Солнечная система | lemur59.ru
Все мы живём на планете Земля, которая является неотъемлемой частью Солнечной системы. Это как бы наш район или округ в огромном галактическом пространстве. В центре находится Солнце (жёлтая звезда или жёлтый карлик), вокруг которого дружно вращаются девять планет.
Солнце — ближайшая к Земле звезда
Солнце является единственной звездой в Солнечной системе, вокруг нее совершают свое движение все планеты системы, а также их спутники и другие объекты, вплоть до космической пыли. Если сравнить массу Солнца с массой всей Солнечной системы, то она составит порядка 99,866 процентов.
Солнце является одной из 100 000 000 000 звезд нашей Галактики и по величине стоит среди них на четвертом месте. Ближайшая к Солнцу звезда Проксима Центавра располагается на расстоянии четырех световых лет от Земли.
От Солнца до планеты Земля 149,6 млн км, свет от звезды доходит за восемь минут. От центра Млечного пути звезда находится на расстоянии 26 тысяч световых лет, при этом она производит вращение вокруг него со скоростью 1 оборот в 200 миллионов лет.
Они известны каждому школьнику. Это самый близкий к светилу Меркурий, затем Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и самая далёкая маленькая планета Плутон.
По земным меркам Солнечная система имеет не просто большие, а огромные и бескрайние пространства. Чтобы не пугать себя сумасшедшими цифрами в километрах, специалисты придумали такую единицу измерения необъятных и необозримых космических просторов как астрономическая единица. Одна такая а. е. равна 149,6 млн. км – это среднее расстояние Земли от Солнца.
Общее представление о размерах всей Солнечной системы даёт расстояние между Солнцем и планетой Плутон. Оно составляет ни много ни мало а тридцать девять астрономических единиц, и это при условия, что маленькая планета находится в ближайшей точке орбиты к Солнцу – перигелии. Если же Плутон, перемещаясь по своей орбите, попадает в афелию – самую дальнюю точку орбиты, то расстояние увеличивается до сорока девяти астрономических единиц.
Отсюда нетрудно подсчитать, что свет, который имеет скорость 299 792 км/с, достигает Земли за восемь минут. Это примерное время, которое тратит офисный работник на приятный разговор с коллегами за чашечкой кофе.
Взяли в руки кофейник – гамма-квантовая частица отделилась от Солнца и понёслась в сторону Земли. Поставили на стол пустую чашку, смахнули крошки от съеденного кондитерского изделия на пол – посланник жёлтой звезды ударился в столовый набор и, отразившись, слился со множеством других отражённых частиц. Величину яркости такого отражённого солнечного света называют альбедо.
Альбедо величина, характеризующая отражательную способность поверхности какого-либо тела; отношение (в %) отраженного потока солнечной радиации к потоку падающей радиации.
Для справки нужно отметить, что до Плутона свет добирается за шесть часов. Если же брать межгалактические пространства, то здесь совсем другие критерии измерений. Огромные расстояния, скажем до нашей уважаемой соседки Андромеды, измеряются уже в световых годах и парсеках.
Светово́й год (св. г., ly) — внесистемная единица длины, равная расстоянию, проходимому светом за один год.
Световой год равен:
· 9 460 730 472 580 800 метрам (примерно 9,46 петаметрам)
· 63 241,077 астрономической единицы (а. е.)
· 0,306 601 парсека
Парсе́к (русское обозначение: пк; международное: pc) — распространённая в астрономии внесистемная единица измерения расстояний. Название образовано из сокращений слов «параллакс» и «секунда» — парсек равен расстоянию до объекта, годичный тригонометрический параллакс которого равен одной угловой секунде.
Парсек :Согласно эквивалентному определению, парсек — это расстояние, с которого отрезок длиной в одну астрономическую единицу (практически равный среднему радиусу земной орбиты), перпендикулярный лучу зрения, виден под углом в одну угловую секунду (1″).
1 пк = а. е. ≈ 206 264,8 а. е. = 3,0856776·1016 м =30,8568 трлн км (петаметров) = 3,2616 светового года иными словами, это 30,8568 трлн км.
Также используются и кратные единицы: килопарсек (кпк, kpc), мегапарсек (Мпк, Mpc), гигапарсек (Гпк, Gpc). Дольные единицы, как правило, не используются, поскольку вместо них применяются астрономические единицы.
Какова яркость звёзд?
Яркость звёзд определяется по шкале, которая впервые была предложена древнегреческим астрономом Гиппархом в 150 г. до нашей эры.
Ярчайшей известной тогда звездой был Антарес в созвездии Скорпиона, которой Гиппарх присвоил первую степень яркости. Наименее яркой из известных ему звёзд он присвоил шестую степень яркости. Сегодня астрономы, используя телескопы и бинокли, могут видеть гораздо менее яркие звёзды, чем видел Гиппарх. Чем дальше находится звезда, тем более тусклой и маленькой она выглядит, независимо от её реальной яркости. Самую яркую звезду нашего неба, Сириус, в древности называли Пёсьей звездой, потому что принадлежала она созвездию Большого Пса. В древней Греции это созвездие ещё называли Псом Ориона, мифологического охотника.
Все девять планет прекрасно уживаются друг с другом. В этом может убедиться каждый любопытный пилигрим, попавший с оказией на Северный полюс, да к тому же прихвативший с собой телескоп. Поёживаясь от мороза и любуясь красотами звёздного неба, он без труда обнаружит, что планеты Солнечной системы движутся против часовой стрелки, да ещё и лежат примерно в одной плоскости. За основу всегда берётся плоскость орбиты планеты Земля, которая совпадает с сечением небесной сферы и называется плоскостью эклиптики.
Дальнейшие наблюдения порадуют глаз путешественника и внесут в его душу успокоение: все девять космических тел вращаются в строго отведённых пространствах по эллиптическим орбитам, поэтому врезаться друг в друга никак не могут. Правда нашему новоиспечённому астроному будет трудно заметить главное: планеты разделены на две группы, а между ними находится пояс астероидов.
К первой группе относятся четыре планеты, расположенные ближе всего к Солнцу. Это Меркурий, Венера, Земля и Марс. У них много общих признаков: примерно одна и та же плотность (в среднем 4,5 г/см³), небольшие размеры, медленное вращение вокруг своей оси, малое количество естественных спутников. Они есть только у Земли – Луна и у Марса – Фобос и Деймос. Эти четыре планеты называют планетами земной группы.
планеты земной группы
Но за поясом астероидов картина совсем другая. Там правят бал другие четыре планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Они тоже схожи по плотности (в среднем 1,2 г/см³), имеют огромные размеры, быстро вращаются вокруг своей оси и окружены большим количеством спутников. К тому же они лишены твёрдой поверхности, а их атмосферы насыщены водородом и гелием. Эти четыре планеты называют
Газовые гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун
Особняком стоит маленький и аккуратненький Плутон, который по своим признакам схож с планетами первой группы. Правда совсем недавно его статус изменился. Теперь он называется карликовой планетой: так решил Международный астрономический союз. Честно говоря, единодушной поддержки среди учёных этот вердикт не получил, и многие по прежнему считают Плутон девятой планетой Солнечной системы. Плутон вместе со своими тремя спутниками Хароном, Гидрой и Никтой находится в так назваемом поясе Койпера, который начинается за орбитой Нептуна.
Это огромная область, по своим размерам в двадцать раз превосходящая пояс астероидов. Здесь, в полной темноте космической бездны существует множество неизвестных и таинственных объектов. Предполагается, что их не менее сорока тысяч. Совсем недавно, в этом далёком от Земли мире открыто несколько карликовых планет. Называются они Эрида, Церера, Хаумеа и Макемаке.
Кроме планет и собственно Солнца в Солнечной системе присутствуют и более мелкие космические образования. Это уже упомянутые астероиды, кометы и метеориты. Самые большие из них конечно астероиды.
Особо крупные экземпляры достигают тысячи километров в диаметре. Их ещё называют малыми планетами, которые обращаются вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера.
Астероиды делятся на три класса: углеродистые, кремнистые и металлические. Основное их отличие для человеческого глаза – по цвету. Как уже ясно из названия, углеродистые астероиды содержат много углерода и поэтому имеют сравнительно тёмную поверхность. Их подавляющее большинство в Солнечной системе. Семьдесят пять процентов малых планет относятся именно к этому классу С-типа.
