Меню

Орбиты вращения планет земной группы вокруг солнца

4.1. Общие сведения о Солнечной системе

Солнце на длине волны H-α

Солнечная система представляет собой совокупность небесных тел, движущихся вокруг Солнца, для большинства из которых оно является центральным притягивающим телом. Масса Солнца составляет 99,8% от суммарной массы всей Солнечной системы. В состав Солнечной системы входят восемь планет со спутниками, пять карликовых планет (также со спутниками), более 2500 больших астероидов, несколько десятков тысяч комет, метеоритные тела и потоки пыли.

Край Солнца, планеты Солнечной системы и Плутон в масштабе

Наибольшая часть астероидов движется по своим орбитам в промежутке между орбитами Марса и Юпитера (в так называемом Главном поясе астероидов). Однако в течение последних десятилетий открыто значительное количество малых тел, находящихся гораздо дальше от Солнца – за орбитой Нептуна (транснептуновые объекты, или, так называемый пояс Койпера). Соответственно, по отношению к Главному поясу астероидов все малые тела и планеты делятся на две группы – внутренние (Меркурий, Венера, Земля, Марс и астероиды, находящиеся внутри орбиты Марса), которые движутся внутри пояса, и внешние (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун со «своими» астероидами), орбиты которых лежат вне этого пояса.

Схема планетарной части Солнечной системы

Внутренняя часть Солнечной системы

Однако более важно деление планет на две группы по отношению к орбите Земли, поскольку подавляющее число астрономических измерений и наблюдений пока производится с поверхности нашей планеты. Таким образом, Меркурий и Венера относятся к группе нижних планет, и их орбиты ближе к Солнцу, чем орбита Земли. Все остальные планеты (Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун), находящиеся дальше от Солнца, чем Земля, относятся к группе верхних планет. Орбиты планет Солнечной системы мало отличаются от круговых, т.е. эксцентриситеты их орбит невелики. Наименьший эксцентриситет у орбиты Венеры (e = 0,007), наибольший – у орбиты Меркурия (e = 0,206). Эксцентриситет орбиты Земли равен 0,017.

4.1.2. Планеты земной группы и планеты-гиганты

Направления осей вращения планет Солнечной системы

Согласно решению XXVI Ассамблеи Международного астрономического союза (МАС, 2006) планета — это небесное тело, которое: • обращается вокруг звезды; • не является звездой; • обладает достаточной массой, чтобы иметь форму, близкую к сфере; • вблизи орбиты которого имеется «пространство, свободное от других тел». Такое свободное пространство появляется в процессе формирования планет. Ассамблея декларировала, что Плутон не является планетой.

Планеты земной группы

Таким образом, планетами Солнечной системы являются: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. По физическим характеристикам планеты Солнечной системы делятся на две группы: • планеты типа Земли (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и • планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун).

Средняя плотность планет земной группы – около 5 г/см 3 , планет-гигантов – немногим более 1 г/см 3 . Планеты-гиганты вращаются быстрее, чем планеты земной группы. Примерно 98% суммарной массы планет Солнечной системы приходится на долю планет-гигантов. Тепловой поток из недр Юпитера и Сатурна примерно равен потоку тепла, получаемого планетой от Солнца. Тепловой поток, исходящий из недр Земли, пренебрежимо мал по сравнению с притоком тепла от Солнца. Планеты-гиганты обладают многочисленными спутниками и кольцами.

Некоторые спутники планет и Земля

4.1.3. Спутники планет

Спутником следует считать объект, вращающийся вокруг центрального тела (планеты, карликовой планеты или астероида) так, что барицентр орбиты (центр масс системы) находится внутри центрального тела. Если барицентр орбиты находится вне центрального тела, объект не должен считаться спутником, а должен считается компонентом системы, состоящей из двух или нескольких планет (карликовых планет, астероидов). У Меркурия и Венеры нет естественных спутников. У Земли один естественный спутник – Луна. Барицентр орбиты Луны находится примерно на расстоянии 4700 км от центра Земли. У Марса два спутника – Фобос и Деймос. У Юпитера известно 63 спутника, у Сатурна ― 62, у Урана ― 27, у Нептуна ― 14. Все планеты гиганты обладают также системами колец.

4.1.4. Карликовые планеты и их спутники

Карликовая планета, согласно определению МАС (2006), — это небесное тело, которое: • обращается по орбите вокруг Солнца; • имеет достаточную массу для того, чтобы под действием сил гравитации поддерживать гидростатическое равновесие и иметь близкую к округлой форму; • не доминирует на своей орбите (не может расчистить пространство от других объектов); • не является спутником.

