итак, продолжаем рассматривать планеты Солнечной системы по порядку. Седьмая от Солнца планета - Уран. Она самая холодная из всех - температура опускается до -224 °С. Кроме того, ученые не обнаружили в ее составе металлического водорода, а нашли модифицированный лед. Потому Уран относят к отдельной категории ледяных гигантов. Удивительная особенность данного небесного тела в том, что вращается оно, лежа на боку. Необычна также смена времен года на планете: целых 42 земных года там царит зима, и Солнце не показывается совсем, лето также длится 42 года, и Солнце в это время не заходит. Весной же и осенью светило появляется каждые 9 часов. Как и у всех планет-гигантов, у Урана есть кольца и много спутников. Целых 13 колец вращается вокруг него, но они не такие яркие, как у Сатурна, а спутников планета удерживает всего 27. Если сравнивать Уран с Землей, то он в 4 раза больше ее, в 14 раз тяжелее и находится от Солнца на расстоянии, в 19 раз превышающем путь к светилу от нашей планеты.
После того как Плутон исключили из числа планет, последним от Солнца в системе стал Нептун. Расположен он в 30 раз дальше от светила, чем Земля, и с нашей планеты не виден даже в телескоп. Открыли его ученые, так сказать, случайно: наблюдая за особенностями движения ближайших к нему планет и их спутников, они сделали вывод, что за орбитой Урана должно быть еще одно крупное небесное тело. После обнаружения и исследования выяснились интересные особенности этой планеты:
Во всей галактике Млечный Путь - около ста миллиардов планет. Пока ученые не могут изучить даже некоторые из них. А вот количество планет Солнечной системы известно почти всем людям на Земле. Правда, в 21 веке интерес к астрономии немного угас, но даже дети знают название планет Солнечной системы.
> Планеты Солнечной системы по порядку
Исследуйте планеты Солнечной системы по порядку . Фото в высоком качестве, место Земли и детальное описание каждой планеты вокруг Солнца: от Меркурия к Нептуну.
Давайте рассмотрим планеты Солнечной системы по порядку: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Что такое планета?
Согласно критериям, установленным МАС в 2006 году, планетой считается объект:
Это привело к тому, что Плутон не смог соответствовать последнему пункту и перешел в разряды карликовых планет. По той же причине Церера больше не выступает астероидом, а присоединилась к Плутону.
Но есть также и транснептунианские объекты, которые считаются подкатегорией карликовых планет и именуется классом плутоидов. Это небесные тела, вращающиеся за орбитой Нептуна. Сюда входят Церера, Плутон, Хаумеа, Эрида и Макемаке.
Давайте теперь изучим наши планеты Солнечной системы по порядку увеличения расстояния от Солнца с фото в высоком качестве.
Меркурий
Меркурий - первая планета от Солнца, удаленная на 58 млн. км. Несмотря на это, не считается самой раскаленной планетой.
Теперь считается самой крошечной планетой, уступающей по размеру спутнику Ганимеду.
Венера
Отдалена от Солнца на 108 млн. км и считается земной сестрой, потому что похожа по параметрам: 81.5% от массы, 90% земной площади и 86.6% ее объема.
Из-за густого атмосферного слоя Венера стала самой горячей планетой в Солнечной системе, где температура возрастает к 462°C.
Земля
Земля - родной дом, проживающий на удаленности от звезды на 150 млн. км. Пока единственны мир, располагающий жизнью.
Марс
Красная планета, отдаленная на 288 млн. км. Получила второе название из-за красноватого оттенка, созданного оксидом железа. Марс напоминает Землю из-за осевого вращения и наклона, что формирует сезонность.
Также есть множество знакомых нам поверхностных особенностей, вроде гор, долин, вулканов, пустынь и ледяных шапок. Атмосфера тонкая, поэтому температура падает к -63 о C.
Юпитер
Юпитер - самая большая планета Солнечной системы, проживающая на отстраненности в 778 млн. км от Солнца. Она в 317 раз крупнее Земли и в 2.5 раз больше всех планет вместе. Представлена водородом и гелием.
Атмосфера считается наиболее интенсивной, где ветер разгоняется до 620 км/ч. Есть также удивительнейшие полярные сияния, которые практически не прекращаются.