Другие астероиды (кремнистые) относятся к S–типу и представляют из себя смесь железоникелевой руды и силикатов. В противоположность своим невзрачным коллегам, они очень яркие. В количественном отношении их гораздо меньше – семнадцать процентов. Все остальные малые планеты – это металлические астероиды. Состоят они из железа и никеля и относятся к М-типу.
Самый первый обнаруженный в космосе астероид назвали Церера. Форма у него сферическая, а экваториальный диаметр равен 975 км. К крупнейшим астероидам можно также отнести Весту, Европу, Давида, Камиллу и многие другие.
Всего, в настоящее время, насчитывается около ста тысяч астероидов.
Теперь поговорим о метеоритах. Тут нужно коснуться терминологии. Для многих наверно будет неприятной неожиданностью узнать, что на нашу любимую голубую планету, из космоса, валится всё, что только может свалиться. Это, и потерявшиеся в пространстве астероиды, и старые кометы, и другие мелкие и твёрдые образования. Так вот – любое твёрдое тело космического происхождения, упавшее на Землю, называется метеоритом.
Метеорит в атмосфере Земли
Метеориты падают на земные просторы непрерывным дождём. Специалисты подсчитали, что в сутки в атмосферу нашей планеты попадает 5-6 тонн космических твёрдых тел. В год набегает две тысячи тонн. К счастью не все они достигают поверхности земли и воды, так как законы физики надёжно защищают наши жизни от космического беспредела.
Здесь в первую очередь нужно сказать спасибо абляции. Это механизм уменьшения массы малых небесных тел при прохождении ими плотных слоёв атмосферы.
Когда метеорит входит в атмосферу планеты Земля, его скорость составляет примерно 25 км/с. Такая стремительность непрошенного гостя из космоса приводит к его разогреву и свечению. За счёт абляции масса внеземного тела резко уменьшается. Мелкие образования сгорают в верхних слоях атмосферы без остатка; до земли долетают жалкие крупинки. Так из сотен тон разнокалиберных каменистых и железных пород на поверхность голубой планеты падают только граммы этих космических веществ.
Но это касается мелочи. Многотонная же махина может причинить неисчислимые бедствия людям, если найдёт возможность рухнуть с небес на благодатные и родные для нас просторы матушки-земли. К счастью такое случается очень-очень редко.
Ну и наконец кометы. Это одни из самых таинственных и загадочных космических тел, бороздящих просторы Солнечной системы. Они рождаются и живут в далёком, покрытом непроницаемой тьмой, облаке Оорта, расположенным за поясом Койпера. Оттуда они и летят, пересекают орбиты планет, приближаются к Солнцу, огибают его, возвращаются по обратной траектории и пропадают в пустынном безмолвии бескрайнего Космоса.
Каждая комета появляется в пределах видимости земных телескопов через строго определённое время. Одни из этих таинственных тел могут возвращаться через 70 лет, другие через 150, а есть и такие, появление которых придётся ждать лет этак триста.
Поэтому, чтобы как-то систематизировать этот вопрос, кометы разделили на короткопериодические и долгопериодические. Короткопериодические – это те, период которых составляет менее 200 лет. А у долгопериодических наоборот – период длится более 200 лет, о чём косвенно и говорит их название. Первых в настоящее время обнаружено более двухсот, а последних семьсот с небольшим.
Само облако Оорта область чисто гипотетическая, то есть предположительная, основанная на гипотезе. Сама же гипотеза базируется на вероятностном росте планет-гигантов (Юпитер, Сатурн). При увеличении массы последних, гравитационные возмущения усиливаются. Это ведёт к тому, что из кольцевых зон (пыль, некрупные камни), расположенных вокруг этих планет, начинают выбрасываться мелкие первичные тела (планетезимали). Они и создают на окраине Солнечной системы сферическую область – облако Оорта, которая является колыбелью комет.
Собственно на далёкой периферии создаётся не вся комета, а только её ядро. Оно представляет из себя ледяную глыбу из застывшего газа и других летучих веществ, с вкрапленными в них твёрдыми частицами. Поначалу эта замёрзшая масса очень похожа на обычный астероид. Но вот ядро проходит большую часть пути – до Солнца остаётся каких-то одиннадцать астрономических единиц – и вот тут начинают происходить превращения.
Если смотреть на этот движущийся объект с Земли, то лжеастероид постепенно начинает приобретать вид туманного пятнышка. Это вокруг ядра образуется кома – туманная оболочка. Она является результатом испарения с поверхности ледяной глыбы замёрзшего газа и других летучих веществ, составляющих твёрдую основу кометы.
Постепенно кома начинает удлиняться. У неё появляется небольшой хвост, который становится вполне различимым на расстоянии 3-4 астрономических единиц от Солнца.
Комета
Но вот комета оказывается совсем недалеко от светила (не более 2 а. е.). Её хвост вытягивается и приобретает огромные размеры за счёт того, что солнечный свет выбивает из комы частицы газа и отбрасывает их далеко назад. Этот длинный дымчатый хвост может тянуться на сотни тысяч и даже миллион километров.
Многие кометы имеют два хвоста: газовый и пылевой. Газовый хвост представляет собой светящийся шлейф, так как ионизируется ультрафиолетовыми лучами и потоками частиц, которые бомбардируют его с солнечной поверхности. Пылевой же хвост рассеивает солнечный свет и выглядит как длинная дымка.
Орбиты комет, по которым они огибают светило, представляют из себя вытянутые эллипсы. Но чётко обозначить путь прохождения этих космических тел невозможно. Дело в том, что они пересекают орбиты планет, а те, воздействуя на кометы при помощи гравитации, нарушают их траекторию. Поэтому вычислить можно только примерную орбиту этих таинственных провинциалов с далёких окраин Солнечной системы.
С кометами напрямую связывают некоторые загадочные события, которые произошли на планете Земля много миллионов лет назад. Так существует теория, что появлению воды и других летучих соединений человечество напрямую обязано кометам.
Именно после их бомбардировки много миллиардов лет назад, сухая почва, тогда ещё далеко не голубой планеты, насытилась влагой. Появились атмосфера, моря, океаны, реки и озёра. На нашу землю были также занесены сложные органические соединения, и была заложена база для зарождения простейших организмов.
Кометам приписывают и мощнейший природный катаклизм 65 миллионов лет назад на рубеже мелового и третичного геологических периодов. Именно в это время исчезли динозавры и 70% других живых организмов, населявших Землю.
Как говорят сторонники этой теории, на нашу планету упало кометное ядро (его диаметр составлял 10 км) с большим содержанием иридия. Произошёл сильный взрыв с выбросом в окружающую атмосферу огромного количества пыли. Она закрыла землю от солнечных лучей. Средняя температура снизилась на 10-15 градусов. Целый год эта пыль висела в воздухе, спровоцировав резкое похолодание, которое и убило всё живое. Этому есть подтверждение: возраст слоя иридия в геологических отложениях как раз и соответствует тому далёкому временному периоду.
Существует огромное количество разных теорий и гипотез, которые охватывают не только кометы, но и все другие тела и образования, существующие в Солнечной системы. Особый интерес представляет вопрос о возникновении Солнца и планет.
Возникновение Солнечной системы
По общепринятой версии, вся эта прекрасно отлаженная и чётко работающая космическая система появилась на свет 4,6-5 миллиардов лет назад. Такая точность основана на расчётах количества гелия, который является вторым по величине составляющим компонентом Солнца. Наше светило состоит из водорода, а инертный газ гелий появляется в результате термоядерных реакций, которые беспрерывно идут в недрах жёлтой звезды.
Началось же всё с огромного облака межзвёздной пыли и газа. В результате, либо естественной динамики, либо ударной волны, произошедшей от взрыва сверхновой звезды, либо каких-то иных причин, уплотнилось вещество данного космического образования.
Это послужило толчком для гравитационного коллапса – катастрофически быстрого сжатия массивных тел под действием сил гравитации. Как следствие, возникло горячее ядро с очень высокой плотностью. По краям ядра оформилось газопылевое облако в виде диска. Этот диск увеличивался и достиг размеров современной Солнечной системы.
