Бескрайний космос, несмотря на кажущийся хаос, представляет собой достаточно стройную структуру. В этом гигантском мире также действуют незыблемые законы физики и математики. Все объекты во Вселенной, от мала до велика, занимают свое определенное место, двигаются по заданным орбитам и траекториям. Такой порядок установился более 15 млрд. лет назад, с момента образования Вселенной. Не является исключением и наша Солнечная система – космический мегаполис, в котором обитаем мы.
Несмотря на колоссальные размеры, Солнечная система вписывается в человеческие рамки восприятия, являясь самой изученной частью космоса, с четко определенными границами.
Происхождение и основные астрофизические параметры
Во Вселенной, где существуют бесконечное количество звезд, безусловно, существуют и другие солнечные системы. Только в одной нашей галактике Млечный Путь насчитывается приблизительно 250-400 миллиардов звезд, поэтому нельзя исключать того, что в глубине космоса могут существовать миры с другими формами жизни.
Еще 150-200 лет назад человек имел о космосе скудные представления. Размеры Вселенной ограничивались объективами телескопов. Солнце, Луна, планеты, кометы и астероиды были единственными известными объектами, а весь космос измерялся размерами нашей галактики. Ситуация кардинально изменилась в начале XX века. Астрофизические исследования космического пространства и работы физиков-ядерщиков последних 100 лет дали ученым представление о том, как возникла Вселенная. Стали известны и понятны процессы, которые привели к образованию звезд, дали строительный материал для образования планет. В этом свете становится понятным и объяснимым происхождение Солнечной системы.
Солнце, как и другие звезды, является продуктом Большого Взрыва, после которого в пространстве шло образование звезд. Появлялись объекты больших и малых размеров. В одном из уголков Вселенной, среди скопления других звезд родилось и наше Солнце. По космическим меркам возраст нашей звезды небольшой, всего 5 млрд. лет. На месте ее рождения образовалась гигантская строительная площадка, где в результате гравитационного сжатия газопылевого облака образовались другие объекты Солнечной системы.
Каждое небесное тело обретало свою форму, занимало отведенное ему место. Одни небесные тела под воздействием притяжения Солнца стали постоянными спутниками, двигаясь по собственной орбите. Другие объекты в результате противодействия центробежных и центростремительных процессов прекратили свое существование. Весь это процесс занял порядка 4,5 млрд. лет. Масса всего солнечного хозяйства составляет 1,0014 М☉.Из этой массы 99,8% приходится на само Солнце. Только 0,2% массы приходится на другие космические объекты: планеты, спутники и астероиды, фрагменты космической пыли, вращающиеся вокруг него.
Орбита Солнечной системы имеет практически круглую форму, а орбитальная скорость совпадает со скоростью движения галактической спирали. Проходя через межзвездную среду, устойчивость Солнечной системы придают гравитационные силы, действующие в пределах нашей галактики. Это в свою очередь обеспечивает другие объекты и тела Солнечной системы стабильностью. Движение Солнечной системы проходит на значительном удалении от сверхплотных звездных скоплений нашей галактики, несущих потенциальную опасность.
По своим размерам и количеству спутников нашу Солнечную систему невозможно назвать маленькой. В космосе имеются малые солнечные системы, которые имеют одну-две планеты и по своим размерам едва заметны в космическом пространстве. Представляя собой массивный галактический объект, звездная система Солнца движется в космосе с огромной скоростью 240 км/с. Даже несмотря на такой стремительный бег, полный оборот вокруг центра галактики Солнечная система совершает за 225 -250 млн. лет.
Точный межгалактический адрес нашей звездной системы следующий:
- местное межзвездное облако;
- местный пузырь в рукаве Ориона-Лебедя;
- галактика Млечный Путь, входящая в Местную группу галактик.
Солнце является центральным объектом нашей системы и входит в число 100 миллиардов звезд, входящих в галактику Млечный Путь. По своим размерам оно является звездой средних размеров и относится к спектральному классу G2V Желтые карлики. Диаметр звезды составляет 1млн. 392 тыс. километров, и она пребывает в середине своего жизненного цикла.
Для сравнения, размеры Сириуса — самой яркой звезды – 2 млн. 381 тыс. км. Альдебаран имеет диаметр почти 60 млн. км. Огромная звезда Бетельгейзе превосходит наше Солнце по размеру в 1000 раз. Размеры этого супергиганта превышают размеры Солнечной системы.
Ближайшей соседкой нашей звезды по кварталу считается Проксима Центавра, до которой потребуется лететь со скоростью света порядка 4 лет.
Солнце, благодаря своей огромной массе, удерживает возле себя восемь планет, многие из которых в свою очередь имеют свои системы. Положение объектов, двигающихся вокруг Солнца, наглядно демонстрирует схема Солнечной системы. Практически все планеты Солнечной системы двигаются вокруг нашей звезды в одном и том же направлении, вместе с вращающимся Солнцем. Орбиты планет находятся практически в одной плоскости, имеют различную форму и двигаются вокруг центра системы с различной скоростью. Движение вокруг Солнца осуществляется против часовой стрелки и в одной плоскости. Только кометы и другие объекты, в основном находящиеся в поясе Койпера, имеют орбиты с большим углом наклона к плоскости эклиптики.