Сатурн
Отдален на 1.4 млрд. км. Сатурн - газовый гигант с шикарной системой колец. Есть газовые слои, сконцентрированные вокруг твердого ядра.
Уран
Проживает на дистанции в 2.9 млрд. км. Относится к классу ледяных гигантов из-за присутствия аммиака, метана, воды и углеводородов. Метан также создает синий внешний вид.
Уран выступает самой морозной планетой в системе. Сезонный цикл довольно причудливый, так как длятся по 42 года для каждого полушария.
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.
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 — 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.
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.
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.
Содержание статьи:
Небесные тела - это объекты, расположенные в Наблюдаемой Вселенной. Такими объектами могут являться естественные физические тела или их ассоциации. Все они характеризуются обособленностью, а также представляют собой единую структуру, связанную гравитацией или электромагнетизмом. Изучением данной категории занимается астрономия. В этой статье предлагается к вниманию классификация небесных тел Солнечной системы, а также описание их основных характеристик.
Каждое небесное тело имеет особые характеристики, например, способ зарождения, химический состав, размеры и др. Это дает возможность классифицировать объекты, объединяя их в группы. Опишем, какие есть небесные тела в Солнечной системе: звезды, планеты, спутники, астероиды, кометы и др.
Классификация небесных тел Солнечной системы по составу:
Солнце имеет ядро, вокруг которого образовывается зона излучения, где происходит перенос энергии. Далее следует зона конвекции, в которой зарождаются магнитные поля и движения солнечного вещества. Видимая часть Солнца может быть названа поверхностью этой звезды только условно. Более правильная формулировка - фотосфера или сфера света.
Притяжение внутри Солнца настолько велико, что фотон из его ядра на то, чтобы добраться до поверхности звезды, затрачивает сотни тысяч лет. При этом его путь от поверхности Солнца до Земли составляет всего 8 минут. Плотность и размеры Солнца позволяют притягивать другие объекты Солнечной системы. Ускорение свободного падения (силы тяжести) в поверхностной зоне равно почти 28 м/с 2 .
Характеристика небесного тела звезды Солнце имеет следующий вид:
Марс занимает второе место по изученности среди планет. Является 4-й по удаленности от Солнца. Его размеры позволяют занимать 7 место в рейтинге самых объемных небесных тел Солнечной системы. Марс имеет внутреннее ядро, окруженное внешним жидким ядром. Далее располагается силикатная мантия планеты. А после промежуточного слоя идет кора, имеющая разную толщину в различных участках небесного тела.
Рассмотрим детальнее характеристики Марса:
Плутон отличается такими характеристиками:
Основные характеристики Урана:
Деймос - спутник Марса, который считается одним их самых маленьких, описывается так:
Характеристики Каллисто:
Рассмотрим характеристики Оберона:
Ярким представителем этого класса является Гигея - один из крупнейших астероидов. Это небесное тело располагается в главном астероидном поясе. Увидеть его можно даже в бинокль, но не всегда. Он хорошо различим в период перигелия, т.е. в тот момент, когда астероид находится в самой ближней к Солнцу точке орбиты. Имеет тусклую темную поверхность.
Основные характеристики Гигеи:
Основные характеристики Матильды таковы:
У этого астероида имеется железно-никелевое ядро, покрытое каменной мантией. Протяженность самого большого кратера на Весте составляет 460 км, а глубина - 13 км.
Перечислим основные физические характеристики Весты:
Галлея - небесное тело группы комет, известное человечеству еще с древних времен, т.к. ее можно увидеть невооруженным взглядом.
Характеристики Галлеи:
Состав кометы: дейтерий (тяжелая вода), органические соединения (муравьиная, уксусная кислота и др.), аргон, крипто и др. Период обращения вокруг Солнца - 2534 года. Достоверных данных о физических характеристиках этой кометы нет.
Комета Темпеля славится тем, что является первой кометой, на поверхность которой был доставлен зонд с Земли.
Характеристика кометы Темпеля:
Солнечная система — крошечная структура в масштабах Вселенной. При этом ее размеры для человека поистине грандиозны: каждый из нас, проживая на пятой по величине планете, с трудом может оценить даже масштабы Земли. Скромные габариты нашего дома, пожалуй, ощущаются, только когда смотришь на него из иллюминатора космического корабля. Похожее чувство возникает и во время просматривания снимков телескопа "Хаббл": Вселенная огромна и Солнечная система занимает лишь малый ее участок. Однако именно ее мы можем изучать и исследовать, используя полученные данные для интерпретации феноменов дальнего космоса.