Горячее ядро постепенно съёживалось, уменьшалось в размерах, всё более и более увеличивая свою плотность и температуру, и, в конце концов, превратилось в протозвезду (звезда до момента загорания термоядерных реакций). Пыль же в свою очередь уплотнилась, распределилась в виде плоскости вокруг пылающего ядра. Результатом стало появление космического тела, которое по своей форме напоминало тарелку НЛО.
Протозвезда продолжала сжиматься, её температура росла. Наконец она достигла миллионов кельвинов в центре и спровоцировала начало термоядерных реакций горения водорода. Начал выделяться гелий, и протозвезда перешла в новое качество – стала обычной звездой (Солнцем). Все эти космические преобразования растянулись во времени более чем на один миллион лет.
Далее пошёл процесс образования планет. Пылевой слой характеризовался гидродинамической неустойчивостью, и его вскоре заменили пылевые уплотнения. Они сталкивались друг с другом, сжимались – на смену им пришли твёрдые тела малого размера. Эти новые образования объединялись в более крупные. Именно они и стали гравитационными центрами формирования планет из вещества протопланетного диска.
Система стремилась к устойчивости, и, в конце концов, во внешних областях диска гравитационные центры образовали девять планет, вращающихся в одной плоскости и в одном направлении. На это ушло порядка четырёх миллионов лет. Первоначальное формирование Солнечной системы на этом закончилось.
Её дальнейшая эволюция характеризуется изменением орбит и изменением порядка следования планет, возникновением спутников вокруг них. Этот процесс продолжается и сейчас, лишний раз доказывая, что в Космосе нет застывших форм, не подвластных гравитационным взаимодействиям. Именно они и являются первопричиной всех длительных изменений предшествующих состояний, как в самой Солнечной системе, так и в более крупных межзвёздных и межгалактических образованиях.
Из всего вышесказанного видно – человечество за последние столетия время зря не теряло и создало довольно стройную теорию, охватывающую все аспекты Солнечной системы. Но это только на первый взгляд. Истинное же положение вещей таково, что вопросов, неясностей и откровенных тайн на сегодняшний день накопилось огромное количество. Ответы на них очень разноречивы и неопределённы, а истина неясна и туманна.
Возраст Солнечной системы
Одна из главных загадок – возраст Солнечной системы. Уже упоминалась официальная версия, которая называет временной интервал в 4,6–5 миллиардов лет. Но она мало что объясняет, если её рассматривать с точки зрения методики расчёта количества гелия, который является результатом термоядерных реакций и в настоящее время присутствует на Солнце.
Дело в том, что оценка количества этого инертного газа не является величиной очевидной. Кто-то утверждает, что его содержится 34% от общей солнечной массы, а кто-то называет 27%. Разбег составляет семь процентов. Соответственно временной интервал можно варьировать от 5 до 6,5 миллиардов лет, да и то только с того момента, когда протозвезда превратилась в Солнце.
В настоящее время нет пока даже чёткого представления о термоядерных реакциях, которые идут в недрах жёлтого карлика. Существует два предполагаемых цикла превращения водорода в гелий – это протонный (водородный) и углеродный (цикл Бете).
Специалисты больше склоняются к первому циклу, который включает в себя три реакции: из ядра водорода образуется ядро дейтерия, затем из ядра дейтерия ядро изотопа гелия с атомной массой равной трём, а заканчивается процесс устойчивым изотопом гелия с атомной массой равной четырём.
Возраст планеты Земля
Что действительно более менее ясно и не подлежит критике – так это возраст планеты Земля и его спутника Луны. Здесь за основу взято такое понятие, как радиоактивность. Под ней понимается превращение атомных ядер в другие ядра, сопровождающиеся испусканием различных частиц и электромагнитных излучений.
В данном случае за основу берётся атом урана. Он неустойчив, испускает энергию и преобразуется со временем в атом свинца, который представляет из себя устойчивый элемент. При условии, что скорость ядерного распада является величиной абсолютно постоянной, можно легко рассчитать временной период за который один элемент заменяется другим.
Любая масса урана (изотоп) обладает определённым количеством атомов. Замена половины атомов урана на аналогичное количество атомов свинца происходит за 4,5 миллиарда лет – период полураспада. Полное превращение урана в свинец составляет соответственно 9 миллиардов лет.
Самый древний минерал на Земле нашли в Австралии, его возраст был определён в 4,2 миллиарда лет. Метеориты, которые падают на голубую планету, тоже далеко не юные – им, как правило, 4,5–4,6 миллиардов лет. Благодаря современным достижениям науки (американская экспедиция «Аполлон», советская автоматическая межпланетная станция « Луна-16 ») на Землю были доставлены образцы лунного грунта.
Он оказался не первой свежести. Его года колеблются в вилке от 4 до 4,5 миллиардов лет.
Многие тут же ухватились за эти цифры, категорически заявив, что и существование всей Солнечной системы тоже лежит в этом временном интервале. Никто не спорит – Земля и Луна живут по тем же законам, что и другие космические тела. Но кто даст стопроцентную гарантию, что в недалёком будущем не будет найден минерал в недрах нашей планеты, возраст которого составит, к примеру, 8 миллиардов лет, или с Луны доставят образец столь же почтенного возраста. Не известно также, что из себя представляет грунт других планет, коллег старушки Земли.
Одним словом, вопрос о зрелости Солнечной системы пока остаётся открытым. Скорее всего в ближайшем будущем чёткий и ясный ответ найден не будет. Но истина всегда на стороне упорных и любознательных. Пройдёт какое-то время, человечество овладеет запасом новых знаний, и само потом будет удивляться, как не могло раньше увидеть ответы, которые практически лежали на поверхности.
Статью написал ridar-shakin
lemur59.ru
9. Солнечная система. Солнце
Происхождение и структура Солнечной системы. В центре Солнечной системы находится звезда Солнце. Вокруг него обращаются 9 больших планет вместе со своими спутниками, множество малых планет — астероидов. В Солнечную систему входят, кроме того, многочисленные кометы и межпланетная среда. Большие планеты располагаются в порядке удаления от Солнца следующим образом: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон (рис. 5.2). Три последние планеты можно наблюдать с Земли только с помощью телескопа. Остальные видны, как яркие светящиеся диски небольших диаметров, и известны людям с древних времен.
На протяжении многих веков и даже тысячелетий ученые пытались выяснить прошлое, настоящее и будущее Вселенной, в том числе и Солнечной системы. Однако возможности планетной космологии и по сей день остаются весьма ограниченными — для эксперимента
в
лабораторных условиях доступны пока
лишь метеориты
и образцы лунных пород.
К настоящему времени известны различные гипотезы о происхождении Солнечной системы. Так, французский математик и физик Р. Декарт (1596— 1650), считая вихревое движение устойчивым, предполагал, что Солнце и планеты со спутниками образовались из первичных и вторичных вихрей. По мнению немецкого философа И. Канта (1724— 1804), Солнечная система сформировалась в результате конденсации вращающегося облака межпланетного газа. Развивая идею И. Канта, французский математик и физик П. Лаплас (1749 — 1827) полагал, что Солнечная система произошла из сжимающейся газовой туманности. При этом часть газообразного вещества отделялась от центрального сгустка под действием центробежной силы (в результате ускорения в ходе сжатия), и из него образовались планеты.
Согласно современным представлениям, планеты Солнечной системы образовались из холодного газопылевого облака, окружавшего Солнце миллиарды лет назад. Подобная точка зрения наиболее последовательно отражена в гипотезе российского ученого, академика О.Ю.Шмидта (1891 — 1956). По его мнению, планеты образовались в результате объединения пылевых частиц. Возникшее около Солнца газопылевое облако сначала состояло из 98% водорода и гелия. Остальные элементы конденсировались в пылевые частицы. Беспорядочное движение газа в облаке быстро прекратилось и сменилось равномерным движением облака вокруг Солнца. Пылевые частицы сконцентрировались в центральной плоскости, образовав слой повышенной плотности. Когда плотность слоя достигла некоторого критического значения, его собственное тяготение стало «соперничать» с тяготением Солнца. Слой пыли оказался неустойчивым и распался на отдельные пылевые сгустки. Сталкиваясь друг с другом, они образовали множество сплошных плотных тел. Наиболее крупные из них начинали двигаться по круговым орбитам и в своем росте обгоняли другие тела, став потенциальными зародышами будущих планет. Как более массивные тела они присоединяли к себе оставшееся вещество газопылевого облака. В конце концов сформировалось девять больших планет, движение которых по орбитам остается устойчивым на протяжении миллиардов лет. В соответствии с этой гипотезой Солнце образовалось раньше планет. По современным оценкам, возраст Солнца не менее 5 млрд лет.
