Расположение небесных тел: Небесные тела Солнечной системы – Статьи на сайте Четыре глаза

Расчет положения небесных тел на небосводе. Часть 1 / Хабр

Не так давно очень активно обсуждалась тема Марса. В то время у меня возник вопрос от которого в силу своего наивного любопытства я никак не мог избавится: «Где Марс находится в данный момент, в какой стороне?» и смежный с ним: «Да и вообще, как определить положение остальных планет?». Очевидно, что траектории движения планет относительно земли будут весьма хитрыми. Конечно, можно воспользоваться планетариями, например таким, но как вы уже поняли, это не наш путь.

В данном цикле статей, я постараюсь максимально просто рассказать о сложном. В результате мы напишем простую программу, которая подскажет где искать планеты нашей Солнечной системы для любой заданной точки на поверхности земли в заданный момент времени. Своей целью я ставлю донести читателю суть того, что скрывается за Кеплеровой моделью орбиты, поэтому я не буду использовать никакие общеизвестные факты кроме законов Ньютона и закона всемирного тяготения.

Всех любопытных прошу под кат.

Стоит отметить, что дальнейшее изложение подразумевает, что читатель немного знаком с законами Ньютона, основными сведениями из геометрии, векторной алгебры и дифференциального исчисления.

Так как же движутся планеты?

В реальности, если учитывать взаимное влияние планет, смещение центра тяжести солнечной системы относительно центра тяжести солнца и т.д. движение планет окажется чрезвычайно сложным и не поддающимся строгому аналитическому определению. Стоит отметить что даже задача о движении трех тел не может быть решена аналитически. Поэтому давайте сразу оговорим в рамках каких моделей мы будем работать. Мы будем рассматривать Кеплерову модель орбиты. Существует большое множество других моделей, но все они являются полуаналитическими и в итоге большинство из них сводится к определению параметров Кеплеровой орбиты в интересующий момент времени. Другими словами, Кеплерова орбита является аппроксимацией сложного движения планеты в заданный момент времени. Кеплеровы параметры орбит планет можно посмотреть здесь nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet, там же указана эпоха (другими словами момент времени) в момент которой данные параметры Кеплеровой орбиты дают точное положение небесного тела. Обычно этим исходным моментом времени является эпоха J2000.0 (полдень 1 января 2000 года). Расчет движения тел на небольшой промежуток времени при помощи Кеплеровой модели является достаточно точным. Точности вполне хватит, чтобы не заметить ошибку визуально или в небольшой телескоп. Конечно, для расчета траектории полета к другой планете нужны более точные модели.

Кеплерова орбита

Итак, по порядку. Начнем с основных допущений данной модели. Предполагается, что масса Солнца много больше массы всех планет вместе взятых, откуда можно сделать вывод, что взаимодействие между планетой и планетой пренебрежимо мало по сравнению с взаимодействием между солнцем и планетой. Таким образом, поставленную задачу можно свети к задаче о взаимодействии двух тел (т. е. можно рассмотреть взаимодействии каждой планеты с солнцем отдельно). Более того предполагаем, что масса планеты много меньше массы Солнца, то взаимодействие получается одностороннее, т.е. планета никак не влияет на движение Солнца. Таким образом, мы можем рассматривать планету, как материальную точку, движущуюся в гравитационном поле, центр которого неподвижен. Примерно так:

Гравитационное взаимодействие

Что такое гравитационное взаимодействие? Это универсальное фундаментальное взаимодействие между всеми материальными телами. О гравитации можно говорить много и долго, но нам нужен только ключевой момент. Согласно классической теории тяготения Ньютона, сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m

1 и m₂, разделёнными расстоянием R, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними — то есть:

Здесь — G гравитационная постоянная (некий коэффициент пропорциональности). Нам важно отметить лишь то, что сила гравитации направлена от центра тяжести одного тела к центру тяжести другого и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними (закон обратных квадратов).
Отметим, что на нашу сферическую планету в вакууме материальную точку не действует никакая другая сила, кроме силы притяжения со стороны Солнца. В нашем случае, поле сил тяготения является центральным полем сил. В центральное поле сил, направление силы действующей на тело в любой точке такого поля, всегда проходит через центр этого поля (в нашем случае через центр тяжести солнца), а величина такой силы зависит только от расстояния до этого центра.

Второй закон Ньютона

Как движется тело под действием силы? На этот вопрос отвечает второй закон Ньютона. Вообще этот закон имеет несколько формулировок, наиболее распространенная из современных:

В инерциальных системах отсчёта ускорение, приобретаемое материальной точкой, прямо пропорционально вызывающей его силе, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки.

Данная формулировка точная, но не слишком понятная. Сам Ньютон давал другую формулировку:

Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.

Такая формулировка хоть и менее точная (нужно сделать оговорки про системы отчета, но нас это пока не интересует), но куда более понятная. Под количеством движения здесь понимается так называемый импульс тела, равный произведению массы тела на его скорость:

Таким образом, запишем словесную формулировку в символьном виде:

Или же если мы распишем, чему равен импульс тела и вынесем массу как константу (масса не всегда константа, но в нашем случае это так) за знак дифференциала то получим следующую всем известную формулу:

Где вектор — ускорении тела. Не забываем, что ускорение, импульс, скорость и сила величины векторные. Давайте условимся, что если над векторной величиной стоит знак вектора, то понимается именно вектор, в противном случае его модуль.

Второй закон Кеплера

Давайте для простоты, поместим начало координат в центре тяготения, т.е. в центре тяжести Солнца. Таким образом, вектор, проведенный из центра тяжести планеты к началу координат, совпадает по направлению с вектором силы притяжения.
Положение тела в пространстве описывается так называемым радиус-вектором — вектором, проведенным из начала координат к центру тяжести тела. Умножим векторно левую и правую часть выражения на радиус вектор:

Для дальнейших манипуляций, давайте распишем производную векторного произведения:

Тогда производная векторного произведения радиус вектора на скорость:

Напомню, что векторное произведение вектора самого на себя равно нулю, тогда:

Внесем массу под знак дифференциала, и с учетом выражения для импульса тела получим:

Так как вектор силы притяжения всегда направлен к центру тяготения, то векторное произведение радиус вектора на силу притяжения всегда равно нулю, отсюда делаем очень важный вывод:

Мы получили так называемый закон сохранения момента импульса. Изменение момента импульса тела пропорционально приложенному к нему моменту сил. Так как вектор силы притяжения всегда направлен к центру тяготения, то момент силы притяжения относительно центра тяготения всегда равен нулю. Отсюда следует, что момент импульса тела постоянен.
Так как мы договорились, что масса планеты постоянна, то также справедливо и следующее выражение:

Чтобы понять, что такое , давайте обратимся к рисунку:

На рисунке изображен участок траектории. За время dt тело проходит расстояние vdt. Модуль векторного произведения векторов численно равен площади параллелограмма построенного на этих векторах. Получается, что:

Величина есть площадь описываемая радиус вектором за единицу времени и называется она секториальной скоростью. Следовательно, секториальная скорость тела постоянна. Мы только что получили второй закон Кеплера который гласит:

Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причём за равные промежутки времени радиус-вектор, соединяющий Солнце и планету, описывает равные площади.

Да знаю, «получили закон» звучит не хорошо, но что поделаешь, он так называется. Причина в том, что Кеплер его не выводил, а интуитивно подобрал на основе своих наблюдений, т. е. получил его эмпирическим путем, в этом случае это действительно был закон.
Ниже приведена иллюстрация данного закона (рисунок взят из статьи на википедии).

Дифференциальное уравнение орбиты

Давайте все же подробнее рассмотрим векторное произведение радиус вектора на скорость. Радиус вектор можно представить в виде произведения модуля радиус вектора (расстояние от начала координат до точки) на вектор единичной длины, совпадающий по направлению с радиус вектором:


Тогда вектор скорости будет равен:

А векторное произведение радиус вектора на скорость в свою очередь:

Учитывая тот факт, что вектора и совпадают по направлению, а следовательно совпадают по направлению и вектора и , получаем, что . Тогда:

Давайте разберем, что такое производная единичного вектора по времени:

Из рисунка видно, что за время вектор поворачивается на угол . Разность векторов и равна вектору . Для малых углов справедливо следующее соотношение:

В пределе, когда устремляется к нулю, направления векторов и совпадают, а направление вектора перпендикулярно к ним. Введем единичный вектор , перпендикулярный к и совпадающий с направлением движения его конца, тогда:

Таким образом, переходя к пределу, получим:

Где это угловая скорость вектора . Обозначим
Вернемся к нашему произведению радиус вектора на скорость, учитывая, что получим:

Несложно заметить, что вектора и взаимно перпендикулярны. Введем еще один единичный вектор , который перпендикулярен к векторам и . Таким образом, вектора , и образуют ортонормированный базис. Исходя из определения векторного произведения, получим:

Следовательно, . Введем обозначение, . Так же стоит отметить, что:

Вернемся к второму закону ньютона. Вектор силы действующей на тело распишем сразу как величину гравитационной силы, умноженную на орт :

Где m₁ и m₂ — масса планеты и солнца соответственно.
Давайте на массу планеты сразу сократим, и нигде далее про массу планеты вспоминать не будем, так как она совершенно не влияет на траекторию движения. Будем считать, что мы работаем с телом единичной массы. Введем обозначение, , тогда:

Теперь давайте распишем вектор ускорения:

Рассмотрим содержимое второй скобки:

Но мы уже знаем, что , отсюда следует, что , тогда:

Введем обозначение . Напомню, что раннее мы ввели обозначение , очевидно, что .
Теперь распишем производную от модуля радиус вектора через С:

Теперь распишем вторую производную от модуля радиус вектора через С:

Учитывая полученный результат, перепишем выражение для вектора ускорения:

Тогда второй закон Ньютона примет вид:

Перепишем полученное дифференциальное уравнение в более привычный вид:

Я думаю многие из вас догадались, что представляет из себя полученное дифференциальное уравнение, но я пожалуй закончу на этом первую часть чтобы не перегружать читателя и себя.

Итог

Мы получили дифференциальное уравнение, описывающее траекторию движения материальной точки в гравитационном поле, которое вполне применимо для описания траектории планет и некоторых других небесных тел.

Что нам еще предстоит

В полученном дифференциальном уравнении отсутствует временной параметр, поэтому мы ничего не знаем о характере движения, поэтому необходимо как-то привязаться ко времени. Также далее будут рассмотрены различные системы координат и их преобразования для того чтобы получить координаты планет в системе привязанной к наблюдателю.

P.S.

Любая критика, замечания и дополнения приветствуются.

Небесные тела и малые планеты. Что известно об астероидах и их опасности для Земли — Биографии и справки

ТАСС-ДОСЬЕ. 28 августа 2019 года на расстоянии около 1 млн км от Земли прошел астероид 2019 OU1, обнаруженный астрономами 25 июля текущего года и имеющий диаметр около 160 м. Также 28 августа Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) опубликовало информацию о приближении 14 сентября к Земле двух астероидов: 2000 QW7 (диаметром от 290 до 650 м) и 2010 CO1 (от 120 до 260 м). Они пролетят мимо нашей планеты на расстоянии 5,3 млн км. Во всех этих случаях никакой угрозы для человечества нет, и они представляют интерес исключительно с научной точки зрения. Рассказываем об астероидах и возникающих в связи с ними опасений.

Астероиды

Астероиды — относительно небольшие небесные тела Солнечной системы, вращающиеся вокруг Солнца. Они значительно уступают по массе и размерам планетам, имеют неправильную форму и не имеют атмосферы. Обычно астероиды включаются в ту же группу небесных тел, что и малые планеты.

Первую малую планету — Церера — обнаружил в созвездии Тельца в ночь с 31 декабря 1800 года на 1 января 1801 года сицилийский астроном, директор обсерватории в Палермо Джузеппе Пиацци. Ее диаметр составлял приблизительно 950 км. В период между 1802 и 1807 годами им были открыты еще три малые планеты — Паллада, Веста и Юнона, орбиты которых, как и орбита Цереры, лежали между Марсом и Юпитером. По предложению английского королевского астронома Уильяма Гершеля малые планеты стали называть астероидами, то есть «звездоподобными», поскольку в телескопы не удавалось различить диски, характерные для больших планет.

В 1898 году была обнаружена малая планета Эрос, обращающаяся вокруг Солнца на расстоянии меньшем, чем обращается Марс. Она может подходить к орбите Земли на расстояние около 0,14 астрономических единиц (или 20,9 млн км). Такие небесные тела, которые в своем движении вокруг Солнца в какой-то момент пересекают орбиту нашей планеты, стали называть астероидами, сближающимися с Землей (АСЗ, или околоземными астероидами).

Глобальную угрозу для населения Земли представляют астероиды более 10 км в поперечнике. Потенциально опасным считается объект более 100 м в диаметре. Однако даже падение объекта диаметром до 30 м способно причинить серьезный ущерб планете. Например, упавший 15 февраля 2013 года метеорит, получивший название «Челябинск», до вхождения в атмосферу имел размер около 20 м. От взрывной волны и осколков метеорита повреждения получили около 7,3 тыс. зданий — жилые дома, учебные заведения и другие объекты социальной инфраструктуры, промышленные предприятия. За медицинской помощью обратились 1 тыс. 613 человек. Большую часть травм составляли порезы, нанесенные осколками выбитых взрывной волной оконных стекол. Погибших не было

В 2004 году был открыт Апофис (99942 Apophis), имеющий диаметр 325-375 м и массу около 50 млн тонн. Его ближайшее сближение с Землей в 2029 году не представляет опасности: по расчетам, он пройдет на расстоянии 38 тыс. км. Если траектория движения Апофиса после этого не изменится, то в дальнейшем он также будет проходить от Земли на безопасном расстоянии. Его следующие сближения с Землей состоятся в 2044, 2051, 2060, 2068 годы. После открытия Апофиса в разных странах получила развитие система мониторинга метеоритов и астероидов.