Расположение Солнечной системы ученые определяют по косвенным признакам, поскольку мы не можем наблюдать строение Галактики со стороны. Наш кусочек Вселенной размещается в одном из спиральных рукавов Млечного Пути. Рукав Ориона, названный так потому, что проходит вблизи одноименного созвездия, считается ответвлением одного из основных галактических рукавов. Солнце расположено ближе к краю диска, нежели к его центру: расстояние до последнего составляет примерно 26 тысяч
Ученые предполагают, что местоположение нашего кусочка Вселенной имеет одно преимущество перед прочими. В целом Галактика Солнечной системы, обладает звездами, которые в силу особенностей своего движения и взаимодействия с другими объектами то погружаются в спиральные рукава, то выныривают из них. Однако есть небольшая область, называемая коротационным кругом, где скорость звезд и спиральных рукавов совпадает. Размещенные здесь не подвергаются воздействию бурных процессов, характерных для рукавов. К коротационному кругу относится и Солнце с планетами. Подобное положение считается одним из условий, способствовавших появлению жизни на Земле.
Центральное тело любого планетарного сообщества — это звезда. Название Солнечной системы дает исчерпывающий ответ на вопрос, вокруг какого светила движется Земля и ее соседи. Солнце — звезда третьего поколения, находящаяся на середине своего жизненного цикла. Оно светит уже более 4,5 млрд лет. Примерно столько же вокруг него обращаются планеты.
Схема Солнечной системы сегодня включает восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун (о том, куда делся Плутон, чуть ниже). Они условно поделены на две группы: планеты земного типа и газовые гиганты.
Первый тип планет, как понятно из названия, включает и Землю. Кроме нее к нему принадлежат Меркурий, Венера и Марс.
Все они обладают набором схожих характеристик. Планеты земной группы в основном состоят из силикатов и металлов. Их отличает высокая плотность. Все они имеют схожее строение: железное ядро с примесью никеля обернуто силикатной мантией, верхний слой — кора, включающая соединения кремния и несовместимые элементы. Подобное строение нарушается только у Меркурия. Самая маленькая и не обладает корой: она разрушена метеоритными бомбардировками.
Группы — это Земля, за ней следует Венера, затем Марс. Существует определенный порядок Солнечной системы: планеты земной группы составляют ее внутреннюю часть и отделяются от газовых гигантов астероидным поясом.
В число газовых гигантов входят Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Все они гораздо крупнее объектов земной группы. Гиганты обладают более низкой плотностью и, в отличие от планет предыдущей группы, состоят из водорода, гелия, аммиака и метана. Планеты-гиганты не имеют как таковой поверхности, ею считается условная граница нижнего слоя атмосферы. Все четыре объекта очень быстро вращаются вокруг своей оси, обладают кольцами и спутниками. Самая внушительная по размерам планета — Юпитер. Он сопровождается наибольшим числом спутников. При этом самые впечатляющие кольца - у Сатурна.
Характеристики газовых гигантов взаимосвязаны. Если бы они по размерам приближались к Земле, то имели бы иной состав. Легкий водород может удержать только планета, обладающая достаточно большой массой.
Самое время для изучения того, что представляет собой Солнечная система, — 6 класс. Когда сегодняшние взрослые были в этом возрасте, космическая картина выглядела для них несколько иначе. Схема Солнечной системы на тот момент включала девять планет. Последним в списке значился Плутон. Так было до 2006 года, когда собрание МАС (Международный астрономический союз) приняло определение планеты и Плутон перестал ему соответствовать. Один из пунктов звучит так: «Планета доминирует на своей орбите». Плутона засорена другими объектами, превосходящими в общей сложности бывшую девятую планету по массе. Для Плутона и еще нескольких объектов было введено понятие «карликовая планета».
После 2006 года все тела в Солнечной системе были, таким образом, поделены на три группы:
планеты — объекты достаточно крупные, сумевшие расчистить свою орбиту;
малые тела Солнечной системы (астероиды) — объекты, обладающими столь небольшими размерами, что не могут достичь гидростатического равновесия, то есть принять округлую или приближенную к ней форму;
карликовые планеты, занимающие промежуточное положение между двумя предыдущими типами: они достигли гидростатического равновесия, но не очистили орбиту.
