Рассказ о вселенной и солнечной системы

Солнце обладает большой силой притяжения, за счет чего удерживает возле себя планеты, образующие целую систему. Они вращаются вокруг его орбиты и обладают определенными особенностями в зависимости от расположения. Ученые непрерывно изучают Солнечную систему и постоянно делают невероятные открытия, помогающие лучше понять устройство космоса.

Что такое Солнечная система?

Солнечная система – это совокупность планет, вращающихся вокруг центральной звезды. Ученым удалось установить, что ей примерно 4,57 млрд лет, а появилась она за счет гравитационного сжатия газопылевого облака.

В основе системы лежит яркая звезда – Солнце, которое удерживает планеты и другие объекты. заставляя их вращаться по орбите на определенном расстоянии. Оно во много раз превосходит по диаметру другие объекты, находящиеся в области его притяжения.

Интересный факт: Солнце обладает такой большой массой, что все остальные планеты системы составляют лишь 0,0014% от его веса.

В составе Солнечной системы, помимо звезды, находится восемь основных планет, а также пять карликовых. Располагается она в галактике Млечный Путь, в рукаве Ориона.

Возникновение

Поскольку Солнечной системе миллиарды лет, люди могут лишь строить гипотезы о способах ее появления. Наиболее популярной является небулярная теория, выдвинутая учеными Лапласом, Кантом и Сведенборгом в XVIII веке. Она строится на том, что система образовалась за счет гравитационного коллапса одной из частей огромного облака, состоящего из газа и пыли. В будущем гипотеза дополнялась за счет данных, полученных при исследовании космоса.

Сейчас процесс возникновения Солнечной системы описывается следующими шагами:

1. Изначально в этой области вселенной находилось облако, состоящее из гелия, водорода и других веществ, полученных при взрывах старых звезд. В небольшой его части началось уплотнение, ставшее центром гравитационного коллапса. Он постепенно начал притягивать к себе окружающие вещества.
2. Из-за притяжения веществ размеры облака начали уменьшаться, при этом росла скорость вращения. Постепенно его форма превратилась в диск.
3. По мере сжатия увеличивалась плотность частиц на единицу объема, что приводило к постепенному нагреву вещества за счет частых столкновений молекул.
4. Когда центр гравитационного коллапса разогрелся до нескольких тысяч кельвинов, он начал светиться, что означало образование протозвезды. Параллельно с этим, в разных областях диска начали появляться другие уплотнения, которые в будущем послужат гравитационными центрами для образования планет.
5. Финальный этап формирования солнечной системы начался в период, когда температура центра протозвезды превысила несколько миллионов кельвинов. Тогда гелий и водород вступили в реакцию термоядерного синтеза, что привело к появлению полноценной звезды. Остальные уплотнения диска постепенно сформировались в планеты, которые начали вращаться в одном направлении вокруг Солнца, находясь на одной плоскости.

Данный процесс длился очень долгое время, и ученые могут лишь догадываться, сколько лет ушло на формирование Солнечной системы.

Строение Солнечной системы

В центре системы располагается Солнце, состоящее из гелия и водорода. Температура на его поверхности составляет примерно 6000 градусов Цельсия, а размеры сферы во много раз больше, чем у других объектов, находящихся в области его притяжения. Звезда относится к желтым карликовым.

Интересный факт: Солнце притягивает объекты на дистанции в два световых года. Это примерно 18,9 триллионов километров.

Вокруг светила на разном расстоянии расположены планеты, которые делятся учеными на две группы: земная и газовая.

Планеты земной группы

Земная группа располагается ближе к Солнцу. Ее планеты имеют каменистую структуру и высокую плотность, из-за чего их размеры меньше, чем у газовых гигантов.

Меркурий

Ближайшая к Солнцу планета, также является самой маленькой в системе. Ее радиус составляет лишь 2440 км. Свое название она получила в честь бога торговли Меркурия. Ее поверхность серого цвета, из-за чего многие сравнивают с Луной. Планета не содержит спутников, а из-за сильных солнечных ветров ее атмосфера практически полностью разряжена.

Венера

Вторая планета от Солнца, носит имя в честь древнеримской богини любви. Отличительными особенностями являются отсутствие естественных спутников и высокое содержание углекислого газа в атмосфере. Радиус Венеры практически совпадает с земным: 6051 км, что всего лишь на 5% меньше. Из-за этого планеты называют “сестрами”. Однако внешне Венера сильно отличается, представляя собой шар молочного цвета. Поверхность практически полностью состоит из застывшей лавы с редкими кратерами от метеоритов.

Земля

Третья планета от Солнца, единственная, где присутствуют большие территориальные области, заполненные водой. Из-за благоприятных климатических условий и достаточного количества ресурсов является единственным источником жизни в Солнечной системе. Радиус планеты составляет 6378 км.

Марс

“Красная” планета является самой далекой от Солнца, относящейся к земной группе. Также считается самой маленькой после Меркурия. Ее радиус составляет 3396 км. Поверхность состоит преимущественно из песчаных и земляных рельефов, разбитых на светлые и темные области, именуемые материками и морями соответственно. В XXI веке Марс представляет большой интерес для ученых. Поскольку планета находится в относительной досягаемости, на нее регулярно отправляются марсоходы для сбора данных.

Планеты газовой группы

Данная группа состоит из четырех газовых гигантов, расположенных на большем расстоянии от Солнца, нежели другие планеты. Огромные размеры обусловлены низкой плотностью и большим количеством газообразных веществ в составе.

Юпитер

Самая большая планета в Солнечной системе. Ее радиус составляет 69912 км, что практически в 20 раз превышает земной. Ученые пока не могут точно определить состав планеты, лишь известно, что в ней больше ксенона, аргона и криптона больше, чем на Солнце. Также у Юпитера 67 спутников, причем некоторые по размеру вполне походят на планеты. Например, Ганимед на 8% больше, чем Меркурий, а Ио имеет собственную атмосферу. Также есть теория, что Юпитер должен был стать полноценной звездой, но на этапе развития он так и остался планетой.

Сатурн

Шестая по счету планета, знаменитая своими кольцами, состоящими из льда и каменистых метеороидов. Радиус сатурна составляет 57360 км. Ученые еще не изучили детально состав поверхности, но смогли установить, что в ней имеются практически такие же химические элементы, как и на Солнце. Вокруг Сатурна находятся 62 спутника.

Интересный факт: не так давно было установлено, что помимо Сатурна кольцами обладают и другие газовые гиганты, но они заметны не так сильно. О причинах их появления пока можно лишь догадываться.

Уран

Третья по размерам планета в Солнечной системе. Ее радиус равен 25267 км. Температура на Уране держится на уровне -230 градусов по Цельсию, что делает его самой холодной планетой. Также он обладает уникальной особенностью: ось вращения расположена под углом, из-за чего при движении планета производит впечатление катящегося шара. Поверхность состоит преимущественно из льда, также имеется небольшое количество гелия и водорода.

Нептун

Восьмая планета от Солнца была открыта не с помощью наблюдений, а за счет математических расчетов. Наблюдая аномалии в движении Урана ученые выдвинули предположение, что они возникли из-за наличия еще одного небесного тела больших размеров. Нептун обладает радиусом в 24547 км. Поверхность похожа на урановую, но по ней гуляют самые сильные ветра в системе, разгоняющиеся до 260 м/с.

Очередность орбит

Каждая планета обладает определенной орбитой, по которой вращается вокруг Солнца. Время, которое она тратит на то, чтобы вернуться в ту же точку, пройдя полный круг, называется годом, чаще всего он измеряется в земных сутках.

• Меркурий находится ближе всех к Солнцу, из-за чего вращается вокруг него по наименьшей орбите, и год на нем длится 88 суток;
• Венера совершает полный оборот вокруг звезды за 224 дня;
• для Земли год длится 365 суток;
• Марс полный оборот совершает практически в два раза дольше, чем третья планета: за 687 дней;
• Юпитер, являющийся ближайшим газообразным гигантом к Солнцу, обладает продолжительностью года в 4332 дня;
• Сатурн делает полный оборот за 10759 суток – это почти 30 земных лет;
• являясь практически самой отдаленной планетой от Солнца, Уран проходит по окружности за 30685 дней;
• Нептун обладает наибольшей орбитой, и ему приходится пройти самое большое расстояние в течение своего года, который длится 60190 суток – почти 165 лет.

Также каждая планета вращается вокруг своей оси с определенной скоростью, из-за чего длительность суток на них отличается.

Плутон входит в состав Солнечной системы или нет?

Еще с XIX века ученые предполагали, что в Солнечной системе существует девятая планета, расположенная дальше всех от Солнца. В 1930-ом году 23-летнему Клайду Томбо, сотруднику обсерватории Маунт-Вильсон, удалось обнаружить Плутон. Сделал это он с помощью регулярного фотографирования звездного неба и поиска движущихся элементов. Объект был обнаружен в области пояса Койпера.

В том же году Плутон официально объявили девятой планетой. Из-за недостатка данных его соотносили по размерам с Землей. Но дальнейшие исследования показали, что он обладает радиусом всего в 2376 км, а его масса в 6 раз меньше, чем у Луны.

Интересный факт: площадь Плутона всего лишь на 0,6 млн кв.км меньше, чем у России и равна 17,1 млн кв.км.

Поверхность планеты состоит преимущественно из камня и льда, как у большинства тел из пояса Койпера. Вокруг Плутона находятся пять спутников. Орбита вращения вокруг Солнца овальная, причем при максимальном приближении планета находится к светилу ближе, чем Нептун, а при максимальном отдалении дистанция составляет 7,4 млрд км.

При дальнейших исследованиях пояса Койпера ученые открыли еще несколько небольших планет, размер которых не сильно отличается от Плутона. В 2006 году было принято решение причислить им статус карликовых. С тех пор Плутон официально перестал быть девятой планетой Солнечной системы. Однако некоторые ученые до сих пор настаивают, что его следует обратно переместить из карликовых к основным.

Другие объекты

Помимо Солнца и планет в системе присутствуют и другие объекты. К ним относятся:

• карликовые планеты, уступающие по размеру основным;
• пояс Койпера – дискообразная область, где находится множество ледяных тел, расположен за орбитой Нептуна;
• облако Оорта – скопление ледяных конгломерат;
• кометы – образования газа, пыли и льда, движущиеся в пространстве;
• астероиды – каменные образования, перемещающиеся между Марсом и Юпитером;
• метеориты – небольшие твердые объекты, которые падают на Землю, в момент попадания в атмосферу превращаются в метеоры и сгорают, не добравшись до поверхности планеты.

Периодически в Солнечную систему могут прилетать астероиды и кометы из соседних галактик, но это явление довольно редкое.

Облако Оорта за пределами Солнечной системы

Облако Оорта находится вокруг Солнечной системы и пояса Койпера. Его внутренние границы начинаются на расстоянии 2000 до 5000 а.е. от Солнца, а внешние пролегают в диапазоне 100000-200000 а.е. Для удобства изучения ученые разделяют область на внешнюю и внутреннюю части.

Облако состоит из триллионов тел, состоящих из этана, воды, метана, аммиака, водорода и других веществ. Также среди них есть каменные астероиды, составляющие 2% от общего количества объектов. Размер практически всех тел не превышает километра в диаметре, редкое исключение составляют карликовые планеты.

Межпланетное пространство

Многие думают, что между планетами нет ничего. Однако такое предположение неправильное. Солнце непрерывно излучает заряженные частицы, которые распространяются в пространстве со скоростью 1,5 млн км/ч и образуют гелиосферу. Такой поток называется солнечным ветром. Если объект не имеет собственного магнитного поля, способного удерживать атмосферу, заряженные частицы в буквальном смысле сдерут ее. Такая участь постигла Марс и Венеру.

