Планеты
Раньше планетой называли любое космическое тело, вращающееся вокруг звезды, излучающее свет, который отражает эта звезда, и имеющее размеры больше астероида. Еще в Древней Греции говорили о 7 планетах как о светящихся телах, которые двигаются по небу на фоне звезд. Это Меркурий, Солнце, Венера, Марс, Луна, Юпитер, Сатурн. Заметьте, что здесь указано Солнце, которое является звездой, и Луна – спутник нашей Земли. Земля не включена в этот список потому, что греки считали ее центром всего.
В 15 веке Коперник выяснил, что центром системы является Солнце, а не Земля. Свои утверждения он выложил в работе «Об обращении небесных сфер». Луну и Солнце убрали из списка, а планету Земля включили. Когда изобрели телескопы, было открыто еще три планеты. Уран в 1781-м, Нептун в 1846-м, Плутон в 1930-м, который, кстати, больше планетой не считается.
На данный момент исследователи дают новое значение слову «планета», а именно: это небесное тело, которое удовлетворяет 4 условия:
- Тело должно вращаться вокруг звезды.
- Иметь сферическую или приближенную к ней форму, то есть тело должно иметь достаточную гравитацию.
- Это не должна быть звезда.
- У небесного тела не должно быть других крупных тел поблизости орбиты.
Звезда – это тело, излучающее свет и обладающее мощным источником энергии.
Планеты в Солнечной системе
Солнечная система включает в себя планеты и другие объекты, которые вращаются вокруг Солнца. 4,5 млрд лет тому назад в Галактике начали образовываться сгущения из облаков звездной материи. Газы нагревались и излучали тепло. В результате увеличения температуры и плотности начались ядерные реакции, водород превратился в гелий. Так возник мощнейший источник энергии – Солнце. Этот процесс занял десятки миллионов лет. Создавались планеты со спутниками. Полностью формирование Солнечной системы закончилось около 4 млрд лет тому назад.
На сегодняшний день солнечная система включает в себя 8 планет, которые делятся на две группы. Первая – земная группа, вторая – газовые гиганты. Планеты земной группы – Венера, Меркурий, Марс и Земля – состоят из силикатов и металлов. Газовые гиганты – Сатурн, Юпитер, Нептун и Уран – состоят из водорода и гелия. У планет разные размеры как в сравнении между двумя группами, так и между собой. Соответственно, гиганты гораздо крупнее и массивнее планет земной группы.
Меркурий находится ближе всех к Солнцу, дальше – Нептун. Перед тем как давать характеристику планетам Солнечной системы, нужно поговорить о главном ее объекте – Солнце. Это звезда, благодаря которой начало существование все живое и неживое в системе. Солнце – сферический, плазменный, раскаленный шар. Большое количество космических объектов вращается вокруг него – спутники, планеты, метеориты, астероиды и космическая пыль. Возникла эта звезда примерно 5 миллиардов лет тому назад. Ее масса больше массы нашей планеты в 300 тыс. раз. Температура ядра 13 миллионов градусов Кельвина, а на поверхности – 5 тысяч градусов Кельвина (4727 градусов Цельсия). В галактике Млечного пути Солнце является одной из самых больших и ярких звезд. Расстояние от Светила до центра Галактики составляет 26000 световых лет. Солнце делает полный оборот вокруг галактического центра за 230-250 миллионов лет.
Меркурий
Находится к Солнцу ближе всех и является наименьшей планетой Солнечной системы. У планеты нет спутников. На поверхности Меркурия имеется множество кратеров, которые образовались множеством метеоритов, упавших на планету более 3 миллиардов лет назад. Их диаметр разнообразный – от пары метров до 1000 километров. Атмосфера на планете состоит в основном из гелия и раздувается ветром Солнца. Температура может достигать +440 градусов Цельсия. Оборот вокруг Солнца планета совершает за 88 земных дней. Сутки на планете равняются 176 земным часам.