С учетом физических характеристик все планеты делятся на две группы. Одна из них состоит из сравнительно небольших планет земной группы — Меркурия, Венеры, Земли и Марса. Их вещество отличается относительно высокой плотностью: в среднем около 5,5 г/см3, что в 5,5 раза превосходит плотность воды. Другую группу составляют планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эти планеты обладают огромными массами. Так, масса Урана равна примерно 14,5 земных, а Юпитера — 318. Состоят планеты-гиганты главным образом из водорода и гелия, а средняя плотность их вещества близка к плотности воды. По-видимому, они не имеют твердой поверхности в отличие от планет земной группы.
Особое место занимает девятая планета — Плутон, открытая в марте 1930 г. По своим размерам она близка к планетам земной группы. Сравнительно недавно обнаружено, что Плутон — двойная планета: она состоит из центрального тела и очень большого спутника. Оба небесных тела обращаются вокруг общего центра масс.
Солнце. Солнце — это ближайшая к нам звезда, центр Солнечной системы, в котором сосредоточена почти вся ее масса (99.85%). Оно представляет собой гигантский светящийся раскаленный плазменный шар, равновесие которого обеспечивается балансом между гравитационной силой и давлением горячего вещества (газа) и излучения, Масса Солнца равна 1.99-1030 кг, а радиус-6.96-10вм. Примерно 68% его массы составляет водород, 30% — гелий, 2% — другие химические элементы. Период обращения вокруг собственной оси для Солнца равен 25.4 земных суток, а скорость движения вокруг центра Млечного Пути — около 200 км/с. По оценкам ученых, каждая двухсотая звезда в нашей Галактике подобна Солнцу.
Впервые идею о том, что Солнце — не центр Вселенной, а рядовая звезда в ней, высказал Дж. Бруно (1548-1600). В настоящее время известно, что Солнце является средней звездой. Оно образовалось около 5 млрд. лет назад из облака водорода, гелия и космической пыли — остатков погибших звезд предыдущих поколений. Сжатие этого вещества под действием сил всемирного тяготения привело к его нагреванию, начались ядерные реакции превращения водорода в гелий, появилось устойчивое свечение. Считается, что Солнце будет светить еще приблизительно 5-7 млрд. лет, пока не закончатся запасы его водородного топлива.
Все планеты Солнечной системы обращаются вокруг Солнца за счет гравитационного притяжения к нему. Солнце является основным источником энергии для большинства природных процессов, происходящих на Земле. Жизнь на Земле была бы невозможна без солнечного тепла и света. Солнечная энергия приводит в действие механизмы самоорганизации в атмосфере, гидросфере и биосфере Земли.
Солнце находится на расстоянии 149.6 млн. км от Земли. Когда Луна оказывается между Солнцем и Землей, она закрывает его: наступает солнечное затмение. В 1919 г. во время одного из таких затмений ученые впервые обнаружили искривление световых лучей вблизи Солнца, подтверждающее выводы общей теории относительности (ОТО) А.Эйнштейна (1879-1955) об искривлении пространства гравитационными полями, созданными массами. Смещение спектральных линий, излученных на Солнце, в сторону больших длин волн по сравнению с аналогичными линиями земного происхождения {красное смещение) подтвердило второе важное следствие ОТО — о гравитационном замедлении времени во Вселенной. Уменьшение частот спектральных линий при красном смещении свидетельствует об увеличении периодов колебаний их источников, т.е. о более медленном течении времени.
2. Источники солнечной энергии.
Источники тепла и света Солнца — реакции термоядерного синтеза гелия и других химических элементов из водорода, протекающие в его недрах с выделением огромного количества энергии. Силы гравитации стремятся сжать Солнце, и в его центре температура вещества достигает приблизительно 1.6-107К. Этой температуры достаточно для синтеза гелия из водорода.
Возникающее электромагнитное излучение многократно поглощается и переизлучается, взаимодействуя с веществом и противодействуя сжатию Солнца. По мере удаления от центра температура и плотность солнечного газа падают. Излучение, покидающее Солнце, возникает в его тонком поверхностном слое —фотосфере, имеющем толщину 350 км. Его температура равна 5780 К. Полная мощность солнечного излучения составляет 3.86*1026Вт. Над фотосферой располагаются хромосфера толщиной несколько тысяч километров и корона,простирающаяся на миллионы километров. Из короны вырываются потоки заряженных частиц — солнечный ветер.
Цвет Солнца определяется его поверхностной температурой Т, определяющей частоту излучения. В настоящее время оно является желтым карликом.
Излучение Солнца представляет собой сумму излучений разной температуры: рентгеновского, ультрафиолетового, оптического, инфракрасного и радиоизлучения. Основную долю потока солнечной энергии составляет оптическое излучение, которое совпадает с излучением тела, нагретого до 5780 К.
На поверхности Солнца в фотосфере периодически возникают холодные темные области {солнечные пятна), вызванные изменением магнитного поля. Солнечные пятна существуют в среднем 10-20 суток, имеют температуру около 4000 К, достигают размеров 200 тыс. км и обладают большим локальным магнитным полем до 4000 Э (13=79.6 А/м), превышающим среднее в несколько тысяч раз. Такое интенсивное поле тормозит движение газовых потоков из глубин Солнца, и на его поверхность поступает меньше энергии. Поэтому на ней и возникают холодные и темные участки.
Пятна на Солнце впервые обнаружил Г.Галилей (1564-1642) с помощью сконструированного им телескопа, дающего увеличение в 30 раз. По перемещению пятен он установил, что Солнце вращается и оценил скорость его вращения.
В хромосфере и короне над фотосферным пятном возникает дополнительный поток рентгеновского излучения и выбрасываются потоки горячей плазмы — вспышки и протуберанцы. Через 8 минут на Земле вследствие этого возникает внезапное ионосферное возмущение с изменением условий радиосвязи в отдельных частотных диапазонах.
Появление большого количества солнечных пятен вызывает изменения солнечной активности с характерным периодом, приблизительно равным 11.2 земного года. Нулевой номер присвоен циклу, максимум активности которого был в 1750 г. В настоящее время наблюдается 23-й цикл с максимумом в конце 2000 г. На годы, соответствующие максимуму активности Солнца, часто приходятся яркие природные и исторические события: изменение климата, катастрофы, эпидемии, войны, революции и т.д.
Зависимость между циклами солнечной активности и многими явлениями в биосфере была установлена в начале XX века русским ученым А.Л.Чижевским (1897-1964).
Солнце, излучающее за счет выделения ядерной энергии, медленно эволюционирует по мере изменения своего химического состава. После выгорания водорода в его центре и образования гелиевого ядра выделение ядерной энергии в нем прекратится, и ядро начнет интенсивно сжиматься. Когда его температура достигнет 100 млн. градусов, начнутся ядерные реакции превращения гелия в углерод. Водород будет продолжать гореть в тонкой оболочке, окружающей гелиевое ядро. Оболочка при этом расширится, поверхностная температура уменьшится, и оно станет красным гигантом.
Из-за недостаточной массы Солнце закончит свою эволюцию на стадии гелиевого горения. К концу своей жизни оно сбросит свою оболочку — планетарную туманность и превратится в белого карлика, сжавшись до размеров Земли или меньше и став горячей звездой. Через миллиарды лет белый карлик охладится и постепенно превратится в черного карлика, не излучающего свет. которого составляет 6370 км.
Планеты земной группы. Планеты этой группы: Меркурий, Венера, Земля, Марс,— хотя и похожи друг на друга, но все же каждая из них имеет свои неповторимые особенности. Планеты-гиганты. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун относятся к планетам-гигантам.