Колонизация

В XX веке люди начали активно исследовать космос не только наблюдая за ним из телескопов, но и запуская различные спутники, шаттлы, ракеты и т.д. Также ученые ведут поиск планет, благоприятных для жизни. К сожалению, на Земле в любой момент может произойти катаклизм, из-за которого человечеству придется искать себе новый дом. Поэтому возможная колонизация космоса не является пустым звуком для современных обсерваторий.

Еще в прошлом столетии к различным планетам были отправлены зонды, до сих пор передающие информацию о своем путешествии. Это помогает лучше узнать об устройстве и особенностях объектов Солнечной системы.

Что касается непосредственной колонизации, то в XXI веке уже в порядке вещей является отправка луноходов и марсоходов, которые гуляют по поверхностям земного спутника и четвертой планеты в поисках жизни и других необычных находок. Однако сейчас человечество все еще находится на пороге космических путешествий, поэтому говорить о потенциальном переселении на другую планету пока не приходится. Более того, большинство крупных тел Солнечной системы не пригодны для жизни.

Почему Солнечная система стабильна

Все планеты вращаются вокруг Солнца по собственным орбитам, никак не соприкасаясь друг с другом. Также на них непрерывно действует притяжение звезды, основанное на законе всемирного тяготения. А поскольку в космосе отсутствует сила трения, планеты движутся с постоянной скоростью, и уже миллиарды лет в Солнечной системе действует завидная стабильность.

Расположение Земли

Позицию Земли в Солнечной системе можно назвать самой выгодной, ведь именно на этой планете зародилась жизнь. Третья планета вращается вокруг звезды по эллипсоиде. Максимальное расстояние между Землей и Солнцем составляет 152 млн км и называется афелием, а минимальное равно 147 млн км и зовется перигеем.

Интересный факт: во время пути Земля достигает афелия в июне, а перигея в январе. Именно при пересечении этих точек начинает наблюдаться стабильное похолодание или потепление на планете.

За счет выгодного расположения Земля постоянно подогревается солнечными лучами. В зависимости от времени года и расположения, температура поверхности меняется от -89 до 57 градусов Цельсия. Этого достаточно для появления и развития жизни.

Место Солнечной системы в галактике

В средние века люди думали, что Земля является центром вселенной. Поскольку тогда было невозможно оценить простор космоса, такое предположение казалось самым логичным. Позже было установлено, что планета является лишь частью Солнечной системы, где в середине располагается гигантская звезда. А еще позже стало известно, что и она является лишь частью большой галактики – Млечного Пути, которая, в свою очередь, является одной из многих, имеющихся во вселенной.

Учеными была составлена глобальная Млечного Пути. Она охватывает все известные границы, а общая протяженность составляет примерно 100 000 световых лет. Для удобства галактика изображается в виде приплюснутого диска. Солнечная система находится практически сбоку, располагаясь на расстоянии в 28 000 световых лет от центра.

Изучение Солнечной системы

С середины XX века люди предпринимают активные попытки по исследованию планет Солнечной системы. В 1957 году СССР на орбиту Земли запустил Спутник-1. Он провел в космосе несколько месяцев, собирая данные о планете.

В течение следующих двух десятков лет, до 80-х годов, люди отправили Вояджеры к большинству планет системы, которые сделали множество снимков вблизи. Это помогло составить подробные описания объектов и изучить состав.

Сейчас ученые ежедневно получают массу сведений о планетах Солнечной системы, отправляемых десятками спутников.

Почему орбиты планет лежат в одной плоскости?

В Солнечной системе звезда и планеты находятся на одной плоскости. Лишь у некоторых орбиты проходят под небольшим наклоном. Ученые полагают, что это связано с образованием объектов в одно время и из одного вещества.

Во время галактического коллапса, когда зарождалась Солнечная система, газообразное облако постепенно сузилось и превратилось во вращающийся диск. Соответственно, когда будущие планеты начали превращаться в уплотнения, они и так находились на одной плоскости.

Движение планет вокруг Солнца

Древнегреческий астроном Птолемей первым предположил, что планеты и Солнце не стоят на месте, а вращаются по орбитам. Однако из-за недостатка технологий и знаний ученый считал, что все объекты двигаются вокруг Земли.

Гипотезу о том, что движение планет происходит вокруг Солнца, выдвинул Николай Коперник. Он построил собственную модель Солнечной системы и написал на ее основе труд “О вращении небесных сфер”. Работу опубликовали в 1543 году в Нюрнберге. Спустя некоторое время Кеплер доказал, что орбита планет не круглая, а эллипсоидная. В 1687 году Ньютон открыл закон всемирного тяготения, который объяснил взаимодействие планет и Солнца.

Интересный факт: закон Ньютона помог доказать, что приливы и отливы на Земле происходят из-за лунной активности.

Сейчас люди обладают достаточным количеством знаний и технологиями, чтобы предсказать точную траекторию движения любой планеты. Именно на основе этих данных производятся запуски ракет и спутников, которые должны встретиться с объектом в определенной точке пространства и через фиксированное время.

Интересное видео о Солнечной системе

Солнечная система начала свое формирование 4,6 миллиардов лет назад. Внутри облака пыли и газа сформировалась звезда, а позднее вокруг нее появились другие небесные тела. Структура нашей планетной системы подразделяется на 2 области: внешнюю и внутреннюю. Внутренняя состоит из 4 планет подобных нашей Земле и пояса астероидов, а во внешней находятся 4 газовых гиганта и другие небесные тела.

Формирование и эволюция Солнечной системы

Возраст Солнечной системы составляет примерно 4,6 млрд лет. Образованию Солнца в космическом пространстве способствовало резкое сжатие облака, состоявшего из обломков астероидов, пыли, мельчайших частиц и газа. Изначальные объемы облака предположительно равнялись нескольким световым годам, таким образом оно стало прародителем некоторых звезд.

В результате сжатия под действием гравитации облако уменьшалось, а скорость его вращения возрастала. В центральной части температура постоянно повышалась, а по краям понижалась. Постоянное движение вокруг оси, разность температур и гравитационное сжатие привело к изменению скорости и направления движения, из-за чего газовое образование уплотнилось. В итоге сформировался протопланетный диск, диаметр которого равнялся примерно 200 а. е., состоящий из пыли и газа, с горячей протозвездой в центральной части образования.

Принято считать, что в этот момент эволюции, Солнце было похоже по своим характеристикам на звезды типа Т Тельца. Из наблюдений, видно, что звезды такого типа часто окружены образованиями, из которых в будущем могут сформироваться планеты.

За 60 миллионов лет в центральной части звезды повысилась плотность содержания водорода и начались термоядерные процессы. В итоге температура, гравитационное давление и плотность ядра стабилизировались и было установлено гидростатическое равновесие. Этот этап завершил формирование звезды.

Солнце постепенно сжигает запасы водорода, а, следовательно, энергия, которая стабилизирует и поддерживает ядро, постепенно заканчивается, заставляя звезду сжиматься. Это приводит к постоянному увеличению яркости примерно на 10% каждые 1,1 миллиарда лет.

По подсчетам ученых примерно через 6,5-7 миллиардов лет водород, содержащийся внутри Солнечного ядра, преобразуется в гелий. Этот этап превратит Солнце в субгиганта, а по прошествии 500 млн лет наружные слои звезды расширятся. Увеличение и разрастание внешних слоев приведет к другой стадии переформирования и Солнце станет красным гигантом.

Ученые прогнозируют, что после увеличения объемов Солнце поглотит все близкорасположенные объекты, включая ближайшие планеты: Меркурий и Венеру. Возможно, Земля не подвергнется поглощению, но она в любом случае не избежит разрушительного воздействия и превратится в мертвую планету.

Значительно позже в результате неустойчивых термических реакций наружные слои Солнца окончательно рассеются по космическому пространству и сформируют новую планетарную туманность. А на месте Солнца останется только небольшое по размеру ядро, которое превратится сначала в белого, а потом в черного карлика.

Состав Солнечной системы

В состав Солнечной системы входят следующие космические объекты:

• планеты и их спутники;
• блуждающие кометы;
• пояса астероидов;
• метеоры;
• кентавры;
• туманности;
• карликовые планеты.

Некоторых вводит в замешательство вопрос «сколько планет в Солнечной системе?». Это связано с тем что в 2006 году Плутон был переведен в разряд карликовых планет. На данный момент в Солнечной системе насчитывается 8 планет, которые вращаются вокруг единственной звезды в нашей системе – Солнца.

Планеты Солнечной системы по порядку:

1. Меркурий;
2. Венера;
3. Земля;
4. Марс;
5. Юпитер;
6. Сатурн;
7. Уран;
8. Нептун.

Существует гипотеза о 9-ой планете Солнечной системы, которую якобы обнаружили на задворках галактического пространства. Но эта информация теоретическая и не имеет документального подтверждения, поэтому у объекта нет классификации, названия и официального статуса. Самая близкая к Солнцу планета — это Меркурий, самая удаленная – Нептун.

Солнце

Солнце — это звезда первого типа или желтый карлик класса G2. На начальном этапе формирования яркость Солнца составляла около 60% от сегодняшнего диапазона. На диаграмме Герцшпрунга — Рассела Солнце располагается примерно в центре. Но оно постепенно набирает яркость, и по прогнозам ученых, через 100 млн лет сместится из центра диаграммы и будет располагаться выше и леве.

Влияние Солнца распространяется на все планеты Солнечной системы. Без воздействия энергии, которую оно выделяет, на нашей планете никогда бы не зародилась жизнь. Чем ближе к Солнцу находится планета, тем выше соответственно температура на ее поверхности. Именно поэтому Нептун и Уран являются ледяными гигантами, а на Меркурии и Венере температура значительно превышает средние показатели, при которых может зародиться жизнь.

Межпланетное пространство

Планеты Солнечной системы не вращаются в абсолютной пустоте. Все межпланетное пространство заполнено различными небесными телами, космической пылью, кометами и метеорами.

Все объекты движутся по своим собственным орбитам. Нарушение скорости или траектории движения может привести к их столкновению и уничтожению. Обломки тел продолжат вращение и перемещение по другой траектории или притянутся к более крупным космическим объектам.

Кроме вышеперечисленных небесных тел, межпланетное пространство наполняется солнечным ветром, излучаемым единственной звездой нашей системы. Солнечный ветер — это поток ионизированных частиц, который движется со скоростью от 300 до 1,2 тыс. км/с. Он является одной из основных составляющих межпланетного пространства. Благодаря солнечному ветру, на Земле происходят магнитные бури и образуются полярные сияния.

На фотографии, которую сделал Сергей Рыжиков с борта МКС, огни ночной Москвы и полярное сияние.

Внутренняя область Солнечной системы

В этом пространстве сосредоточенны планеты Солнечной системы, классифицированные как планеты земной группы, а также пояса, состоящие из астероидов разных размеров. Небесные тела внутренней области наиболее близко расположены к центру нашей планетной системы.

Планеты земной группы Солнечной системы

Планеты, которые находятся во внутренней части системы состоят в основном из различных металлов, имеют сильное магнитное поле и не имеют большого количества околопланетных спутников. У всех планет отсутствуют кольца, но у 3-х из 4-х есть атмосфера.

Меркурий

Ближайшая к Солнцу планета — это огненный Меркурий. По уровню температуры на поверхности, среди планет Солнечной системы, он находится на втором месте. Скорость оборота вокруг Солнца – 88 дней, при этом Меркурий делает всего 1,5 оборота вокруг своей оси. Именно поэтому долгое время ученые думали, что он просто дрейфует вокруг Солнца при этом оставаясь неподвижным. Радиус планеты составляет примерно 2440 км.