С 2014 года действует Международная сеть оповещения об астероидах. Благодаря созданной системе наблюдений ученые ежегодно открывают и каталогизируют около 1 тыс. новых астероидов. Так, Европейское космическое агентство (ЕКА) и NASA регулярно публикуют информацию о приближающихся к Земле астероидах. В России подобные наблюдения ведутся в Институте прикладной астрономии РАН.

Предполагается, что в Солнечной системе может находиться от 1,1 млн до 1,9 млн астероидов, имеющих размеры более 1 км. Большинство известных из них на данный момент сосредоточено в пределах пояса астероидов между орбитами Марса и Юпитера. По данным NASA, по состоянию на 27 августа 2019 года обнаружено 20 тыс. 622 околоземных астероидов (пересекающих орбиту Земли), половина из них имеют потенциально опасный размер — более 100 м. В том числе 897 имеют в поперечнике более 1 км. Самые крупные околоземные астероиды — это Ганимед (41 км), Эрос (20 км), Бетулия, Ивар и Сизиф (по 8 км).

Специалисты NASA рассчитали, что небесные тела диаметром 100-200 м сталкиваются с Землей с периодичностью раз в 700-1000 лет. Именно объект такого размера взорвался над Восточной Сибирью в 1908 году в районе реки Подкаменная Тунгуска (известен как Тунгусский метеорит).

Со слов научного руководителя Института астрономии РАН Бориса Шустова, сближения с Землей астероидов размером более 100 м происходят еженедельно. В Роскосмосе пояснили, что при приближении небесных тел к планете потенциально опасными принято считать расстояния меньше радиуса орбиты Луны — примерно 384 тыс. км. 4 февраля 2011 года было зарегистрировано рекордное приближение астероида к Земле, не приведшее к его сгоранию в атмосфере или падению. Тогда объект 2011 CQ1 пролетел всего в 5 тыс. км над земной поверхностью, однако диаметр этого объекта составлял всего 1 м.

В NASA считают, что риск столкновения известных потенциально опасных астероидов с Землей в ближайшие 100 лет является незначительным — менее 0,01%.

Как СМИ писали о угрозе астероидов

Наибольший ажиотаж в мире вызвал открытый в 1997 году астероид 1997XF11. Так, 13 марта 1998 года британская The Times выпустила статью с заголовком: «26 октября 2028 года, 18 часов 30 минут: дедлайн Апокалипсиса?», а американская Boston Globe днем ранее — «Астероид с местом назначения «Земля»?».

Своеобразным рекордсменом по числу «зловещих» предсказаний о падении на Землю является астроид Апофис. После его открытия даже авторитетные научные издания использовали провокационные заголовки: «400-метровый астероид может врезаться в землю 13 апреля 2029 года» (Phys.org, 24 декабря 2004 года), «Пятница 13-е, 2029» (NASA Science, 13 мая 2005 года). В настоящее время спекуляции по поводу Апофиса поддерживают, в основном, таблоиды. «NASA признала, что убийственный космический камень направляется на Землю» (газета Express, Великобритания, 18 января 2019 года), «Человечеству осталось 49 лет» (интернет-издание Life, 20 января 2019 года).

1 октября 2017 года «Московский комсомолец» опубликовал статью «До возможного столкновения Земли с гигантским астероидом осталось около недели». В ней издание писало о приближении к Земле астероида 2012 TC4 размером больше, чем Челябинский метеорит. 12 октября он пролетел на расстоянии около 45 тыс. км от планеты.

26 декабря 2017 года британский таблоид Daily Star опубликовал статью с заголовком «NASA скрывает, что к Земле приближается астероид, который врежется в Землю». Речь шла о небесном теле 89959 2002 NT7 величиной 1,4 км. Прогнозировалось, что оно столкнется с планетой 1 февраля 2019 года — такие издания как «Комсомольская правда», «Московский комсомолец» и «Приморье24» в 2017 году или накануне события вышли с заголовками «Конец света 1 февраля». В итоге астероид пролетел в 4 млн км от Земли.

Часто СМИ пытаются привлечь читателей громкими заголовками, описывая рядовые явления. Например, 24 ноября 2017 года «Комсомольская правда» опубликовала статью с заголовком «Огромный астероид Фаэтон вот-вот обрушит на Землю груду камней». Поводом стал метеорный поток Геминиды, достигший максимума 13-15 декабря 2017 года (родоначальником потока ученые считают астероид 3200 Фаэтон). Каких-либо неблагоприятных последствий для Земли он не вызвал. 16 декабря метеор размером 10-15 см сгорел в воздухе над Сочи, оставив яркий след.

состав, строение, объекты, небесные тела, названия планет и их расположение в Солнечной системе

Солнечная система — звёздная система в галактике Млечный Путь, включающая Солнце и естественные космические объекты, обращающиеся вокруг него: планеты, их спутники, карликовые планеты, астероиды, метеороиды, кометы и космическую пыль.

Строение Солнечной системы

В состав солнечной системы входит восемь основных планет и пять карликовых, вращающихся приблизительно в одной плоскости. По своим физическим свойствам планеты делятся на земную группу и планеты-гиганты.

Планеты земной группы относительно небольшие и плотные, состоят из металлов и минералов. К ним относятся:

• Меркурий, 
• Венера, 
• Земля, 
• Марс. 

Планеты-гиганты во много раз больше других планет, они состоят из газов и льда. Это:

• Юпитер, 
• Сатурн, 
• Уран 
• Нептун. 

Орбита Земли делит солнечную систему на две условные области. Во внутренней находятся ближайшие к Солнцу планеты — Меркурий и Венера. Во внешней области — более удалённые от Солнца, чем Земля: Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Пространство между орбитами Марса и Юпитера, а также за Нептуном (пояс Койпера) занимают малые небесные тела: малые планеты и астероиды. Также по пространству Солнечной системы курсируют кометы и потоки метеороидов. 

Рассмотрим планеты солнечной системы по порядку.

Состав Солнечной системы

‍Объекты Солнечной системы в сравнительном масштабе
‍Источник: livejournal.com
‍

Солнце

Источник: stock.adobe.com
‍

Звезда класса «жёлтый карлик». 98% массы Солнца приходится на водород и гелий, но в нём также содержатся все известные химические элементы. Солнце ярче, чем 85% звёзд в галактике, а температура его поверхности превышает 5 700°C. 

Солнце почти в 110 раз больше Земли, а его масса в тысячу раз превосходит массу всех планет, вместе взятых. Именно благодаря солнечному свету и теплу на Земле существует жизнь. 

Меркурий

Самая близкая к Солнцу и самая маленькая планета солнечной системы — Меркурий лишь немного больше Луны. Меркурий получает в семь раз больше тепла и света, чем Земля, поэтому температура его поверхности колеблется от +430°C днём до −190°C ночью. Это самый большой температурный перепад в солнечной системе. 

Несмотря на то что люди наблюдали Меркурий на небе с древнейших времён, известно о нём немного. Первый снимок его поверхности был получен только в 1974 году. Она оказалась покрыта многочисленными кратерами и скалами. 

‍Фото с поверхности Меркурия, выполненное аппаратом «Маринер-10», 1974 
‍Источник: mks-onlain.ru
‍

Атмосфера практически отсутствует — возможно, причиной тому солнечное излучение, а может быть, небесное тело такого размера просто не в состоянии удерживать плотную газовую оболочку. 

Поскольку для оборота вокруг Солнца Меркурию нужно пройти гораздо меньшее расстояние, чем Земле, год на нём значительно короче — всего 88 земных суток. За один меркурианский день успевает пройти более двух местных лет. Поскольку ось вращения планеты почти не наклонена, год на ней не делится на сезоны. 

Меркурий назван по имени древнеримского бога торговли и хитрости. 

Венера

Вторая планета от Солнца и ближайшая к Земле. Венеру иногда называют «близнецом» нашей планеты: её размеры и масса очень близки к земным. Однако на этом сходство заканчивается.

Венера окутана очень плотным слоем облаков, за которыми невозможно разглядеть поверхность. Из-за парникового эффекта она нагревается до 480°C — абсолютный рекорд для солнечной системы. Облака проливаются кислотными дождями и пропускают только 40% солнечного света, поэтому на планете царит вечный сумрак.

Из-за сильнейшего атмосферного давления (как на глубине 900 метров в земных океанах) ни один исследовательский аппарат, отправленный на Венеру, не просуществовал дольше двух часов. Тем не менее учёным удалось узнать, что атмосфера планеты на 94% состоит из углекислого газа, а состав грунта не отличается от других планет земной группы. На Венере много вулканов, но почти нет кратеров — все метеориты сгорают в плотной атмосфере.

‍Фото с поверхности Венеры, выполненные аппаратом «Венера-13», 1982 
Источник: mks-onlain.ru
‍

День на Венере длится дольше, чем на любой другой планете — около 243 земных суток. Продолжительность года чуть уступает дню — 225 земных суток. Как и на Меркурии, сезонов на Венере нет. 

Облака Венеры хорошо отражают солнечный свет, поэтому на земном небе планета светится ярче других. Возможно, именно поэтому древние римляне связали её с богиней красоты и любви.  Примечательно, что Венера — одна из двух планет солнечной системы, вращающихся вокруг оси против часовой стрелки. 

Земля

Третья и крупнейшая планета земной группы. Уникальные условия Земли позволили развиться на планете жизни. 

Атмосфера Земли состоит из азота (78%), кислорода (21%), углекислого и других газов (1%). Кислород и азот — необходимые вещества для строительства ДНК. Озоновый слой атмосферы поглощает солнечную радиацию. Кислород на Земле синтезируют растения из углекислого газа. Не будь их, наша планета напоминала бы Венеру. С другой стороны, некоторое количество CO2 в атмосфере обеспечивает на Земле комфортную для жизни температуру. 

70% поверхности Земли покрыты водой. В отличие от Луны и Меркурия, на Земле очень мало кратеров. Учёные считают, что они исчезли под воздействием ветра и эрозии почвы. 

Из-за наклона Земной оси (23,45°) на Земле хорошо различимы сезоны года. Для оборота вокруг своей оси Земле требуется чуть менее 24 часов — это самый короткий день среди планет земной группы.

Земля имеет спутник — Луну. Её размер составляет ¼ земного диаметра, что довольно много для спутника. Притяжение Луны влияет на земную воду, вызывая приливы и отливы. Вращение Луны вокруг своей оси и вокруг Земли синхронно, поэтому Луна всегда обращена к Земле только одной стороной. 

‍Восход Земли над Луной. Фото астронавта Уильяма Андерса, 1968
‍Источник: wikipedia.org
‍

Земля — единственная планета, название которой не связано с мифологией. И русское «земля», и английское «earth», и латинское «terra» обозначают почву или сушу.

Марс

Марс меньше Земли почти в два раза. Долгое время считалось, что на красной планете существует жизнь. Люди наблюдали на его поверхности объекты, казавшиеся им постройками, дорогами и даже гигантскими скульптурами. Однако на поверку марсианская цивилизация оказалась обманом зрения. Многочисленные исследовательские миссии пока тоже не подтвердили наличие какой-либо жизни на поверхности планеты.

‍Фото с поверхности Марса, выполненное марсоходом «Curiosity», 2017 
Источник: nasa.gov
‍

Атмосфера Марса по составу напоминает венерианскую — 95% углекислого газа. Но поскольку она очень тонкая и разреженная, парникового эффекта не возникает, поэтому максимальная температура поверхности планеты — около 0°C, а атмосферное давление в 160 раз меньше, чем на Земле. В составе марсианской атмосферы есть водяной пар, а на полюсах лежат шапки ледников, но жидкой воды на поверхности нет.

И всё же учёные считают Марс самой перспективной планетой для освоения, поскольку погодные условия на ней довольно приемлемы для человека. Если не считать низкое содержание кислорода в атмосфере, радиацию и пылевые бури, длящиеся по несколько месяцев. На Марсе находится самая высокая гора в солнечной системе — вулкан Олимп, высота которого 27 километров. Это в три раза выше Эвереста, высочайшей горы Земли. 

Из-за удалённости от Солнца год на Марсе почти в два раза длинней земного. Скорость вращения вокруг своей оси почти такая же, как на Земле, так что сутки длятся 24 часа 40 минут. Наклон оси Марса составляет 25,2°, а значит, на нём, как и на Земле, существуют сезоны. 

Марс имеет два спутника — Фобос и Деймос, представляющие собой бесформенные каменные глыбы сравнительно небольших размеров. Из-за красного цвета древние римляне назвали планету именем бога войны. 

Юпитер

Юпитер, самая большая из планет-гигантов, отделена от Марса поясом астероидов. Масса Юпитера в два раза больше, чем масса всех остальных планет, лун, комет и астероидов системы вместе взятых. По яркости на земном небе он уступает только Венере. Люди наблюдали его с древнейших времён и связывали с сильнейшими богами своих пантеонов. Юпитер — имя римского царя богов.  

Юпитер является газовым гигантом. Коричневые и белые полосы — это облака соединений серы, которые движутся в атмосфере планеты с чудовищной скоростью. Большое красное пятно Юпитера — гигантский вихрь. С момента его обнаружения в 1664 году он стал заметно меньше, но и теперь в несколько раз превосходит Землю по размерам. 

О структуре планеты учёные пока только догадываются. Предположительно она состоит из газов, плавно переходящих в металлическое состояние по мере приближения к ядру. Считается, что ядро Юпитера каменное. Сильнейшее в системе магнитное поле Юпитера воздействует на частицы в миллионах километрах вокруг и даже достигает орбиты Сатурна. Это одна из причин огромного числа спутников у планеты.

‍Крупнейшие спутники Юпитера.
‍Источник: mks-onlain.ru
‍

В 1610 году астроном Галилео Галилей обнаружил четыре крупнейших спутника Юпитера. В наше время известно 79 объектов, вращающихся вокруг планеты. Некоторые из них напоминают Луну, другие выглядят как большие астероиды. Особый интерес представляет Ио — планета с мощнейшими в системе вулканами. Более мелкие частицы образуют вокруг Юпитера кольца, хотя они не так заметны, как у соседнего Сатурна.