Венера
Венера – вторая планета от Солнца. Ее размеры приближены к размерам Земли. Спутников планета не имеет. Атмосферу составляет углекислый газ с примесями азота и кислорода. Давление воздуха составляет 90 атмосфер, что в 35 раз больше, чем на Земле. Венеру называют самой горячей планетой, потому что уплотненная атмосфера, углекислый газ, близость Солнца и парниковый эффект образуют очень высокие температуры на поверхности планеты. Она может достигнуть 460 градусов Цельсия. Венеру можно увидеть с поверхности Земли. Это самый яркий космический объект после Луны и Солнца.
Земля
Единственная планета, приспособленная для жизни. Может, она есть и на других планетах, но этого пока что никто с уверенностью сказать не может. В своей группе она самая большая по массе, плотности и размерам. Ее возраст более 4 миллиардов лет. Жизнь здесь зародилась более 3 млрд лет тому назад. Спутник Земли – Луна. Атмосфера на планете кардинально отличается от других. Большая ее часть состоит из азота. Также сюда входит углекислый газ, кислород, водяной пар и аргон. Озоновый слой и магнитное поле делают уровень солнечной и космической радиации меньшим. Из-за содержания в атмосфере Земли углекислого газа на планете образуется парниковый эффект. Без него температура на поверхности Земли была бы на 40 градусов меньше. Острова и континенты занимают 29% поверхности планеты, а остальное – это Мировой океан.
Марс
Его еще называют «красной планетой» из-за наличия в грунте большого количества оксида железа. Марс является седьмой планетой Солнечной системы по размерам. Рядом с планетой летают два спутника – Деймос и Фобос. Из-за слишком разреженной атмосферы и далекого расстояния от Солнца среднегодовая температура планеты составляет минус 60 градусов. В некоторых точках в течение суток перепады температур могут достигать 40 градусов. Наличие вулканов и кратеров, пустынь и долин, ледяных полярных шапок отличает Марс от других планет Солнечной системы. Также здесь находится самая высокая гора – потухший вулкан Олимп, достигший высоты в 27 километров. Долина Маринера является самым крупным каньоном среди планет. Ее протяжность составляет 4500 км и глубина – 11 м.
Юпитер
Это самая крупная планета в Солнечной системе. Юпитер в 318 раз тяжелее Земли и в 2,5 раза массивнее по сравнению с другими планетами. Основные составляющие планеты – гелий и водород. Юпитер излучает много тепла – 4*1017 Вт. Чтобы стать звездой, как Солнце, он должен достигнуть массы в 70 раз больше нынешней. Планета имеет самое большое количество спутников – 63. Европа, Каллисто, Ганимед и Ио – самые крупные из них. Ганимед является также крупнейшим спутником во всей Солнечной системе и даже превосходит по размерам Меркурий. В атмосфере Юпитера происходит множество вихрей, которые имеют коричнево-красный цвет полосы облаков, или гигантский шторм, известный как Большое красное пятно еще с 17 века.
Сатурн
Как и Юпитер, это крупная планета, которая по размерам идет вслед за Юпитером. Система колец, которая состоит из частиц льда различных размеров, горных пород и пыли, отличает эту планету от других. Спутников у него на один меньше, чем у Юпитера. Самыми крупными являются Энцелад и Титан. По составу Сатурн напоминает Юпитер, но по плотности уступает самой простой воде. Атмосфера выглядит довольно однородной и спокойной, что можно объяснить плотным слоем тумана. На Сатурне огромная скорость ветра, она может достичь 1800 км в час.
Уран
Эта планета была обнаружена первой при помощи телескопа. Уран является единственной планетой Солнечной системы, которая лежит на боку и вращается вокруг Солнца. У Урана имеется 27 спутников, которые носят названия в честь героев пьес Шекспира. Самые крупные среди них – Титания, Оберон и Умбриель. В составе Урана имеется большое количество высокотемпературных модификаций льда. Также он является самой холодной планетой. Температура здесь составляет минус 224 градуса по Цельсию.