Сегодня мы точно знаем, сколько планет в Солнечной системе, их 8. Все небесные тела Солнечной системы находятся на определенном расстоянии от Солнца, периодически удаляясь или приближаясь к нему. Соответственно, каждая из планет имеет свои, отличные от других, астрофизические параметры и характеристики. Следует отметить, что 6 планет Солнечной системы из 8 вращаются вокруг своей оси в направлении, в котором обращается вокруг собственной оси наша звезда. Только Венера и Уран вращаются в противоположном направлении. К тому же Уран единственная из планет Солнечной системы, которая практически лежит на боку. Ее ось имеет наклон 90° к линии эклиптики.
Первую модель Солнечной системы продемонстрировал Николай Коперник. В его представлении Солнце являлось центральным объектом нашего мира, вокруг которого вращаются другие планеты, в том числе и наша Земля. В последствие Кеплер, Галилей, Ньютон усовершенствовали эту модель, разместив в ней объекты в соответствии с математическими и физическими законами.
Глядя на представленную модель можно представить, что орбиты космических объектов расположены на равных расстояниях друг от друга. Совершенно иначе выглядит Солнечная система в природе. Чем больше расстояние до планет Солнечной системы от Солнца, тем больше расстояние между орбитой предыдущего небесного объекта. Наглядно представить масштабы Солнечной системы, позволяет таблица расстояний объектов от центра нашей звездной системы.
С увеличением расстояния от Солнца замедляется скорость вращения планет вокруг центра Солнечной системы. Меркурий — самая ближайшая к Солнцу планета — всего за 88 земных суток совершает полный оборот вокруг нашей звезды. Нептун, расположенный на расстоянии 4,5 млрд. километров от Солнца совершает полный оборот за 165 земных лет.
Несмотря на то, что мы имеем дело с гелиоцентрической моделью Солнечной системы, многие планеты имеют свои системы, состоящих из естественных спутников и колец. Спутники планет совершают движение вокруг материнских планет и подчиняются тем же законам.
Большая часть спутников Солнечной системы синхронно обращаются вокруг своих планет, повернувшись к ним всегда одной стороной. Луна также всегда повернута к Земле одним боком.
Только две планеты, Меркурий и Венера не имеют естественных спутников. Меркурий по своим размерам даже уступает некоторых спутникам.
Центр и границы Солнечной системы
Главным и центральным объектом нашей системы является Солнце. Оно имеет сложное строение и состоит на 92% из водорода. Всего 7% пригодится на атомы гелия, которые при взаимодействии с атомами водорода становятся топливом для бесконечной ядерной цепной реакции. В центре звезды находится ядро диаметром 150-170 тыс. км, раскаленное до температуры 14 млн. К.
Краткое описание звезды сведется к нескольким словам: это огромный термоядерный природный реактор. Двигаясь от центра звезды к его внешнему краю, попадаем в конвективную зону, где происходит перенос энергии и перемешивание плазмы. Этот слой имеет температуру 5800К. Видимую часть Солнца составляет фотосфера и хромосфера. Венчает нашу звезду солнечная корона, являющаяся внешней оболочкой. Процессы, происходящие внутри Солнца, оказывают влияние на все состояние Солнечной системы. Его свет согревает нашу планету, сила притяжения и гравитация удерживают объекты ближнего космоса на определенном расстоянии друг от друга. По мере снижения интенсивности внутренних процессов, наша звезда начнет остывать. Расходуемый звездный материал утратит свою плотность, что приведет к расширению тела звезды. Вместо желтого карлика наше Солнце превратиться в огромного Красного Гиганта. Пока наше Солнце остается такой же горячей и яркой звездой.
Границей царства нашей звезды является пояс Койпера и облако Оорта. Это крайне удаленные области космического пространства, на которые распространяется влияние Солнца. В поясе Койпера и в Облаке Оорта находится масса других объектов различных размеров, которые так или иначе влияют на процессы, происходящие внутри Солнечной системы.
Облако Оорта представляет собой гипотетическое пространство сферической формы, окружающее Солнечную систему по всему внешнему диаметру. Расстояние до этой области космоса составляет более 2 световых лет. Эта область является родиной комет. Именно оттуда к нам прилетают эти редкие космические гости, долгопериодические кометы
В поясе Койпера сосредоточен остаточный материал, который был использован в процессе формирования Солнечной системы. В основном это мелкие частицы космического льда, облако замершего газа(метана и аммиака). Встречаются в этом районе и крупные объекты, часть из которых являются карликовыми планетами, фрагменты поменьше, схожие по своей структуре с астероидами. Основными известными объектами пояса считаются карликовые планеты Солнечной системы Плутон, Хаумеа и Макемаке. Космический корабль долететь до них сможет за один световой год.
Между поясом Койпера и глубоким космосом по внешним краям пояса существует сильно разреженная область, в основном состоящая из остатков космического льда и газа.