Сатурн

Как и спутники Юпитера, Сатурн был обнаружен Галилеем в начале XVII века. На сегодняшний день эта планета остаётся одной из наименее изученных. 

Атмосфера Сатурна состоит из водорода (96%) и гелия (4%) с незначительными вкраплениями других газов. Скорость ветра на Сатурне достигает 1 800 км/ч — это самые сильные ветра в системе. Облака в его атмосфере тоже образуют полосы и пятна гигантских вихрей, хоть и менее заметные, чем на Юпитере. 

О происходящем за атмосферным слоем планеты известно мало. Предположительно, в центре находится металлосиликатное ядро, окружённое спрессованными до состояния металла газами, плотность которых уменьшается по мере удаления от ядра.

Планета находится в 9,5 раз дальше от Солнца, чем Земля, и делает оборот вокруг звезды за 29,5 земных лет. Наклон оси Сатурна напоминает земной. По скорости вращения вокруг своей оси Сатурн уступает только Юпитеру. Как и у других газовых гигантов, скорость вращения на разных широтах у планеты разная. Это происходит потому, что поверхность Сатурна текучая, а не твёрдая. Плотность Сатурна так мала, что он мог бы плавать на поверхности воды. 

Главная особенность Сатурна — впечатляющая система из семи колец. Они состоят из миллиардов ледяных осколков, которые отлично отражают свет, а потому хорошо заметны. Радиус колец огромен — 73 000 километра, а толщина — всего 1 километр. Считается, что эти кольца — осколки спутника, разрушенного гравитацией планеты. 

Недавние исследования показали, что вокруг Сатурна вращаются 82 спутника — на данный момент это рекорд солнечной системы (до 2016 года лидером считался Юпитер). Все спутники покрыты льдом. Крупнейший, Титан, имеет плотную азотистую атмосферу и озёра жидкого метана на поверхности. На другом спутнике, Энцеладе, обнаружена жидкая вода, выталкиваемая на поверхность гейзерами. Это делает его крайне интересным объектом для изучения. 

Сатурн назван именем древнеримского бога времени, отца Юпитера. 

Уран

Уран был открыт сравнительно недавно — в 1781 году. В 1986 году его достиг единственный космический аппарат — «Вояджер-2». 

Атмосфера планеты окрашена в однородный сине-зелёный цвет. Учёные предполагают, что такой её делает метан. Ядра Урана и Нептуна предположительно состоят изо льдов, поэтому их называют «ледяными гигантами». Уран — самая холодная планета в системе: средняя температура его поверхности составляет −224°C. Скорость ветра на Уране достигает 900 км/ч. Солнечный свет летит до Урана чуть менее трёх часов, а год на планете равен 84 земным. 

Как и Сатурн, Уран окружён кольцами. Они не столь яркие и расположены под углом около 90° к орбите, в то время как сама планета вращается «на боку» (угол отклонения оси — 99°). В результате половину уранианского года на южном полушарии длится день, а на южном — ночь. А следующие полгода — наоборот.  

Подобно Венере, Уран вращается вокруг своей оси против часовой стрелки. На настоящий момент известно 23 спутника Урана, все покрыты льдом. Уран назван именем древнегреческого бога неба, отца Сатурна, и продолжает «семейную» линию.

Нептун

Нептун находится так далеко, что его нельзя увидеть с Земли невооружённым глазом. Он был открыт в 1846 году, когда астрономы искали планету, вызывающую орбитальные отклонения Урана. 

Достоверные данные о Нептуне получены «Вояджером-2» в 1989 году. Верхние слои его атмосферы состоят из водорода (80%), гелия (19%) и метана (1%). Именно обилием метана объясняется сине-голубое свечение планеты. 

Раз в несколько лет в атмосфере планеты появляются и исчезают тёмные пятна штормов. Предположительно в центре Нептуна — ледяное ядро, а мантия состоит из жидкой смеси воды и аммиака. Средняя температура поверхности — −214°С. 

Солнечный свет достигает Нептуна почти за 5 часов, а нептунианский год равен 165 земным. Полный оборот вокруг своей оси планета делает довольно быстро — сутки длятся всего 17 часов. Наклон оси Нептуна близок к земному — 28°. 

На настоящий момент учёные знают о 14 спутниках Нептуна, лишь один из которых (Тритон) обладает сферической формой. Это единственный в системе крупный спутник с обратным вращением. У Нептуна есть три кольца, хотя выражены они слабо. 

За глубокий синий цвет планета была названа именем древнеримского бога морей. 

Учите астрономию вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду

ASTRO10112020 вы получите бесплатный доступ на одну неделю к курсу астрономии за 10 и 11 классы.

Другие объекты Солнечной системы

Помимо планет и их спутников, в солнечную систему входит множество малых небесных тел — карликовых планет, астероидов, комет и метеороидов. 

Большинство астероидов сосредоточено в поясе между орбитами Марса и Юпитера. Это объекты неправильной формы, состоящие из металлов и силикатов. Хотя некоторые астероиды даже имеют собственные спутники, их масса слишком мала, чтобы удерживать атмосферу. Крупнейшие — карликовая планета Церера, астероиды Паллада, Веста и Гигея. 

‍Фото объектов астероидного пояса; NASA, 2011
‍Источник: wikipedia.org
‍

За орбитой Нептуна расположен пояс Койпера — средоточие ещё почти неизученных объектов. Самым крупным из них являются карликовая планета Плутон со спутником Хароном.

‍Фото поверхности Плутона, выполненное аппаратом New Horizons, 2015
‍Источник: wikipedia.org
‍

Под действием гравитации планет орбиты астероидов могут меняться и пересекаться. Иногда это приводит к столкновению. Планеты притягивают метеорные тела — обломки небесных тел. Если атмосфера планеты плотная — они сгорают при падении, но самые крупные всё же достигают поверхности, образуя кратеры. Последний известный случай падения метеорита на Землю произошёл в Челябинской области в 2013 году. 

Кометы — малые небесные тела, движущиеся по вытянутым орбитам. Они состоят из замёрзших газов и космической пыли. По мере приближения к Солнцу частицы вещества нагреваются, образуя горящую голову и хвост кометы. Самая известная комета — Галлея — обращается вокруг Солнца за 76 лет. 

Постепенно кометы разрушаются, превращаясь в поток более мелких частиц — метеороидов. Из-за небольших размеров они легко притягиваются планетами, но сгорают в плотной атмосфере. Горящие метеоры выглядят с Земли как падающие звёзды. Поэтому метеорный поток в просторечии называют звездопадом. 

Движение объектов солнечной системы

Все объекты солнечной системы вращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам. Наиболее близкую к Солнцу точку орбиты называют перигелием, а самую удалённую — афелием. 

Орбиты планет расположены приблизительно в одной плоскости, поэтому периодически на Земном небе можно наблюдать Парад планет — явление, при котором несколько небесных тел будто бы выстраиваются в одну линию на небольшом угловом расстоянии друг от друга.

Межпланетное пространство

Планеты вращаются не в абсолютной пустоте — пространство между ними заполнено малыми небесными телами, вращающимися по собственным орбитам, блуждающими кометами, потоками метеорных тел и космической пылью.

Кроме того, Солнце излучает мощнейший поток заряженных частиц, называемый «солнечным ветром». Он распространяется по системе с чудовищной скоростью — до 1 200 км/с. Именно солнечный ветер порождает магнитные бури, полярные сияния и радиационные пояса планет. 

Расположение Солнечной системы в Галактике

Положение Солнечной системы в Галактике
‍

Солнце — одна из 200 миллиардов звёзд Млечного Пути, оно находится в одном из его спиральных рукавов — рукаве Ориона — на расстоянии 27 000 световых лет от центра Галактики. 

Как планеты вращаются вокруг Солнца, так и Солнце вращается вокруг центра Галактики. Солнечная система движется сквозь космическое пространство со скоростью в 250 км/с — это в сотни тысяч раз быстрее самого мощного сверхзвукового самолёта.  

Полный оборот вокруг центра Млечного Пути солнечная система совершает за 226 миллионов лет — эта величина называется галактическим годом. 

Изучение Солнечной системы

Долгое время человечество было убеждено, что все звёзды и планеты вращаются вокруг Земли. Система мира с неподвижной Землёй в центре была разработана греческим учёным Птолемеем во 2 веке до нашей эры и просуществовала более полутора тысяч лет. 

В 1453 году польский астроном Николай Коперник доказал, что Земля, как и другие планеты (на тот момент их было известно шесть), вращаются вокруг Солнца. Однако вплоть до XVII века церковь считала это учение ересью и боролась с его последователями. 

Одним из них был итальянский монах Джордано Бруно. В 1584 году он опубликовал исследование, в котором утверждал, что Вселенная бесконечна, а Солнце подобно остальным звёздам, просто находится гораздо ближе к Земле. Бруно был схвачен инквизицией и приговорён к сожжению на костре как еретик. 

Другим последователем Коперника стал итальянский учёный Галилео Галилей. Он создал первый телескоп, который позволил увидеть кратеры Луны, пятна на Солнце, открыть четыре спутника Юпитера и установить, что планеты вращаются вокруг своей оси. Чтобы не повторить судьбу Бруно, Галилей был вынужден отречься от своих идей.

В XVII веке немецкий астроном Иоганн Кеплер открыл законы движения планет — ему удалось установить связь между скоростью вращения планеты и её расстоянием от Солнца. Его идеи воспринял знаменитый английский физик Исаак Ньютон, создатель теории всемирного тяготения. 

В XVIII—XIX веках открытия в области оптики позволили создать более мощные телескопы, которые позволили учёным узнать больше о солнечной системе. Были открыты планеты Уран и Нептун. 

В 1951 году Советский Союз вывел на орбиту Земли первый искусственный спутник. С этого момента началась Космическая эра — эпоха практического изучения солнечной системы. 

В 1961 году Юрий Гагарин стал первым человеком, побывавшем в космосе, а в 1969 году космический корабль «Аполлон-11» доставил людей на Луну.  

В 1970-х годах Советский Союз и США запустили несколько десятков аппаратов для исследования Марса, Венеры и Меркурия, а запущенные в 1980-х аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2» позволили получить данные о дальних планетах — Юпитере, Сатурне, Уране, Нептуне и их спутниках. Большую роль в изучении солнечной системы сыграл вывод на орбиту Земли космического телескопа «Хаббл» в 1990 году. 

В нынешнем десятилетии космические агентства разных стран планируют пилотируемый полёт на Марс. Экспедиция на другую планету станет величайшим событием в истории освоения солнечной системы. И всё же пока человечество находится в самом начале пути изучения космоса.

11кл. Астрономия. Тест. Конфигурация планет. Законы движения планет Солнечной системы

11кл. Астрономия. Тест. Конфигурация планет. Законы движения планет Солнечной системы

1.Укажите условия видимости планет. 1) Расположение планеты на эклиптике. 2) Расположение планеты по отношению к Земле. 3) Места положения наблюдателя. 4) Расположение планеты по отношению к Солнцу.

2. Укажите конфигурации верхних планет. 1) Верхнее соединение 2) Нижнее соединение

3) Квадратура 4) Элонгация 5) Противостояние

3.Сопоставьте определения и понятия. 1) Соединение 2) Элонгация 3) Противостояние 4) Квадратура

5) Верхнее соединение

А.Положение планеты, при котором угол между направлениями с Земли на верхнюю планету и на Солнце составляет 90°. Б.Положение планеты, при котором она наиболее удалена от Земли и не наблюдается, так как теряется в лучах Солнца. В.Положение небесного тела Солнечной системы, в котором разница эклиптических долгот его и Солнца равна 180°. Г.Положение планеты, при котором для земного наблюдателя её угловое расстояние от Солнца максимально. Д. Расположение небесных тел, при котором имеет место совпадение их долгот, с точки зрения земного наблюдателя.

4. Сопоставьте определения и понятия. А. Нижние планеты Б. Верхние планеты

1) Планеты, орбиты которых расположены за земной орбитой.

2) Планеты, орбиты которых расположены ближе к Солнцу, чем орбита Земли.

3) Планеты, орбиты которых расположены под орбитой Земли.

4) Планеты, орбиты которых расположены выше, чем орбитой Земли.

5.Нижние соединения Венеры повторяются через 584 суток. Период вращения Венеры относительно Солнца составляет.Запишите число: суток ___________________________

6.Сопоставьте определения: 1) Синодический период 2) Сидерический период 3) Противостояние

А. промежуток времени, в течение которого планета совершает один полный оборот вокруг Солнца по орбите относительно звёзд. Б. промежуток времени между двумя последовательными одноимёнными конфигурациями планеты. В. наиболее благоприятное время для наблюдения верхних планет.

7.Укажите верные конфигурации нижних планет. 1). Противостояние 2).Элонгация 3).Квадратура

4). Верхнее соединение 5). Нижнее соединение

8. Сколько больших планет насчитывается в Солнечной системе? 1).число неизвестно 2). 8 3).4 4).9

9.Наиболее удалённую к Солнцу точку называют….

10. Комета Галлея имеет эксцентриситет е=0,967 и период обращения 76 лет. Определите большую полуось её орбиты. Ответ дайте с точностью до десятых в а.е.

11.Почему движение планет происходит не в точности по законам Кеплера? 1) В Солнечной системе не одна планета, а много, и каждая из них испытывает со стороны других возмущения.

2) В Солнечной системе не одна планета, а много, и каждая из них движется петлеобразно.

3) Движение планет в Солнечной системе строго подчиняется законам Кеплера.

4) В Солнечной системе не одна планета, а много, и каждая из них практически имеет несколько спутников.

12.Приведите два факта, которые подтверждают аккреционную (аккреция — конденсация вещества) теорию образования Солнечной системы. 1) Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном и том же направлении. 2) Орбиты всех планет лежат почти в плоскости эклиптики. 3) Планеты гиганты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, а планеты земной группы — в другом направлении.