Нептун
Это самая дальняя планета от Солнца, хотя до 2006 года этот титул принадлежал Плутону. Эта планета была открыта без помощи телескопа, а математическими расчетами. О существовании Нептуна ученым подсказал Уран, на котором были обнаружены странные изменения во время движения по собственной орбите. Планета имеет 13 спутников. Самый большой среди них – Тритон. Его особенность в том, что он движется противоположно планете. В таком же направлении дуют самые сильные ветра Солнечной системы, скорость которых достигает 2200 км в час. Составы Нептуна и Урана схожи, но также по составу он похож на Юпитер и Сатурн. Планета имеет внутренний источник тепла, от которого получает в 2,5 раза больше энергии, чем от Солнца. Во внешних слоях атмосферы имеется метан, что придает планете синий оттенок.
Вот насколько загадочен мир Космоса. У многих спутников и планет есть свои особенности. Ученые вносят изменения в этот мир, например, исключили Плутон из списка планет.
Изучайте планеты на портале Kvant.Space – это очень интересно.
Вращение планет
Все планеты, помимо своей орбиты, вращаются и вокруг своей оси. Период, за который они делают полный оборот, определяют как эпоху. Большее количество планет в Солнечной системе вращается в том же направлении вокруг оси, что и вокруг Солнца, но Уран и Венера вращаются противоположно. Ученые наблюдают большую разницу в длине суток на планетах – Венере требуется 243 земных суток, чтобы совершить один оборот вокруг оси, тогда как планетам группы газовых гигантов нужно всего пару часов. Период вращения экзопланет не известен, но близкое их расположение к звездам значит, что на одной стороне царит вечный день, а на второй – вечная ночь.
Почему же все планеты настолько разные? Благодаря высокой температуре ближе к звезде лед и газ испарились очень быстро. Планеты-гиганты сформироваться не смогли, но случилось скопление частиц металлов. Так, образовался Меркурий, который содержит самое большое количество металлов. Чем дальше мы от центра, тем меньше температура. Появились небесные тела, где значимый процент составили скальные породы. Четыре планеты, которые располагаются ближе к центру Солнечной системы, называются внутренними. С открытием новых систем появляется все больше и больше вопросов. Ответить на них помогут новые исследования.
Ученые утверждают, что наша система уникальна. Все планеты построены в строгом порядке. Самая большая находится ближе к Солнцу, соответственно, самая маленькая – дальше. У нашей системы строение более сложное, ведь планеты не выстроены по своей массе. Солнце составляет больше 99 процентов всех объектов системы.
Источник
Что такое Солнечная система — строение, планеты, возникновение, развитие, открытие и изучение
Солнечной системой называют систему небесных тел, в состав которой входит Солнце и множество других астрономических объектов, вращающихся вокруг него. Это планеты, спутники планет, астероиды и другие тела. Солнечная система не уникальна, на сегодняшний день обнаружены тысячи других планетных систем. Располагается Солнечная система в галактике Млечный путь, в районе, известном как Рукав Ориона.
До сих пор не единого мнения о том, где следует проводить границы нашей планетной системы. Ряд ученых предлагают учитывать влияние солнечного ветра на межзвездное пространство. Там, где ветер останавливается межзвездным веществом, проходит граница, которую называют гелиопаузой. Гелиопауза находится на расстоянии примерно в 113–120 астрономических единиц (а.е.) от Солнца.
Однако некоторые астрономы выделяют ещё и гравитационную границу Солнечной системы, или сферу Хилла. Она ограничивает участок космического пространства, в котором солнечная гравитация преобладает над гравитацией других звезд. Для Солнца такая сфера имеет радиус примерно в световой год, или 63 тыс а.е.
Структура и состав
Главным телом в Солнечной системы является, естественно, Солнце. На него приходится 99,86% массы всей Солнечной системы. На сегодняшний день достоверно известно о 8 планетах, вращающихся вокруг светила. Из них ближайшие четыре относятся к планетам земного типа, а следующие четыре являются газовыми гигантами. Между этими двумя группами располагается пояс астероидов, который называют главным, а за орбитой Нептуна, последнего газового гиганта, находится ещё одно скопление астероидов, пояс Койпера.