Так как орбита планеты нестабильна, она постоянно меняет местоположение и скорость вращения. Из-за того, что Меркурий является ближайшей планетой к Солнцу температура на поверхности поднимается до +350 °C, а темная сторона промерзает до -180 °C.

На видео выше: Меркурий пролетает по своей орбите на фоне Солнца.

В атмосферном слое Меркурия высокое содержание таких элементов как натрий, кислород, водород, аргон, водород и гелий. Плотность атмосферы очень низкая, поэтому на поверхности планеты хорошо видны следы падения метеоров.

Существует неподтвержденная версия, что Меркурий ранее был постоянным спутником Венеры, а потом сорвался с орбиты и теперь вращается вокруг Солнца с собственной скоростью.

Венера

Вторая планета от Солнца — это Венера. Еще в давние времена, путешественники и моряки окрестили ее Утренней звездой, так как она дольше, чем все известные небесные тела находится в видимом диапазоне. Атмосфера второй планеты по факту состоит из смеси углекислого газа 96% (диоксида углерода) с небольшим процентом азота и кислорода. Планетарный радиус равен 6052 км. Спутников не обнаружено. Одни сутки на Венере составляют 243 земных суток.

Высокая концентрация углекислого газа создает парниковый эффект, из-за него температура на Венере держится около +475 °C. Это яркий пример того, что может случиться с Землей, если содержание диоксида углерода превысит допустимые нормы в несколько раз.

Земля

Земля — третья планета Солнечной системы. Она является единственной планетой, поверхность которой на 75% покрыта водой. Без воды в жидком состоянии возникновение жизни было бы невозможно. На многих планетах во Вселенной есть лед, атмосфера, смены времени года, но только на нашей планете совокупность этих факторов сделала возможным зарождение жизни.

Радиус земного шара 6371 км. При этом планета совершает полный оборот за 24 часа. Цикл вращения вокруг Солнца составляет 365 дней. У Земли есть единственный спутник – Луна.

Марс

Самая загадочная и необычная — это четвертая планета от Солнца. Радиус Марса – 3390 км, год длится 687 дней. У планеты 2 постоянных спутника Фобос и Деймос.

На Марсе, начиная с 1960 года, неоднократно проводились исследования. Когда ученые обнаружили воду, появились различные гипотезы о существовании жизни на планете. Возможно, на Марсе до сих пор существует примитивные формы жизни, которые пока не удается обнаружить. Другое мнение говорит, что Марс не всегда был безжизненной планетой, а живые организмы погибли в связи с масштабной катастрофой.

Интересный факт: на Марсе находится самая высокая гора в Солнечной системе — Олимп. Ее высота примерно 26 километров.

Наблюдения за ландшафтом показывают наличие белых пятен на полюсах планеты. Также на планете были обнаружены темные пятна, которые до 1965 года принимали за растительность, но после исследований, проведенных космическим аппаратом Маринер-4, стало ясно что это не так.

С развитием технологий исследования продолжаются, так как красная планета хранит множество загадок, происхождение которых только предстоит выяснить.

Панорамное видео из кратера Эзеро на Марсе, сделанное марсоходом Perseverance 22 февраля 2021 года. Холмы, которые видны на переднем плане, предположительно являются дельтой древней реки.

Пояс астероидов

В состав Солнечной системы наряду с другими небесными объектами включены астероидные образования. Это, пожалуй, самые часто встречаемые не крупные астрономические объекты в космосе. Согласно теории, астероиды — это осколки, которые появились в процессе формирования Солнца.

Пояс астероидов, или как он иначе называется – главный пояс, находится между орбитами Марса и Юпитера. Он состоит из миллионов объектов разного размера. Диаметр астероидов составляет от нескольких десятков метров до 950 километров (Церера).

Происхождение главного пояса астероидов до сих пор остается не разгаданной загадкой и служит предметом спора всемирных научных организаций. По версии большинства ученых, он состоит из осколков планетезималей, которые не смогли сформировать крупное небесное тело из-за гравитации вокруг Юпитера.

Согласно другой версии, считается, что список планет был больше, а астероиды не что иное, как осколки планеты Фаэтон, которая по каким-то причинам взорвалась в районе между Марсом и Юпитером. Согласно этой версии на данный момент обнаружены не все планеты, которые могли существовать до развития технологий.

Фото астероида Бенну возрастом 4,5 миллиарда лет, сделанное космическим аппаратом NASA Osiris.

Внешняя область Солнечной системы

Во внешней области находятся 4 газовых гиганта со спутниками, объекты пояса Койпера, рассеянного диска, кентавры, облако Оорта, планеты карлики, кометы и прочие космические объекты. Есть гипотезы, которые говорят о нахождении во внешней части системы планеты Тюхе, а также спутника Солнца – Немезиде.

Планеты-гиганты

В Солнечной системе есть 4 планеты-гиганта. Две из них относят к категории газовых гигантов, другие две – к категории ледяных гигантов.

Юпитер

Юпитер — это пятая и самая большая планета Солнечной системы.  Ее радиус равен 69912 км. На орбите Юпитера помимо 4 больших спутников есть множество малых небесных тел, наподобие земной Луны. Общее количество спутников – 79. Самые крупные спутники Юпитера: Каллисто, Ганимед, Европа, Ио.

Чтобы представить движение спутников вокруг Юпитера, ученые создали подобие модели Солнечной системы, на которой можно отслеживать пути их вращения и траекторию движения.

Год на Юпитере длится 4334 земных дня, а сутки длятся всего десять часов. Точный состав планеты-гиганта до сих пор неизвестен. Но предположительно на нем преобладают такие составляющие как криптон, аргон и ксенон.

Сатурн

До изобретения 1-ого телескопа Сатурн считали самым дальним небесным телом. Но с течением развития науки ученые выяснили, что за Сатурном есть и другие планеты Солнечной системы, которые невозможно увидеть без специальной техники.

На планетарной поверхности дуют постоянные ветра, которые достигают скорости 460 км/ч. Выделяемое тепло из недр планеты и ветер создают на поверхности Сатурна желтые полосы, которые хорошо видны в атмосфере. Радиус планеты превышает земной более чем в 9 раз и составляет 58235 км. Год на Сатурне длится примерно 10759 земных дней, день около десяти с половиной часов.

Так же, как и 5-я планета Сатурн окружен множеством спутников. Из 82 спутников самым большим является Титан, на котором есть своя атмосфера.

На фото, которое сделал космический аппарат Cassini, Сатурн и его спутник Титан.

Интересный факт: ученые из NASA установили, что с каждым годом Титан отдаляется от Сатурна на 11 сантиметров.

Уран

Уран стал первой планетой, которую смогли увидеть в телескоп, это произошло в 1781 году. Радиус Урана равен 25367 км, температура на планете – -224 °C. Год на планете длится около 30685 дней, что равняет 84 земным годам. Сутки на Уране длятся 17 часов.

У Урана есть 27 спутников: самые большие это Титания, Миранда, Оберон, Умбриэль. Из-за сильного наклона оси вращения кажется, что планета катится на боку.

Нептун

Нептун — это самая дальняя планета Солнечной системы. К тому же это единственная планета, которую открыли благодаря математическим расчетам. Цикл вращения вокруг Солнца составляет 165 лет. Планету невозможно разглядеть без телескопа, так как она находится на большом удалении от Земли. Радиус Нептуна примерно 24687 км.

Фото шторма (темное пятно) на Нептуне, сделанное космическим телескопом Hubble в 2018 году. Данный шторм был размером с Атлантический океан и достигал в длину примерно 7000 километров.

У Нептуна есть 14 спутников, самые большие из них – это Протей, Нереида и Тритон. Примечательно, но Тритон — один из немногих спутников, который может похвастаться собственной атмосферой.

Интересный факт выяснили ученые об удаленной планете. У Нептуна необычная эллиптическая орбита, которая пересекается с орбитой Плутона. Из-за этого Плутон находится внутри орбиты Нептуна около 20 лет.

Девятая планета. Существует ли она

20 января 2016 года ученые Калифорнийского института К. Батыгин и М. Браун выдвинули теорию о девятой планете. Якобы небесное тело расположено за пределами орбиты Плутона и в 11 раз превышает объемы Земли. Пока версия о наличии планеты не имеет доказательств, поэтому ученые называют неисследованное небесное тело «Девятая планета».

Карликовые планеты Солнечной системы

Помимо 8 вышеперечисленных планет, астрономами также были открыты карликовые планеты Солнечной системы. Карлики являются самостоятельными планетами, но они неспособны притянуть на свою орбиту другие небесные тела.

Церера

Изначально после открытия Церера была занесена в реестр как полноценная планета. Но в 1850 году обнаруженные вблизи нового небесного тела скопления астероидных объектов привели к тому, что ее стали считать астероидом. И только после 2006 года Цереру перевели в категорию карликов.

Диаметр планеты чуть меньше 1000 км, форма шарообразная. На данный момент Церера считается наименьшей из известных карликовых планет. По сравнению с другими карликовыми планетами, она находится наиболее близко к Солнцу.

Фотография поверхности Цереры, сделанная космическим аппаратом NASA Dawn.

Плутон

Плутон открыли в 1930 году.  Долгое время считалось, что Плутон входит в основной состав планет, но в 2006 ему был присвоен статус карлика. У Плутона умеренный эксцентриситет собственной орбиты с углом в 17° к плоскости эклиптики. Во время вращения он периодически приближается и удаляется от Солнца.

У Плутона есть спутник – Харон, который был открыт в 1978 году. Он практически не уступает по размерам Плутону, поэтому его иногда называют «двойной планетой».

Хаумеа

Хаумеа еще одна карликовая планета, которая по форме напоминает вытянутый овал. Орбита Хаумеа имеет большой наклон около 28°. Время вращения вокруг собственной оси составляет всего 4 земных часа. Около ее орбиты располагаются 2 спутника и около 8 транснептуновых объектов.

Хаумеа находится поясе Койпера, а на траекторию ее движения незначительно влияет гравитация Нептуна.

Макемаке

До 2008 года планета не имела названия и прописывалась в реестре как 2005 (FY8). Считается второй самой яркой планетой, расположенной в поясе Койпера. К тому же является самым крупным объектом, который не вступает в резонанс с орбитой Нептуна. Ученые предполагают, что у Макемаке есть едва различимый спутник.

Эрида

Эрида – самая крупная после Плутона карликовая планета, обнаруженная вблизи рассеянного диска. По подсчетам ученых диаметр карлика более 2100 километров. Орбита, очень вытянутая с перигелием 40.9 а. е и афелием 86,2 а. е. Угол наклона порядка 44°.

В 2005 году в обсерватории Кека был открыт спутник Эриды – Дисномия. Дисномия обращается на расстоянии 37 тыс. км от Эриды.

Кометы

Планеты и звезды не единственные видимые небесные тела. В межпланетном пространстве учеными фиксируются такие объекты как кометы – это небольшие небесные тела, которые состоят из ядра, комы и хвоста.

В ядре сосредоточена основная масса кометы, но 99,9% видимого свечения производится именно комой и хвостом. Это связано с тем, что ядро имеет относительно небольшой размер и низкий коэффициент отражения.

Когда комета подлетает к звезде, ее ледяной панцирь начинает испаряться и ионизироваться. Во время этого процесса можно увидеть знаменитый «хвост кометы», который состоит из пыли и газа.

Различают 2 вида комет:

1. Короткопериодические с периодом до 200 лет.
2. Долгопериодические с периодом от 200 лет. В некоторых случаях период может превышать 1 или 2 тыс. лет.