На сегодняшний день допускается существование в этом районе нашей звездной системы крупных транснептуновых космических объектов, одним из которых является карликовая планета Седна.
Краткая характеристика планет Солнечной системы
Ученые подсчитали, что масса всех планет, принадлежащих нашей звезде, составляет не более 0,1% от массы Солнца. Однако и среди этого столь малого количества 99% массы приходится на два самых крупных после Солнца космических объекта — планеты Юпитер и Сатурн. Размеры планет Солнечной системы сильно отличаются. Есть среди них малыши и гиганты, по своему строению и астрофизическим параметрам схожие на несостоявшиеся звезды.
В астрономии принято делить все 8 планет на две группы:
- планеты с каменной структурой относятся к планетам Земной группы;
- планеты, представляющие собой плотные сгустки газа, относятся к группе планет газовых гигантов.
Ранее считалось, что в систему нашей звезды входит 9 планет. Только совсем недавно, в конце XX века Плутон был причислен к категории карликовых планет, входящих в пояс Койпера. Поэтому на вопрос, сколько планет в Солнечной системе на сегодняшний день, можно твердо ответить — восемь.
Если расположить планеты Солнечной системы по порядку, карта нашего мира будет выглядеть следующим образом:
- Венера;
- Земля;
- Юпитер;
- Сатурн;
- Уран;
В самой середине этого парада планет располагается пояс астероидов. По мнению ученых, это остатки планеты, существовавшей на ранних этапах Солнечной системы, однако погибшей в результате космического катаклизма.
Внутренние планеты Меркурий, Венера и Земля являются самыми близкими к Солнцу планетам, ближе, чем остальные объекты Солнечной системы, поэтому полностью зависят от процессов, происходящих на нашей звезде. На некотором удалении от них расположился древний Бог войны — планета Марс. Все четыре планеты объединяет сходство в строении и идентичность астрофизических параметров, поэтому их относят к планетам Земной группы.
Меркурий — близкий сосед Солнца — представляет собой раскаленную сковородку. Парадоксальным выглядит тот факт, что, несмотря на свое близкое расположение к раскаленному светилу, на Меркурии наблюдаются самые значительные перепады температур в нашей системе. Днем поверхность планеты нагревается до 350 градусов Цельсия, а ночью лютует космический холод с температурой — 170,2 °C. Венера является настоящим кипящим котлом, где присутствует огромное давление и высокие температуры. Несмотря на свой мрачный и унылый вид, Марс на сегодняшний день представляет наибольший интерес для ученых. Состав его атмосферы, астрофизические параметры, сходные с земными, и наличие сезонов дают надежду на последующее освоение и колонизацию планеты представителями земной цивилизации.
Газовые гиганты, которые в основной своей массе являются планетами без твердой оболочки, интересны своими спутниками. Некоторые из них, по мнению ученых, могут представлять космические территории, на которых в определенных условиях возможно возникновение жизни.
Планеты земной группы отделяет от четверки газовых планет пояс астероидов — внутренняя граница, за которой находится царство газовых гигантов. Следующий за поясом астероидов, находящийся Юпитер своими притяжением, уравновешивает нашу Солнечную систему. Эта планета является самой большой, самой крупнейшей и самой плотной в Солнечной системе. Диаметр Юпитера составляет 140 тыс. км в поперечнике. Это в пять раз больше, чем у нашей планеты. У этого газового гиганта имеется своя система спутников, которых насчитывается около 69 шт. Среди них выделяются настоящие гиганты: два крупнейших спутника Юпитера — Ганимед и Калипсо — своими размерами превосходят планету Меркурий.
Сатурн — родной брат Юпитера — также имеет огромные размеры — 116 тыс. км. в диаметре. Не менее впечатляющая у Сатурна и свита — 62 спутника. Однако выделяется этот гигант на ночном небосклоне другим — прекрасной системой колец, опоясывающих планету. К наиболее крупным спутникам Солнечной системы относится Титан. Этот гигант имеет диаметр более 10 тыс. км. Среди царства водорода, азота и аммиака никаких известных форм жизни быть не может. Однако в отличие от своего хозяина, спутники Сатурна имеют каменную структуру и твердую поверхность. На некоторых из них существует атмосфера, на Энцеладе даже предполагается наличие воды.
Продолжают ряд планет-гигантов Уран и Нептун. Это холодные мрачные миры. В отличие от Юпитера и Сатурна, где преобладает водород, здесь в атмосфере метан и аммиака. Вместо сгущенного газа на Уране и Нептуне присутствует высокотемпературный лед. Ввиду этого, обе планеты выделили в одну группу — ледяные гиганты. Уран по своим размерам уступает только Юпитеру, Сатурну и Нептуну. Орбита Нептуна имеет диаметр почти 9 млрд. километров. Планете, что бы обогнуть Солнце, требуется 164 земных лет.
Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун представляют сегодня для ученых наиболее интересные объекты для изучения.
Последние известия
Несмотря на огромный багаж знаний, которым сегодня обладает человечество, на достижения современных средств наблюдения и исследования, остается масса нерешенных вопросов. Какая на самом деле Солнечная система, какая из планет может оказаться впоследствии пригодной для жизни?