В 2006 году был введен новый термин – карликовая планета. Они похожи на обычные планеты, а отличаются только тем, что на их орбите есть другие крупные тела. На 2019 год 5 объектов получили статус карликовых планет, но, по оценкам астрономов, их может быть значительно больше.
В состав планетной системы включают и спутники, вращающиеся вокруг планет. Некоторые из них, например, Ганимед и Титан, настолько велики, что превосходят по размерам Меркурий, самую маленькую из планет.
Солнце
Солнце – это одна из сотни миллиардов звезд Млечного пути. Его диаметр равен примерно 1,4 млн км, то есть он более чем в 100 раз превышает диаметр Земли. Масса светила оценивается в 2•10 30 кг. Эта огромная величина, которая больше массы Земли в 333 тыс раз.
На поверхности Солнца температура составляет 5500° С. Однако над поверхностью есть область, которая называется короной. Интересно, что ее температура может достигать 1,5 млн градусов. До сих пор непонятен механизм, из-за которого солнечная корона так сильно нагревается.
В центре светила располагается ядро диаметром 300 тыс км. Температура здесь оценивается в 13,5 млн градусов, а давление доходит до 200 млрд атм. Столь экстремальные условия являются необходимыми для реакции термоядерного синтеза. В ходе нее атомы водорода объединяются и превращаются в гелий, а также выделяется тепло. Именно этот процесс и является основным источником тепла для всей Солнечной системы.
На сегодняшний день в Солнце состоит на 73,4% из водорода и на 24,9% из гелия. Понятно, что в ходе термоядерного синтеза водород исчезает (каждую секунду расходуется более 4 млн тонн этого элемента), поэтому раньше его доля в составе звезды была больше, в будущем же она будет сокращаться.
Планеты Солнечной системы
Плоскость, в которой лежит орбита Земли, называется эклиптикой. С высокой степенью точности можно утверждать, что орбиты всех остальных планет лежат в этой же плоскости, максимальное отклонение в 7° наблюдается у Меркурия. При этом все планеты крутятся в одну сторону, что является косвенным доказательством того факта, что когда-то всё вещество Солнечной системы было единым целым.
Движение планет хорошо описывается законами Кеплера. Согласно им, орбиты представляют собой эллипсы, в одном из фокусов которого располагается Солнце. Ближайшая к звезде точка орбиты называется перигелием, а наиболее отдаленная носит название афелий. Скорость движения планет меняется. Она возрастает при приближении к перигелию и падает при приближении к афелию. Планеты, расположенные ближе к светилу, совершают один оборот за меньший промежуток времени.
Планеты не только вращаются вокруг звезды, но и крутятся относительно собственной оси вращения. Условно считают, что 1 поворот вокруг звезды соответствует году на планете, а поворот вокруг собственной оси соответствует одним суткам. Так, на юпитерианские сутки равны примерно 10 часам, а юпитерианский год равен 11,86 земным годам.
Внутренние планеты
Планеты земной группы объединяет то, что они имеют твердую оболочку, над которой сразу начинается атмосфера. Их размеры относительно невелики, и у них либо очень мало спутников, либо их вообще нет. У землеподобных планет нет колец, как у Сатурна. Состоят планеты в основном из твердых пород и тяжелых элементов: кислорода, железа, кремния. Считается, что в центре каждой планеты земной группы находится металлическое ядро, окруженное мантией, в которой преобладает кремний. На поверхности же располагается относительно тонкая кора.
Меркурий
Ближайшей к Солнцу планетой является Меркурий, среднее расстояние между этими небесными телами равно 58 млн км. Помимо этого, Меркурий также является самой маленькой и самой быстрой планетой. На поворот вокруг Солнца он тратит 87,969 суток (земных), а меркурианский день длится 58,646 суток. Можно заметить, что на 2 поворота вокруг звезды приходится в точности 3 поворота планеты вокруг собственной оси. Радиус Меркурия составляет 2439,7 км, а масса оценивается в 0,055 земных масс. Естественных спутников у Меркурия нет.