Юпитер — пятая по удалению от Солнца и самая большая планета Солнечной системы — находится на среднем расстоянии от Солнца 5,2 а. е. Он является мощным источником теплового радиоизлучения, обладает радиационным поясом и обширной магнитосферой, имеет 28 спутников и два кольца, одно из которых шириной около 60 тыс. км.
Сатурн — вторая по величине планета Солнечной системы. Он имеет кольца, которые хорошо видны в телескоп. Их впервые наблюдал в 1610 г. Галилей с помощью созданного им телескопа, Кольца представляют собой плоскую систему из мелких камней, льдинок размером до 10 — 20 м. Сатурн имеет 30 спутников и радиационные пояса.
Уран — седьмая по порядку удаления от Солнца планета. Он имеет систему колец. Вокруг него обращается 16 спутников: 6 из них обнаружены при наблюдении с Земли, а остальные — с помощью космических аппаратов.
Нептун — одна из самых удаленных от Солнца планет— имеет 13 спутников. Период его обращения — 164,8 года. Нептун находится на сравнительно большом расстоянии от Земли (около 30 а. е.), что ограничивает возможность его детального исследования.
Современные астрономические средства наблюдений, в том числе космические аппараты открывают большие возможности дальнейших исследований не только планет-гигантов, но и всей Солнечной системы — наиболее изученной части Вселенной.
studfiles.net
Это Солнечная система
Солнечная система – планетная система, включающая в себя центральную звезду – Солнце – и все естественные космические объекты, обращающиеся вокруг Солнца.
Так выглядит солнце в телескоп через темное стекло. Видна структура поверхности хромосферы – верхнего слоя атмосферы Солнца, а также протуберанцы – выбросы раскаленной плазмы, и темные пятна – разрывы в фотосфере и хромосфере, через которые видны более глубокие слои солнечной атмосферы.
Солнце – звезда главной последовательности спектрального класса G2V, жёлтый карлик.
Средний диаметр Солнца 1 392 000 км (109 диаметров Земли), абсолютная звёздная величина +4,8; температура поверхности может достигать 6000 К, температура ядра примерно 13,5 млн К.
Период обращения Солнечной системы вокруг центра Галактики по разным оценкам составляет 200-220 млн лет; расстояние от Солнца до центра Галактики около 26000 световых лет; скорость движения вокруг центра галактики 220-230 км/сек.
В Солнце сосредоточена подавляющая часть всей массы системы – около 99,866%, это приблизительно в 750 раз больше массы всех остальных тел Солнечной системы вместе взятых.
Поэтому всё в нашей Солнечной системе обращается вокруг Солнца как общего центра масс.
Размеры планет в сравнении с Солнцем (Солнце слева)
Тела Солнечной системы, вращающиеся вокруг центрального светила, образуют следующие структурные части Солнечной системы:
- Малые планеты земной группы, движущиеся почти по круговым орбитам.
- Пояс астероидов, отделяющий малые планеты от планет гигантов.
- Гигантские планеты с мощными атмосферами.
- Пояс Койпера, расположенный за орбитой Нептуна.
- Облако Оорта, которое словно гигантская сфера из дискретных тел окутывает всю Солнечную систему и является ее границей. За этим облаком начинается галактическое пространство.
1. Планеты земной группы (внутренние планеты)
Планеты земной группы, или внутренние планеты, – это Меркурий, Венера, Земля и Марс.
Меркурий, Венера, Земля и Марс (слева направо)
Все эти планеты имеют высокую плотность и твёрдую поверхность, они состоят в основном из силикатов и металлов. Самая большая в этой группе планета – Земля. Расположение этой группы планет наиболее близкое к Солнцу.
2. Пояс астероидов
За планетами земной группы между Марсом и Юпитером находится пояс астероидов, отделяющий малые планеты от планет гигантов.
По своему составу астероиды схожи с планетами земной группы, поскольку тоже состоят из силикатов и металлов. Астероидами считаются тела с диаметром более 30 м, тела меньшего размера называют метеороидами.
Крупных тел в поясе астероидов очень мало, так, астероидов с диаметром более 100 км насчитывается около 200, ещё известно около 1000 астероидов с радиусом более 15 км, а данные исследований в инфракрасном диапазоне спектра позволяют предположить, что, помимо них, в главном поясе существует ещё от 700 тыс до 1,7 млн астероидов диаметром от 1 км и более.
Звёздная величина астероидов колеблется от 11m до 19m и для большинства из них составляет около 16m.
Общая масса всех астероидов главного пояса приблизительно равна от 3,0·1021 до 3,6·1021 кг, что составляет всего 4% от массы Луны или 0,06% от массы Земли. Половина этой массы приходится на 4 крупнейших астероида из первой десятки: Цереру, Весту, Палладу и Гигею, причём почти её треть приходится на Цереру, диаметр которой приблизительно 950 км.
Расстояние между объектами в поясе астероидов велико. Несмотря на то, что число астероидов оценивается в несколько миллионов и более (в зависимости от того, где провести нижнюю границу размера) объектов, объём пространства, занимаемый поясом астероидов, огромен, и, как следствие, плотность объектов в поясе весьма мала. Поэтому вероятность не то что столкновения, а просто случайного незапланированного сближения, например, космического аппарата с каким-нибудь астероидом сейчас оценивается менее чем один к миллиарду.
Астероиды являются одними из самых доступных тел в Солнечной системе с точки зрения их промышленного освоения.
Ввиду малой гравитации посадка и взлёт с их поверхности требуют минимальных затрат топлива, а если использовать для разработки околоземные астероиды, то и стоимость доставки ресурсов с них на Землю будет низкой.
Астероиды могут быть источниками таких ценных ресурсов, как, например, вода (в виде льда), из которой можно получить кислород для дыхания, и водород для космического топлива, а также различные редкие металлы и минералы, такие как железо, никель, титан, кобальт и платина, и, в меньшем количестве, другие элементы вроде марганца, молибдена, родия и т. п.
По сути, большинство элементов тяжелее железа, добываемых сейчас с поверхности нашей планеты, являются остатками астероидов, упавших на Землю в период поздней тяжёлой бомбардировки. Астероиды являются практически неисчерпаемыми источниками ресурсов, так, один небольшой астероид класса M диаметром в 1 км может содержать, предположительно, железо-никелевой руды до 2 млрд тонн.
3. Внешние (гигантские) планеты
За поясом астероидов находятся планеты – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Их также называют внешними планетами и относят ко второй, дальней от Солнца, группе планет. Они значительно больше Земли по размеру.
Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун (слева направо)
Так, масса Юпитера превышает массу Земли более чем в 300 раз. За вычетом массы Солнца на эти планеты приходится 99% из всей оставшейся массы системы, при этом большая часть – около 90% приходится на Юпитер и Сатурн.
Планеты-гиганты значительно отличаются от планет земной группы по своему строению: они состоят не из тяжёлых элементов, а из газа, в основном из водорода и гелия, подобно Солнцу и другим звёздам. Поэтому их еще называют газовыми планетами.
В состав Солнечной системы так же входят спутники планет, которые вращаются вокруг них. Всего спутников сейчас насчитывают 415.
Неизменная спутница Земли – Луна. У Марса 2 спутника – Фобос и Деймос. У Юпитера 67 спутников, а у Сатурна – 62. 27 спутников имеет Уран. И только у Венеры и Меркурия спутников нет. А вот у «карликов» Плутона и Эриды спутники есть: у Плутона это Харон, а у Эриды – Дисномия. Впрочем, астрономы еще не пришли к окончательному выводу, является ли Харон спутником Плутона или система Плутон-Харон — это так называемая двойная планета. Даже у некоторых астероидов есть спутники. Чемпион по размерам среди спутников – Ганимед, спутник Юпитера, ненамного отстает от него спутник Сатурна Титан. и Ганимед, и Титан превосходят размерами Меркурий.
Кроме планет и спутников, Солнечную систему бороздят десятки, а то и сотни тысяч различных малых тел, включая кометы, огромное количество метеоритов, частиц газопылевой материи, рассеянных атомов различных химических элементов, потоков атомных частиц и другие.