Человек продолжает наблюдать за ближайшим космосом, делая все новые и новые открытия. В декабре 2012 года весь мир мог наблюдать феерическое астрономическое шоу — парад планет. В этот период на ночном небосклоне можно было увидеть все 7 планет нашей Солнечной системы, включая даже такие далекие, как Уран и Нептун.
Более пристальное изучение сегодня ведется с помощью космических автоматических зондов и аппаратов. Многие из них уже сумели не только долететь до самых крайних районов нашей звездной системы, но и за ее пределы. Первыми искусственно созданными космическими объектами, сумевшими достичь границ Солнечной системы, стали американские зонды «Пионер-10» и «Пионер-11».
Интересно теоретически предположить, насколько глубоко смогут продвинуться эти аппараты за пределы границ? Запущенный в 1977 году американский автоматический зонд «Вояджер-1» после 40 летней работы по изучению планет стал первым космическим аппаратом, покинувшим нашу систему.
Наука
Все мы с детства знаем, что в центре нашей Солнечной системы находится Солнце, вокруг которого обращаются четыре ближайшие планеты земной группы, включая Меркурий, Венеру, Землю и Марс . За ними идут четыре газовые планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун .
После того как в 2006 году Плутон перестал считаться планетой Солнечной системы, и перешел в разряд карликовых планет, число основных планет сократилось до 8-ми .
Хотя многим известно общее строение, существует множество мифов и ложных представлений, касающихся Солнечной системы.
Вот 10 фактов, которые вы, возможно, не знали о Солнечной системе.
1. Самая горячая планета не находится ближе всего к Солнцу
Многие знают, что Меркурий – самая близкая к Солнцу планета , чье расстояние почти в два раза меньше, чем расстояние от Земли до Солнца. Неудивительно, что многие люди считают, что Меркурий является самой горячей планетой.
На самом деле самой горячей планетой Солнечной системы является Венера - вторая планета близкая к Солнцу, где средняя температура достигает 475 градусов по Цельсию. Этого достаточно, чтобы расплавить олово и свинец. В то же время максимальная температура на Меркурии составляет около 426 градусов по Цельсию.
Но из-за отсутствия атмосферы температура поверхности Меркурия может варьировать на сотни градусов, в то время как углекислый газ на поверхности Венеры поддерживает практически постоянную температуру в любое время дня и ночи.
2. Граница Солнечной системы в тысячу раз дальше от Плутона
Мы привыкли думать, что Солнечная система простирается до орбиты Плутона. На сегодняшний день Плутон даже не считается основной планетой, но это представление так и осталось в умах многих людей.
Ученые открыли множество объектов, обращающихся вокруг Солнца, которые находятся гораздо дальше Плутона. Это так называемые транснептуновые объекты или объекты пояса Койпера . Пояс Койпера простирается на 50-60 астрономических единиц (Астрономическая единица или среднее расстояние от Земли до Солнца равна в 149 597 870 700 м).
3. Практически все на планете Земля является редким элементом
Земля в основном состоит из железа, кислорода, кремния, магния, серы, никеля, кальция, натрия и алюминия .
Хотя все эти элементы были обнаружены в разных местах по всей Вселенной, они представляют собой лишь следы элементов, которые затмевают обилие водорода и гелия. Таким образом, Земля по большей части состоит из редких элементов. Это не говорит о каком-то особом месте планеты Земля, так как облако, из которого сформировалась Земля, содержало большое количество водорода и гелия. Но так как это легкие газы, их унесло в космос солнечным теплом по мере формирования Земли.
4. Солнечная система потеряла, минимум, две планеты
Плутон изначально считался планетой, но из-за очень малых размеров (гораздо меньше нашей Луны) его переименовали в карликовую планету. Астрономы также когда-то считали, что существует планета Вулкан , которая находится ближе к Солнцу, чем Меркурий. О ее возможном существовании заговорили 150 лет назад, чтобы объяснить некоторые особенности орбиты Меркурия. Однако более поздние наблюдения исключили возможность существования Вулкана.
Кроме того, последние исследования показали, что возможно когда-то существовала пятая планета-гигант , похожая на Юпитер, которая вращалась вокруг Солнца, но была выброшена из Солнечной системы из-за гравитационного взаимодействия с другими планетами.
5. На Юпитере находится самый большой океан из всех планет
Юпитер, который вращается в холодном пространстве, в пять раз дальше от Солнца, чем планета Земля, смог удержать гораздо более высокий уровень водорода и гелия во время формирования, чем наша планета.
Можно даже сказать, что Юпитер в основном состоит из водорода и гелия . Учитывая массу планеты и химический состав, а также законы физики, под холодными облаками увеличение давления должно приводить к переходу водорода в жидкое состояние. То есть на Юпитере должен быть глубочайший океан жидкого водорода .
Согласно компьютерным моделям на этой планете не только самый большой океан в Солнечной системе, его глубина составляет примерно 40 000 км, то есть приравнивается к окружности Земли.