Астрономы считают, что источником происхождения и формирования короткопериодических комет служит пояс Койпера, а долгопериодические кометы формируются на облаке Оорта.

Кентавры

Кентавры — это объекты, напоминающие своими характеристиками кометы. Состоят из льдистых образований и обладают большой полуосью. Самый крупный небесный объект подобной классификации Харикло, по подсчетам астрономов, имел диаметр около 312 км.

Хирон — это первый небесный объект типа кентавр, который смогли обнаружить и рассмотреть в телескоп. Он был ошибочно описан и классифицирован как блуждающая комета(95P).

Транснептуновые объекты

Обычно этот термин применяют для обозначения небесных тел, которые находятся за орбитой Нептуна. Эти космические единицы еще не до конца исследованы, предположительно это скопление объектов из льдистых и каменных образований. Из транснептуновых объектов состоят рассеянный диск, пояс Койпера, Облако Оорта.

Пояс Койпера

Пояс Койпера считается древнейшей областью нашей планетной системы. В основном он состоит из скопления льдистых и каменных осколков и напоминает скопления астероидов.

Некоторые крупнейшие тела такие как Вруна, Орк или Квавар, возможно, будут внесены в общий перечень карликов после уточнения планетарных параметров и характеристик.

По предварительной оценке, астрономов более 130 тысяч тел в поясе Койпера имеют радиус, превышающий 25 км. У многих небесных тел имеются свои постоянные спутники.

На фотографии, сделанной космическим аппаратом New Horizons, астероид Ultima Thule, который был открыт в 2014 году. Он находится в поясе Койпера. Изначально ученых удивила форма космического объекта, но после детального изучения исследователи пришли к выводу, что это 2 астероида, столкнувшихся между собой. Ultima Thule является самым дальним от Земли космическим телом, которое удалось запечатлеть аппарату New Horizons. Позже астероид был переименован в Аррокот.

Рассеянный диск

Большинство ученых теоретиков говорит, что диск — это дополнительная область, которая входит в состав пояса Койпера. Другие утверждают, что диск только небольшим краем соприкасается со скоплениями Койпера и выходит далеко за пределы его пограничной области, таким образом внешняя граница диска находится на много дальше от Солнца и гораздо выше и ниже плоскости эклиптики.

Есть предположение, что небесные тела, составляющие диск, были отброшены на свои сегодняшние орбиты гравитацией Нептуна во время его перемещения на собственную орбиту.

Отдаленные области

Пограничные области Солнечной системы и межзвездного пространства доподлинно не известны. В основе описания и обозначения лежат только гипотетические версии, которые требуют подтверждения или опровержения.

Существует такое понятие как внешняя граничная область солнечного ветра — гелиопауза, за ней образовавшийся на поверхности Солнца солнечный ветер перемешивается с межзвездным пространством и растворяется. Принято считать, что эта область является границей межзвездного пространства.

Гелиосфера

Область пространства вокруг Солнца, в которой на сверхзвуковой скорости перемещается солнечный ветер называется гелиосферой.

Изначальная скорость солнечного ветра в околосолнечном пространстве первые 10000 млн км равна примерно 2,5 млн км/ч. После того как солнечный ветер сталкивается с межзвездной средой, он утрачивает скорость и смешивается с ней.

Границы:

1. Гелиосфера — это пограничная область, где совершается снижение скорости и торможение солнечного ветра.
2. Гелиопауза — это область границы, где постоянное давление солнечного ветра и межзвездной среды приходит к равновесию.

Облако Оорта

Принято считать, что облако Оорта состоит из триллиона небесных тел разного размера, состава и удельного веса. По многочисленным версиям и гипотезам ученых облако является неиссякаемым поставщиком долгопериодических комет. Удаленность от центра нашей планетной системы до внешних границ облака Оорта около 50000-100000 а. е.

Ученые предполагают, что облако образовалось из объектов, которые были вытолкнуты за граничную область Солнечной системы во время миграции гигантских космических тел на начальном этапе формирования. Как правило они состоят из аммиачных, метановых и водяных льдов. Объекты внутри облака хаотично перемешиваются, сталкиваются, меняют орбиты и подвергаются гравитационному воздействию более крупных небесных тел.

Седна

Официальное открытие Седны произошло в 2003 году. Она была открыта астрономом М. Брауном. По его гипотезе объект не принадлежит к образованиям внутри рассеянного диска или пояса Койпера, так как он расположен слишком далеко от Солнца и не подвергается воздействию звезды. Вместе с другими учеными Майкл выдвигает теорию об объектах новой классификации CR106 с перигелием 42 а. е., афелием 422 а. е. Возможно, после определения характеристик, Седна войдет в список карликовых планет.

Пограничные области

Не смотря на постоянные открытия еще сложно говорить о границах Солнечной системы. Астрономы уверенны, что изведанная система планет неполная и надеются обнаружить небесные объекты, которые скрыты туманностями или планетами гигантами.

На данный момент существуют теории о существовании спутника Солнца – Немезиде, а также об астероидах-вулканоидах между Солнцем и Меркурием. Вулканоиды получили свое название от планеты Вулкан, поисками которой занимались ученые в 19 веке. Позже её существование было опровергнуто.

Расположение Солнечной системы в галактике

Солнечная система является частью спиральной галактики Млечный путь. По подсчетам ее диаметр составляет более 100 тыс. световых лет. Внутри галактики находятся более двухсот миллиардов звезд.

Межгалактические соседи нашей планетной системы:

1. Научно доказано, что самая близкорасположенная к Солнцу система — это тройная звездная система Альфа Центавра. Удаленность от нашей звезды составляет 4,36 световых лет.
2. Вторые ближайшие звезды — это красные карлики Барнарда на расстоянии 6 световых лет, Вольф 359 в пределах 7,8 световых лет и Лаланд 21185 не далее 8,4 световых лет.
3. Ученые утверждают, что самая близкая звезда со схожими характеристиками — это Тау Кита. Она находится на расстоянии 13 световых лет от Солнца.

Благодаря удачному местоположению Солнечной системы в галактическом пространстве на Земле возможно существование жизни. А спиральное движение обеспечивает продолжительные периоды стабильности земной орбиты.

Движение объектов Солнечной системы

Солнце, как и любой небесный объект пребывает в постоянном движении вокруг галактического центра со скоростью 230 км/с. Полный оборот (галактический год) длится около 240 млн. лет.

Наряду с постоянным круговым вращением, Солнечная система колеблется относительно галактической плоскости. Эти вертикальные колебания приводят к пересечению галактической плоскости один раз за 30–40 млн лет.

Все известные и пока не обнаруженные планеты и небесные тела Солнечной системы перемещаются вокруг центральной звезды по своим эллиптическим орбитам. Самая удаленная точка орбиты называется афелий, а самая ближняя – перигелий. В связи с тем, что все планеты движутся примерно в равных плоскостях, но с разной скоростью один раз в несколько столетий с поверхности Земли можно увидеть невооруженным глазом такое необычное явление, как Парад планет. При этом порядок движения не нарушается многие миллионы лет.

Открытие и исследование Солнечной системы

По причине того, что изначально люди наблюдали за планетами прямо с поверхности Земли без специальной техники и приспособлений, им долгое время, казалось, что небесные тела вращаются вокруг неподвижного Земного шара. С развитием науки ученые выяснили, что Земля не только вращается вокруг собственной оси, но и совершает цикличные обороты вокруг Солнца.

Наблюдения

Некоторые небесные тела можно увидеть с поверхности нашей планеты без специальных приспособлений. Например, Солнце, Меркурий, Венеру, Луну, Марс. Также можно разглядеть движения крупных комет и достаточно далеко расположенные планеты Сатурн и Юпитер.

Геоцентрическая и гелиоцентрическая системы

Изначально, когда люди начали интересоваться звездным небом, была создана геоцентрическая модель. Существовало мнение, что Земля находится в центральной части галактики и остается неподвижной, а планеты, включая Солнце, вращаются вокруг ее орбиты. Систематизировал и разработал модель астрономом Клавдий Птолемей, она дала возможность с хорошей точностью определять пути перемещения небесных объектов.

Позднее в XVI веке было совершено открытие, которое перевернуло все знания о космосе. Астроном Н. Коперник совершил исторический прорыв и разработал гелиоцентрическую модель Солнечной системы. Эта модель доказывала, что все планеты, включая Землю, а также другие небесные тела совершают цикличные обороты вокруг Солнца. В этой системе Солнце, а вместе с ним, и Луна перестали считаться отдельными, полноценными планетами и им был присвоен статус звезды и земного спутника.

Исследования Солнечной системы

После разработки гелиоцентрической модели на протяжении веков ученые совершали все новые открытия и дополняли звездные карты и атласы.

История открытий:

1. Уже в 1610 году Галилео Галилей смог разглядеть и классифицировать 4-е спутника Юпитера с помощью первого телескопа.
2. Чуть позже в 1655 году Христиан Гюйгенс впервые увидел и доказал, что у Сатурна есть спутник Титан.
3. В 1781 году Уильям Гершель открыл планету Уран и два ее спутника.
4. 1 января 1801 года был открыт и зарегистрирован первый астероид Церера.
5. В 1846 году астрономы подтвердили существование Нептуна. Удивительно, но планету сначала вычислили математическим путем и уже позже разглядели в телескоп.
6. В 1930 году Клайд Томбо рассмотрел и описал планету Плутон.

Исследования не прекращаются, и ежегодно астрономы открывают все новые небесные объекты, туманности, спутники, кометы и астероидные скопления.

Колонизация Солнечной системы

С учетом перенаселения Земли возникла необходимость в поиске пригодных планет для колонизации. Этому так же способствуют климатические изменения, истощение природных ресурсов и прочие факторы. Пока задача рассматривается как теоретическая задача на будущее, но поиск пригодных для жизни планет ведется постоянно.

Первоочередное внимание ученые отдают Марсу, остальные планеты признаны условно не пригодными, так как требуют длительного периода преобразования и трансформации. На данный момент наиболее активно в направлении колонизации Марса двигается компания SpaceX. По словам ее руководителя, Илона Маска, в 2022-2024 году планируется доставить на Марс первое оборудование.

На данный момент человечество находится на начальном этапе изучения космического пространства, поэтому экспедиция на другую планету стала бы, без преувеличения, огромным прорывом.

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•10³⁰ 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•10²⁴ кг. От планет земной группы Землю отличает наличие очень крупного спутника – Луны, радиусом 1737 км.

Марс

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.

Уран

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 планете Меркурий 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.

Видео

Список использованных источников

• https://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_система 
• https://spacegid.com/planetyi-nashey-s-vami-solnechnoy-sistemyi.html#i-8
• https://v-kosmose.com/puteshestvie-po-solnechnoy-sisteme/
• http://solarviews.com/eng/solarsys.htm
• https://www.nationalgeographic.com/science/space/our-solar-system/

Солнечная система

Расположение планет Солнечной системы по порядку в изображении художника

Солнечная система — планетная система, включающая в себя центральную звезду — Солнце — и все естественные космические объекты, обращающиеся вокруг Солнца. Она сформировалась путём гравитационного сжатия газопылевого облака примерно 4,57 млрд лет назад.

Большая часть массы объектов Солнечной системы приходится на Солнце; остальная часть содержится в восьми относительно уединённых планетах, имеющих почти круговые орбиты и располагающихся в пределах почти плоского диска — плоскости эклиптики. Общая масса системы составляет около 1,0014 M☉.