Венера
Следующей планетой от Солнца является Венера. По своим габаритам она наиболее близка к Земле, поэтому ее называют «сестрой Земли». Радиус планеты составляет 6050 км, что составляет 95% от земного радиуса. Масса Венеры на 18,5% меньше земной. Расстояние от Венеры до светила колеблется от 107,5 до 108,2 млн км. При этом на поверхности Венеры жарче, чем даже на Меркурии. Средняя температура доходит до 477° С, при этом ее колебания незначительны. Столь высокий показатель связан с очень плотной атмосферой, состоящей на 96% из углекислого газа. Плотность атмосферы столь высока, что у поверхности давление достигает 93 атм. Если бы у Венеры была бы земная атмосфера, то температура на ней не превышала бы 80° С. Спутников у Венеры нет, однако есть теория, что ранее Меркурий был таковым.
Земля
Третьей планетой от Солнца является Земля, родина человечества. Расстояние от нее до Солнца колеблется от 147 до 152 млн км. Среднее значение этой величины равно 149,6 млн км и используется в астрономии в качестве единицы измерения расстояний – астрономической единицы (а. е.). Средний радиус Земли составляет 6371 км, а масса нашей планеты оценивается величиной 5,97•10 24 кг. От планет земной группы Землю отличает наличие очень крупного спутника – Луны, радиусом 1737 км.
Последняя землеподобная планета – Марс. Расстояние между ним и Солнцем меняется от 206 до 249 млн км. Масса Красной планеты в 10 раз меньше земной, а радиус равен 3389,5 км. Сутки на Марсе длятся 24 часа и ещё 37 минут, а длительность марсианского года составляет 687 суток. У Красной планеты есть два спутник – Фобос и Деймос, однако они крайне малы по сравнению с Луной. Так, Фобос, крупнейших из них, имеет неправильную форму и габариты 26,8х22,4х18,4 км.
Внешние планеты
Внешние планеты Солнечной системы являются так называемыми газовыми гигантами. Они очень велики по своим размерам (в сравнении с Землей) и не имеют твердой поверхности, на которую хотя бы теоретически мог бы высадиться человек. Значительную их часть составляет атмосфера, которая на низких высотах из-за роста давления превращается в жидкость. При этом четкой границы между жидким океаном и атмосферой нет. Под океаном в условиях ещё более высокого давления находится твердое ядро.
Состоят планеты-гиганты в основном из водорода, его доля колеблется от 80% у Нептуна и до 96% у Сатурна. Вторым по распространенности является гелий. На все остальные элементы приходится не более 1-3%.
У всех планет-гигантов много спутников, крупнейшие из которых по размерам превышают габариты карликовых планет. Также вокруг каждой планеты-гиганта есть кольца, которые заметнее всего у Сатурна.
Юпитер
Ближайший к солнцу газовый гигант – Юпитер. Это крупнейший после Солнца объект в Солнечной системе, чей средний радиус оценивается в 69911 км. Он превосходит по своей массе Землю в 318 раз. Год длится на Юпитере 11,86 земных лет, а оборот вокруг оси Юпитер совершает за 10 часов. Радиус орбиты Юпитера колеблется от 740 до 816 млн км. На сегодня достоверно известно о 79 спутниках Юпитера, однако их общее количество наверняка больше 100. Среди них выделяются Ганимед, Ио, Европа и Каллисто. Они были открыты в 1610 г. Галилеем и стали самыми первыми спутниками других планет, открытыми астрономами.
Сатурн
За Юпитером располагается орбита Сатурна. Радиус Сатурна оценивается в 58232 км, а масса составляет 95,2 земных масс. Перигелий Сатурна находится на расстоянии 1,353 млрд км от нашего светила, а афелий удален от него на 1,513 млрд км. Сутки на Юпитере длятся 10 часов, а продолжительность сатурианского года составляет 29,5 земных лет. На 2019 г. известно о 82 спутниках планеты, крупнейшим из которых является Титан (радиус 2576 км). Доказано, что на поверхности Титана есть озера и реки, но заполнены они не водой, а метаном и этаном.