6. Даже у самых маленьких тел в Солнечной системе есть спутники
Когда-то считалось, что только такие крупные объекты, как планеты могут иметь естественные спутники или луны. Факт существования спутников иногда даже используется для того, чтобы определить, что на самом деле представляет собой планета. Кажется нелогичным, что маленькие космические тела могут обладать достаточной гравитацией, чтобы удерживать спутник. В конце концов, у Меркурия и Венеры их нет, а у Марса только два крошечных спутника.
Но в 1993 году межпланетная станция Галилео обнаружила у астероида Ида спутник Дактиль шириной всего 1,6 км. С тех пор было найдены спутники, обращающиеся вокруг примерно 200 других мелких планет , что значительно осложнило определение "планеты".
7. Мы живем внутри Солнца
Обычно мы представляем себе Солнце, как огромный горячий шар света, находящийся на расстоянии 149,6 миллионов км от Земли. На самом деле внешняя атмосфера Солнца простирается гораздо дальше видимой поверхности .
Наша планета вращается в пределах его разреженной атмосферы, и мы можем увидеть это, когда порывы солнечного ветра вызывают появление полярного сияния. В этом смысле мы живем внутри Солнца. Но солнечная атмосфера не заканчивается на Земле. Полярное сияние можно наблюдать на Юпитере, Сатурне, Уране и даже дальнем Нептуне. Самая дальняя область солнечной атмосферы - гелиосфера простирается, по меньшей мере, на 100 астрономических единиц. Это около 16 миллиардов километров. Но так как атмосфера имеет форму капли из-за движения Солнца в космосе, ее хвост может достигать от десятка до сотни миллиардов километров.
8. Сатурн не единственная планета с кольцами
Хотя кольца Сатурна, безусловно, самые красивые и их легко наблюдать, у Юпитера, Урана и Нептуна тоже есть кольца . В то время, как яркие кольца Сатурна состоят из ледяных частиц, очень темные кольца Юпитера - это в основном частицы пыли. Они могут содержать незначительные фрагменты распавшихся метеоритов и астероидов и, возможно, частицы вулканического спутника Ио.
Кольцевая система Урана чуть более видимая, чем у Юпитера, и возможно образовалась после столкновения небольших спутников. Кольца Нептуна слабые и темные, как и у Юпитера. Тусклые кольца Юпитера, Урана и Нептуна невозможно увидеть через небольшие телескопы с Земли , потому Сатурн стал известнее всего своими кольцами.
Вопреки распространенному мнению в Солнечной системе есть тело с атмосферой в сущности похожей на земную. Это спутник Сатурна – Титан . Он больше нашей Луны и по величине приближен к планете Меркурий. В отличие от атмосферы Венеры и Марса, которые гораздо толще и тоньше, соответственно, чем у Земли, и состоят из углекислого газа, атмосфера Титана в основном состоит из азота .
Атмосфера Земли примерно на 78 процентов состоит из азота. Схожесть с атмосферой Земли, а особенно присутствием метана и других органических молекул, навело ученых на мысль, что Титан можно считать аналогом ранней Земли, либо там присутствует какая-то биологическая активность. По этой причине Титан считают лучшим местом в Солнечной системе для поисков признаков жизни.
Солнечная система состоит из Солнца, девяти планет, шестидесяти шести спутников планет, большого количества малых тел (комет и астероидов) и межпланетной среды. Внутренняя Солнечная система включает в себя Солнце, Меркурий, Венеру, Землю и Марс:
К планетам внешней Солнечной системы относятся Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон:
Орбиты планет - эллиптические с Солнцем в фокусе, за исключением Меркурия и Плутона, орбиты которых почти круговые. Орбиты всех планет лежат более или менее в одной плоскости, называемой эклиптикой и определяемой плоскостью орбиты Земли. Эклиптика наклонена примерно на 7 градусов к плоскости экватора Солнца. Орбита Плутона больше всех отклоняется от плоскости эклиптики - на 17 градусов.
Рисунок ниже показывает относительные размеры орбит девяти планет из точки, расположенной несколько выше эклиптики. Все планеты облетают Солнце по орбитам в одном и том же направлении (против часовой стрелки, если смотреть с северного полюса Солнца); все, кроме Венеры, Урана и Плутона, вращаются также в этом же самом направлении.
Один из способов представить себе относительные размеры Солнечной системы состоит в том, чтобы вообразить модель, в которой все уменьшено в размерах в один миллиард раз. При этом диаметр Земного шара будет приблизительно 1.3 см (размер виноградины). Луна при этом обращается по орбите вокруг Земли на расстоянии около 30 см. Диаметр Солнца - 1.5 метра, а расстояние от него до Земли - 150 метров. Диаметр Юпитера - 15 см (размер большого грейпфрута), расстояние до Солнца - 750 метров. Сатурн размером с апельсин - в 1.5 км от Солнца; Уран и Нептун (лимоны) - в 3 и 4.5 км от Солнца. Человек в этом масштабе имел бы размер атома; самая близкая звезда была бы удалена от нас на расстояние более чем 40000 км.