4) Орбиты планет не лежат в плоскости эклиптики. 5) Часть планеты Солнечной системы обращаются вокруг Солнца с запада на восток, а другая часть — наоборот.

13.Чему равна (с точностью до десятых млн км) одна астрономическая единица? Ответ:

14. Как меняется значение скорости движения планеты при ее перемещении от афелия к перигелию?

1).В афелии скорость планеты максимальная, затем она возрастает и в перигелии становится минимальной. 2). Скорость движения планеты не меняется 3).В афелии скорость планеты минимальная, затем она возрастает и в перигелии становится равной нулю. 4). В афелии скорость планеты минимальная, затем она возрастает и в перигелии становится максимальной.

15. Сопоставьте законы Кеплера с их формулировками. 1) Первый закон 2) Второй закон 3) Третий закон А.Радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает равновеликие площади. Б. Квадраты сидерических периодов обращения двух планет относятся как кубы больших полуосей их орбит.

В. Все планеты обращаются по эллипсам, в одном из фокусов которых находится Солнце.

16. Как зависят периоды обращения спутников от массы планет? 1). Чем меньше масса, тем меньше периоды спутников. 2). Чем больше масса, тем меньше периоды спутников. 3). Чем больше масса, тем больше периоды спутников. 4). Чем меньше масса, тем больше периоды спутников.

17.Звёздный период обращения Юпитера вокруг Солнца составляет 12 лет. Каково примерно среднее расстояние Юпитера до Солнца? 1) 4 а. е. 2) 6 а. е. 3) 5 а. е. 4) 7 а. е.

18. Как далеко от звезды находится небесное тело, если его орбитальный период составляет 1250 лет? Ответ округлите до целого числа.

Ответы:

11кл. Астрономия. Тест. Конфигурация планет. Законы движения планет Солнечной системы

1) 2; 4;

2) 1; 3; 5;

3) 4; 5; 3; 2; 1;

4) 2; 1;

5) 225сут.

6) 2; 1; 3;

7) Нет; Да; Нет; Да; Да;

8) 2.

9) «АФЕЛИЙ».

10) 17,9 а.е.

11) 1;

12) 1; 2;

13) 149,6 млн. км

14) Нет; Нет; Нет; Да;

15) 2; 3; 3;

16) Нет; Да; Нет; Нет;

17) 3;

18) 116а.е

Согласно третьему закону Кеплера, а³=Т², 
где а  — расстояние планеты от звезды, Т – орбитальный период планеты в годах находится из наблюдений. 
А³=Т², а³=1250² = 1562500, значит, а =3√1562500 = 116 а.е.

Урок по астрономии 10 класс

Астрономия 10 класс

Тема урока: Строение Солнечной системы

Все вы хорошо знаете, что в нашей Солнечной системе, помимо Земли, принято выделять ещё 7 больших планет: Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Все они, как и наша планета, обращаются вокруг центрального тела нашей системы — Солнца. Все планеты Солнечной системы принято разделять нанижние и верхние.

Нижними называются планеты, орбиты которых расположены ближе к Солнцу, чем орбита Земли (это Меркурий и Венера).

Следовательно, если орбита планеты будет находиться за орбитой Земли, то она будет называться верхней (это Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).

Конечно же из-за разной удалённости от Солнца, а также различной орбитальной скорости, условия видимости всех планет с Земли меняются по-разному. Поэтому принято выделять некоторые характерные взаимные расположения планет, Земли и Солнца, которые называются конфигурациями.

Ясно, что условия видимости планеты в той или иной конфигурации зависят от её расположения по отношению к Солнцу, которое освещает планету, и Земли, с которой мы эту планету наблюдаем.

В связи с этим, например, для нижних планет выделяют верхние и нижниесоединения, а такжеэлонгации.

Соединением называется расположение небесных тел, при котором имеет место совпадение их долготы (обычно планет или планеты и Солнца), с точки зрения земного наблюдателя.

В нижнем соединении планета находится ближе всего к Земле. А в верхнем — наиболее удалена от неё.

При соединениях, как правило, планеты не видны, поскольку они прячутся либо за Солнцем, либо в его лучах.

Элонгацией называется такое положение планеты, при котором для земного наблюдателя её угловое расстояние от Солнца максимально.

Из-за того, что орбиты планет не являются круговыми, наибольшие элонгации не имеют постоянного значения. Так у Венеры они колеблются в пределах от 45^о до 48^о градусов. А у Меркурия всего от 18^о градусов до 28°. Так как Меркурий и Венера не отходят далеко от Солнца, то ночью они не видны.

При этом продолжительность их утренней или вечерней видимости не превышает четырёх часов для Венеры и полутора часов для Меркурия. Иногда Меркурий и вовсе не виден, так как его время восхода и захода приходится на светлое время суток.

Также принято различать восточную и западную элонгации. В восточной элонгации планету можно наблюдать на небе вечером после захода Солнца, а в западной — утром перед восходом Солнца.

Что касается верхних планет, то для них конфигурация несколько иная. Так, например, если планета находится вблизи точки, диаметрально противоположной Солнцу, то такая конфигурация называется противостоянием.

Конечно же из-за обращения всех планет вокруг Солнца их конфигурации периодически повторяются. А промежуток времени между двумя последовательными одноименными конфигурациями планеты (например, верхними соединениями) называется её синодическим периодом. Проще говоря, это промежуток времени, по истечении которого планета (или другое тело Солнечной системы) для наблюдателя с Земли возвращается в прежнее положение относительно Солнца.

Синодические периоды планет были рассчитаны ещё в глубокой древности, когда считалось, что все тела обращаются вокруг Земли. Однако мы уже знаем, что Земля не является неподвижным телом, а вместе с остальными планетами движется вокруг Солнца. Так вот, промежуток времени, в течение которого планета совершает один полный оборот вокруг Солнца по орбите относительно звёзд, называется звёздным или сидерическим периодом обращения планеты.

Часто, для простоты, сидерический период называют годом. К примеру, Земной год, Меркурианский год, Юпитерианский год и так далее.

Сидерический период обращения планеты вокруг Солнца с движущейся Земли определить невозможно, так как к его окончанию Земля успевает сместиться в новую точку пространства, и проекция планеты на фон неподвижных звёзд также оказывается смещённой. Получится, что планета может не дойти либо перейти ту точку среди звёзд, откуда было замечено начало её движения. Но междусинодическим (то есть видимым) и сидерическим (то есть истинным) периодами планет существует взаимосвязь. Установим её.

Симулятор Солнечной системы

Симулятор Солнечной системы

Сценарий 

Дата 

Ваша точка зрения 

Смотреть 

Масштаб планет x 

Скорость анимации 

❎

Сценарий

Доступные сценарии на самом деле являются набором чисел, описывающих небесные тела и их положение. Эти цифры взяты, по большей части, с веб-сайтов НАСА. Их точность весьма впечатляет, более чем достаточно для этой симуляции. Можно задать любую дату и посмотреть, как выглядела бы Солнечная система в тот момент.

❎

Дата

Элементы орбиты планет используются для расчета своего первоначального положения при выборе даты. Вы можете сравнить звезды и созвездия, которые вы видите на заднем плане с другими источниками, при условии, что ваша точка зрения расположена на Земле.

Некоторые сценарии для анимации создаются путем расчета позиции их орбитальных элементов, но в некоторых случаях, скорость каждой планеты, получена из этих расчетов, теряет точность с течением времени. Это снижение более выраженно в некоторых сценариях, чем в других.

Вы можете найти в интернете даты небесных событий, например солнечные или лунные затмения и проверить, можете ли вы наблюдать их в этой симуляции.

❎

Точка зрения

Эта опция позволяет размещать камеру в положении планеты по вашему выбору, так что вы будете видеть другие планеты с точки зрения своего выбора. С любой точки зрения, зум можно увеличить с помощью прокрутки.

Свободная камера расположенна в пространстве и вы можете ее двигать с помощью прокрутки или перетаскивания. Эта камера всегда вращаются вокруг точки, указанной в поле опции «Смотреть».

❎

Смотреть

Вы можете выбрать любую планету за движением которой вы хотите проследить. Эта функция полезна для наблюдения за кажущимся попятным движением планет относительно Земли.

❎

Масштаб планет

Когда шкала установленна на 1х скорости, размеры планет находятся в масштабе 1:1 с размером орбит, и Вселенной. Расстояния в Солнечной системе настолько огромны, что мы не можем даже увидеть планеты в таком масштабе, поэтому я сделал возможность увидеть размеры планет больше, чем на самом деле, а также оставил возможность увидеть их реальный размер. Это дает лучшее представление о необъятности нашей Солнечной системы.

❎

Скорость

Переместите ползунок для изменения скорости анимации. В зависимости от сценария, точность позиций может ухудшиться с увеличением скорости.

Если понравилось приложение, то расскажи о нем друзьям! ❎

О программе

Приложение создал La Grange в 2013 году.

Переведено и адаптировано для сайта Гид в мире космоса

Солнечной системы

О программе

Траектория движения небесных тел

Определение 1

Орбита небесного тела − это траектория, по которой движется в космическом пространстве космические тела: Солнце, звезды, планеты, кометы, космические корабли, спутники, межпланетные станции и др.

Применительно к искусственным космическим аппаратам понятие “орбита” используется для тех участков траекторий, на которых они перемещаются с отключенной двигательной установкой.

Форма орбиты небесных тел. Космическая скорость

Форма орбит и скорость, с которой по ним передвигаются небесные тела, зависят, в первую очередь, от силы всемирного тяготения. При анализе передвижения небесных тел Солнечной системы во многих случаях пренебрегают их формой и строением, то есть они выступают в качестве материальных точек. Это допустимо из-за того, что расстояние между телами, как правило, во множество раз превышает своих размеров. Если принять небесное тело за материальную точку, то при анализе его перемещения применяется закон всемирного тяготения. Также зачастую рассматривают лишь 2 притягивающихся тела, опуская влияние других.

Пример 1

При исследовании траектории движения Земли вокруг Солнца можно с вероятной точностью предположить, что планета передвигается лишь под действием сил солнечного тяготения. Равно также при исследовании движения искусственного спутника планеты принимается во внимание только тяготение «своей» планеты, при этом опускается не только притяжение других планет, но и солнечное.

Замечание 1

Предыдущие упрощения позволили прийти к задаче 2-х тел. Одно из решений данной задачи предложил И. Кеплер. А полное решение сформулировал И. Ньютон, доказавший, что одно из притягивающихся небесных тел обращается вокруг другого по орбите в форме эллипса (или окружности, частного случая эллипса), параболы либо гиперболы. В фокусе данной кривой лежит 2-я точка.

На форму орбиты влияют следующие параметры:

• масса рассматриваемого тела;
• расстояние между ними;
• скорость, с которой одно тело движется по отношению к другому.

Если тело массой m1 (кг) расположено на расстоянии r (м) от тела массой m0 (кг) и передвигается в данный момент времени со скоростью υ (м/с), тогда орбита задается постоянной:

Определение 2

Постоянная тяготения f=6,673·10-11 м3кг-1с-2. Если h0 − по гиперболической орбите.

Определение 3

Вторая космическая скорость − это наименьшая начальная скорость, которую необходимо сообщить телу, чтобы оно начало движение около поверхности Земли, преодолело земное притяжение и навсегда покинуло планету по параболической орбите. Она равняется 11,2 км/с.

Определение 4

Первой космической скоростью называют наименьшую начальную скорость, которую необходимо сообщить телу, чтобы оно стало искусственным спутником планеты Земля. Она равняется 7,91 км/с.

Большинство тел Солнечной системы перемещается по эллиптическим траекториям движения. Только лишь некоторые маленькие тела Солнечной системы такие, как кометы, вероятно перемещаются по параболическим или гиперболическим траекториям. Таким образом, межпланетные станции отправляются по гиперболической орбите по отношению к Земле; потом они перемещаются по эллиптическим траекториям по отношению к Солнцу в направлении к точке назначения.

Нужна помощь преподавателя?

Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

Описать задание

Характеристики движения небесных тел

Определение 5

Элементы орбиты − величины, с помощью которых определяются размеры, форма, положение, ориентация орбиты в пространстве и расположение небесного тела на ней.

У некоторых характерных точек орбит небесных тел есть собственные наименования.

Определение 6

Ближайшая к Солнцу точка орбиты небесного тела, передвигающегося вокруг Солнца, называется Перигелий (рисунок 1).

А самая удаленная − Афелий.

Ближайшая точка орбиты к планете Земля − Перигей, а самая дальняя − Апогей.

В более обобщенных задачах, в которых под притягивающим центром подразумевают различные небесные тела, употребляется название ближайшей к центру Земли точки орбиты − перицентр и самой отдаленной от центра точки орбиты − апоцентр.

Рисунок 1. Точки орбиты небесных тел по отношению к Солнцу и Земле

Случай с 2-мя небесными телами является самым простым и практически не встречается (хотя есть множество случаев, когда притяжением 3-го, 4-го и т.д. тел пренебрегают). На самом деле картина гораздо сложнее: каждое небесное тело находится под влиянием многих сил. При передвижении планеты притягиваются не только к Солнцу, но и друг к другу. В звездных скоплениях звезды притягиваются между собой.

Определение 7

Движение искусственных спутников находится под влиянием таких сил, как несферичность фигуры Земли и сопротивление земной атмосферы, а также притяжение Солнца и Луны. Данные дополнительные силы называются возмущающими. А эффекты, которые они создают при движении небесных тел, именуются возмущениями. Вследствие действия возмущений орбиты небесных тел постоянно медленно меняются.

Определение 8

Небесная механика − раздел в астрономии, который занимается изучением движения небесных тел с учетом возмущений.

С помощью методов небесной механики можно с высокой точностью и на много лет наперед определить расположение небесных тел в Солнечной системе. Более сложные вычислительные методы применяются при изучении траектории движения искусственных небесных тел. Точное решение подобных задач в виде математических формул получить очень трудно. Поэтому для решения сложных уравнений используют быстродействующие электронно-вычислительные машины. Для этого необходимо знание понятия сферы действия планеты.