Следующая планета Солнечной системы – Уран. Расстояние от Урана до Солнца колеблется от 2,75 до 3 млрд км. Его радиус составляет 25362 км, а масса превышает земную в 14,5 раз. Сутки на Уране длятся 17 часов, а год – 84 земных года. На сегодняшний день у планеты обнаружено 27 спутников, самым крупным из них является Титания (радиус 788 км).
Нептун
Самая дальняя из известных на сегодня планет Солнечной системы – это Нептун. Он находится на расстоянии 1,45-4,52 млрд км от Солнца. Масса Нептуна превышает земную в 17,1 раз, а радиус составляет 24622 км. один день на планете почти 16 часов, а год – 164,79 земных года. Нептун, как и Уран, относят к особому классу газовых гигантов – ледяным гигантам. Они значительно меньше Юпитера и Сатурна, а в их составе велика доля льда, метана, аммиака и сероводорода. У Нептуна 14 спутников, но лишь один из них, Тритон, является крупным. Его радиус равен 1353 км.
Девятая планета
Возможно ли, что за орбитой Нептуна есть ещё планеты Солнечной системы, которые до сих пор не обнаружены астрономами? Поразительно, но это действительно так. Расчеты показывают некоторые аномалии в распределении тел в поясе Койпера. Их можно объяснить существованием ещё одной планеты. В 2014 г. такое предположение высказали астрономы Чедвик Трухильо и Скотт Шепард, а в 2016 г. эти результаты были подтверждены Майклом Брауном и Константином Батыгиным. Существование этой планеты пока не доказано, а для ее наименования используется термин «Девятая планета». Предполагается, что ее масса примерно в 10 раз больше земной, а на полный поворот вокруг Солнца она тратит 10-20 тыс. лет. Орбита Девятой планеты представляет собой сильно сплюснутый эллипс, поэтому расстояние от планеты до звезды меняется в пределах от 30 до 180 млрд км. При этом плоскость орбиты гипотетической планеты не лежит в плоскости эклиптики, а наклонена на 30°. Вероятно, она не формировалась также, как остальные планеты, а была захвачена Солнцем из другой планетной системы.
Подтвердить существование Девятой планеты можно только визуальным наблюдением, однако расчеты не помогают даже приблизительно оценить ее местоположение. Известна только приблизительная орбита этого тела. Из-за этого, а также из-за удаленности планеты от Земли и медленной скорости движения обнаружить ее чрезвычайно сложно.
Межпланетное пространство
До сих пор нет единого мнения, где проходит граница между атмосферой планеты и межпланетным пространством (космосом). Для Земли принято, что эта граница проходит на уровне 100 либо 122 км.
Солнце излучает поток частиц, известный как солнечный ветер. Именно им и заполнено межпланетное пространство Солнечной системы. Он состоит из электронов, протонов и других ионов. Этот ветер буквально сдувает атмосферы Венеры и Марса, в результате чего эти планеты постепенно медленно теряют ее. Земную атмосферу от ветра защищает мощное магнитное поле.
Другие объекты
Ранее считалось, что в Солнечной системе 9 планет, потому что Плутон (радиусом 1188 км), находящийся на расстоянии 4,4-7,4 млрд км от Солнца, также имел статус планеты. Поначалу считалось, что он по размерам близок к Марсу, однако каждый раз при его исследовании оценки его размеров уменьшались. Вместе с тем в начале 2000-х годов астрономы стали находить вблизи него ряд других массивных небесных тел, сопоставимых с ним по размерам. Одно из них, Эрида, и вовсе превосходило Плутон по массе. Стало ясно, что либо все эти тела надо считать, как и Плутон, планетой, либо Плутон должен лишиться этого звания. В 2006 году был введен термин карликовая планета. Этот статус и присвоили Плутону, а также ещё 4 объектам: Церере, Эридне, Макемаке и Хаумеа. Также за орбитой Нептуна есть ещё несколько десятков небесных тел, которые вскоре могут получить этот статус.