Последняя категория сегодня официально включает пять тел: Плутон, Эрида, Макемаке, Хаумеа и Церера. Последняя относится к поясу астероидов. Макемаке, Хаумеа и Плутон принадлежат поясу Койпера, а Эрида — рассеянному диску.
Своеобразная граница, отделяющая планеты земной группы от газовых гигантов, на протяжении своего существования подвергается воздействию Юпитера. Из-за присутствия огромной планеты астероидный пояс имеет ряд особенностей. Так, его изображения создают впечатление, то это очень опасная для космических аппаратов зона: корабль может быть поврежден астероидом. Однако это не совсем верно: воздействие Юпитера привело к тому, что пояс представляет собой довольно разреженное скопление астероидов. Причем тела, составляющие его, имеют достаточно скромные размеры. В процессе формирования пояса гравитация Юпитера оказывала влияние на орбиты крупных космических тел, скопившихся здесь. В результате постоянно происходили столкновения, приведшие к появлению небольших осколков. Значительная часть этих обломков под воздействием все того же Юпитера была выдворена за пределы Солнечной системы.
Общая масса тел, составляющих Астероидный пояс, равна всего 4 % от массы Луны. Состоят они в основном из горных пород и металлов. Самым крупным телом на этом участке является карликовая за ней следуют Веста и Гигея.
Схема Солнечной системы включает и еще один участок, заселенный астероидами. Это пояс Койпера, расположенный за орбитой Нептуна. Объекты, размещающиеся здесь, в том числе и Плутон, получили название транснептуновых. В отличие от астероидов пояса, пролегающего между орбитами Марса и Юпитера, они состоят из льда - водяного, аммиачного и метанового. Пояс Койпера в 20 раз шире астероидного и значительно массивнее его.
Плутон по своему строению представляет собой типичный объект пояса Койпера. Он является наиболее крупным телом области. Здесь же размещаются еще две карликовые планеты: Макемаке и Хаумеа.
Размеры Солнечной системы не ограничиваются поясом Койпера. За ним располагается так называемый рассеянный диск и гипотетическое облако Оорта. Первый частично пересекается с поясом Койпера, но пролегает значительно дальше его в космосе. Это место, где зарождаются короткопериодические кометы Солнечной системы. Для них характерен орбитальный период менее 200 лет.
Объекты рассеянного диска, в том числе и кометы, как и тела из пояса Койпера, состоят преимущественно из льда.
Пространство, где зарождаются долгопериодические кометы Солнечной системы (с периодом в тысячи лет), называется облаком Оорта. На сегодняшний день нет прямых доказательств его существования. Тем не менее обнаружено множество фактов, косвенно подтверждающих гипотезу.
Астрономы предполагают, что внешние границы облака Оорта удалены от Солнца на расстояние от 50 до 100 тысяч астрономических единиц. По своем размерам оно больше в тысячу раз пояса Койпера и рассеянного диска вместе взятых. Внешняя граница облака Оорта считается и границей Солнечной системы. Расположенные здесь объекты подвергаются воздействию ближайших звезд. В результате этого образуются кометы, орбиты которых проходят через центральные части Солнечной системы.
На сегодняшний день Солнечная система — единственная известная нам часть космоса, где есть жизнь. Не в последнюю очередь на возможность ее появления оказала влияние структура планетной системы и ее размещение в коротационной окружности. Земля, располагающаяся в «зоне жизни», где солнечный свет становится не столь губительным, могла быть такой же мертвой, как ее ближайшие соседи. Кометы, возникающие в поясе Койпера, рассеянном диске и облаке Оорта, а также крупные астероиды могли погубить не только динозавров, но и даже саму вероятность возникновения живой материи. От них нас защищает огромный Юпитер, притягивая к себе подобные объекты или изменяя их орбиту.
Во время изучения структуры Солнечной системы трудно не подпасть под влияние антропоцентризма: кажется, будто Вселенная сделала все только для того, чтобы люди смогли появиться. Вероятно, это не совсем так, однако огромное количество условий, малейшее нарушение которых привело бы к гибели всего живого, упорно склоняют к подобным мыслям.