Четыре меньшие внутренние планеты — Меркурий, Венера, Земля и Марс (также называемые планетами земной группы) — состоят в основном из силикатов и металлов. Четыре внешние планеты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун (также называемые газовыми гигантами) — намного более массивны, чем планеты земной группы. Крупнейшие планеты Солнечной системы, Юпитер и Сатурн, состоят главным образом из водорода и гелия; внешние, меньшие Уран и Нептун, помимо водорода и гелия, содержат в составе своих атмосфер метан и угарный газ. Такие планеты выделяются в отдельный класс «ледяных гигантов». Шесть планет из восьми и три карликовые планеты имеют естественные спутники. Каждая из внешних планет окружена кольцами пыли и других частиц.

В Солнечной системе существуют две области, заполненные малыми телами. Пояс астероидов, находящийся между Марсом и Юпитером, схож по составу с планетами земной группы, поскольку состоит из силикатов и металлов. Крупнейшими объектами пояса астероидов являются карликовая планета Церера и астероиды Паллада, Веста и Гигея. За орбитой Нептуна располагаются транснептуновые объекты, состоящие из замёрзшей воды, аммиака и метана, крупнейшими из которых являются Плутон, Седна, Хаумеа, Макемаке, Квавар, Орк и Эрида. В Солнечной системе существуют и другие популяции малых тел, такие как планетные квазиспутники и троянцы, околоземные астероиды, кентавры, дамоклоиды, а также перемещающиеся по системе кометы, метеороиды и космическая пыль.

Солнечный ветер (поток плазмы от Солнца) создаёт пузырь в межзвёздной среде, называемый гелиосферой, который простирается до края рассеянного диска. Гипотетическое облако Оорта, служащее источником долгопериодических комет, может простираться на расстояние примерно в тысячу раз дальше гелиосферы.

Солнечная система входит в состав галактики Млечный Путь.

Структура

Орбиты объектов Солнечной системы, в масштабе (по часовой стрелке, начиная с верхней левой части)

Центральным объектом Солнечной системы является Солнце — звезда главной последовательности спектрального класса G2V, жёлтый карлик. В Солнце сосредоточена подавляющая часть всей массы системы (около 99,866 %), оно удерживает своим тяготением планеты и прочие тела, принадлежащие к Солнечной системе. Четыре крупнейших объекта — газовые гиганты — составляют 99 % оставшейся массы (при этом большая часть приходится на Юпитер и Сатурн — около 90 %).

Большинство крупных объектов, обращающихся вокруг Солнца, движутся практически в одной плоскости, называемой плоскостью эклиптики. В то же время кометы и объекты пояса Койпера часто обладают большими углами наклона к этой плоскости.

Все планеты и большинство других объектов обращаются вокруг Солнца в одном направлении с вращением Солнца (против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Солнца). Есть исключения, такие как комета Галлея. Самой большой угловой скоростью обладает Меркурий — он успевает совершить полный оборот вокруг Солнца всего за 88 земных суток. А для самой удалённой планеты — Нептуна — период обращения составляет 165 земных лет.

Большая часть планет вращается вокруг своей оси в ту же сторону, что и обращается вокруг Солнца. Исключения составляют Венера и Уран, причём Уран вращается практически «лёжа на боку» (наклон оси около 90°). Для наглядной демонстрации вращения используется специальный прибор — теллурий.

Многие модели Солнечной системы условно показывают орбиты планет через равные промежутки, однако в действительности, за малым исключением, чем дальше планета или пояс от Солнца, тем больше расстояние между её орбитой и орбитой предыдущего объекта. Например, Венера приблизительно на 0,33 а. е. дальше от Солнца, чем Меркурий, в то время как Сатурн на 4,3 а. е. дальше Юпитера, а Нептун на 10,5 а. е. дальше Урана. Были попытки вывести корреляции между орбитальными расстояниями (например, правило Тициуса — Боде), но ни одна из теорий не стала общепринятой.

Орбиты объектов вокруг Солнца описываются законами Кеплера. Согласно им, каждый объект обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. У более близких к Солнцу объектов (с меньшей большой полуосью) больше угловая скорость вращения, поэтому короче период обращения (год). На эллиптической орбите расстояние объекта от Солнца изменяется в течение его года. Ближайшая к Солнцу точка орбиты объекта называется перигелий, наиболее удалённая — афелий. Каждый объект движется быстрее всего в своём перигелии и медленнее всего в афелии. Орбиты планет близки к кругу, но многие кометы, астероиды и объекты пояса Койпера имеют сильно вытянутые эллиптические орбиты.

Большинство планет Солнечной системы обладают собственными подчинёнными системами. Многие окружены спутниками, некоторые из спутников по размеру превосходят Меркурий. Большинство крупных спутников находятся в синхронном вращении, одна их сторона постоянно обращена к планете. Четыре крупнейшие планеты — газовые гиганты — обладают также кольцами, тонкими полосами крошечных частиц, обращающимися по очень близким орбитам практически в унисон.

Терминология

Иногда Солнечную систему разделяют на регионы. Внутренняя часть Солнечной системы включает четыре планеты земной группы и пояс астероидов. Внешняя часть начинается за пределами пояса астероидов и включает четыре газовых гиганта. После открытия пояса Койпера наиболее удалённой частью Солнечной системы считают регион, состоящий из объектов, расположенных дальше Нептуна.

Все объекты Солнечной системы, обращающиеся вокруг Солнца, официально делят на три категории: планеты, карликовые планеты и малые тела Солнечной системы. Планета — любое тело на орбите вокруг Солнца, оказавшееся достаточно массивным, чтобы приобрести сферическую форму, но недостаточно массивным для начала термоядерного синтеза, и сумевшее очистить окрестности своей орбиты от планетезималей. Согласно этому определению в Солнечной системе имеется восемь известных планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Плутон не соответствует этому определению, поскольку не очистил свою орбиту от окружающих объектов пояса Койпера. Карликовая планета — небесное тело, обращающееся по орбите вокруг Солнца, которое достаточно массивно, чтобы под действием собственных сил гравитации поддерживать близкую к округлой форму, но которое не очистило пространство своей орбиты от планетезималей и не является спутником планеты. По этому определению у Солнечной системы имеется пять признанных карликовых планет: Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида. В будущем другие объекты могут быть классифицированы как карликовые планеты, например, Седна, Орк и Квавар. Карликовые планеты, чьи орбиты находятся в регионе транснептуновых объектов, называют плутоидами. Оставшиеся объекты, обращающиеся вокруг Солнца, — малые тела Солнечной системы.

Термины газ, лёд и камень используют, чтобы описать различные классы веществ, встречающихся повсюду в Солнечной системе. Камень используется, чтобы описать соединения с высокими температурами конденсации или плавления, которые оставались в протопланетной туманности в твёрдом состоянии при почти всех условиях. Каменные соединения обычно включают силикаты и металлы, такие как железо и никель. Они преобладают во внутренней части Солнечной системы, формируя большинство планет земной группы и астероидов. Газы — вещества с чрезвычайно низкими температурами плавления и высоким давлением насыщенного пара, такие как молекулярный водород, гелий и неон, которые в туманности всегда были в газообразном состоянии. Они доминируют в средней части Солнечной системы, составляя большую часть Юпитера и Сатурна. Льды таких веществ, как вода, метан, аммиак, сероводород и углекислый газ имеют температуры плавления до нескольких сотен кельвинов, в то время как их термодинамическая фаза зависит от окружающего давления и температуры. Они могут встречаться как льды, жидкости или газы в различных регионах Солнечной системы, в туманности же они были в твёрдой или газовой фазе. Большинство спутников планет-гигантов содержат ледяные субстанции, также они составляют большую часть Урана и Нептуна (так называемых «ледяных гигантов») и многочисленных малых объектов, расположенных за орбитой Нептуна. Газы и льды вместе классифицируют как летучие вещества.

Состав

Планеты Солнечной системы

• Солнце
  • Межпланетная среда
• Внутренняя область Солнечной системы
  • Планеты земной группы
    • 1. Меркурий
    • 2. Венера
    • 3. Земля
      • Луна
    • 4. Марс
      • спутники Марса
  • Пояс астероидов
    • Церера
• Внешняя область Солнечной системы
  • Планеты-гиганты
    • 5. Юпитер
      • спутники Юпитера
      • кольца Юпитера
    • 6. Сатурн
      • спутники Сатурна
      • кольца Сатурна
    • 7. Уран
      • спутники Урана
      • кольца Урана
    • 8. Нептун
      • спутники Нептуна
      • кольца Нептуна
  • Кометы
  • Кентавры
  • Транснептуновые объекты
    • Пояс Койпера
      • Плутон
        • спутники Плутона
      • Хаумеа
        • спутники Хаумеа
      • Макемаке
    • Рассеянный диск
      • Эрида
        • Дисномия
• Отдалённые области
  • Гелиосфера
  • Облако Оорта
    • Седна

Для облегчения запоминания названий и порядка следования 8 планет могут применяться различные мнемонические приёмы.

Солнце

Прохождение Венеры по диску Солнца

Солнце — звезда Солнечной системы и её главный компонент. Его масса (332 900 масс Земли) достаточно велика для поддержания термоядерной реакции в его недрах, при которой высвобождается большое количество энергии, излучаемой в пространство в основном в виде электромагнитного излучения, максимум которого приходится на диапазон длин волн 400—700 нм, соответствующий видимому свету.

По звёздной классификации Солнце — типичный жёлтый карлик класса G2. Это название может ввести в заблуждение, так как по сравнению с большинством звёзд в нашей Галактике Солнце — довольно большая и яркая звезда. Класс звезды определяется её положением на диаграмме Герцшпрунга — Рассела, которая показывает зависимость между яркостью звёзд и температурой их поверхности. Обычно более горячие звёзды являются более яркими. Бо́льшая часть звёзд находится на так называемой главной последовательности этой диаграммы, Солнце расположено примерно в середине этой последовательности. Более яркие и горячие, чем Солнце, звёзды сравнительно редки, а более тусклые и холодные звёзды (красные карлики) встречаются часто, составляя 85 % звёзд в Галактике.

Положение Солнца на главной последовательности показывает, что оно ещё не исчерпало свой запас водорода для ядерного синтеза и находится примерно в середине своей эволюции. Сейчас Солнце постепенно становится более ярким, на более ранних стадиях развития его яркость составляла лишь 70 % от сегодняшней.

Солнце — звезда I типа звёздного населения, оно образовалось на сравнительно поздней ступени развития Вселенной и поэтому характеризуется бо́льшим содержанием элементов тяжелее водорода и гелия (в астрономии принято называть такие элементы «металлами»), чем более старые звёзды II типа. Элементы более тяжёлые, чем водород и гелий, формируются в ядрах первых звёзд, поэтому, прежде чем Вселенная могла быть обогащена этими элементами, должно было пройти первое поколение звёзд. Самые старые звёзды содержат мало металлов, а более молодые звёзды содержат их больше. Предполагается, что высокая металличность была крайне важна для образования у Солнца планетной системы, потому что планеты формируются аккрецией «металлов».

Межпланетная среда

Гелиосферный токовый слой

Наряду со светом, Солнце излучает непрерывный поток заряженных частиц (плазмы), известный как солнечный ветер. Этот поток частиц распространяется со скоростью примерно 1,5 млн км в час, наполняя околосолнечную область и создавая у Солнца некий аналог планетарной атмосферы (гелиосферу), которая имеется на расстоянии по крайней мере 100 а. е. от Солнца. Она известна как межпланетная среда. Проявления активности на поверхности Солнца, такие как солнечные вспышки и корональные выбросы массы, возмущают гелиосферу, порождая космическую погоду. Крупнейшая структура в пределах гелиосферы — гелиосферный токовый слой; спиральная поверхность, созданная воздействием вращающегося магнитного поля Солнца на межпланетную среду.