Все карликовые планеты, кроме Цереры, располагаются в поясе Койпера. Это облако из астероидов, располагающееся за орбитой Нептуна. Помимо него есть ещё один пояс астероидов, который называют главным. Он располагается между Марсом и Юпитером. Именно там и располагается Церера. Его называют главным, так как объекты в нем были открыты значительно раньше, чем в поясе Койпера. Так, Цереру обнаружили ещё в 1801 г, а Плутон только в 1930 г. Однако на самом деле общая масса объектов в поясе Койпера в 20-200 раз больше, чем в главном поясе.
В отдельную группу ученые выделяют астероиды, которые располагаются между орбитами Юпитера и Нептуна. Их называют кентаврами. Самый большой из кентавров, Харикло, имеет радиус в 129 км.
Помимо астероидов астрономы выделяют и такие небесные тела, как кометы. Они выделяются наличием хвоста из пыли и газа. На сегодня известно более 6000 комет в Солнечной системе. Они также вращаются вокруг Солнца, но по очень вытянутой эллиптической траектории. У некоторых из них период обращения измеряется тысячами лет. Их орбиты не так стабильны, как у крупных тел. Считается, что большинство из них ранее находились в облаке Оорта.
Предполагается, что за поясом Койпера, на расстоянии в 50-100 тыс. а.е., может находиться ещё одно скопление небесных тел, которое называют облаком Оорта. Расстояние до облака Оорта почти в 1000 раз больше расстояния до пояса Койпера. Пока что найдено только 5 тел, которые гипотетически могут быть отнесены к облаку Оорта.
Образование и эволюция Солнечной системы
На сегодняшний день в науке доминирует небулярная гипотеза, согласно которой Солнечная система сформировалась из газопылевого облака. Этот процесс начался 4,57 млрд лет назад. Под действием сил гравитации частицы этого облака притягивались друг к другу, в результате чего облако постепенно сокращалось в размерах. Вместе с тем увеличивалась скорость его вращения, а в центре росла плотность вещества, температура и давление.
Примерно за 50 млн лет количество водорода в центре облака и температура там выросли до таких значений, при которых началась реакция термоядерного синтеза. Так появилось Солнце.
Параллельно с этим сформировался протопланетный диск, из которого со временем возникли все планеты Солнечной системы. В нем образовывались планетезимали. Которые со временем слипались друг с другом и образовывали планеты.
Те планеты, которые формировались близко к светилу, разогревались им, поэтому там такие вещества, как вода, аммиак и метан, не переходили в твердое состояние. Планеты-гиганты формировались на удалении от звезды, где было настолько холодно, что эти вещества отвердевали.
Изначально Земля была раскаленной и не имела твердой коры. При этом более твердые вещества опускались в жидкой земле вниз, к центру, а более легкие поднимались наверх. Со временем Земля остыла, из-за чего возникла кора. Аналогично развивались другие землеподобные планеты.
Считается, что Луна появилась в результате столкновения Земли с другой планетой, которую называют Тейя. В результате часть вещества Земли была выброшена на ее орбиту и со временем сформировала спутник.
Термоядерные реакции в Солнце ускоряются, из-за чего за каждый миллиард лет она увеличивает яркость примерно на 10%. Ожидается, что в течение 3,5 млрд лет этот процесс будет продолжаться, в результате чего яркость светила вырастет на 40%.
Далее в Солнце закончится водород. Это произойдет примерно через 7,7 млрд лет. Солнце начнет превращаться в красного гиганта и резко расширяться. В результате оно поглотит Меркурий и Марс, а также, возможно, и Землю. В дальнейшем Солнце превратится в белый, а потом и черный карлик. При этом оно сократится в размерах, а также перестанет излучать тепло в окружающий мир
Открытие и исследование
Первые представления о Солнечной системе появились в глубокой древности. Разные цивилизации (египтяне, шумеры, китайцы, майя и т.д.) наблюдали за небом и знали о существовании первых шести планет солнечной системы. Естественно, люди, наблюдая за Солнцем с Земли, видели, что оно вращается вокруг нашей планеты, а не наоборот. Поэтому первоначально человечество придерживалось геоцентрической картины мира, в которой Земля находилась в центре Солнечной системы. При этом траектории движения планет были очень сложными, некоторые из них могли повернуть свое движение вспять.