Определение 9

Сфера действия планеты − это область околопланетного (окололунного) пространства, в которой при расчете возмущений в движении тела (спутника, кометы или межпланетного космического корабля) в качестве центрального тела принимается не Солнце, а эта планета (Луна).

Вычисления упрощаются из-за того, что внутри сферы действия возмущения от влияния солнечного притяжения по сравнению с планетным притяжением меньше, чем возмущение от планеты по сравнению с солнечным притяжением. Однако, не нужно забывать, что внутри сферы действия планеты и за ее пределами на тело оказывают влияние силы солнечного притяжения, а также планет и других небесных тел в той или иной степени.

Радиус сферы действия вычисляется исходя из расстояния между Солнцем и планетой. Орбиты небесных тел внутри сферы рассчитываются на основании задачи 2-х тел. Если тело покидает планету, тогда его движение внутри сферы действия осуществляется по гиперболической орбите. Радиус сферы действия планеты Земля равняется примерно 1 млн. км.; сфера действия Луны по отношению к Земле имеет радиус примерно 63 тысячи км.

Способ определения орбиты небесного тела с помощью сферы действия является одним из методов приближенного определения орбит. Если известны приближенные величины элементов орбиты, тогда можно при помощи других методов получить более высокоточные значения элементов орбиты. Поэтапное улучшение определяемой орбиты − типичный прием, который позволяет вычислить параметры орбиты с большой точностью. Круг современных задач по определению орбит существенно увеличился, что объясняется стремительным развитием ракетной и космической техники.

Пример 2

Необходимо определить, во сколько раз масса Солнца превышает массу Земли, если известен период обращения Луны вокруг Земли 27, 2 сут., а среднее расстояние ее от Земли 384 000 км.

Дано: T=27,2 сут., a=3,84·105 км.

Найти: mсmз — ?

Решение

Приведенные выше упрощения сводят нас к задаче 2-х тел. Одно из решений данной задачи предложил И. Кеплер, а полное решение сформулировал И. Ньютон. Воспользуемся данными решениями.

Tз=365 сут − период обращения Земли вокруг Солнца.

aз= 1,5·108 км − среднее расстояние от Земли до Солнца.

При решении будем руководствоваться формулой закона И. Кеплера с учетом 2-го закона И. Ньютона:

mс+mзmз+m·T32T2=a33a3.

Зная, что масса Земли по сравнению с массой Солнца и масса Луны по сравнению с массой Земли очень малы, запишем формулу в виде:

mсmз·T32T2=a33a3.

Из этого выражения находим искомое соотношение масс:

mсmз=a33a3·T32T2.

Ответ: mсmз=0,3·106 кг.

небесных тел — что такое небесные тела

Небесный объект — это естественное явление, происходящее в наблюдаемой Вселенной. В астрономии слова «объект» и «тело» часто используются как синонимы. С другой стороны, небесное тело — это отдельная, сильно связанная, смежная сущность, в то время как небесный объект — сложная, менее связная структура, которая может состоять из нескольких тел или даже других объектов с подструктурами. Небесные тела или небесные группы — это объекты в космосе, такие как солнце, планеты, луна и звезды.Они составляют часть огромной вселенной, в которой мы живем, и обычно очень далеки от нас. Великолепное ночное небо усеяно такими объектами, и когда мы видим их в телескоп, они открывают собственные захватывающие миры. Поскольку они находятся так далеко, мы не можем увидеть их все невооруженным глазом и полагаемся на телескопы для их изучения. Слово небесное тело равно всей вселенной, как для известного, так и для неизвестного. По определению, небесное тело — это любой естественный объект за пределами атмосферы Земли.Простыми примерами являются Луна, Солнце и другие планеты нашей солнечной системы. Но это очень частичные примеры. В поясе Койпера находится множество небесных тел. Любой астероид в космосе — это небесное тело. (Изображение будет загружено в ближайшее время)

Классификация небесных тел.

1. Звезды
2. Планеты
3. Спутники
4. Кометы
5. Астероиды
6. Метеор и метеориты
7. Галактики

1. Звезды

(изображение будет скоро загружено)

Звезда — это форма небесного объекта, состоящая из сияющего плазменного сфероида, удерживаемого собственной гравитацией.Ближайшая к Земле звезда — Солнце. Несколько других звезд видны невооруженным глазом с Земли в ночное время, глядя на множество фиксированных светящихся точек на небе из-за их огромного расстояния от Земли. Исторически наиболее заметные звезды были сгруппированы в созвездия и астеризмы, самые яркие из которых получили соответствующие метки. Астрономы составили звездные каталоги, которые идентифицируют известные звезды и предоставляют стандартизированные звездные обозначения. Однако, по оценкам, во Вселенной более 300 секстиллионов (3 × 10 ²³ ) звезд, включая все звезды за пределами нашей галактики (Млечный Путь), которые не видны невооруженным глазом с Земли.

Показатель жизни звезды с гравитационным коллапсом газовой туманности, состоящей в основном из водорода, гелия и небольшого количества более тяжелых элементов. Когда лунное ядро ​​становится достаточно толстым, водород постепенно превращается в гелий в результате ядерного синтеза, высвобождая при этом энергию. Остальная часть внутренней части звезды передает энергию от ядра через смесь радиационного и конвективного процессов теплопередачи. Внутреннее давление предотвращает его дальнейшее разрушение под действием собственной силы тяжести.Звезда с массой, превышающей массу Солнца в 0,4 раза, расширится, превратившись в красную громадину, когда водородное топливо в ее ядре закончится.

(изображение будет загружено в ближайшее время)

Планета — это тело, которое вращается вокруг звезды, которая достаточно огромна, чтобы быть сферической по своей величине, недостаточно велика, чтобы вызвать термоядерный синтез, и очистила соседнюю область планетезималей.

Слово «планета» — это древнее слово, связанное с историей, астрологией, наукой, мифологией и религией.Невооруженным глазом видно пять планет Солнечной системы. Многие ранние культуры считали их небесными или посланниками идолов. По мере развития логических знаний человеческое понимание планет изменилось, включив в себя несколько непохожих объектов. В нашей солнечной системе у нас есть восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.

Планеты в основном делятся на два основных типа: большие планеты-гиганты с низкой плотностью и более мелкие каменистые планеты.В Солнечной системе восемь планет. В порядке увеличения расстояния от Солнца это Меркурий, Венера, Земля и Марс, затем четыре планеты-гиганта, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Шесть планет окружены одним или несколькими естественными спутниками.

В Млечном Пути были показаны тысячи планет вокруг других звезд («внесолнечные планеты» или «экзопланеты»). По состоянию на 5 февраля 2019 года было обнаружено 3956 известных внесолнечных планет в 2973 планетных системах (плюс 654 множественные планетные системы), размер которых увеличился от размера чуть выше Луны до газовых голиафов, примерно вдвое больших, чем Юпитер, из которых больше более 100 планет имеют тот же размер, что и Земля, девять из которых находятся на таком же сравнительном расстоянии от своей звезды, что и Земля от Солнца, т. е.е. в околозвездной обитаемой области.

(изображение будет загружено в ближайшее время)

Это естественный небесный объект с признанной орбитой вокруг планеты Солнечной системы, некоторые из которых имеют размер около километра в поперечнике. В Солнечной системе есть шесть наземных спутниковых систем, охватывающих 185 известных естественных спутников. Также известно, что четыре карликовые планеты, упомянутые МАС, имеют естественные спутники: Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида. По состоянию на сентябрь 2018 года известно, что у 334 других малых планет есть луны.

Структура Земля-Луна уникальна тем, что отношение массы Луны к массе Земли намного больше, чем у любого другого соотношения естественный спутник-планета в Солнечной системе (хотя есть и малые планеты-спутники). системы с еще большими отношениями, особенно система Плутон – Харон).

(изображение будет загружено в ближайшее время)

Комета — это ледяной объект, присутствующий в объекте Солнечной системы, который при приближении к Солнцу нагревается и начинает выделять газы. Эта практика известна как выделение газов.Это создает видимую атмосферу или кому, а иногда и хвост. Эти явления связаны с воздействием солнечной радиации и солнечного ветра на ядро ​​кометы. Ядра кометы имеют диаметр от нескольких сотен метров до десятков километров и состоят из рыхлых скоплений льда, пыли и мелких каменистых частиц. Кома может быть в 15 раз больше диаметра Земли, в то время как хвост может составлять одну астрономическую единицу. Если комета достаточно яркая, ее можно будет увидеть с Земли без помощи телескопа, и она может пересечь небо по дуге 30 ° (60 лун).Кометы были замечены и зарегистрированы с древних времен многими культурами.

Кометы отличаются от астероидов-d наличием протяженной гравитационно-несвязанной атмосферы рядом с их центральным ядром. В этой атмосфере есть части, называемые комой, которые окружены ее ядрами (центральная часть, непосредственно окружающая ядро) и хвостом (обычно линейный участок, состоящий из пыли или газа, выдувается из комы под давлением ЛУЧЕЙ Солнца или выходит наружу. поток солнечной воздушной плазмы).Однако мертвые кометы, которые несколько раз проходили близко к Солнцу и утратили почти весь свой летучий лед и пыль, и могут стать похожими на небольшие астероиды. Предполагается, что астероиды имеют другое происхождение, чем кометы, поскольку они сформировались вокруг орбиты Юпитера, а не во внешней Солнечной системе. Открытие комет главного пояса и живых малых планет-кентавров нечеткое различие между астероидами и кометами. В первый период 21 века было обнаружено несколько малых тел с долгопериодическими орбитами комет, но особенности астероидов внутренней солнечной системы были названы мэнскими кометами.

(изображение будет загружено в ближайшее время)

Астероиды — это маленькие планеты, особенно внутри Солнечной системы. Большие астероиды еще называют планетоидами. Эти выражения исторически применялись к любому астрономическому телу, вращающемуся вокруг Солнца, которое не было похоже на диск планетарного типа и не имело характеристик живой кометы, таких как хвост. Когда были открыты маленькие планеты во внешней Солнечной системе, у них естественным образом обнаружилось, что их вершины, такие как кометы, богаты летучими веществами.В результате они часто получали известность благодаря объектам, найденным в главном поясе астероидов. Слово «астероид» относится к маленьким планетам внутренней Солнечной системы.

Есть миллионы астероидов, многие из которых считаются раздробленными остатками планетезималей, тел в солнечной туманности молодого Солнца, которые никогда не становились достаточно большими, чтобы стать планетами. Подавляющее большинство известных астероидов вращается внутри ключевого пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера или на совместной орбите с Юпитером (Юпитерские троянцы).Однако существует несколько других орбитальных семейств со значительными популяциями, включая объекты, сближающиеся с Землей. Одиночные астероиды классифицируются по их типичным спектрам, причем большинство из них делятся на три ключевые группы: C-тип, M-тип и S-тип. Они были названы в честь и обычно идентифицируются с конфигурациями, богатыми углеродом, металлическими и силикатными (каменистыми) соответственно. Размеры астероидов сильно различаются; самая большая, Церера, составляет почти 1000 км (625 миль) в поперечнике.

Астероиды отделены от комет и метеороидов.В случае комет различие заключается в составе: в то время как астероиды состоят в основном из минералов и горных пород, кометы в основном состоят из пыли и льда. Более того, астероиды образуются ближе к Солнцу, препятствуя продвижению кометного льда. Разница между астероидами и метеороидами в основном заключается в размере: метеороиды имеют радиус одного метра или меньше, тогда как астероиды имеют радиус больше одного метра. Наконец, метеороиды могут состоять как из кометных, так и из астероидных материалов.

(изображение будет загружено в ближайшее время)

Метеор, также известный как падающая звезда, путь метеора виден и светящиеся метеороиды светящиеся метеороид, комета или астероид сквозь атмосферу Земли после нагревания до сгорания при столкновении с воздухом молекулы в верхних слоях атмосферы, создавая полосу света своим быстрым движением, а иногда также отслаивая в ней светящийся материал.Хотя может показаться, что метеор находится в нескольких тысячах футов от Земли, метеоры естественным образом встречаются в мезосфере на высотах от 76 до 100 км (от 250 000 до 330 000 футов). Корень слова «метеор» происходит от греческого «метеор», что означает «высокий в воздухе».

Ежедневно в атмосферу Земли входят миллиарды метеоров. Большинство метеоров, вызывающих метеоры, имеют размер примерно с песчинку, то есть обычно миллиметр. -размеры или даже меньше. Размеры метеоров можно измерить по их массе и плотности, которые, в свою очередь, можно ожидать, исходя из наблюдаемой траектории метеора в верхних слоях атмосферы. Метеорные потоки — это естественное явление, которое может происходить в ливнях, которые начинаются, когда Земля путешествовать через приток обломков, оставленных кометой, или в виде «случайных» или метеоров, не связанных с конкретным потоком космического мусора.Было замечено несколько конкретных метеоров, в основном представителями общественности, а другие — в основном случайно, но с достаточной информацией о том, что орбиты метеороидов, производящих метеоры, были измерены. Атмосферные скорости метеоров являются результатом движения Земли вокруг Солнца со скоростью около 30 км / с (68000 миль в час), орбитальной скорости метеоритов и гравитационного колодца Земли.

(изображение будет загружено в ближайшее время)

Галактика — это гравитационная система звезд, межзвездного газа, звездных фрагментов, пыли и темной материи.Слово «галактика» происходит от греческого слова «галактики» (γαλαξίας), буквально означающего «млечный», что означает Млечный Путь. Размер галактик — от маленьких, содержащих всего несколько сотен миллионов (10 ⁸ ) звезд, до колосов с сотней триллионов (10 ¹⁴ ) звезд, каждая из которых вращается вокруг центра масс своей галактики.

