| Главная » Файлы » астрономия |
Особенности и состав Солнечной системы
| 06 Октября 10, 13:44 | |
| Особенности и состав Солнечной системы Основной гипотезой образования Солнечной системы в настоящее время считается гипотеза Хайла. Первоначально было ионизированное газовое облако, из которого под действием электромагнитных сил образовалось Солнце. На определенных расстояниях от него остались остатки этого газа. Гравитационные силы Солнца притягивали эти остатки, а магнитное поле останавливало притяжение, этим определилось местоположение планет. После возникновения планет аналогичным способом у планет образовались спутники. Солнце представляет собой раскаленный шар диаметром 1400000 км. Оно включает в себя 99,87 % всей Солнечной системы. Температура наружных слоев достигает 6000 градусов, внутренних — 15 млн. градусов. Давление внутри Солнца 15 – 200 млн. атмосфер. Каждую минуту Солнце выделяет огромное количество энергии (на Землю падает 180 биллионов кВт энергии). Кроме этого, Солнце посылает со скоростью 3000 км/с потоки заряженных атомов водорода, попадая в атмосферу Земли, они вызывают полярное сияние и магнитные бури. Расстояния от планет до Солнца представляют собой закономерную последовательность — промежутки между соседними орбитами возрастают с удалением от Солнца. Эти закономерности движения планет в сочетании с делением их на две группы по физическим свойствам указывают на то, что Солнечная система не является случайным собранием космических тел, а возникла в едином процессе. Благодаря почти круговой форме планетных орбит и большим промежуткам между ними исключена возможность тесных сближений между планетами, при которых они могли бы существенно изменять своё движение в результате взаимных притяжений. Все планеты вращаются вокруг своей оси, причём почти у всех планет, кроме Венеры и Урана, вращение происходит в том же направлении, что и их обращение вокруг Солнца. Чрезвычайно медленное вращение Венеры происходит в обратном направлении, а Уран вращается на боку. Большинство спутников обращаются вокруг своих планет в том же направлении, в котором происходит осевое вращение планеты. Орбиты таких спутников обычно круговые и лежат вблизи плоскости экватора планеты, образуя уменьшенное подобие планетной системы. Вся Солнечная система движется в пространстве относительно других звезд в направлении созвездия Геркулеса со скоростью 20 км/с. Она состоит из Солнца и 9 планет-спутников: Меркурия, Венеры, Земли, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона. Солнечная система имеет более 1600 малых планет (астероидов), около 100 известных короткопериодических планет, более 50 метеорных роев. Таблица 1. Основные характеристики планет Название планеты Диаметр, км (прибл.) Масса в ед. Земли (6*10 ^ 24 кг) Расстояние от Солнца (прибл.) Период вращения Период обращения вокруг Солнца Меркурий 4900 0,55 0,4 59 суток 88 суток Венера 12200 0,82 0,7 243 дня 225 дня Земля 12800 1,00 1,0 24 часа 1 год Марс 6800 0,10 1,5 23,5 часа 1,9 года Юпитер 142000 317, 70 5,0 10 часов 11,9 года Сатурн 120000 95,00 10,0 10,7 часа 29 лет Уран 52000 14,60 20,0 10,8 часа 84 года Нептун 50000 17,00 30,0 16 часов 164,8 лет Плутон 3000 1,70 40,0 6,4 суток 217 лет Ближайшие к Солнцу четыре планеты невелики и состоят из плотного каменистого вещества и металлов. Планеты-гиганты гораздо массивнее, состоят в основном из лёгких веществ, поэтому, несмотря на огромное давление в их недрах, имеют малую плотность. Плутон, по- видимому, нельзя отнести ни к одной из двух групп. По химическому составу он близок к группе планет-гигантов, а по размерам — к земной группе. Ближайшая к Солнцу планета Солнечной системы — Меркурий. Из- за близости к Солнцу и малых видимых размеров Меркурий долго оставался малоизученной планетой. Только в 1965 г. благодаря применению радиолокации был измерен период вращения Меркурия вокруг своей оси. Ось вращения Меркурия почти перпендикулярна плоскости его орбиты. Как подсказали радионаблюдения, температура на поверхности Меркурия в пункте, где Солнце находится в зените, достигает 620 К, температура ночного полушария — около 110 К. С помощью радионаблюдений удалось определить тепловые свойства наружного покрова планеты, которые оказались близкими к свойствам тонко раздробленных пород лунного реголита. Причиной такого состояния пород, по всей видимости, являются непрерывные удары метеоритов, почти не ослабляемые разряженной атмосферой