4. Пояс Койпера
За орбитой Нептуна находится еще один пояс малых небесных тел, который называют поясом Койпера. Он в 20 раз шире и в 20-200 раз массивнее пояса астероидов.
Объекты пояса Койпера состоят главным образом из летучих веществ (называемых льдами), таких как метан, аммиак и вода.
Плутон, который потерял статус планеты и был отнесен к карликовым планетам, как раз находится в этом поясе.
В поясе Койпера есть и другие карликовые планеты, похожие на Плутон, в 2008 году их так и назвали – плутоиды.
5. Облако Оорта
Облако Оорта – это гипотетическая сферическая область Солнечной системы, служащая источником долгопериодических комет.
Инструментально существование облака Оорта не подтверждено, однако многие косвенные факты указывают на его существование. Предполагаемое расстояние до внешних границ облака Оорта от Солнца составляет, по различным оценкам, от 1 до 2 световых лет.
Облако Оорта словно оболочка шара заключает в себя Солнечную систему и содержит триллионы ядер комет. Приближаясь к Солнцу, они нагреваются до температуры, при которой лед испаряется. При этом твердая часть кометы облетает Солнце и удаляется от него обратно в пояс Койпера или в облако Оорта. А испарившееся газообразное вещество частично попадает в атмосферы планет гигантов, но в основном становится достоянием Солнца, становясь частью его атмосферы.
Внешние области Солнечной системы
Движение тел Солнечной системы
Большинство крупных объектов, обращающихся вокруг Солнца, движутся практически в одной плоскости, называемой плоскостью эклиптики. В то же время кометы и объекты пояса Койпера часто обладают бо́льшими углами наклона к этой плоскости.
Обращение планет вокруг Солнца
Все планеты и большинство других объектов обращаются вокруг Солнца в одном направлении с вращением Солнца (против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Солнца). Есть исключения, такие как комета Галлея. Самой большой угловой скоростью обладает Меркурий – он успевает совершить полный оборот вокруг Солнца всего за 88 земных суток. А для самой удалённой планеты – Нептуна – период обращения составляет 165 земных лет.
Большинство планет вращается вокруг своей оси в ту же сторону, что и обращается вокруг Солнца. Исключения составляют Венера и Уран, причём Уран вращается практически «лёжа на боку» (наклон оси около 98°).
Наклон оси вращения планеты – это угол между осью вращения планеты и перпендикуляром к плоскости ее орбиты (или, что то же самое, между плоскостью экватора планеты и плоскостью орбиты).
Вращение планет вокруг своей оси
Солнечная система входит в состав галактики Млечный Путь.
По астрономическим оценкам, гравитационное поле Солнца преобладает над гравитационными силами окружающих звёзд на расстоянии приблизительно двух световых лет (125 000 а. е.). Это и есть граница Солнечной системы.
Бо́льшая часть нашей Солнечной системы ещё недостаточно изучена.
По материалам Википедии
ЕЩЁ МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ:
1. Наш дом Земля
2. Формирование и эволюция Солнечной системы
myvera.ru
Солнце: строение, описание, температура, характеристики | Солнечная система
Ближайшая к нам звезда – это конечно Солнце. Расстояние от Земли до него по космическим параметрам совсем небольшое: от Солнца до Земли солнечный свет идет всего лишь 8 минут.
Солнце – это не обычный желтый карлик, как считали ранее. Это центральное тело солнечной системы, возле которой вертятся планеты, с большим количеством тяжелых элементов. Это звезда, образовавшаяся после нескольких взрывов сверхновых, около которой сформировалась планетная система. За счет расположения, близкого к идеальным условиям, на третьей планете Земля возникла жизнь. Возраст Солнца насчитывает уже пять миллиардов лет. Но давайте разберемся, почему же оно светит? Какое строение Солнца, и каковы его характеристики? Что ждет его в будущем? Насколько значительное влияние оно оказывает на Землю и ее обитателей? Солнце – это звезда, вокруг которой вращаются все 9 планет солнечной системы, в том числе и наша. 1 а.е. (астрономическая единица) = 150 млн. км – таким же является и среднее расстояние от Земли до Солнца. В Солнечную систему входят девять больших планет, около сотни спутников, множество комет, десятки тысяч астероидов (малых планет), метеорные тела и межпланетные газ и пыл. В центре всего этого и находится наше Солнце.
Солнце светит уже миллионы лет, что подтверждают современные биологические исследования, полученные из остатков сине-зелено-синих водорослей. Изменись температура поверхности Солнца хотя бы на 10 %, и на Земле, погибло бы все живое. Поэтому хорошо, что наша звезда равномерно излучает энергию, необходимую для процветания человечества и других существ на Земле. В религиях и мифах народов мира, Солнце постоянно занимало главное место. Почти у всех народов древности, Солнце было самым главным божеством: Гелиос – у древних греков, Ра – бог Солнца древних египтян и Ярило у славян. Солнце приносило тепло, урожай, все почитали его, потому что без него не было бы жизни на Земле. Размеры Солнца впечатляют. Например, масса Солнца в 330 000 раз больше массы Земли, а его радиус в 109 раз больше. Зато плотность нашего звездного светила небольшая – в 1,4 раза больше, чем плотность воды. Движение пятен на поверхности заметил еще сам Галилео Галилей, таким образом доказав, что Солнце не стоит на месте, а вращается.
Конвективная зона Солнца
Радиоактивная зона около 2/3 внутреннего диаметра Солнца, а радиус составляет около 140 тыс.км. Удаляясь от центра, фотоны теряют свою энергию под влиянием столкновения. Такое явление называют — феномен конвекции. Это напоминает процесс, происходящий в кипящем чайнике: энергии, поступающей от нагревательного элемента, намного больше того количества, которое отводится тепло проводимостью. Горячая вода, находящаяся в близости от огня, поднимается, а более холодная опускается вниз. Этот процесс называются конвенция. Смысл конвекции в том, что более плотный газ распределяется по поверхности, охлаждается и снова идет к центру. Процесс перемешивания в конвективной зоне Солнца осуществляется непрерывно. Глядя в телескоп на поверхность Солнца, можно увидеть ее зернистую структуру — грануляции. Ощущение такое, что оно состоит из гранул! Это связано с конвекцией, происходящей под фотосферой.
Фотосфера Солнца
Тонкий слой (400 км) — фотосфера Солнца, находится прямо за конвективной зоной и представляет собой видимую с Земли «настоящую солнечную поверхность». Впервые гранулы на фотосфере сфотографировал француз Янссен в 1885г. Среднестатистическая гранула имеет размер 1000 км, передвигается со скоростью 1км/сек и существует примерно 15 мин. Темные образования на фотосфере можно наблюдать в экваториальной части, а потом они сдвигаются. Сильнейшие магнитные поля, являются отличительно чертой таких пятен. А темный цвет получается вследствие более низкой температуры, относительно окружающей фотосферы.
Хромосфера Солнца
Хромосфера Солнца (цветная сфера) – плотный слой (10 000 км) солнечной атмосферы, который находится прямо за фотосферой. Хромосферу наблюдать достаточно проблематично, за счет ее близкого расположения к фотосфере. Лучше всего ее видно, когда Луна закрывает фотосферу, т.е. во время солнечных затмений.
Солнечные протуберанцы – это огромные выбросы водорода, напоминающие светящиеся длинные волокна. Протуберанцы поднимаются на огромные расстояние, достигающие диаметра Солнца (1.4 млм км), двигаются со скоростью около 300 км/сек, а температура при этом, достигает 10 000 градусов.
Солнечная корона
Солнечная корона – внешние и протяженные слои атмосферы Солнца, берущие начало над хромосферой. Длина солнечной короны является очень продолжительной и достигает значений в несколько диаметров Солнца. На вопрос где именно она заканчивается, ученые пока не получили однозначного ответа.
Состав солнечной короны – это разряженная, высоко ионизированная плазма. В ней содержатся тяжелые ионы, электроны с ядром из гелия и протоны. Температура короны достигает от 1 до 2ух млн градусов К, относительно поверхности Солнца.