Галактики в соответствии с их визуальной морфологией характеризуются как овальные, спиральные или неправильные. Считается, что в ядрах многих галактик есть сверхмассивные черные дыры.Центральная черная дыра Млечного Пути, известная как Стрелец A *, имеет вес в четыре миллиона раз больше, чем Солнце. С апреля 2016 года GN-z11 является самой старой и наиболее охраняемой наблюдаемой галактикой с сопутствующим расстоянием 32 миллиарда световых лет от Земли и наблюдаемой, поскольку она существовала всего через 400 миллионов лет после Большого взрыва.

Пространство между галактиками заполнено необоснованным газом (межгалактическая среда) со средней массой менее одного атома на кубический метр. Большинство галактик гравитационно систематизировано на группы, скопления и сверхскопления.Млечный Путь является частью Местной группы, которой правит он и Галактика Андромеды, и является частью сверхскопления Девы. В самом крупном масштабе эти ассоциации в основном расположены в виде листов и нитей, окруженных огромными пространствами. Самая большая структура галактик, которую еще не распознали как скопление сверхскоплений, получившее название Ланиакея, которое содержит сверхскопление Девы.

Порядок планет от Солнца

Сначала краткие факты: в нашей Солнечной системе восемь «официальных» планет, вращающихся вокруг Солнца.Вот планеты, перечисленные в порядке их удаленности от Солнца:

Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, и Нептун. Легкая мнемоника для запоминания заказа: «Моя очень образованная мама только что подала нам лапшу».

Если вы добавите карликовые планеты, Церера расположена в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, в то время как остальные карликовые планеты находятся во внешней Солнечной системе и в порядке от Солнца — Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида.Пока есть некоторая нерешительность относительно транснептуновых объектов, известных как Orcus, Quaoar, 2007 O10 и Sedna, и их включения в категорию карликовых планет.

Мнемоника для этого списка будет: «Моя очень образованная мама могла бы просто подать нам лапшу, пирог, ветчину, кексы и яйца» (и стейк, если включена Седна). Вы можете найти другие уловки для запоминания порядка планет в нашей подробной статье здесь.

Теперь давайте рассмотрим несколько деталей, включая определение планеты и карликовой планеты, а также подробности о каждой из планет в нашей Солнечной системе.

Художественное изображение Солнечной системы со всеми известными планетами земной группы в виде гигантов и карликовыми планетами. Предоставлено: НАСА

Что такое планета?

В 2006 году Международный астрономический союз (МАС) принял решение об определении планеты. В определении говорится, что в нашей Солнечной системе планета — это небесное тело, которое:

• находится на орбите вокруг Солнца,
• имеет достаточную массу, чтобы принять гидростатическое равновесие (почти круглая форма),
• «очистил окрестности» вокруг своей орбиты.
• — это не луна.

Это означает, что Плутон, который считался самой далекой планетой с момента его открытия в 1930 году, теперь классифицируется как карликовая планета. Изменение в определении произошло после открытия трех тел, которые были похожи на Плутон по размеру и орбите (Квавар в 2002 году, Седна в 2003 году и Эрида в 2005 году).

Благодаря развитию оборудования и технологий, астрономы знали, что очень вероятно будет обнаружено больше объектов, подобных Плутону, и поэтому количество планет в нашей Солнечной системе начнет быстро расти.Вскоре стало ясно, что либо все они должны быть названы планетами, либо Плутоном и подобные тела должны быть переклассифицированы.

В 2006 году, вызвав много споров, Плутон был реклассифицирован как карликовая планета. Это также переклассифицировало астероид Цереру как карликовую планету, и поэтому первые пять признанных карликовых планет — это Церера, Плутон, Эрида, Макемаке и Хаумеа. Ученые считают, что открытия могут быть еще десятки карликовых планет.

Позже, в 2008 году, МАС объявил, что подкатегория карликовых планет с транснептуновыми орбитами будет известна как «плутоиды».«Плутоиды — это небесные тела, вращающиеся вокруг Солнца на расстоянии, большее, чем у Нептуна, которые обладают достаточной массой, чтобы их самогравитация могла преодолевать силы твердого тела, так что они принимают форму гидростатического равновесия (близкую к сферической). , и которые не очистили окрестности вокруг своей орбиты «.

В эту подкатегорию входят Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида.

Планет в нашей Солнечной системе:

Изучив основы определения и классификации, давайте поговорим о тех небесных телах в нашей Солнечной системе, которые до сих пор классифицируются как планеты (извините, Плутон!).Вот краткий обзор восьми планет в нашей Солнечной системе. Включены быстрые факты и ссылки, чтобы вы могли узнать больше о каждой планете.

Меркурий:
Меркурий — ближайшая планета к нашему Солнцу, всего на расстоянии 58 миллионов км (36 миллионов миль) или 0,39 астрономической единицы (а.е.). Но, несмотря на свою репутацию выжженной на солнце и расплавленной, это , а не самая горячая планета в нашей Солнечной системе (прокрутите вниз, чтобы узнать, кому достанется эта сомнительная честь!)

Меркурий, полученный космическим кораблем MESSENGER, на котором видны части, невидимые человеческим глазом.Предоставлено: НАСА / Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса / Вашингтонский институт Карнеги

Меркурий также является самой маленькой планетой в нашей Солнечной системе, а также меньше, чем ее самый большой спутник (Ганимед, вращающийся вокруг Юпитера). И будучи эквивалентным по размеру 0,38 Земли, он лишь немного больше, чем собственная Луна Земли. Но это может быть связано с его невероятной плотностью, состоящей в основном из горных пород и железной руды. Вот планетарные факты:

• Диаметр: 4879 км (3032 мили)
• Масса: 3.3011 x 10 ²³ кг (0,055 земного)
• Длина года (орбита): 87,97 земных дней
• Продолжительность дня: 59 земных дней.
• Меркурий — каменистая планета, одна из четырех «планет земной группы» в нашей Солнечной системе. Меркурий имеет твердую, покрытую кратерами поверхность и очень похож на луну Земли.
• Если вы весите 45 кг (100 фунтов) на Земле, вы будете весить 17 кг (38 фунтов) на Меркурии.
• У Меркурия нет спутников.
• Диапазон температур на Меркурии от -173 до 427 градусов по Цельсию (от -279 до 801 градуса по Фаренгейту)
• Меркурий посетили всего два космических корабля: Mariner 10 в 1974-75 годах и MESSENGER, который трижды пролетел мимо Меркурия, прежде чем выйти на орбиту вокруг Меркурия в 2011 году, и завершил свою миссию, столкнувшись с поверхностью Меркурия 30 апреля 2015 года.MESSENGER изменил наше представление об этой планете, и ученые все еще изучают данные.
• Более подробную информацию о Меркурии можно найти в этой статье на «Вселенная сегодня» и на этой странице НАСА.

Венера:
Венера — вторая ближайшая к нашему Солнцу планета, вращающаяся на среднем расстоянии 108 миллионов км (67 миллионов миль) или 0,72 а.е. Венеру часто называют «сестринской планетой», поскольку она немного меньше Земли. Венера на 81,5% массивнее Земли, а площадь ее поверхности составляет 90% и 86%.6% от его объема. Поверхностная сила тяжести, которая составляет 8,87 м / с², эквивалентна 0,904 г — примерно 90% земного стандарта.

Радиолокационный снимок Венеры, сделанный космическим кораблем Magellan, с некоторыми пробелами, заполненными орбитальным аппаратом Pioneer Venus. Предоставлено: NASA / JPL

. Благодаря своей плотной атмосфере и близости к Солнцу, это самая горячая планета Солнечной системы с температурами, доходящими до 735 К (462 ° C). Для сравнения: это более чем в четыре с половиной раза больше тепла, необходимого для испарения воды, и примерно в два раза больше тепла, необходимого для превращения олова в расплавленный металл (231.9 ° C)!

• Диаметр: 12104 км (7,521 миль)
• Масса: 4,867 x 10 ²⁴ кг (0,815 земной массы)
• Продолжительность года (орбита): 225 дней
• Продолжительность дня: 243 земных дня
• Температура поверхности: 462 градуса C (864 градуса F)
• Плотная и токсичная атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа (CO2) и азота (N2) с облаками капель серной кислоты (h3SO4).
• У Венеры нет спутников.
• Венера вращается назад (ретроградное вращение) по сравнению с другими планетами.Это означает, что на Венере солнце встает на западе и заходит на востоке.
• Если вы весите 45 кг (100 фунтов) на Земле, вы будете весить 41 кг (91 фунт) на Венере.
• Венера также известна как «утренняя звезда» или «вечерняя звезда», потому что она часто ярче любого другого объекта на небе и обычно видна либо на рассвете, либо в сумерках. Поскольку он такой яркий, его часто принимают за НЛО!
• Венеру исследовали более 40 космических аппаратов. Миссия Magellan в начале 1990-х нанесла на карту 98 процентов поверхности планеты.Узнайте больше обо всех миссиях здесь.
• Узнайте больше о Венере из этой статьи из «Вселенной сегодня» и на этой странице из НАСА.

Земля:
Наш дом и единственная планета в нашей Солнечной системе (о которой мы знаем), которая активно поддерживает жизнь. Наша планета является третьей от Солнца, вращаясь вокруг него на среднем расстоянии 150 миллионов км (93 миллиона миль) от Солнца, или одной а.е. Учитывая тот факт, что Земля — ​​это место, откуда мы возникли, и что она имеет все необходимые предпосылки для поддержания жизни, неудивительно, что это метрика, по которой оцениваются все остальные планеты.

Земля, снятая экипажем миссии «Аполлон-17». Предоставлено: NASA

Будь то сила тяжести (g), расстояние (измеряется в а.е.), диаметр, масса, плотность или объем, единицы выражаются либо в терминах собственных значений Земли (Земля имеет значение 1), либо в с точки зрения эквивалентности — то есть 0,89 размера Земли. Вот краткое изложение типов

• Диаметр: 12760 км (7926 миль)
• Масса: 5,97 x 10 ²⁴ кг
• Продолжительность года (орбита): 365 дней
• Продолжительность дня: 24 часа (точнее, 23 часа 56 минут и 4 секунды.)
• Температура поверхности: Средняя составляет около 14 C (57 F), с диапазоном от -88 до 58 (мин / макс) C (от -126 до 136 F).
• Земля — ​​еще одна планета земной группы с постоянно меняющейся поверхностью, а 70 процентов поверхности Земли покрыто океанами.
• У Земли одна луна.
• Атмосфера Земли состоит на 78% из азота, на 21% из кислорода и на 1% из различных других газов.
• Земля — ​​единственный мир, где есть жизнь.
• Узнайте больше о Земле из серии статей на сайте «Вселенная сегодня» и на этой веб-странице НАСА.

Марс:
Марс — четвертая планета от Солнца на расстоянии около 228 миллионов км (142 миллиона миль) или 1,52 а.е. Он также известен как «Красная планета» из-за его красноватого оттенка, который связан с преобладанием оксида железа на его поверхности. Во многих отношениях Марс похож на Землю, что можно увидеть по аналогичному периоду вращения и наклону, которые, в свою очередь, создают сезонные циклы, сопоставимые с нашим собственным.

Глобальный снимок планеты Марс.Предоставлено: NASA

То же самое можно сказать и о деталях поверхности. Как и Земля, Марс имеет много знакомых особенностей поверхности, включая вулканы, долины, пустыни и полярные ледяные шапки. Но помимо этого у Марса и Земли мало общего. Атмосфера Марса слишком тонкая, а планета слишком далеко от нашего Солнца, чтобы поддерживать высокие температуры, которые в среднем составляют 210 К (-63 ºC) и значительно колеблются.

• Диаметр: 6787 км (4217 миль)
• Масса: 6,4171 x 10 ²³ кг (0.107 Земель)
• Длина года (орбита): 687 земных дней.
• Продолжительность дня: 24 часа 37 минут.
• Температура поверхности: Средняя составляет около -55 C (-67 F) с диапазоном от -153 до +20 ° C (от -225 до +70 ° F)
• Марс — четвертая планета земной группы в нашей Солнечной системе. Его каменистая поверхность была изменена из-за вулканов, ударов и атмосферных явлений, таких как пыльные бури.
• Марс имеет тонкую атмосферу, состоящую в основном из углекислого газа (CO2), азота (N2) и аргона (Ar).Если вы весите 45 кг (100 фунтов) на Земле, вы будете весить 17 кг (38 фунтов) на Марсе.
• Марс имеет два маленьких спутника, Фобос и Деймос.
• Марс известен как Красная планета, потому что минералы железа в марсианской почве окисляются или ржавеют, в результате чего почва становится красной.
• К Марсу запущено более 40 космических аппаратов. Вы можете узнать больше о миссиях на Марс здесь. Узнайте больше о Марсе в этой серии статей о Universe Today и на этой веб-странице НАСА.

Юпитер:
Юпитер — пятая планета от Солнца, на расстоянии около 778 миллионов км (484 миллиона миль) или 5.2 AU. Юпитер также является самой массивной планетой в нашей Солнечной системе, его масса в 317 раз больше массы Земли и в два с половиной раза больше, чем у всех остальных планет вместе взятых. Это газовый гигант, а это означает, что он в основном состоит из водорода и гелия, с кружащимися облаками и другими газами в следовых количествах.

Ио и Юпитер, как они были замечены New Horizons во время пролета в 2008 году. (Источник: НАСА / APL / SWRI Университета Джона Хопкинса).

Атмосфера Юпитера — самая насыщенная в Солнечной системе. Фактически, сочетание невероятно высокого давления и сил Кориолиса вызывает самые сильные штормы, которые когда-либо наблюдались.Скорость ветра 100 м / с (360 км / ч) является обычным явлением и может достигать 620 км / ч (385 миль / ч). Кроме того, на Юпитере наблюдаются полярные сияния, которые более интенсивны, чем на Земле, и никогда не прекращаются.