Не показаны на приведенных выше рисунках многочисленные малые тела: спутники планет; большое количество астероидов (малые каменистые тела), движущихся по орбите вокруг Солнца большей частью между Марсом и Юпитером, и кометы (малые льдистые тела), движущиеся по сильно вытянутым орбитам, произвольно ориентированным к плоскости эклиптики. С несколькими исключениями орбиты спутников планет, так же как и сами планеты, располагаются приблизительно в плоскости эклиптики, но это не распространяется на кометы и астероиды.
Классификация
Классификация этих объектов вызывает небольшие споры. Традиционно Солнечную систему подразделяли на планеты (большие тела, облетающие по орбитам Солнце), их спутники (так называемые луны - различные по размерам объекты, облетающие по орбите планеты), астероиды (малые плотные объекты, облетающие по орбите Солнце) и кометы (малые льдистые объекты с высоко эксцентрическими орбитами). К сожалению, Солнечная система оказалась более сложной, чем это можно было предложить:
Есть несколько спутников, превосходящих по размерам Плутон, и два спутника более крупных, чем Меркурий;
Есть несколько малых спутников, которые, вероятно, являются захваченными астероидами;
Кометы иногда истощаются и становятся неотличимыми от астероидов;
Объекты пояса Kuiper и другие, подобные Хирону, не совсем хорошо вписываются в эту схему;
Системы Земля / Луна и Плутон/Харон иногда рассматриваются как "двойные планеты".
Другие классификации, например, на основе химического состава, обычно включают в себя слишком много классов или допускают слишком много исключений. К тому же многие из тел являются уникальными. Современных знаний просто недостаточно для того, чтобы установить точные и четкие категории. Будем использовать стандартную классификацию. Итак, девять тел, традиционно называемых планетами, далее часто классифицируются несколькими способами:
по составу:
Земные, или каменистые планеты:
Меркурий, Венера, Земля и Марс: планеты Земной группы состоят прежде всего из горной породы (камня) и металла и имеют сравнительно высокие плотности, замедленное вращение, твердую поверхность, несколько спутников и никаких колец.
Газовые планеты:
Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун: эти планеты состоят прежде всего из водорода и гелия и обычно имеют низкие плотности, быстрое вращение, глубокую атмосферу, кольца и большое количество спутников.
по размеру:
Маленькие планеты: Меркурий, Венера, Земля, Марс и Плутон. Их диаметр - не более 13 000 км.
Гигантские планеты:
Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Диаметр гигантских планет - более 48 000 км.
Меркурий и Плутон иногда называют меньшими планетами (не путать с термином "малые планеты", который является официальным термином для астероидов).
Планеты -гиганты иногда еще называют газовыми гигантами.
по расположению относительно Солнца:
Внутренние планеты:
Меркурий, Венера, Земля и Марс.
Внешние планеты:
Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон.
Пояс астероидов между Марсом и Юпитером образует границу между внутренней и внешней Солнечной системой.
по расположению относительно Земли:
Нижние планеты:
Меркурий и Венера. Они расположены ближе к Солнцу, чем Земля;
У этих планет можно наблюдать фазы подобно Лунным.
Высшие планеты:
Видны всегда полностью.
с исторической точки зрения:
Классические планеты:
Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн.
известны с доисторических времен; видны невооруженным глазом. Современные планеты:
Уран, Нептун и Плутон.
обнаружены в наше время; видны только в телескоп.
Предполагается, что планеты возникли одновременно (или почти одновременно) 4,6 млрд. лет назад из газово-пылевой туманности, имевшей форму диска, в центре которого было расположено молодое Солнце. Эта протопланетная туманность образовалась, по-видимому, вместе с Солнцем из межзвездного вещества, плотность которого превысила критический предел. По некоторым данным (присутствие специфических изотопов в метеоритах), такое уплотнение произошло в результате относительно близкого взрыва сверхновой звезды
Вселенная неимоверно огромное место, настолько неимоверное, что даже человеческое воображение не может охватить всю глубину необъятности Вселенной. Что же касается нашей Солнечной системы, то по меркам Вселенной она лишь крохотная ее часть. Тогда как для нас, простых смертных обитателей маленькой планеты под названием Земля, Солнечная система очень большое место, и, несмотря на все великие достижения астрономии последних лет, многое еще остается неизведанным, мы лишь начинаем приближаться к границам родной Солнечной системы.
История исследования Солнечной системы
С древних времен люди смотрели на звезды, пытливые умы размышляли над их происхождением, природой. Вскоре было замечено, что некоторые звезды меняют свое положение на звездном небосклоне, так были обнаружены первые планеты. Само слово «планета» с древнегреческого переводится как «скиталец». Планеты получили имена богов античного пантеона: Марс, Венера, и так далее. Их движение и происхождение пояснялось красивыми поэтичными мифами, которые присутствуют у всех народов древности.