Солнечный ветер – это непрерывное истечение вещества (плазмы) из внешней оболочки солнечной атмосферы. В его состав входят протоны, атомные ядра и электроны. Скорость солнечного ветра может меняться от 300 км/сек до 1500 км/сек, в соответствии с процессами, происходящими на Солнце. Солнечный ветер, распространяется по всей солнечной системе и, взаимодействуя с магнитным полем Земли, вызывает различный явления, одним из которых, является северное сияние.
Характеристики Солнца
• Масса Солнца: 2∙1030 кг (332 946 масс Земли)
• Диаметр: 1 392 000 км
• Радиус: 696 000 км
• Средняя плотность: 1 400 кг/м3
• Наклон оси: 7,25° (относительно плоскости эклиптики)
• Температура поверхности: 5 780 К
• Температура в центре Солнца: 15 млн градусов
• Спектральный класс: G2 V
• Среднее расстояние от Земли: 150 млн. км
• Возраст: 5 млрд. лет
• Период вращения: 25,380 суток
• Светимость: 3,86∙1026 Вт
• Видимая звездная величина: 26,75m
kosmos-gid.ru
Солнечная система
Солнечная система – это спаянная силами взаимного притяжения система небесных тел. В нее входят: центральная звезда – Солнце, 8 больших планет с их спутниками, несколько тысяч малых планет, или астероидов, несколько сот наблюдавшихся комет и бесчисленное множество метеорных тел, пыли, газа и мелких частиц.
Солнечная система погружена в огромную звездную систему — Галактику «Млечный путь», насчитывающую сотни миллиардов звезд самой разной светимости и цвета. В настоящее время в окрестностях Солнца исследованы все или почти все звезды, за исключением совсем карликовых, излучающих очень мало света.
Большинство среди них составляют очень слабые красные карлики — их массы в 3-10 раз меньше, чем у Солнца. Звезды, похожие на Солнце, очень редки, их всего 6%. Многие наши соседи (72%) группируются в кратные системы, где компоненты связаны друг с другом силами гравитации.
По самым современным научным исследованиям, Солнечная система возникла около 6 млрд. лет назад. Как и любая звездная система она начала свою жизнь из планетарной туманности, оторвавшейся за счет центробежной силы от общего вещества галактики. В течении 1-2 млрд. лет из этой планетарной туманности и сформировалась Солнечная система.
Центральное место в нашей Солнечной системе занимает Солнце, оно сосредоточило в себе 99,866% всей массы. Понятно, что солнечное тяготение управляет движением почти всех остальных тел системы, на долю которых приходится всего 0,134% вещества. Только спутники обращаются вокруг своих планет, притяжение которых из-за их близости сильнее.
Внешней границей Солнечной системы принято считать сферу гравитационного влияния Солнца, которая простирается по некоторым оценкам на расстояние порядка 230000 а.е. и смыкается со сферами влияния ближайших к Солнцу звезд.
v2.ax-online.ru
«солнечная система»
Московский городской университет управления Правительства Москвы
Кафедра философии
РЕФЕРАТ ПО ТЕМЕ:
«СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА »
2008
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.. 2
1. Солнечная система. 3
1.1. Солнце. 4
1.2. Объекты, входящие в Солнечную систему. 5
1.3. Меркурий. 6
1.4. Венера. 7
1.5. Земля. 8
1.6. Марс. 9
1.7. Юпитер. 11
1.8. Сатурн. 12
1.9. Уран. 13
1.10. Нептун. 14
1.11. Плутон. 15
2. Малые тела солнечной системы. 16
2.1. Астероиды. 16
2.2. Метеориты. 17
2.3. Кометы. 18
2.4. Формирование звезд. 18
3. Теории формирования Солнечной системы.. 19
4. Жизнь в солнечной системе. 21
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 23
ЛИТЕРАТУРА.. 24
ВВЕДЕНИЕ
Все мы живём на прекрасной планете Земля, редко задумываясь о существовании других планет, мы живём и не думаем о каких-то глобальных проблемах космоса, так как они нас не трогают. А на самом деле изучение Солнечной системы очень интересная тема, в которую стоит просвещать даже маленьких детей.
Как я уже сказала, парадокс современной астрономии состоит в удивительно низком уровне знаний о нашем собственном доме — Солнечной системе. Астрономия в рамках известных физических законов способна построить близкие к реальности модели рождения, жизни и смерти небесных объектов, размеры, массы, энергетическая отдача и удаленность которых громадны по сравнению с реалиями нашего повседневного опыта. И в то же время, нет надежной модели происхождения и формирования планет и спутников Солнечной системы, неизвестно, как образуются и откуда появляются кометы, и неясно, содержат ли астероиды первичное вещество или являются осколками однажды уже сформировавшихся планетных тел.
Согласно одной из последних оценок, возраст Солнца составляет 4,49 миллиарда лет.
В течение периода, равного 4/5 предположительного времени существования Солнечной системы, на Земле существуют одноклеточные живые организмы. История многоклеточных занимает примерно 1/7 часть истории Земли. Существование человека — Homo sapiens — укладывается в 1/10000 часть времени, прошедшего с момента образования планет. И всего лишь около 1/1000000 этого времени занимает вся история астрономических наблюдений и осмысливания их результатов.
Ниже я расскажу подробнее о каждой из планет, дам общую характеристику, расскажу и происхождении солнечной системы.
1. Солнечная система
1.1. Солнце
За миллионы километров от нас в пространстве пылает гигантский шар раскалённого сияющего газа. Мы называем его Солнцем. Солнце –звезда, самая близкая к нам.
Солнце, являясь центральным телом нашей планеты,- сосредоточило в себе 99,866% всей массы Солнечной системы. Оставшиеся 0,134% вещества представлены девятью большими планетами и несколькими десятками их спутников (в настоящее время их открыто более 60), малыми планетами — астероидами (примерно 100 тысяч), кометами, огромным количеством мелких фрагментов — метеороидов и космической пылью. Механически эти объекты объединены в общую систему силой притяжения превосходящей массы Солнца. Ряд зависимостей показывают принадлежность различных по величине и физико-химическим свойствам тел к единому семейству.
Размером Солнце также значительно превосходит любую планету ее системы: даже Юпитер, который в 11 раз больше Земли, имеет радиус в 10 раз меньше солнечного. Солнце – обычная звезда, которая светит самостоятельно за счет высокой температуры поверхности. Планеты же светят отраженным солнечным светом (альбедо), поскольку сами довольно холодны. Солнце находится от нас очень далеко – почти 150 миллионов километров от Земли. Свет от него мчится с поразительной скоростью: почти 300 000 километров в секунду. И все равно луч солнца добегает до нас только за 8 минут и 20 секунд.
В составе Солнца преобладает водород. На втором месте – гелий. По массе Солнце примерно на 71% состоит из водорода и на 28% из гелия; на долю остальных элементов приходится чуть более 1%. С точки зрения планетологии примечательно, что некоторые объекты Солнечной системы имеют практически такой же состав, как Солнце.
Пятна на солнце означают присутствие там мощных бурь. Они намного холоднее остальной поверхности, отчего и кажутся тёмными. Нередко солнечные пятна возникают парами и медленно расходятся, пока между ними не пролягут тысячи километров. Некоторые из пятен больше Земли.
1.2. Объекты, входящие в Солнечную систему
Объекты, входящие в Солнечную систему это: Солнце, Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон.
Планеты обращаются вокруг Солнца по почти круговым орбитам, лежащим приблизительно в одной плоскости, в направлении против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Земли. Все планеты Солнечной системы движутся в прямом направлении; наибольший наклон орбиты у Плутона (17°). Многие кометы движутся в обратном направлении, например, наклон орбиты кометы Галлея 162°.
С точки зрения земного наблюдателя планеты Солнечной системы делят на две группы. Меркурий и Венеру, которые ближе к Солнцу, чем Земля, называют нижними (внутренними) планетами, а более далекие (от Марса до Плутона) – верхними (внешними).
Пояс астероидов, проходящий между орбитами Марса и Юпитера, делит планетную систему Солнца на две группы. Внутри него располагаются планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс), схожие тем, что это небольшие, каменистые и довольно плотные тела. Они сравнительно медленно вращаются вокруг осей, лишены колец и имеют мало естественных спутников: земную Луну и марсианские Фобос и Деймос. Вне пояса астероидов находятся планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Для них характерны большие радиусы, низкая плотность и глубокие атмосферы, богатые водородом и гелием. Юпитер, Сатурн и, возможно, другие гиганты лишены твердой поверхности. Все они быстро вращаются, имеют много спутников и окружены кольцами. Далекий маленький Плутон и крупные спутники планет-гигантов во многом схожи с планетами земной группы.