• Диаметр: 428 400 км (88 730 миль)
• Масса: 1.8986 × 10 ²⁷ кг (317,8 земных)
• Длина года (орбита): 11,9 земных лет
• Продолжительность дня: 9,8 земных часа
• Температура: -148 C, (-234 F)
• У Юпитера 67 известных спутников, и еще 17 спутников ожидают подтверждения своего открытия — всего 67 лун.Юпитер почти как миниатюрная солнечная система!
• У Юпитера есть система слабых колец, обнаруженная в 1979 году миссией «Вояджер-1».
• Если вы весите 45 кг (100 фунтов) на Земле, вы будете весить 115 кг (253) фунта на Юпитере.
• Большое красное пятно Юпитера — это гигантский шторм (больше Земли), бушующий сотни лет. Однако в последние годы он, похоже, сокращается.
• Многие миссии посетили Юпитер и его систему лун, последняя из которых — миссия Джуно, которая прибудет к Юпитеру в 2016 году.Вы можете узнать больше о миссиях на Юпитер здесь.
• Узнайте больше о Юпитере из этой серии статей о «Вселенная сегодня» и на этой веб-странице НАСА.

Относительно тонкие главные кольца Сатурна составляют около 250 000 км (156 000 миль) в диаметре. (Изображение: NASA / JPL-Caltech / SSI / J. Major)

Сатурн:
Сатурн — шестая планета от Солнца на расстоянии около 1,4 миллиарда км (886 миллионов миль) или 9,5 а.е. Как и Юпитер, это газовый гигант со слоями газообразного вещества, окружающими твердое ядро.Сатурн наиболее известен и наиболее легко узнаваем благодаря своей впечатляющей системе колец, состоящей из семи колец с несколькими промежутками и разделениями между ними.

• Диаметр: 120 500 км (74 900 миль)
• Масса: 5,6836 x 10 ²⁶ кг (95,159 Земли)
• Длина года (орбита): 29,5 земных лет
• Продолжительность дня: 10,7 земных часа
• Температура: -178 C (-288 F)
• Атмосфера Сатурна состоит в основном из водорода (h3) и гелия (He).
• Если вы весите 45 кг (100 фунтов) на Земле, вы будете весить около 48 кг (107 фунтов) на Сатурне.
• Сатурн имеет 53 известных спутника, и еще 9 спутников ожидают подтверждения.
• Пять миссий отправились на Сатурн. С 2004 года Кассини исследует Сатурн, его спутники и кольца. Вы можете узнать больше о миссиях на Сатурн здесь.
• Узнайте больше о Сатурне из этой серии статей о Вселенной сегодня и на этой веб-странице НАСА.

Уран:
Уран — седьмая планета от Солнца на расстоянии примерно 2.9 миллиардов км (1,8 миллиарда миль) или 19,19 AU. Хотя он классифицируется как «газовый гигант», его также часто называют «ледяным гигантом» из-за присутствия аммиака, метана, воды и углеводородов в форме льда. Наличие метанового льда также придает ему голубоватый оттенок.

Уран, увиденный космическим зондом НАСА «Вояджер-2». Предоставлено: NASA / JPL

Уран также является самой холодной планетой в нашей Солнечной системе, поэтому термин «лед» кажется очень подходящим! Более того, его система лун испытывает очень странный сезонный цикл из-за того, что они вращаются вокруг экватора Нептуна, а Нептун вращается вокруг своего северного полюса, обращенного прямо к Солнцу.Это заставляет все его спутники испытывать 42-летний период дня и ночи.

• Диаметр: 51 120 км (31 763 мили)
• Масса:
• Длина года (орбита): 84 земных года
• Продолжительность дня: 18 земных часов
• Температура: -216 C (-357 F)
• Большая часть массы планеты состоит из горячей плотной жидкости из «ледяных» материалов — воды (h3O), метана (Ch5). и аммиак (Nh4) — над небольшим каменистым ядром.
• Атмосфера Урана состоит в основном из водорода (h3) и гелия (He) с небольшим количеством метана (Ch5).Метан придает Урану сине-зеленый оттенок.
• Если вы весите 45 кг (100 фунтов) на Земле, вы будете весить 41 кг (91 фунт) на Уране.
• У Урана 27 спутников.
• У Урана слабые кольца; внутренние кольца узкие и темные, а внешние кольца ярко окрашены.
• «Вояджер-2» — единственный космический корабль, побывавший на Уране. Узнайте больше об этой миссии здесь.
• Вы можете узнать больше об Уране в этой серии статей о «Вселенная сегодня» и на этой веб-странице НАСА.

Нептун:
Нептун — восьмая и самая дальняя планета от Солнца, на расстоянии около 4,5 миллиарда км (2,8 миллиарда миль) или 30,07 астрономических единиц. Подобно Юпитеру, Сатурну и Урану, это технически газовый гигант, хотя его более правильно классифицировать как «ледяной гигант» с Ураном.

Нептун, сфотографированный космическим зондом «Вояджер-2». Предоставлено: NASA / JPL

. Из-за огромного расстояния от Солнца Нептун нельзя увидеть невооруженным глазом, и только одна миссия когда-либо пролетала достаточно близко, чтобы получить подробные изображения.Тем не менее, то, что мы знаем о нем, указывает на то, что он во многих отношениях похож на Уран, состоящий из газов, льда, метанового льда (который придает его цвет) и имеет серию лун и слабых колец.

• Диаметр: 49 530 км (30 775 миль)
• Масса: 1.0243 x 10 ²⁶ кг (17 земных)
• Длина года (орбита): 165 земных лет
• Продолжительность дня: 16 земных часов
• Температура: -214 C (-353 F)
• Нептун в основном состоит из очень толстой и очень горячей комбинации воды (h3O), аммиака (Nh4) и метана (Ch5) над возможно более тяжелым твердым ядром размером примерно с Землю.
• Атмосфера Нептуна состоит в основном из водорода (h3), гелия (He) и метана (Ch5).
• У Нептуна 13 подтвержденных спутников и еще 1 ожидает официального подтверждения.
• У Нептуна шесть колец.
• Если вы весите 45 кг (100 фунтов) на Земле, вы будете весить 52 кг (114 фунтов) на Нептуне.
  Нептун был первой планетой, существование которой было предсказано с помощью математики.
• «Вояджер-2» — единственный космический корабль, посетивший Нептун. Вы можете узнать больше об этой миссии здесь.
• Узнайте больше о Нептуне из этой серии статей о «Вселенная сегодня» и на этой веб-странице НАСА. Мы написали много статей о планетах для Universe Today. Вот некоторые факты о планетах, а вот статья о названиях планет. Если вам нужна дополнительная информация о планетах Солнечной системы, карликовых планетах, астероидах и многом другом, посетите страницу NASA по исследованию Солнечной системы, и вот ссылка в симулятор солнечной системы НАСА. Мы также записали серию эпизодов Astronomy Cast о каждой планете Солнечной системы.Начните отсюда, Эпизод 49: Меркурий. Венера — вторая планета от Солнца, и это самая горячая планета в Солнечной системе из-за ее густой токсичной атмосферы, которая, как было описано, имеет на планете «беглый парниковый эффект».

Теперь вы знаете! И если вы обнаружите, что не можете вспомнить все планеты в их правильном порядке, просто повторите слова: «Моя очень образованная мама только что подала нам лапшу». Конечно, пирог, ветчина, кексы и яйца не являются обязательными, как и любые дополнительные блюда, которые могут быть добавлены в ближайшие годы!

У нас в Universe Today есть много замечательных статей о Солнечной системе и планетах.Вот краткое изложение внутренних и внешних планет, описание планет земной группы, карликовых планет и почему Плутон больше не является планетой ?.

В

Astronomy Cast также есть несколько интересных эпизодов о Солнечной системе. Вот Эпизод 68: Плутон и ледяные внешние планеты, Эпизод 306: Аккреционные диски и Эпизод 159: Планета X.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Наша солнечная система — NASA Solar System Exploration

Наша Солнечная система

Почему ее называют «солнечной» системой?

Во Вселенной есть много планетных систем, подобных нашей, с планетами, вращающимися вокруг звезды-хозяина.Наша планетная система названа «солнечной» системой, потому что наше Солнце названо Sol, в честь латинского слова «солнце», «solis» и всего, что связано с Солнцем, которое мы называем «солнечным».

Наша планетная система расположена во внешнем спиральном рукаве галактики Млечный Путь.

Наша солнечная система состоит из нашей звезды, Солнца и всего, что связано с ним гравитацией — планет Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, карликовых планет, таких как Плутон, десятков лун и миллионов астероиды, кометы и метеороиды.За пределами нашей солнечной системы мы открыли тысячи планетных систем, вращающихся вокруг других звезд Млечного Пути.

Идите дальше. Изучите нашу Солнечную систему глубже ›

10 вещей, которые нужно знать о нашей солнечной системе

10 фактов о Солнечной системе, которые нужно знать

1

Один из миллиардов

Наша солнечная система состоит из звезды, восьми планет и бесчисленного множества более мелких тел, таких как карликовые планеты, астероиды и кометы.

2

Встреть меня в руке Ориона

Наша солнечная система вращается вокруг центра Галактики Млечный Путь со скоростью около 515 000 миль / ч (828 000 км / ч).Мы находимся в одном из четырех спиральных рукавов галактики.

3

Долгий путь

Наша солнечная система совершает один оборот вокруг галактического центра за 230 миллионов лет.

4

По спирали в космосе

Есть три основных типа галактик: эллиптические, спиральные и неправильные. Млечный Путь — спиральная галактика.

5

Хорошая атмосфера

Наша солнечная система — это область космоса.В нем нет атмосферы. Но он содержит множество миров, включая Землю, с разными видами атмосферы.

6

Много лун

Планеты нашей солнечной системы и даже некоторые астероиды удерживают на своих орбитах более 150 лун.

7

Кольцевые миры

Четыре планеты-гиганты и по крайней мере один астероид имеют кольца. Ни одно из них не так впечатляюще, как великолепные кольца Сатурна.

8

Оставляя колыбель

Более 300 космических аппаратов-роботов исследовали пункты назначения за пределами околоземной орбиты, в том числе 24 астронавта, совершившие оборот вокруг Луны.

9

Жизнь такая какая она есть

Наша солнечная система — единственная известная, поддерживающая жизнь. Пока что мы знаем только о жизни на Земле, но ищем больше везде, где только можем.

10

Роботы дальнего действия

«Вояджер-1» НАСА — единственный космический корабль, покинувший нашу Солнечную систему. Четыре других космических корабля в конечном итоге столкнутся с межзвездным пространством.

FAQ: Какие космические аппараты направляются в межзвездное пространство?

FAQ : Какие космические корабли направляются в межзвездное пространство?

Пять космических кораблей достигли достаточной скорости, чтобы в конечном итоге выйти за пределы нашей солнечной системы.Двое из них достигли неизведанного космоса между звездами после нескольких десятилетий пребывания в космосе.

• «Вояджер-1» стал межзвездным в 2012 году, а «Вояджер-2» присоединился к нему в 2018 году. Оба космических корабля все еще поддерживают связь с Землей. Оба космических корабля запущены в 1977 году.
• Космический корабль НАСА New Horizons, который в настоящее время исследует ледяную область за Нептуном, называемую поясом Койпера, в конечном итоге покинет нашу солнечную систему.
• Pioneer 10 и Pioneer 11 в конечном итоге тоже будут бесшумно путешествовать среди звезд.Космический корабль исчерпал свои источники питания несколько десятилетий назад.

в глубину | Наша Солнечная система — NASA Solar System Exploration

Введение

Планетная система, которую мы называем домом, расположена во внешнем спиральном рукаве галактики Млечный Путь.

Наша солнечная система состоит из нашей звезды, Солнца и всего, что связано с ним гравитацией — планет Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, карликовых планет, таких как Плутон, десятков лун и миллионов астероиды, кометы и метеороиды.

За пределами нашей солнечной системы на ночном небе больше планет, чем звезд. На данный момент мы обнаружили тысячи планетных систем, вращающихся вокруг других звезд в Млечном Пути, и все время находят новые планеты. Считается, что у большинства из сотен миллиардов звезд в нашей галактике есть собственные планеты, а Млечный Путь — всего лишь одна из 100 миллиардов галактик во Вселенной.

Хотя наша планета в некотором роде всего лишь частичка в огромном космосе, у нас много компаний.Кажется, что мы живем во вселенной, заполненной планетами — паутине из бесчисленных звезд, сопровождаемых целыми группами объектов, возможно, в некоторых из которых есть собственная жизнь.

Размер и расстояние

Размер и расстояние

Наша солнечная система простирается намного дальше, чем восемь планет, вращающихся вокруг Солнца. Солнечная система также включает пояс Койпера, который находится за орбитой Нептуна. Это редко заселенное кольцо ледяных тел, почти все меньше, чем самый популярный объект пояса Койпера, карликовая планета Плутон.

Плутон почти заполняет кадр на этом изображении, полученном с помощью дальномерного разведывательного тепловизора (LORRI) на борту космического корабля НАСА New Horizons, сделанного 13 июля 2015 года, когда космический корабль находился на расстоянии 476 000 миль (768 000 километров) от поверхности. Кредит изображения: НАСА / JHUAPL / SWRI

А за краями пояса Койпера находится Облако Оорта. Эта гигантская сферическая оболочка окружает нашу солнечную систему. Его никогда не наблюдали напрямую, но его существование предсказано на основе математических моделей и наблюдений за кометами, которые, вероятно, происходят там.

Облако Оорта состоит из ледяных обломков космического мусора размером с горы, а иногда и больше, которые вращаются вокруг нашего Солнца на расстоянии 1,6 световых лет от нас. Эта материальная оболочка толстая, от 5000 до 100000 астрономических единиц. Одна астрономическая единица (или а.е.) — это расстояние от Солнца до Земли, или около 93 миллионов миль (150 миллионов километров). Облако Оорта — это граница гравитационного воздействия Солнца, где вращающиеся объекты могут развернуться и вернуться ближе к нашему Солнцу.

Гелиосфера Солнца не так далеко простирается. Гелиосфера — это пузырь, созданный солнечным ветром — поток электрически заряженного газа, дующий от Солнца во всех направлениях. Граница, на которой солнечный ветер резко замедляется давлением межзвездных газов, называется конечной ударной волной. Этот край находится в диапазоне 80–100 астрономических единиц.