Крупнейшие транснептуновые объекты

Термин «карликовая планета» был принят в рамках классификации обращающихся вокруг Солнца тел на три категории. Тела, достаточно большие для того, чтобы расчистить окрестности своей орбиты, определены как планеты, а недостаточно большие, чтобы достичь даже гидростатического равновесия, — как малые тела Солнечной системы. Карликовые планеты занимают промежуточное положение между этими двумя категориями. В настоящее время Международным астрономическим союзом официально признаны пять карликовых планет: Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке, Эрида.

При этом предполагается, что по меньшей мере ещё 40 из известных объектов в Солнечной системе принадлежат к этой категории. По оценкам, может быть обнаружено до 200 карликовых планет в поясе Койпера и до 2000 карликовых планет с учётом объектов за его пределами. У Плутона известно пять спутников: большой спутник Харон, а также четыре малых спутника – Гидра, Никта, P4 и Р5 (открыт в июне 2012 года). Барицентр системы Плутон – Харон находится вне поверхности Плутона, поэтому Плутон и Харон считают двойной планетой (двойной планетной системой). У двух других карликовых планет (или плутоидов) – Хаумеи и Эриды – также имеются спутники.

4.1.5. Малые тела Солнечной системы

В 2006 году для описания объектов Солнечной системы, которые не являются ни планетами, ни карликовыми планетами, ни их спутниками, введён термин «малое тело Солнечной системы». Это определение касается: • всех малых планет, в том числе: • классических астероидов; • «троянцев», «греков» и «кентавров»; • транснептуновых объектов (ТНО) (исключая карликовые планеты); • всех комет.

4.1.6. Пояс Койпера

Пояс Койпера – область Солнечной системы, находящаяся за орбитой Нептуна, на расстоянии, превышающем 30 а. е. от Солнца. Подобно поясу астероидов, пояс Койпера состоит, главным образом, из малых тел. В отличие от каменных и металлических астероидов Главного пояса, объекты пояса Койпера (ОПК) состоят в основном из замороженного метана, аммиака и воды. В настоящее время известно более 1000 ОПК, и утверждается, что всего в поясе Койпера более 70000 ОПК диаметром около 100 км. В поясе Койпера три из пяти известных в настоящее время карликовых планет – Плутон, Хаумеа и Макемаке. Ещё одна карликовая планета – Эрида – находится в т. н. «рассеянном диске» – удалённой области Солнечной системы, внутренняя часть которой граничит с поясом Койпера.

Пояс Койпера и облако Оорта

4.1.7. Облако Оорта

В настоящее время предполагается, что Солнечная система окружена т. н. облаком Оорта, которое служит источником долгопериодических комет. Наблюдениями существование облака Оорта пока не подтверждено. Предполагаемое расстояние до внешних границ облака Оорта от Солнца составляет от 50000 до 100000 а. е. (около одного светового года). Внешняя граница облака Оорта определяет гравитационную границу Солнечной системы.

Местное межзвёздное облако

Облако Оорта, как предполагают, включает две отдельные области: сферическое внешнее облако Оорта и внутреннее облако Оорта в форме диска. Объекты в облаке Оорта в значительной степени состоят из водяных, аммиачных и метановых льдов. Предполагается, что объекты, составляющие облако Оорта, сформировались около Солнца и были рассеяны далеко в космос гравитационными эффектами планет-гигантов на раннем этапе развития Солнечной системы.

4.1.8. Местное межзвёздное облако

Несколько десятков тысяч лет назад Солнечная система вошла в межзвёздное облако газа, и в настоящее время движется сквозь него. Температура облака составляет около 6000 К, концентрация атомов ― 0.3 атома на см 3 . Солнечная система останется в облаке в течение ближайших 10–20 тысяч лет.

Источник

Орбиты Солнечной системы и конфигурация планет

Сначала необходимо определиться, что такое орбиты и для чего они нужны.
Орбита планеты это её путь, или траектория движения. Подразумевается, что это перемещение в заранее определённой системе координат.
Всё тела в Солнечной системе вращаются по окружности Солнца. Это и есть заданная система координат. В свою очередь у каждого небесного тела разные орбиты. Как известно, они не движутся друг за другом. Более того,они отличаются по удлиненности и протяжению. Собственно, это влияет на климат и температуру поверхности тел.

Орбиты солнечной системы

Элементы орбиты

У каждой орбиты имеется свой набор параметров. К тому же, именно он задаёт её форму, размер и расположение в пространстве.
В астрономии принято использовать кеплеровы элементы орбиты. К ним относятся:

  • большая полуось — геометрическая характеристика объектов. Образуется коническим сечением, то есть пересечением плоскости с поверхности кругового конуса.
  • эксцентриситет — это параметр конического сечения, выраженный в числах. Он указывает его отклонение от окружности.
  • наклонение — угол между плоскость и орбитой.
  • аргумент перицентра — угол между направлениями из центра на восходящий узел орбиты. Сам перицентр определяют как ближнюю точку орбиты к притягивающему центру.
  • долгота восходящего узла — математическое описание линии плоскости орбиты в отношении к базовой плоскости.
  • средняя аномалия — это произведение среднего движения тела и интервала времени от перицентра. Имеет стабильную угловую скорость.