В то же время люди прошлого считали, что Земля является центром Вселенной, планеты, другие звезды, все вращается вокруг Земли. Хотя, разумеется, уже в античные времена были ученные, такие как, например Аристарх Самосский (его еще называют Коперником античности), полагавшие, что все несколько не так. Но подлинный прорыв в изучении Солнечной системы произошел в эпоху Возрождения и связан с именами выдающихся астрономов Николая Коперника, Джордано Бруно, Иоганна Кеплера. Именно тогда утвердилась идея, что наша Земля никакой не центр Вселенной, а лишь ничтожно малая ее частичка, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот.
Постепенно были открыты все сегодня известные планеты Солнечной системы, а также их многочисленные спутники, и многое другое.
Структура и состав Солнечной системы
Структуру Солнечной системы можно условно разделить на такие элементы:
- Солнце, ее центр и главный энергетический источник, именно мощная Солнца удерживает планеты на своих местах и заставляет вращаться по своим орбитам.
- Планеты земной группы. Ученые астрономы разделили Солнечную систему на два участка: внутреннюю Солнечную систему и внешнюю Солнечную систему. Во внутреннюю Солнечную систему были включены четыре ближние планеты скалистого типа: , Венера, Земля и Марс.
- Пояс астероидов, который находится за Марсом. Полагают, что он образовался еще в далекие времена зарождения нашей Солнечной системы и состоит из различных космических обломков.
- Планеты гиганты, они же газовые гиганты, которые находятся во внешнем участке Солнечной системы. Это Юпитер, Сатурн, и Нептун. В отличие от планет земной группы обладающей твердой поверхностью с мантией и ядром газовые гиганты наполнены в основном водородной и гелиевой смесью. При более детальном изучении состав планет Солнечной системы может разниться.
- Пояс Койлера и облако Аорта. Они находится за Нептуном, и там проживают карликовые планеты, самой известной из которых является и многочисленные . Поскольку эти участки находятся от нас весьма далеко, то современная наука располагает весьма скудными сведениями про них. В целом многие особенности строения Солнечной системы еще слабо изучены.
Схема строения Солнечной системы
Тут на картинке наглядно представлена визуальная модель строения Солнечной системы.
Зарождение Солнечной системы и ее эволюция
По мнению ученых, наша Солнечная система появилась 4,5 миллиарда лет назад как следствие большого гравитационного коллапса гигантского молекулярного облака, состоящего из гелия, водорода и ряда более тяжелых химических элементов. Большая часть этого облака собралась в центре, из-за сильного скопления температура росла, и в результате образовалось наше Солнце.
По причине высокой температуры вблизи от новорожденной звезды могли существовать лишь твердые тела, и таким образом появились первые твердые планеты, среди которых и наша родная Земля. А вот планеты, которые газовые гиганты, образовались на более удаленном расстоянии от Солнца, температура там была не такая большая, как следствие большие массы льдов образовали гигантские размеры тамошних планет.
На этой картинке представлено как поэтапно проходила эволюция Солнечной системы.
Изучение Солнечной системы
Настоящий бум связанный с изучением космического пространства и Солнечной системы начался в середине прошлого века, в особенности с космических программ бывшего Советского Союза и США: запуск первых искусственных спутников, полет первых космонавтов, знаменитая высадка американских астронавтов на Луне (что правда некоторые скептики считают фальшивкой) и так далее. Но самым действенным методом в изучении Солнечной системы и тогда и сейчас является отправка специальных исследовательских зондов.
Первый искусственный советский космический аппарат Спутник 1 (на фото), был запущен на орбиту в далеком 1957 году, где провел несколько месяцев, собирая данные об атмосфере и ионосфере Земли. В 1959 году к нему присоединился американский спутник Explorer, именно он сделал первые космические фотоснимки нашей планеты. Затем американцами из НАСА был запущен целый ряд исследовательских зондов к другим планетам:
- Маринер в 1964 году полетел к Венере.
- Маринер-4 в 1965 году прибыл к Марсу, а затем уже в 1974 году успешно миновал Меркурий.
- В 1973 году к Юпитеру был отправлен зонд Пионер-10, началось научное изучение внешних планет.
- В 1974 году был отправлен первый зонд к Сатурну.
- В 80-х годах прошлого века подлинным прорывом стали корабли Вояджер, которые первыми облетели газовые гиганты и их спутники.
Активное исследование космического пространства продолжается и в наше время, так совсем недавно, в сентябре этого 2017 года в атмосфере Сатурна погиб космический аппарат Касини, запущенный в 1997 году. За свою двадцатилетнюю исследовательскую миссию он сделал немало интересных наблюдений над атмосферой Сатурна, его спутников и, конечно же, знаменитых колец. Последние часы и минуты жизни аппарата Касини транслировались НАСА в прямом эфире.
Строение Солнечной системы, видео
И в завершение интересный документальный фильм про нашу Солнечную систему.
Солнечная система— планетная система, включающая в себя центральную звезду — Солнце — и все естественные объекты космоса, вращающиеся вокруг него. Она сформировалась путем гравитационного сжатия газопылевого облака примерно 4,57 млрд. лет назад. Узнаем, какие планеты входят в состав солнечной системы, как расположены они по отношению к Солнцу и их краткую характеристику.