Два космических корабля НАСА, запущенных в 1977 году, преодолели ударную волну: «Вояджер-1» в 2004 г. и «Вояджер-2» в 2007 г.Но пройдут многие тысячи лет, прежде чем два путешественника выйдут из Облака Оорта.

Формирование

Формация

Наша солнечная система сформировалась около 4,5 миллиардов лет назад из плотного облака межзвездного газа и пыли. Облако схлопнулось, возможно, из-за ударной волны близлежащей взорвавшейся звезды, названной сверхновой. Когда это облако пыли схлопнулось, оно образовало солнечную туманность — вращающийся кружащийся диск материала.

В центре гравитация втягивает все больше и больше материала.В конце концов давление в ядре стало настолько большим, что атомы водорода начали объединяться и образовывать гелий, выделяя огромное количество энергии. Так родилось наше Солнце, которое в конечном итоге собрало более 99 процентов доступной материи.

Материя дальше по диску также собиралась вместе. Эти комки врезались друг в друга, образуя все большие и большие объекты. Некоторые из них стали достаточно большими, чтобы их сила тяжести превратила их в сферы, превратившись в планеты, карликовые планеты и большие луны.В других случаях планеты не образовывались: пояс астероидов состоит из кусочков ранней солнечной системы, которые никогда не могли полностью объединиться в планету. Другими более мелкими остатками стали астероиды, кометы, метеороиды и маленькие спутники неправильной формы.

Состав

Структура

Порядок и расположение планет и других тел в нашей солнечной системе обусловлены способом ее образования. Ближе к Солнцу, когда Солнечная система была молодой, только скалистый материал мог выдерживать высокую температуру.По этой причине первые четыре планеты — Меркурий, Венера, Земля и Марс — являются планетами земной группы. Они маленькие, с твердыми каменистыми поверхностями.

Между тем, материалы, которые мы привыкли видеть в виде льда, жидкости или газа, осели во внешних областях молодой Солнечной системы. Гравитация соединила эти материалы, и именно там мы находим газовых гигантов Юпитер и Сатурн, а также ледяных гигантов Уран и Нептун.

Потенциал для жизни

Жизненный потенциал

Наша солнечная система — единственное известное нам место, где есть жизнь, но чем дальше мы исследуем, тем больше мы находим потенциал для жизни в других местах.Как спутник Юпитера Европа, так и спутник Сатурна Энцелад имеют глобальные океаны с соленой водой под толстыми ледяными оболочками.

Луны

Лун

В нашей солнечной системе более 150 известных спутников и еще несколько ожидают подтверждения открытия. Из восьми планет Меркурий и Венера — единственные, у которых нет лун. Планеты-гиганты захватывают больше всего лун. Юпитер и Сатурн долгое время возглавляли число лун в нашей Солнечной системе. В некотором смысле рои лун вокруг этих миров напоминают миниатюрные версии нашей солнечной системы.Плутон, который меньше нашей Луны, имеет пять спутников на своей орбите, включая Харон, спутник настолько большой, что заставляет Плутон колебаться. Даже крошечные астероиды могут иметь луны. В 2017 году ученые обнаружили на астероиде 3122 Флоренс два крошечных спутника.

Эти шесть узкоугольных цветных изображений были сделаны с первого в истории «портрета» Солнечной системы, сделанного «Вояджером-1», который находился более чем в 4 миллиардах миль от Земли и примерно на 32 градуса выше эклиптики. Изображение предоставлено: NASA Planetary Photojournal

Сколько планет в нашей Солнечной системе? | Планеты Солнечной системы

В солнечной системе восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.Четыре планеты внутренней солнечной системы (Меркурий, Венера, Земля и Марс) подпадают под категорию планет земной группы ; Юпитер и Сатурн — это газовых гигантов (гигантские растения, состоящие в основном из водорода и гелия), а Уран и Нептун — это ледяные гиганты (содержащие в основном элементы тяжелее водорода и гелия).

Наша солнечная система представляет собой упорядоченное расположение планет, вращающихся вокруг Солнца.
НАСА

Плутон, карликовая планета, была классифицирована как одна из планет солнечной системы, когда ее впервые открыл Клайд Томбо.Однако сейчас он считается одним из крупнейших известных членов пояса Койпера — совокупности ледяных тел на внешних окраинах Солнечной системы. Планетарный статус Плутона был понижен в 2006 году, когда группа ученых приняла формализованное определение термина «планета».

Согласно определению Международного астрономического союза, планета — это «небесное тело, которое (а) находится на орбите вокруг Солнца, (б) имеет достаточную массу, чтобы его самогравитация могла преодолевать силы твердого тела, так что оно принимает гидростатическое равновесие. (почти круглой) формы, и (c) очистил окрестности вокруг своей орбиты.«Поскольку Плутон является частью пояса Койпера и, следовательно, не отвечает третьему критерию, он больше не считается планетой. Вместо этого она классифицируется как карликовая планета. Другие карликовые планеты — Церера, Хаумеа, Макемаке и Эрида.

Плутон с атмосферой, резкими особенностями поверхности и как минимум пятью лунами является самой сложной карликовой планетой, которую мы знаем, и одной из самых удивительных планет Солнечной системы. New Horizons пролетел над нашей любимой карликовой планетой в июле 2015 года, и ученые продолжают открывать удивительные подробности об этом далеком мире.

Другие часто задаваемые вопросы о Солнечной системе:

Дополнительные ответы на свои вопросы можно найти в разделе вопросов и ответов по астрономии Sky & Telescope .

---

Уже в продаже: 6-дюймовый глобус Плутона, созданный с использованием изображений New Horizons!

Планетарные размеры и сравнение расстояний

1. Просмотрите порядок и относительные размеры планет в нашей солнечной системе.
Покажите иллюстрацию НАСА: Все размеры планет.Попросите учащихся указать местонахождение Земли. Затем предложите им определить все планеты, расположенные снаружи от Солнца (слева направо): внутренние планеты Меркурий, Венера, Земля, Марс; внешние планеты Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Напомните студентам, что Плутон больше не считается планетой в нашей солнечной системе; в 2006 году он был понижен до статуса карликовой планеты. Укажите местоположения пояса астероидов (между Марсом и Юпитером) и пояса Койпера (после Плутона), если они были включены в эту иллюстрацию.Объясните студентам, что на рисунке показаны планеты в относительном размере. Спросите: Что, по вашему мнению, означает относительный размер? Сообщите учащимся, что картинки показывают, насколько велики планеты по сравнению друг с другом и с Солнцем. Спросите: Какая планета самая маленькая? (Меркурий) Какой самый большой? (Юпитер)

2. Попросите учащихся собрать данные и сравнить размеры планет.
Разделите учащихся на небольшие группы. Раздайте по одной копии таблицы «Сравнение планетарных размеров» каждой группе.Попросите группы использовать интерактивное «Сравнение размеров планет» для поиска и записи данных о диаметрах и соотношениях планет. Спросите:

• Что вы заметили в размерах планет? (Возможный ответ: внутренние скалистые планеты меньше внешних газообразных планет.)
• Как вы думаете, сравниваются размеры планет? (Возможный ответ: существует большая разница в размерах планет. Некоторые из них довольно маленькие, а другие очень большие.)
• Легко ли смоделировать размеры планеты? Почему или почему нет? (Возможный ответ: нет, из-за больших различий в размерах.)
• Как мы можем моделировать различия? Какие предметы повседневного обихода могут представлять планеты и солнце? (Возможные ответы: горох / пляжный мяч; песчинки / апельсин)

Предложите учащимся обсудить ответы в своих небольших группах. Затем соберитесь вместе с классом, чтобы обсудить идеи студентов.

3.Постройте фон об астрономической единице (AU).
Объясните студентам, что астрономическая единица или AU — это упрощенное число, используемое для описания расстояния планеты от Солнца. Это единица длины, равная среднему расстоянию от Земли до Солнца, примерно 149 600 000 километров (92 957 000 миль). Только Земля может быть отнесена к AU 1. Планеты, расположенные дальше, будут иметь AU больше 1; у ближайших планет будет меньше 1. Спросите: Как вы думаете, почему ученые считают полезным использовать астрономические единицы? (Возможный ответ: расстояния в солнечной системе очень большие.Использование AU помогает держать числа управляемыми или меньшими, поэтому мы можем легко рассчитывать очень большие расстояния.) Какие проблемы возникают при использовании вместо них километров или миль? (Возможный ответ: использование километров или миль затруднит вычисления и может привести к ошибкам в измерениях, необходимых для точной отправки зонда или посадочного модуля на другую планету.) Объясните учащимся, что астрономическая единица обеспечивает способ выразить и связать расстояния между объектами в солнечной системе и проводить астрономические расчеты.Например, утверждение, что планета Юпитер находится на расстоянии 5,2 а.е. (5,2 земных расстояния) от Солнца, а Плутон — почти 40 а.е., позволяет вам легче сравнивать расстояния всех трех тел.

4. Начните заниматься моделированием.
Скажите студентам, что они собираются заменить планеты и планетарные объекты, чтобы создать модель относительных размеров планет и относительных расстояний. Покажите иллюстрацию НАСА: Насколько велико Солнце? чтобы дать учащимся представление об относительных размерах планет по сравнению с обычным предметом, таким как баскетбольный мяч.Убедитесь, что учащиеся понимают, что расстояния между планетами очень большие по сравнению с размерами каждой планеты. Это чрезвычайно затрудняет создание точного масштаба нашей Солнечной системы, поэтому в этом упражнении мы сосредоточимся на сравнении расстояний.

5. Попросите группы создать модели относительных планетарных расстояний.
Разделите учащихся на группы по 9, 10 или 11 человек, в зависимости от размера класса. (Если 9, один ученик представляет солнце, а остальные ученики представляют 8 планет; если 10, солнце, планеты и пояс астероидов; если 11, солнце, планеты, пояс астероидов и пояса Койпера) Отведите учеников на большую территорию , например спортзал или пустая автостоянка.Каждой группе потребуется достаточно места, чтобы разложиться и создать свою модель в следующем масштабе, каждый шаг которого составляет примерно 1 метр (примерно 3,28 фута):

• Солнце: стоит на краю площади
• Меркурий = 1 шаг от Солнца
• Венера = 2 шага от Солнца
• Земля = 2,5 шага от Солнца
• Марс = 4 шага от Солнца
• Пояс астероидов = 8 шагов от Солнца
• Юпитер = 13 шагов от Солнца
• Сатурн = 24 шага от Солнца
• Уран = 49 шагов от солнца
• Нептун = 76 шагов от солнца
• пояс Койпера = 100 шагов от солнца

Подчеркните, что в этом масштабе солнце было бы меньше единицы.3 сантиметра (0,5 дюйма) в диаметре. Попросите учащихся описать, что они замечают в планетных расстояниях от модели. При необходимости позвольте одному ученику из каждой группы поставить предмет на свое место и обойти модель своей группы, чтобы сделать наблюдения.

6. Попросите учащихся установить математическую связь.
Раздайте копии рабочего листа «Выход за пределы Солнечной системы» среди каждой группы. Попросите учащихся пересчитать количество шагов для орбиты каждой планеты в зависимости от размера доступной области.Используйте предоставленный ключ ответа, чтобы проверить работу групп. Затем попросите учащихся воссоздать модель.

Penn State Astro 140

Навигация: Ориентация курса Тема 1: Астрономический контекст для жизни Тема 2: Жизнь на Земле Тема 3: Жизнь в Солнечной системе — Обзор нашей Солнечной системы — Расположение планет в нашей солнечной системе — Планеты земной группы — Гигантские планеты и их спутники — Второстепенные тела: астероиды, объекты пояса Койпера, малые планеты. — Общие соображения относительно жизни, возникающей в нашей Солнечной системе — Жизнь на Марсе — Жизнь на спутниках планет-гигантов Тема 4: Жизнь за пределами Солнечной системы Тема 5: Жизнь вокруг других звезд

Относительные размеры планет

Выше приведены цветные изображения планет земной группы (слева) и планет-гигантов (справа) в масштабе.Обратите внимание на то, что Земля и Венера примерно одинакового размера, в то время как другие планеты земной группы меньше. Обратите внимание на то, что внешние планеты намного больше внутренних планет, среди которых Юпитер и Сатурн являются самыми большими. Изображение предоставлено: Lsmpascal [CC BY-SA 3.0], через Wikimedia Commons

Венера, Марс, Юпитер и Сатурн хорошо видны невооруженным глазом и известны с глубокой древности. В конце 1600-х годов законы Исаака Ньютона Движение и гравитация в сочетании с изобретенными им методами исчисления, дали количественное представление об эллиптических орбитах и ​​массах планеты и их луны.Уран был открыт в телескоп немецкий астроном-любитель Уильям Гершель в 1781 году, позже назначенный Королевский астроном Англии. Нептун был открыт в 1846 году во Франции. основан на предсказаниях, основанных на небесной механике Ньютона. Уран был неэллиптическое движение из-за притяжения неизвестной тогда планеты. В первый астероид в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, Церера, был случайно обнаружен в 1801 году. Сегодня десятки тысяч астероидов знают орбиты. В целом открытие внешней Солнечной системы тела вызвали огромный ажиотаж по всей Европе в 18-19 вв. веков, вселяя уверенность как в улучшенную технологию телескопов, в теоретических предсказаниях «небесной механика »и рациональность окружающего нас мира.

За Нептуном — множество второстепенных тел, вместе известных как Пояс Койпера. Объекты (KBO), наиболее обнаруживаемые с 1990-х годов. Самый известный из них Плутон, открытый в США в 1930 году на основе возмущений Урана. орбита после долгих поисков. Майкл Браун (в Калифорнийском технологическом институте) и Дэвид Джуитт (из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе) обнаружил сотни КБО, и запланированы новые большие обзоры, чтобы найти еще много.