Магнитное поле Земли мешает солнечному ветру сорвать атмосферу Земли. Венера и Марс не имеют магнитного поля, и в результате солнечный ветер постепенно сдувает их атмосферы в космос. Корональные выбросы массы и подобные явления изменяют магнитное поле и выносят огромное количество вещества с поверхности Солнца — порядка 10⁹—10¹⁰ тонн в час. Взаимодействуя с магнитным полем Земли, это вещество попадает преимущественно в верхние приполярные слои атмосферы Земли, где от такого взаимодействия возникают полярные сияния, наиболее часто наблюдаемые около магнитных полюсов.

Космические лучи происходят извне Солнечной системы. Гелиосфера и, в меньшей степени, планетарные магнитные поля частично защищают Солнечную систему от внешних воздействий. Как плотность космических лучей в межзвёздной среде, так и сила магнитного поля Солнца изменяются с течением времени, таким образом, уровень космического излучения в Солнечной системе непостоянен, хотя величина отклонений достоверно неизвестна.

Межпланетная среда является местом формирования, по крайней мере, двух дископодобных областей космической пыли. Первая, зодиакальное пылевое облако, находится во внутренней части Солнечной системы и является причиной, по которой возникает зодиакальный свет. Вероятно, она возникла из-за столкновений в пределах пояса астероидов, вызванных взаимодействиями с планетами. Вторая область простирается приблизительно от 10 до 40 а. е. и, вероятно, возникла после подобных столкновений между объектами в пределах пояса Койпера.

Внутренняя область Солнечной системы

Внутренняя часть включает планеты земной группы и астероиды. Состоящие главным образом из силикатов и металлов, объекты внутренней области относительно близки к Солнцу, это самая малая часть системы — её радиус меньше, чем расстояние между орбитами Юпитера и Сатурна.

Планеты земной группы

Планеты земной группы. Слева направо: Меркурий, Венера, Земля и Марс (размеры в масштабе, межпланетные расстояния — нет)

Четыре внутренние планеты состоят преимущественно из тяжёлых элементов, имеют малое количество (0—2) 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 трёх внутренних планет — Венеры, Земли и Марса — имеется атмосфера; у всех есть ударные кратеры и тектонические детали рельефа, такие как рифтовые впадины и вулканы.

Меркурий

Меркурий (0,4 а. е. от Солнца) является ближайшей планетой к Солнцу и наименьшей планетой системы (0,055 массы Земли). У Меркурия нет спутников. Характерными деталями рельефа его поверхности, помимо ударных кратеров, являются многочисленные лопастевидные уступы, простирающиеся на сотни километров. Считается, что они возникли в результате приливных деформаций на раннем этапе истории планеты во время, когда периоды обращения Меркурия вокруг оси и вокруг Солнца не вошли в резонанс. Меркурий имеет крайне разреженную атмосферу, она состоит из атомов, «выбитых» с поверхности планеты солнечным ветром. Относительно большое железное ядро Меркурия и его тонкая кора ещё не получили удовлетворительного объяснения. Имеется гипотеза, предполагающая, что внешние слои планеты, состоящие из лёгких элементов, были сорваны в результате гигантского столкновения, которое уменьшило размеры планеты. Альтернативно излучение молодого Солнца могло помешать полной аккреции вещества.

Венера

Венера близка по размеру к Земле (0,815 земной массы) и, как и Земля, имеет толстую силикатную оболочку вокруг железного ядра и атмосферу. Имеются также свидетельства её внутренней геологической активности. Однако количество воды на Венере гораздо меньше земного, а её атмосфера в девяносто раз плотнее. У Венеры нет спутников. Это самая горячая планета нашей системы, температура её поверхности превышает 400 °C. Наиболее вероятной причиной столь высокой температуры является парниковый эффект, возникающий из-за плотной атмосферы, богатой углекислым газом. Явных признаков современной геологической активности на Венере не обнаружено, но, так как у неё нет магнитного поля, которое предотвратило бы истощение её плотной атмосферы, это позволяет допустить, что её атмосфера регулярно пополняется вулканическими извержениями.

Земля

Земля является крупнейшей и самой плотной из внутренних планет. У Земли наблюдается тектоника плит. Вопрос о наличии жизни где-либо, кроме Земли, остаётся 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

Марс меньше Земли и Венеры (0,107 массы Земли). Он обладает атмосферой, состоящей главным образом из углекислого газа, с поверхностным давлением 6,1 мбар(0,6 % от земного). На его поверхности есть вулканы, самый большой из которых, Олимп, превышает размерами все земные вулканы, достигая высоты 21,2 км. Рифтовые впадины (долины Маринер) наряду с вулканами свидетельствуют о былой геологической активности, которая, по некоторым данным, продолжалась даже в течение последних 2 млн лет. Красный цвет поверхности Марса вызван большим количеством оксида железа в его грунте. У планеты есть два спутника — Фобос и Деймос. Предполагается, что они являются захваченными астероидами.

Пояс астероидов

Пояс астероидов (белый цвет) и троянские астероиды (зелёный цвет)

Астероиды — самые распространённые малые тела Солнечной системы.

Пояс астероидов занимает орбиту между Марсом и Юпитером, между 2,3 и 3,3 а. е. от Солнца. Выдвигались, но в итоге не были подтверждены гипотезы о существовании планеты между Марсом и Юпитером (например, гипотетической планеты Фаэтон), которая на ранних этапах формирования Солнечной системы разрушилась так, что её осколками стали астероиды, сформировавшие пояс астероидов. Согласно современным воззрениям, астероиды — это остатки формирования Солнечной системы (планетозималей), которые были не в состоянии объединиться в крупное тело из-за гравитационных возмущений Юпитера.

Размеры астероидов варьируются от нескольких метров до сотен километров. Все астероиды классифицированы как малые тела Солнечной системы, но некоторые тела, в настоящее время классифицированные как астероиды, например, Веста и Гигея, могут быть переклассифицированы как карликовые планеты, если будет показано, что они поддерживают гидростатическое равновесие.

Пояс содержит десятки тысяч, возможно, миллионы объектов больше одного километра в диаметре. Несмотря на это, общая масса астероидов пояса вряд ли больше одной тысячной массы Земли. Небесные тела с диаметрами от 100 мкм до 10 м называют метеороидами. Частицы ещё меньше считаются космической пылью.

Группы астероидов

Астероиды объединяют в группы и семейства на основе характеристик их орбит. Спутники астероидов — астероиды, обращающиеся по орбите вокруг других астероидов. Они не так ясно определяются как спутники планет, будучи иногда почти столь же большими, как их компаньон. Пояс астероидов также содержит кометы основного пояса астероидов, которые, возможно, были источником воды на Земле.

Троянские астероиды расположены в точках Лагранжа L₄ и L₅ Юпитера (гравитационно устойчивые регионы влияния планеты, перемещающиеся совместно с ней по её орбите); термин «троянцы» также используется для астероидов, находящихся в точках Лагранжа любых других планет или спутников (кроме троянцев Юпитера, известны троянцы Нептуна, Земли, Урана и Марса). Астероиды семейства Хильды находятся в резонансе с Юпитером 2:3, то есть делают три оборота вокруг Солнца за время двух полных оборотов Юпитера.

Также во внутренней Солнечной системе имеются группы астероидов с орбитами, расположенными от Меркурия до Марса. Орбиты многих из них пересекают орбиты внутренних планет.

Церера

Церера (2,77 а. е.) — карликовая планета и крупнейшее тело пояса астероидов. Церера имеет диаметр немногим менее 1000 км и достаточную массу, чтобы под действием собственной гравитации поддерживать сферическую форму. После открытия Цереру классифицировали как планету, однако поскольку дальнейшие наблюдения привели к обнаружению поблизости от Цереры ряда астероидов, в 1850-х её отнесли к астероидам. Повторно она была классифицирована как карликовая планета в 2006 году.

Внешняя область Солнечной системы

Внешняя область Солнечной системы является местом нахождения газовых гигантов и их спутников, а также транснептуновых объектов, астероидно-кометно-газовых пояса Койпера, Рассеянного диска и облака Оорта. Орбиты многих короткопериодических комет, а также астероидов-кентавров, также проходят в этой области. Твёрдые объекты этой области из-за их большего расстояния от Солнца, а значит, гораздо более низкой температуры, содержат льды воды, аммиака и метана. Есть гипотезы о существовании во внешней области планеты Тюхе и, возможно, каких-либо других «Планет X», а также звезды-спутника Солнца Немезиды.

Планеты-гиганты

Планеты-гиганты. Слева направо: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун (размеры в масштабе, межпланетные расстояния — нет)

Четыре планеты-гиганта, также называемые газовыми гигантами, все вместе содержат 99 % массы вещества, обращающегося на орбитах вокруг Солнца. Юпитер и Сатурн преимущественно состоят из водорода и гелия; Уран и Нептун обладают бо́льшим содержанием льда в их составе. Некоторые астрономы из-за этого классифицируют их в собственной категории — «ледяные гиганты». У всех четырёх газовых гигантов имеются кольца, хотя только кольцевая система Сатурна легко наблюдается с Земли.

Юпитер

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. Высокая внутренняя температура Юпитера вызывает множество полупостоянных вихревых структур в его атмосфере, таких как полосы облаков и Большое красное пятно.

У Юпитера имеется 67 спутников. Четыре крупнейших — Ганимед, Каллисто, Ио и Европа — схожи с планетами земной группы такими явлениями, как вулканическая активность и внутренний нагрев. Ганимед, крупнейший спутник в Солнечной системе, превосходит по размеру Меркурий.

Сатурн

Сатурн, известный своей обширной системой колец, имеет несколько схожие с Юпитером структуру атмосферы и магнитосферы. Хотя объём Сатурна составляет 60 % юпитерианского, масса (95 масс Земли) — меньше трети юпитерианской; таким образом, Сатурн — наименее плотная планета Солнечной системы (его средняя плотность меньше плотности воды).

У Сатурна имеется 62 подтверждённых спутника; два из них — Титан и Энцелад — проявляют признаки геологической активности. Активность эта, однако, не схожа с земной, поскольку в значительной степени обусловлена активностью льда. Титан, превосходящий размерами Меркурий, — единственный спутник в Солнечной системе с существенной атмосферой.

Уран

Уран с массой в 14 раз больше, чем у Земли, является самой лёгкой из внешних планет. Уникальным среди других планет его делает то, что он вращается «лёжа на боку»: наклон оси его вращения к плоскости эклиптики равен примерно 98°. Если другие планеты можно сравнить с вращающимися волчками, то Уран больше похож на катящийся шар. Он имеет намного более холодное ядро, чем другие газовые гиганты, и излучает в космос очень мало тепла.

У Урана открыты 27 спутников; крупнейшие — Титания, Оберон, Умбриэль, Ариэль и Миранда.

Нептун

Нептун, хотя и немного меньше Урана, более массивен (17 масс Земли) и поэтому более плотный. Он излучает больше внутреннего тепла, но не так много, как Юпитер или Сатурн.

У Нептуна имеется 14 известных спутников. Крупнейший — Тритон, является геологически активным, с гейзерами жидкого азота. Тритон — единственный крупный спутник, движущийся в обратном направлении. Также Нептун сопровождается астероидами, называемыми троянцы Нептуна, которые находятся с ним в резонансе 1:1.

Девятая планета

20 января 2016 астрономы из Калифорнийского технологического института Константин Батыгин и Майкл Браун объявили о возможной девятой планете на окраине Солнечной системы, за пределами орбиты Плутона. Планета примерно в десять раз массивнее, чем Земля, удалена от Солнца примерно в 20 раз дальше, чем Нептун(90 миллиардов километров), и делает оборот вокруг Солнца за 10 000—20 000 лет. По мнению Майкла Брауна, вероятность того, что это планета реально существует, «возможно, 90 %». Пока учёные называют эту гипотетическую планету просто «Девятая планета» ( Planet Nine).