Краткая информация о планетах Солнечной системы
Количество планет в Солнечной системе - 8, и классифицируются они в порядке удаления от Солнца:
- Внутренние планеты или планеты земной группы - Меркурий, Венера, Земля и Марс. Они состоят, в основном, из силикатов и металлов
- Внешние планеты – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун - так называемые газовые гиганты. Они намного более массивны, чем планеты земной группы. Крупнейшие планеты Солнечной системы, Юпитер и Сатурн, состоят в основном, из водорода и гелия; меньшие газовые гиганты, Уран и Нептун, помимо водорода и гелия, содержат в составе своих атмосфер метан и угарный газ.
Рис. 1. Планеты Солнечной системы.
Список планет Солнечной системы по порядку от Солнца выглядит так: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Перечисляя планеты от большей к меньшей, этот порядок меняется. Самой крупной планетой является Юпитер, затем идут Сатурн, Уран, Нептун, Земля, Венера, Марс и, наконец, Меркурий.
Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении с вращением Солнца (против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Солнца).
Самой большой угловой скоростью обладает Меркурий — он успевает совершить полный оборот вокруг Солнца всего за 88 земных суток. А для самой удаленной планеты — Нептуна — период обращения составляет 165 земных лет.
Большая часть планет вращается вокруг своей оси в ту же сторону, что и обращается вокруг Солнца. Исключения составляют Венера и Уран, причем Уран вращается практически «лежа на боку» (наклон оси около 90 градусов).
ТОП-2 статьи которые читают вместе с этой
Таблица. Последовательность расположения планет в Солнечной системе и их особенности.
|
Планета |
Расстояние от Солнца |
Период обращения |
Период вращения |
Диаметр, км. |
Кол-во спутников |
Плотность г/куб. см. |
|
Меркурий |
||||||
Планеты земной группы (внутренние планеты)
Четыре ближайшие к Солнцу планеты состоят преимущественно из тяжелых элементов, имеют малое количество спутников, у них отсутствуют кольца. В значительной степени они состоят из тугоплавких минералов, таких как силикаты, которые формируют их мантию и кору, и металлов, таких как железо и никель, которые формируют их ядро. У трех из этих планет — Венеры, Земли и Марса — имеется атмосфера.
- Меркурий – является ближайшей планетой к Солнцу и наименьшей планетой системы. У планеты нет спутников.
- Венера – близка по размеру к Земле и, как и Земля, имеет толстую силикатную оболочку вокруг железного ядра и атмосферу (из-за этого Венеру нередко называют «сестрой» Земли). Однако количество воды на Венере гораздо меньше земного, а ее атмосфера в 90 раз плотнее. У Венеры нет спутников.
Венера – самая горячая планета нашей системы, температура ее поверхности превышает 400 градусов по Цельсию. Наиболее вероятной причиной столь высокой температуры является парниковый эффект, возникающий из-за плотной атмосферы, богатой углекислым газом.
Рис. 2. Венера - самая горячая планета Солнечной системы
- Земля – является крупнейшей и самой плотной из планет земной группы. Вопрос о том, существует ли жизнь где-либо, кроме Земли, остается открытым. Среди планет земной группы Земля является уникальной (прежде всего, за счет гидросферы). Атмосфера Земли радикально отличается от атмосфер других планет — она содержит свободный кислород. У Земли есть один естественный спутник — Луна, единственный большой спутник планет земной группы Солнечной системы.
- Марс – меньше Земли и Венеры. Он обладает атмосферой, состоящей главным образом из углекислого газа. На его поверхности есть вулканы, самый большой из которых, Олимп, превышает размерами все земные вулканы, достигая высоты 21,2 км.
Внешняя область Солнечной системы
Внешняя область Солнечной системы является местом нахождения газовых гигантов и их спутников.
- Юпитер – обладает массой в 318 раз больше земной, и в 2,5 раза массивнее всех остальных планет, вместе взятых. Он состоит главным образом из водорода и гелия. У Юпитера имеется 67 спутников.
- Сатурн - известен своей обширной системой колец, это наименее плотная планета Солнечной системы (его средняя плотность меньше плотности воды). У Сатурна имеется 62 спутника.
Рис. 3. Планета Сатурн.
- Уран - седьмая планета от Солнца является самой легкой из планет-гигантов. Уникальным среди других планет его делает то, что он вращается «лежа на боку»: наклон оси его вращения к плоскости эклиптики равен примерно 98 градусам. У Урана 27 спутников.
- Нептун - последняя планета в Солнечной системе. Хотя и немного меньше Урана, более массивная и поэтому более плотная. У Нептуна имеется 14 известных спутников.
Что мы узнали?
Одна из занимательных тем астрономии - это строение Солнечной системы. Мы узнали, какие названия планет Солнечной системы бывают, в какой последовательности они расположены по отношению к Солнцу, каковы их отличительные особенности и краткие характеристики. Данная информация настолько интересна и познавательна, что будет полезна даже для детей 4 класса.
Тест по теме
Оценка доклада
Средняя оценка: 4.5 . Всего получено оценок: 609.