Меркурия. Высказывается гипотеза о том, что Меркурий имеет мощную силикатную оболочку (500 – 600 км.), а оставшиеся 50 % объема занимает железистое ядро. Жизнь на Меркурии из-за очень высокой дневной температуры и отсутствия жидкой воды не может существовать. Спутников Меркурий не имеет. Венера — вторая по расстоянию от Солнца и ближайшая к Земле планета Солнечной системы. Венера — самое яркое светило на небе после Солнца и Луны, она известна людям с глубокой древности. Период вращения Венеры долго не удавалось установить из-за плотной атмосферы и облачного слоя, окутывающего эту планету. Существование атмосферы Венеры было обнаружено в 1761 г. М. В. Ломоносовым при наблюдениях прохождения её по диску Солнца. В атмосфере Венеры содержится около 0,1 % водяного пара и 97 % углекислого газа. Они создают в атмосфере Венеры парниковый эффект, приводящий к сильному разогреванию планеты. Причина этого состоит в том, что оба газа интенсивно поглощают инфракрасные (тепловые) лучи, испускаемые нагретой поверхностью Венеры. Температура её достигает около 500 0С. Земля — одна из планет Солнечной системы. Она движется вокруг Солнца по эллиптической орбите. Расстояние от Земли до Солнца в разных точках орбиты разное. Большую часть поверхности Земли (до 71%) занимает Мировой океан. Одна из особенностей Земли — её магнитное поле, благодаря которому мы можем пользоваться компасом. Магнитный полюс Земли, к которому притягивается северный конец стрелки компаса, не совпадает с Северным географическим полюсом. Под действием солнечного ветра магнитное поле Земли искажается и приобретает «шлейф» в направлении от Солнца, который простирается на сотни тысяч километров. Масса Земли найдена из экспериментальных измерений физической постоянной тяготения и ускорения силы тяжести. Для массы Земли получено значение 5,976 * 1024 кг. Земля имеет естественный единственный спутник — Луну. Марс — четвёртая по расстоянию от Солнца планета Солнечной системы. На звёздном небе он выглядит немигающей точкой красного цвета, которая время от времени значительно превосходит по блеску звезды первой величины. По основным физическим характеристикам Марс относится к планетам земной группы. По химическому составу марсианская атмосфера отличается от земной и содержит 95,3 % углекислого газа с примесью 2,7 % азота, 1,6 % аргона, 00,7 % окиси углерода, 0,13 % кислорода и приблизительно 0,03 % водяного пара, содержание которого изменяется, а также примеси неона, криптона, ксенона. Оба спутника Марса движутся почти точно в плоскости его экватора. Размеры Фобоса составляют около 27 км, а Демоса — около 15 км. Поверхность спутников Марса состоит из очень тёмных минералов и покрыта многочисленными кратерами. Юпитер — пятая по расстоянию от Солнца и самая большая планета Солнечной системы. Юпитер, как и Солнце, вращается не как твёрдое тело: его скорость вращения отличается в разных широтах. Из- за быстрого вращения эта планета имеет сильное сжатие у полюсов. Ось вращения Юпитера почти перпендикулярна к плоскости его орбиты. Даже в небольшой телескоп видно полярное сжатие Юпитера и полосы на его поверхности, параллельные экватору планеты. Спектральные исследования Юпитера показали, что атмосфера его состоит из молекулярного водорода и его соединений: метана и аммиака. В небольших количествах присутствуют этан, ацетилен, фосген и водяной пар. Облака Юпитера состоят из кристалликов и капелек аммиака. Можно считать, что атмосфера Юпитера на 74 % состоит из водорода и на 26 % из гелия. На долю метана приходится не более 0,1 % состава атмосферы планеты (по массе). Магнитное поле планеты оказалось сложным и состоит как бы из двух полей. Напряженность магнитного поля у поверхности в 20 раз больше, чем на Земле. Юпитер имеет 13 спутников. Первые 4 спутника открыты ещё Галилеем (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто). Они, а также внутренний спутник Амальтея движутся почти в плоскости экватора планеты. Самые внешние 4 спутника Юпитера обращаются вокруг планеты в обратном направлении. По данным, полученным с американских космических аппаратов «Вояжер», Юпитер окружен в экваториальной области системой колец. Кольцо расположено на расстоянии 50 тыс. км от поверхности планеты, его ширина около 1 000 км. Сатурн — вторая по величине среди планет Солнечной системы. Его экваториальный диаметр лишь немного меньше, чем у Юпитера, но по массе Сатурн уступает Юпитеру втрое и имеет очень низкую среднюю плотность (около 0,7 г/см3). Низкая плотность объясняется тем, что планеты-гиганты состоят в основном из водорода и гелия. В телескоп видны вытянутые вдоль экватора тёмные полосы, называемые также поясами, и светлые зоны, но эти детали менее контрастны, чем на Юпитере, и отдельные пятна в них наблюдаются гораздо реже. Сатурн окружен кольцами, которые хорошо видны в телескоп в виде «ушек» по обе стороны диска планеты. Кольца Сатурна — одно из самых удивительных и интересных образований в Солнечной системе. Плоская система колец опоясывает планету вокруг экватора и нигде не соприкасается с поверхностью. 