Кометы

Комета Хейла — Боппа

Кометы — малые тела Солнечной системы, обычно размером всего в несколько километров, состоящие главным образом из летучих веществ (льдов). Их орбиты имеют большой эксцентриситет, как правило, с перигелием в пределах орбит внутренних планет и афелием далеко за Плутоном. Когда комета входит во внутреннюю область Солнечной системы и приближается к Солнцу, её ледяная поверхность начинает испаряться и ионизироваться, создавая кому — длинное облако из газа и пыли, часто видимое с Земли невооружённым глазом.

Короткопериодические кометы имеют период меньше 200 лет. Период же долгопериодических комет может равняться тысячам лет. Полагают, что источником короткопериодических служит пояс Койпера, в то время как источником долгопериодических комет, таких как комета Хейла — Боппа, считается облако Оорта. Многие семейства комет, такие как Околосолнечные кометы Крейца, образовались в результате распада одного тела. Некоторые кометы с гиперболическими орбитами могут быть из-за пределов Солнечной системы, но определение их точных орбит затруднено. Старые кометы, у которых большая часть их летучих веществ уже испарилась, часто классифицируют как астероиды.

Кентавры

Кентавры — ледяные кометоподобные объекты с большой полуосью, большей, чем у Юпитера (5,5 а. е.) и меньшей чем у Нептуна(30 а. е.). У крупнейшего из известных кентавров, Харикло, диаметр приблизительно равен 250 км. Первый обнаруженный кентавр, Хирон, также классифицирован как комета (95P), из-за того что по мере приближения к Солнцу у него возникает кома, как и у комет.

Транснептуновые объекты

Пространство за Нептуном, или «регион транснептуновых объектов», всё ещё в значительной степени не исследовано. Предположительно, оно содержит только малые тела, состоящие главным образом из камней и льда. Этот регион иногда также включают во «внешнюю Солнечную систему», хотя чаще этот термин используют, чтобы обозначать пространство за поясом астероидов и до орбиты Нептуна.

Пояс Койпера

Известные объекты пояса Койпера (зелёные), показанные относительно четырёх внешних планет. Масштаб показан в астрономических единицах. Тёмный участок внизу картинки — область, расположенная для земного наблюдателя на фоне Млечного Пути, яркость звёзд которого не позволяет различить тусклые объекты

Пояс Койпера — область реликтов времён образования Солнечной системы, является большим поясом осколков, подобным поясу астероидов, но состоит в основном изо льда. Простирается между 30 и 55 а. е. от Солнца. Составлен главным образом малыми телами Солнечной системы, но многие из крупнейших объектов пояса Койпера, такие как Квавар, Варуна и Орк, могут быть переклассифицированы в карликовые планеты после уточнения их параметров. По оценкам, более 100 000 объектов пояса Койпера имеют диаметр больше 50 км, но полная масса пояса равна только одной десятой или даже одной сотой массы Земли. Многие объекты пояса обладают множественными спутниками, и у большинства объектов орбиты располагаются вне плоскости эклиптики.

Пояс Койпера может быть примерно разделен на «классические» и резонансные объекты (главным образом плутино). Резонансные объекты находятся в орбитальном резонансе с Нептуном (например, совершая два оборота на каждые три оборота Нептуна, или один на каждые два). Ближайшие к Солнцу резонансные объекты могут пересекать орбиту Нептуна. Классические объекты пояса Койпера не находятся с Нептуном в орбитальном резонансе и располагаются на расстоянии примерно от 39,4 до 47,7 а. е. от Солнца. Элементы классического пояса Койпера классифицированы как кьюбивано, от индекса первого обнаруженного объекта — (15760) 1992 QB₁ («QB₁» произносится как «кью-би-ван»); и имеют близкие к круговым орбиты с малым углом наклона к эклиптике.

Плутон

Плутон — карликовая планета, крупнейший известный объект пояса Койпера. После обнаружения в 1930 году считался девятой планетой; положение изменилось в 2006 году с принятием формального определения планеты. У Плутона умеренный эксцентриситет орбиты с наклонением в 17 градусов к плоскости эклиптики, и он то приближается к Солнцу на расстояние 29,6 а. е., оказываясь к нему ближе Нептуна, то удаляется на 49,3 а. е.

Неясна ситуация с крупнейшим спутником Плутона — Хароном: продолжит ли он классифицироваться как спутник Плутона или будет переклассифицирован в карликовую планету. Поскольку центр масс системы Плутон — Харон находится вне их поверхностей, они могут рассматриваться в качестве двойной планетной системы. Четыре меньших спутника — Никта, Гидра, Кербер и Стикс — обращаются вокруг Плутона и Харона.

Плутон находится с Нептуном в орбитальном резонансе 3:2 — на каждые три оборота Нептуна вокруг Солнца приходится два оборота Плутона, весь цикл занимает 500 лет. Объекты пояса Койпера, чьи орбиты обладают таким же резонансом, называют плутино.

Хаумеа

Хаумеа — карликовая планета. Имеет сильно вытянутую форму и период вращения вокруг своей оси около 4 часов. Два спутника и ещё по крайней мере восемь транснептуновых объектов являются частью семейства Хаумеа, которое сформировалась миллиарды лет назад из ледяных осколков, после того как большое столкновение разрушило ледяную мантию Хаумеа. Орбита карликовой планеты обладает большим наклонением — 28°.

Макемаке

Макемаке — первоначально обозначался как 2005 FY₉, в 2008 году получил имя и был объявлен карликовой планетой. В настоящее время является вторым по видимой яркости в поясе Койпера после Плутона. Крупнейший из известных классических объектов пояса Койпера (не находящихся в подтверждённом резонансе с Нептуном). У Макемаке пока не обнаружено спутников. Имеет диаметр от 50 до 75 % диаметра Плутона, орбита наклонена на 29°, эксцентриситет около 0,16.

Сравнительные размеры крупнейших ТНО и Земли.

Рассеянный диск

Рассеянный диск частично перекрывается с поясом Койпера, но простирается намного далее за его пределы и, как предполагают, является источником короткопериодических комет. Предполагают, что объекты рассеянного диска были выброшены на беспорядочные орбиты гравитационным влиянием Нептуна в период его миграции на ранней стадии формирования Солнечной системы: одна из концепций базируется на предположении о том, что Нептун и Уран сформировались ближе к Солнцу, чем они есть сейчас, а затем переместились на свои современные орбиты. Многие объекты рассеянного диска (SDO) имеют перигелий в пределах пояса Койпера, но их афелий может простираться до 150 а. е. от Солнца. Орбиты объектов также весьма наклонены к поясу эклиптики и часто почти перпендикулярны ему. Некоторые астрономы полагают, что рассеянный диск — это область пояса Койпера, и описывают объекты рассеянного диска как «рассеянные объекты пояса Койпера». Некоторые же астрономы также классифицируют кентавры как рассеянные внутрь объекты пояса Койпера, наряду с рассеянными наружу объектами рассеянного диска.

Эрида

Эрида (68 а. е. в среднем) — крупнейший известный объект рассеянного диска. Так как её диаметр первоначально был оценён в 2400 км, то есть по крайней мере на 5 % больше, чем у Плутона, то её открытие породило споры о том, что именно следует называть планетой. Она является одной из крупнейших известных карликовых планет. У Эриды имеется один спутник — Дисномия. Как и у Плутона, её орбита является чрезвычайно вытянутой, с перигелием 38,2 а. е. (примерное расстояние Плутона от Солнца) и афелием 97,6 а. е.; и орбита сильно (44,177°) наклонена к плоскости эклиптики.

Отдалённые области

Вопрос о том, где именно заканчивается Солнечная система и начинается межзвёздное пространство, неоднозначен. Ключевыми в их определении принимают два фактора: солнечный ветер и солнечное тяготение. Внешняя граница солнечного ветра — гелиопауза, за ней солнечный ветер и межзвёздное вещество смешиваются, взаимно растворяясь. Гелиопауза находится примерно в четыре раза дальше Плутона и считается началом межзвёздной среды. Однако предполагают, что область, в которой гравитация Солнца преобладает над галактической — сфера Хилла, простирается в тысячу раз дальше.

Гелиосфера

Межзвёздная среда в окрестностях Солнечной системы неоднородна. Наблюдения показывают, что Солнце движется со скоростью около 25 км/с сквозь Местное межзвёздное облако и может покинуть его в течение следующих 10 тысяч лет. Большую роль во взаимодействии Солнечной системы с межзвёздным веществом играет солнечный ветер.

Наша планетная система существует в крайне разреженной «атмосфере» солнечного ветра — потока заряженных частиц (в основном водородной и гелиевой плазмы), с огромной скоростью истекающих из солнечной короны. Средняя скорость солнечного ветра, наблюдаемая на Земле, составляет 450 км/с. Эта скорость превышает скорость распространения магнитогидродинамических волн, поэтому при взаимодействии с препятствиями плазма солнечного ветра ведёт себя аналогично сверхзвуковому потоку газа. По мере удаления от Солнца, плотность солнечного ветра ослабевает, и наступает момент, когда он оказывается более не в состоянии сдерживать давление межзвёздного вещества. В процессе столкновения образуется несколько переходных областей.

Сначала солнечный ветер тормозится, становится более плотным, тёплым и турбулентным. Момент этого перехода называется границей ударной волны(termination shock) и находится на расстоянии около 85—95 а. е. от Солнца (по данным, полученным с космических станций «Вояджер-1» и «Вояджер-2», которые пересекли эту границу в декабре 2004 года и августе 2007).

Ещё приблизительно через 40 а. е. солнечный ветер сталкивается с межзвёздным веществом и окончательно останавливается. Эта граница, отделяющая межзвёздную среду от вещества Солнечной системы, называется гелиопаузой. По форме она похожа на пузырь, вытянутый в противоположную движению Солнца сторону. Область пространства, ограниченная гелиопаузой, называется гелиосферой.

Согласно данным аппаратов «Вояджер», ударная волна с южной стороны оказалась ближе, чем с северной (73 и 85 астрономических единиц соответственно). Точные причины этого пока неизвестны; согласно первым предположениям, асимметричность гелиопаузы может быть вызвана действием сверхслабых магнитных полей в межзвёздном пространстве Галактики.

По другую сторону гелиопаузы, на расстоянии порядка 230 а. е. от Солнца, вдоль головной ударной волны (bow shock) происходит торможение с космических скоростей налетающего на Солнечную систему межзвёздного вещества.

Ни один космический корабль ещё не вышел из гелиопаузы, таким образом, невозможно знать наверняка условия в местном межзвёздном облаке. Ожидается, что «Вояджеры» пройдут гелиопаузу приблизительно между 2014 и 2027 годами и передадут ценные данные относительно уровней излучения и солнечного ветра. Недостаточно ясно, насколько хорошо гелиосфера защищает Солнечную систему от космических лучей. Команда, финансируемая НАСА, разработала концепцию миссии «Vision Mission» — посылки зонда к границе гелиосферы.

В июне 2011 года было объявлено, что благодаря исследованиям «Вояджеров» стало известно, что магнитное поле на границе Солнечной системы имеет структуру, похожую на пену. Это происходит из-за того, что намагниченные материя и мелкие космические объекты образуют местные магнитные поля, которые можно сравнить с пузырями.