1.3. Меркурий
Меркурий – первая от Солнца, самая внутренняя и наименьшая планета Солнечной Системы, обращающаяся вокруг Солнца за 88 дней. Видимая звёздная величина Меркурия колеблется от −2,0 до 5,5, его нелегко заметить по причине очень маленького углового расстояния от Солнца (максимум 28,3°). Его изучали при помощи радиолокации с Земли, а межпланетный зонд «Маринер-10» сфотографировал половину его поверхности.
Вокруг оси он вращается с периодом 58,6 сутки, в точности равным 2/3 орбитального периода, поэтому каждая точка его поверхности поворачивается к Солнцу лишь один раз за 2 меркурианских года, т.е. солнечные сутки там длятся 2 года!
Вероятно, у Меркурия большое металлическое ядро, составляющие 75% радиуса планеты (у Земли оно занимает 50% радиуса)
У Меркурия практически нет атмосферы – лишь крайне разреженная гелиевая оболочка с плотностью земной атмосферы на высоте 200 км. Вероятно, гелий образуется при распаде радиоактивных элементов в недрах планеты. У Меркурия есть слабое магнитное поле, и нет спутников.
1.4. Венера
Венера — вторая внутренняя планета Солнечной системы с периодом обращения в 224,7 Земных дня. Венера — самый яркий объект на ночном небе за исключением Луны. Венера во многом похожа на Землю: ее размер и плотность лишь на 5% меньше, чем у Земли; вероятно, и недра Венеры похожи на земные. Поверхность Венеры всегда закрыта толстым слоем желтовато-белых облаков, но с помощью радаров она исследована довольно подробно. Вокруг оси Венера вращается в обратном направлении с периодом 243 земных суток.
Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа (CO2 ), а также небольшого количества азота (N2 ) и паров воды (H2 O). Облака Венеры состоят из микроскопических капелек концентрированной серной кислоты (H2 SO
mirznanii.com
Солнце — центр Солнечной системы
Солнце — огромный шар раскаленной плазмы в центре нашей Солнечной системы.
Рука Солнца / фото NASAНа долю Солнца приходится более 99,86% от всей массы Солнечной системы, оно поставляет всю энергию необходимую нам для жизни здесь, на Земле. Древние цивилизации, такие, как римляне поклонялись Солнцу как божеству, потому что они понимали, что это оно принесло жизнь на Землю. В древние времена, разные народы называли его по разному, римляне называли его Сол, греки — Гелиос. И это поклонение было разумно, потому что без Солнца — жизнь на Земле невозможна.
Основные характеристики Солнца
Средний диаметр Солнца составляет 1392000 км, а это — 109 диаметров Земли. Внутри Солнца спокойно поместятся 1 300 000 планет размером с Землю, абсолютно все объекты в Солнечной системе вращаются вокруг Солнца, в том числе и 8 основных планет и их спутники, все карликовые планеты, астероиды, кометы и пыль. Масса Солнца действительно поражает воображение, она, например, в 333 000 раз превосходит массу Земли.
Жизненный цикл Солнца
Жизненный цикл Солнца / изображение wikipedia.orgСолнце образовалось 4 600 000 000 лет назад под воздействием сил гравитации из огромного облака газа и пыли. За миллионы лет вращения эти газ и пыль образовывали Солнце и все остальные объекты Солнечной системы.
Звезды, с массой как у нашего Солнца, проживают в среднем около 10 млрд лет, а это значит, что сейчас Солнце примерно в середине своего жизненного пути. В настоящее время на Солнце происходят термоядерные реакции превращающие водород в гелий. Ежесекундно в ядре Солнца примерно 4 миллиона тонн вещества превращается в лучистую энергию, которая на выходе превращается в солнечное излучение и поток солнечных нейтрино.
Примерно через 7 миллиардов лет Солнце станет красным субгигантом, это произойдет когда Солнце израсходует все запасы своего водорода. Размеры Солнца станут настолько большими, что, возможно, оно вырастет в размерах вплоть до орбиты Земли. Но после того, как Солнце минует фазу субгиганта, его внешние оболочки превратятся в планетарную туманность, в центре которой будет светить ядро Солнца, превратившееся в белого карлика размером примерно с Землю.
Цвет Солнца
Та поверхность Солнца, которую мы видим, называется фотосферой и имеет среднюю температуру около 5800 градусов Кельвина. Из неё выходит основное, видимое нам, излучение Солнца, излучения более глубоких слоев до поверхности Солнца не доходят. Как бы странно это не звучало, но у Солнца тоже есть атмосфера, и фотосфера, наряду с хромосферой, Солнечной короной и Солнечным ветром являются её частями.
Из чего состоит Солнце
Строение Солнца — в центре солнечное ядро, фотосфера — видимая поверхность Солнца. солнечная корона окружающая Солнце имеет экстремально высокую температуру, однако ввиду крайней разреженности видима невооружённым глазом только во время солнечных затмений.Если бы мы могли отправиться в путешествие к ядру Солнца, то мы бы обнаружили, что температура и давление растут по мере приближения к ядру. И в итоге мы бы зафиксировали в ядре Солнца температуру в 15 700 000 Кельвина, и давление настолько сильное, что реакции ядерного синтеза идут непрерывно.
Из-за того, что солнечная плазма является отличным проводником электрического тока, в ней образуются мощные магнитные поля. Солнце, так же как и Земля имеет северный и южный магнитные полюса, а пятна на Солнце, выбросы корональной массы и солнечные вспышки создаются пересекающимися силовыми линиями магнитного поля.
Современные исследования Солнца
Так как атмосфера Земли затрудняет прохождение электромагнитного излучения и искажает видимые в оптическом диапазоне объекты, наблюдения лучше всего проводить в высокогорных областях. Для наблюдения Солнца разработаны специальные «солнечные телескопы», которые имеют многие обсерватории мира. Стоит заметить, что для наблюдений Солнца светосила телескопов не имеет особого значения, яркость Солнца настолько велика, что светосила солнечных телескопов может быть весьма скромной.
Важно! Рассматривать Солнце в телескоп можно только с помощью специальных затемнённых солнечных светофильтров.
Солнце в рентгеновских лучах / изображение wikipedia.orgВ настоящее время также существуют несколько космических программ наблюдения за Солнцем, одна из них — SOHO, (SOlar and Heliospheric Observatory), запуск которой состоялся 2 декабря 1995 года, кстати, космический аппарат SOHO, вместо запланированных двух лет работает по сей день.
В октябре 2006 года вступила в строй солнечная обсерватория STEREO, состоящая из двух космических аппаратов работающих на орбитах позволяющих получить стереоизображения Солнца и корональных выбросы массы.
Российский космический аппарат — Коронас-Фотон, осуществляющий фундаментальные исследования СолнцаВ январе 2009 года был выведен на орбиту российский спутник «Коронас-Фотон» с исследовательскими инструментами «Тесис». В состав «Тесис» входят несколько телескопов и спектрографов крайнего ультрафиолетового диапазона, а также широкоугольный коронограф работающий в линии ионизованного гелия HeII 304 A. Целью запуска «Тесиса» стали исследования самых динамичных солнечных процессов, таких как вспышки на Солнце, корональные выбросы, а также раннее прогнозирование геомагнитных возмущений, связанных с солнечной активностью.
Легенды и мифы о Солнце
В 2002 году в некоторых СМИ появились заметки о том, что через несколько лет Солнце станет сверхновой и взорвётся. В качестве источника приводили «голландского астрофизика, доктора Пирса ван дер Меера, эксперта Европейского космического агентства». Но в ЕКА не было и нет такого сотрудника, более того, ученых с таким именем вообще никогда не было, а количество водорода, содержащегося в Солнце, хватит еще не на один миллиард лет. И в завершении развенчания мифа — Солнце не может превратиться в сверхновую звезду в принципе, у него для этого просто не хватит массы.
Вконтакте
Google+
LiveJournal
spaceandtime.ru