Орбиты солнечной системы

Разумеется, центр нашей системы это Солнце. Собственно в нём заключена основная масса всей системы. Поэтому своей силой тяготения оно притягивает небесные тела.

Стоит отметить, значительное количество космических тел в солнечной системе движутся приблизительно в одной области. Её называют эклиптикой. Другие объекты имеют больший угол наклона по отношению к ней.

Все планеты и многие другие тела вращаются вокруг Солнца против часовой стрелки. Кстати, сама центральная звезда движется в этом же направлении. К тому же почти все планеты обращаются вокруг своей оси в эту же сторону. Только Венера и Уран имеют противоположное течение.
Интересно, что чем больше удалена планета от Солнца, тем дальше расстояние между орбитами объектов.

Уран (слева) и Венера (справа)

С точки зрения астрономов, небесные тела направляются по эллипсу. Иначе говоря, они движутся по замкнутой кривой на плоскости. В одной из точек эллипса расположено Солнце. Чем ближе объект к нему, тем значительней угловая скорость вращения. Следовательно меньше период обращения. Проще говоря, короче год.

Планеты солнечной системы

Между прочим, очень часто нашу систему делят на две зоны: внутреннюю и внешнюю.

К внутренней относятся пояс астероидов и планеты земной группы: Меркурий, Венера, Марс и, конечно, Земля.
Внешняя часть находится за первой группой. В её стостав входит четыре газовых гиганта.

Вдобавок, все объекты солнечной системы разделены на три вида:

Международный астрономический союз утвердил состав системы Солнца. Всего установлено восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Планеты солнечной системы

Конфигурация планет

Вероятно, вы задаёте вопрос: Что такое конфигурация планет и чем это интересно?
По крайней мере, в астрономии понятие конфигурации связывают с взаимным расположением Солнца, планет и других небесных тел. Более того, это относится непосредственно к Солнечной системе.
По характеру движения различают конфигурации нижних и верхних планет.

Конфигурация нижних планет

Наблюдаемое с Земли перемещение нижних планет, а точнее Меркурия и Венеры, сопровождается сменой фаз.
Движение этих планет осуществляется недалеко от Солнца. Их наибольшее отдаление от него совершается либо на восток, либо на запад от него. В зависимости от направления удаления различают восточную (вечернюю) элонгацию, и западную (утреннюю) элонгацию.
К слову сказать, элонгация определяется как угловое положение между Солнцем и планетой.
Помимо этого, движение нижних планет бывает попятным, то есть с востока на запад.
При этом момент, когда планета следует между Землёй и Солнцем, является нижним соединением.
Кроме того, движение может быть прямым, иначе говоря с запада на восток. И в момент, когда Солнце находится между Землёй и планетой, наблюдают верхнее соединение.

Конфигурация верхних планет

Конфигурация верхних планет похожа на нижние. По аналогии происходит прямое и попятное движение. Отличие заключается в меньшей скорости движения. В результате этого наступает момент, когда Солнце догоняет планету. Таким образом, они соединяются. Кроме того, в это время Солнце находится между Землёй и планетой.
Во время попятного движения планета оказывается в точке, которая прямо противоположна положению Солнца. Собственно говоря, такой момент называется противостоянием. Именно в этот период Земля расположена между Солнцем и планетой.
Положение планеты под углом 90° от Солнца в восточном направлении это восточная квадратура. Подобное положение к западной стороне, соответственно, называется западной квадратурой.

Видимое движение верхних планет происходит без смены фаз. Они повернуты к Земле освещённой стороной.
Кстати, движение Луны соответствует конфигурации верхних планет.
Разумеется, с Земли мы не можем наблюдать за перемещением верхних планет.

Периоды обращения планет

В астрономии принято два вида периодов обращения планет.
Сидерический период это обращение планеты вокруг Солнца. Другими словами время, а точнее год планеты определяемый земными сутками или годом.

Сидерический период

Синодический период это время обращения планеты в одну и ту же точку с позиции наблюдателя. К тому же наблюдатель должен находится на Земле.
Данный период более доступный для астрономов. Поэтому его вычислили раньше, чем сидерический.
К сожалению, есть некоторая сложность в определении синодического периода. Во-первых, Земля совершает оборот вокруг Солнца. Таким образом движение планет с Земли неточно и неравномерно. Во-вторых, не стоит забывать про попятное движение планет.

Планеты, их орбиты и движение это ещё одна уникальность вселенной. Безусловно, их изучение и наблюдение завораживает. Столько всего удивительного происходит в космосе. Надо полагать, что впереди нас ждут ещё более увлекательные вещи.

Источник

Читайте также:  Солнце как эзотерический символ
Adblock
detector