Лишь в XVI веке Николай Коперник объяснил эти аномалии тем, что планеты, в том числе и Земля, вращаются вокруг Солнца, а Земля также вращается вокруг своей оси. Его теория именуется гелиоцентрической картиной мира. Параллельно с этим стали развиваться средства наблюдения за космосом. Первый телескоп был создан в 1607 г. В 1610 г. Галилей совершил первое значительное открытие небесных тел. Ему удалось обнаружить 4 крупнейших спутника Юпитера и тем самым подтвердить правоту Коперника. В 1655 г. у Сатурна был обнаружен спутник Титан, а к 1686 г. Джованни Кассини открыл ещё 4 спутника этой планеты.
Следующее важное открытие произошло в 1781 г., когда Уильям Гершель обнаружил седьмую планету – Уран. В 1801 г. был найден первый астероид – Церера.
Расчеты показывали, что Уран движется по орбите не так, как того требует ньютоновская механика. Было сделано предположение, что за ним находится ещё одна планета, названная в будущем Нептуном. В 1846 г. она сначала была найдена теоретически, а только потом ее визуально наблюдал Иоганн Галле.
В 1930 г. был обнаружен Плутон. Сначала он был назван десятой планетой, однако со временем стало ясно, что он не одинок на своей орбите. В 1992 году было доказано существование пояса Койпера, которому и принадлежит Плутон, а в начале 2000-х в нем был найден ряд небесных тел, которые вместе с Плутоном в 2006 г. были признаны карликовыми планетами.
Развитие космонавтики сыграло огромную роль в исследовании Солнечной системы. В 1959 г. советский космический аппарат «Луна-1» впервые в истории преодолел гравитационное поле Земли и обследовал Луну. В дальнейшем аппараты были отправлены ко всем планетам Солнечной системы, а также к ряду спутников, астероидов, комет. «Вояджер-1», запущенный в 1977 г, уже исследует район гелиопаузы.
Единственным объектом Солнечной системы, на который высаживался человек, является Луна. Всего в 1969-1972 г. было осуществлено 6 высадок на спутник Земли.
Интересные факты
На Меркурии наблюдается интересный феномен, известный как эффект Иисуса Навина. Дело в том, что вблизи перигелия скорость вращения планеты вокруг звезды возрастает настолько сильно, что становится больше скорости вращения Меркурия вокруг собственной оси. В этот период времени наблюдателю на планете будет казаться, что Солнце пошло по небосводу в обратном направлении. Можно даже увидеть, как оно сначала восходит в одной точке, а потом там же и заходит. Название эффекта связано с тем, что в Библии Иисус Навин смог остановить движение Солнца.
Наблюдения за Солнечной системой сыграли огромную роль в развитии физики. Именно благодаря им Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения и создал всю классическую механику, которую и называют ньютоновской. Однако в 1859 г. было замечено, что фактическая орбита Меркурия отклоняется от теоретической, построенной с помощью классической механики. В результате это подтолкнуло физиков к созданию принципиально другой теории гравитации, известной сегодня как общая теория относительности.
В июле 1994 году астрономы впервые в истории наблюдали столкновение двух тел солнечной системы. Комета Шумейкеров – Леви 9 упала на Юпитер. Комета представляла собой 21 фрагмент, диаметр каждого из них составлял около 2 км. В результате столкновения выделилась энергия, оцениваемая в 6 триллионов тонн в тротиловом эквиваленте.
6 из 8 планет вращаются вокруг своей оси в том же направлении, что и вокруг Солнца. Исключение – Венера и Уран. Венера вращается в противоположном направлении, а ось Урана почти лежит в плоскости эклиптики. В результате каждый полюс Урана освещается Солнцем в течение 42 лет, после чего погружается в темноту на следующие 42 года.
В 1921 г. У Сатурна неожиданно исчезли его кольца. В прессе появились опасения, что некоторые частицы этих колец летят на Землю. На самом же деле кольца просто повернулись ребром к Земле, а потому их не было видно.
Список использованных источников
Источник