10 спутников Сатурна — это Мимас, Энцелад, Тефия, Диона, Рея, Титан, Гиперион, Япет, Феба, Янус. Последний находится ближе всех к Сатурну и движется так близко к поверхности планеты, что обнаружить его удалось только при затмении колец Сатурна, создающих вместе с планетой яркий ореол в поле зрения телескопа. Самый большой спутник Сатурна — Титан. Это один из величайших спутников в Солнечной системе по размеру и массе. Уран — седьмая по порядку от Солнца планета Солнечной системы. Уран очень далёк от Солнца и освещён сравнительно слабо. В тех участках, где Солнце расположено в зените, температура на Уране составляет около -215 оС. В таких условиях некоторые газы замерзают. В составе атмосферы Урана по спектроскопическим наблюдениям найдены водород и небольшая примесь метана. В относительно большом количестве есть гелий. Одной необычной особенностью Урана является система опоясывающих колец. Они состоят из множества отдельных непрозрачных и, по-видимому, очень тёмных частиц. Кольца Урана представляют собой узкие, как бы «ниточные» образования. Их нельзя увидеть в отраженном свете, они обнаруживаются только по сильному ослаблению блеска звёзд, оказавшихся для земного наблюдателя позади колец при орбитальном движении планеты. Удалённость колец от центра Урана составляет от 1,6 до 1,85 радиуса планеты. Спутники Урана — Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон. Они вращаются по орбитам, плоскости которых практически совпадают между собой. Вся система в целом отличается необычайным наклоном: её плоскость почти перпендикулярна к средней плоскости всех планетных орбит. Нептун — восьмая по счёту планета Солнечной системы. Нептун был открыт необычным образом. Было замечено, что Уран движется не совсем так, как ему полагается двигаться под действием притяжения Солнца и известных в то время планет. Тогда заподозрили существование ещё одной массивной планеты и попытались вычислить её положение на небе. Эту чрезвычайно сложную задачу независимо друг от друга успешно решили английский астроном Дж. Адамс и француз У. Леверье. Открытие Нептуна имело величайшее значение, потому что оно послужило блестящим подтверждением закона всемирного тяготения, положенного в основу расчётов. Детали на поверхности Нептуна различить очень трудно. У Нептуна всего два спутника. Тритон был открыт в 1846 г., через две недели после открытия самого Нептуна. По размерам и массе он больше Луны. Имеет обратное направление орбитального движения. Второй спутник — Нереида. Он очень небольшой, обладает сильно вытянутой орбитой. Расстояние от спутника до планеты меняется в пределах от 1,5 до 9,6 млн. км. Направление орбитального движения прямое. Плутон был открыт Клайдосом Томбо (США) в 1930 г. Плутон наиболее удалён от Солнца. Из-за огромной удалённости от Солнца и слабой освещённости изучать Плутон очень сложно. Поверхность Плутона, нагреваемая Солнцем до -220 оС, даже в наименее холодных полуденных участках покрыта, по-видимому, снегом из замёрзшего метана. Атмосфера планеты состоит из газообразного метана с возможной примесью инертных газов. У планеты Плутон удалось обнаружить в 1978 г. спутник. Это открытие имеет очень большое значение, потому что даёт возможность более точно вычислить массу планеты по данным о периоде обращения спутника. Спутник Плутона относительно яркий, но расположен настолько близко к планете, что его изображение на фотоснимках сливается с изображением Плутона, лишь слегка выступая то с одной, то с другой стороны. Плутон состоит преимущественно из летучих химических элементов и соединений, т. е. имеет примерно такой же состав, как планеты-гиганты и их спутники. Библиографический список 1. Астрономия: Учебник. — М., 1990. 2. Потеев М. И. Концепции современного естествознания, СПб, 1999 г. | |
| Просмотров: 349 | Загрузок: 0 | | |
| Всего комментариев: 0 | |