Облако Оорта

Рисунок, иллюстрирующий предполагаемый вид облака Оорта

Гипотетическое облако Оорта — сферическое облако ледяных объектов (вплоть до триллиона), служащее источником долгопериодических комет. Предполагаемое расстояние до внешних границ облака Оорта от Солнца составляетот 50 000 а. е. (приблизительно 1 световой год) до 100 000 а. е. (1,87 св. лет). Полагают, что составляющие облако объекты сформировались около Солнца и были рассеяны далеко в космос гравитационными эффектами планет-гигантов на раннем этапе развития Солнечной системы. Объекты облака Оорта перемещаются очень медленно и могут испытывать взаимодействия, нехарактерные для внутренних объектов системы: редкие столкновения друг с другом, гравитационное воздействие проходящей рядом звезды, действие галактических приливных сил. Есть также неподтверждённые гипотезы о существовании у внутренней границы облака Оорта (30 тыс. а.е.) планеты-газового гиганта Тюхе и, возможно, каких-либо других «Планет X» в облаке, в том числе согласно гипотезе о вытолкнутом пятом газовом гиганте.

Седна

Седна (525,86 а. е. в среднем) — большой, подобный Плутону, красноватый объект с гигантской, чрезвычайно вытянутой эллиптической орбитой, от приблизительно 76 а. е. в перигелии до 975 а. е. в афелии и периодом в 12 050 лет. Майкл Браун, который открыл Седну в 2003 году, утверждает, что она не может быть частью рассеянного диска или пояса Койпера, поскольку её перигелий слишком далёк, чтобы объясняться воздействием миграции Нептуна. Он и другие астрономы полагают, что этот объект является первым обнаруженным в полностью новой популяции, которая также может включать объект 2000 CR₁₀₅ с перигелием 45 а. е., афелием 415 а. е. и орбитальным периодом 3420 лет. Браун называет эту популяцию «внутренним облаком Оорта», поскольку она, вероятно, сформировалась посредством процесса, подобного процессу формирования облака Оорта, хотя и намного ближе к Солнцу. Седна, весьма вероятно, могла бы быть признана карликовой планетой, если бы достоверно была определена её форма.

Пограничные области

Большая часть нашей Солнечной системы всё ещё неизвестна. По оценкам, гравитационное поле Солнца преобладает над гравитационными силами окружающих звёзд на расстоянии приблизительно двух световых лет (125 000 а. е.). В сравнении, нижние оценки радиуса облака Оорта не размещают его дальше 50 000 а. е. Несмотря на открытия таких объектов как Седна, область между поясом Койпера и облаком Оорта радиусом в десятки тысяч а. е. и тем более само облако Оорта и то, что может находиться за ним, всё ещё практически не исследованы. Существует неподтверждённая гипотеза о существовании в пограничной области (за внешними границами облака Оорта) звезды-спутника Солнца Немезиды.

Также продолжается изучение области между Меркурием и Солнцем в расчёте на обнаружение гипотетически возможных астероидов-вулканоидов, хотя выдвигавшаяся гипотеза о существовании там крупной планеты Вулкан была опровергнута.

Сравнительная таблица основных параметров планет и карликовых планет

Все параметры ниже, кроме плотности, расстояния от Солнца и спутников, указаны в отношении к аналогичным данным Земли.

Планета(карликовая планета)	Диаметр, относи­тельно	Масса, относи­тельно	Орбиталь­ный радиус, а. е.	Период обращения, земных лет	Сутки, относи­тельно	Плотность, кг/м³	Спутники
Меркурий	0,382	0,055	0,38	0,241	58,6	5427	нет
Венера	0,949	0,815	0,72	0,615	243	5243	нет
Земля	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	5515	1
Марс	0,53	0,107	1,52	1,88	1,03	3933	2
Церера	0,074	0,00015	2,76	4,6	0,378	2161	нет
Юпитер	11,2	318	5,20	11,86	0,414	1326	67
Сатурн	9,41	95	9,54	29,46	0,426	687	62
Уран	3,98	14,6	19,22	84,01	0,718	1270	27
Нептун	3,81	17,2	30,06	164,79	0,671	1638	14
Плутон	0,186	0,0022	39,2	248,09	6,387	1860	5
Хаумеа	~0,11	0,00066	43	281,1	0,163	~2600	2
Макемаке	0,116	~0,0005	45,4	306,28	0,324	~1700	нет
Эрида	0,182	0,0028	67,8	558,04	1,1	2520	1

Приблизительное соотношение размеров планет и Солнца. Межпланетные расстояния не в масштабе. Солнце изображено слева.

Формирование и эволюция Солнечной системы

Жизненный цикл Солнца. Масштаб и цвета условны. Временная шкала в миллиардах лет (приблизительно)

Согласно общепринятой в настоящее время гипотезе, формирование Солнечной системы началось около 4,6 млрд лет назад с гравитационного сжатия небольшой части гигантского межзвёздного газопылевого облака. Это начальное облако было, вероятно, размером в несколько световых лет и являлось прародителем для нескольких звёзд.

В процессе сжатия размеры газопылевого облака уменьшались и, в силу закона сохранения углового момента, росла скорость вращения облака. Центр, где собралась большая часть массы, становился всё более и более горячим, чем окружающий диск. Из-за вращения скорости сжатия облака параллельно и перпендикулярно оси вращения различались, что привело к уплощению облака и формированию характерного протопланетного диска диаметром примерно 200 а. е. и горячей, плотной протозвездой в центре. Полагается, что на этой стадии эволюции Солнце было звездой типа T Тельца. Изучение звёзд типа T Тельца показывают, что они часто окружены протопланетными дисками с массами 0,001—0,1 солнечной массы, с подавляющим процентом массы туманности, сосредоточенным непосредственно в звезде. Планеты сформировались путём аккреции из этого диска.

В течение 50 млн лет давление и плотность водорода в центре протозвезды стали достаточно высокими для начала термоядерной реакции. Температура, скорость реакции, давление и плотность увеличивались, пока не было достигнуто гидростатическое равновесие с тепловой энергией, противостоящей силе гравитационного сжатия. На этом этапе Солнце стало полноценной звездой главной последовательности.

Солнечная система, насколько известно сегодня, просуществует, пока Солнце не начнёт развиваться вне главной последовательности диаграммы Герцшпрунга — Рассела. Поскольку Солнце сжигает запасы водородного топлива, выделяющаяся энергия, поддерживающая ядро, имеет тенденцию к исчерпанию, заставляя Солнце сжиматься. Это увеличивает давление в его недрах и нагревает ядро, таким образом ускоряя сжигание топлива. В результате Солнце становится ярче примерно на десять процентов каждые 1,1 млрд лет, и станет ещё на 40 % ярче в течение следующих 3,5 млрд лет.

Приблизительно через 7 млрд лет с настоящего времени водород в солнечном ядре будет полностью преобразован в гелий, что завершит фазу главной последовательности; Солнце станет субгигантом. Ещё через 600 млн лет внешние слои Солнца расширятся примерно в 260 раз по сравнению с нынешними размерами — Солнце перейдёт на стадию красного гиганта. Из-за чрезвычайно увеличившейся площади поверхности она будет гораздо более прохладной, чем при нахождении на главной последовательности (2600 К). Резко увеличившись, Солнце, как ожидается, поглотит ближайшие планеты Меркурий и Венеру. Земля, возможно, избежит поглощения внешними солнечными оболочками, но станет совершенно безжизненной, поскольку обитаемая зона сместится к внешним краям Солнечной системы.

В конечном итоге, в результате развития термических неустойчивостей, внешние слои Солнца будут выброшены в окружающее пространство, образовав планетарную туманность, в центре которой останется лишь небольшое звёздное ядро — белый карлик, необычно плотный объект в половину первоначальной массы Солнца, но размером только с Землю. Эта туманность возвратит часть материала, который сформировал Солнце, в межзвёздную среду.

Устойчивость Солнечной системы

В настоящий момент неясно, устойчива ли Солнечная система. Можно показать, что если она неустойчива, то характерное время распада системы очень велико.

«Открытие» и исследование Солнечной системы

То обстоятельство, что наблюдать движения небесных светил человек был вынужден с поверхности вращающейся вокруг своей оси и движущейся по орбите Земли, на протяжении многих столетий препятствовало осознанию структуры Солнечной системы. Видимые движения Солнца и планет воспринимались как их истинные движения вокруг неподвижной Земли.

Наблюдения

Невооружённым глазом с Земли можно наблюдать следующие объекты Солнечной системы: Солнце, Меркурий, Венеру (оба незадолго до восхода или сразу после захода Солнца), Марс, Юпитер и Сатурн; а также Луну. В бинокль или небольшой телескоп можно наблюдать 4 крупнейших спутника Юпитера (т. н. Галилеевы спутники), Уран, Нептун и Титан (самый крупный спутник Сатурна). Невооружённым глазом можно наблюдать также множество комет при их приближении к Солнцу. При сильном увеличении можно увидеть пятна на Солнце, фазы Венеры, кольца Сатурна и щель Кассини между ними.

Геоцентрическая и гелиоцентрическая системы

На протяжении долгого времени господствующей была геоцентрическая модель, в соответствии с которой в центре вселенной покоится неподвижная Земля, а вокруг неё по достаточно сложным законам движутся все небесные тела. Наиболее полно эта система была разработана античным математиком и астрономом Клавдием Птолемеем и позволяла с весьма высокой точностью описывать наблюдаемые движения светил.

Важнейший прорыв в понимании истинной структуры Солнечной системы произошёл в XVI веке, когда великий польский астроном Николай Коперник разработал гелиоцентрическую систему мира. В её основе лежали следующие утверждения:

• в центре мира находится Солнце, а не Земля;
• шарообразная Земля вращается вокруг своей оси, и это вращение объясняет кажущееся суточное движение всех светил;
• Земля, как и все другие планеты, обращается вокруг Солнца по окружности, и это вращение объясняет видимое движение Солнца среди звёзд;
• все движения представляются в виде комбинации равномерных круговых движений;
• кажущиеся прямые и попятные движения планет принадлежат не им, но Земле.

Солнце в гелиоцентрической системе перестало считаться планетой, как и Луна, являющаяся спутником Земли. Вскоре были открыты 4 спутника Юпитера, благодаря чему исключительное положение Земли в Солнечной системе было упразднено. Теоретическое описание движения планет стало возможным после открытия законов Кеплера в начале XVII века, а с формулировкой законов тяготения количественное описание движения планет, их спутников и малых тел было поставлено на надёжную основу.

В 1672 году Джованни Кассини и Жан Рише определили расстояние до Марса, благодаря чему астрономическая единица получила выражение в земных единицах измерения расстояния.

Исследования Солнечной системы

История профессионального изучения состава Солнечной системы началась в 1610 году, когда Галилео Галилей открыл в свой телескоп 4 крупнейших спутника Юпитера. Это открытие явилось одним из доказательств правильности гелиоцентрической системы. В 1655 году Христиан Гюйгенс открыл Титан — самый крупный спутник Сатурна. До конца XVII века Кассини были открыты ещё 4 спутника Сатурна.

XVIII век ознаменовался важным событием в астрономии — впервые с помощью телескопа была открыта ранее не известная планета Уран. Вскоре Дж. Гершелем, первооткрывателем новой планеты, были открыты 2 спутника Урана и 2 спутника Сатурна.

XIX век начался с нового астрономического открытия — был обнаружен первый звездоподобный объект — астероид Церера, в 2006 году переведённый в ранг карликовой планеты. А в 1846 году была открыта восьмая планета — Нептун. Нептун был открыт «на кончике пера», то есть сначала предсказан теоретически, а затем обнаружен в телескоп, причём независимо друг от друга в Англии и во Франции.

В 1930 году Клайд Томбо (США) открыл Плутон, названный девятой планетой Солнечной системы. Однако в 2006 году Плутон потерял статус планеты и «стал» планетой карликовой.

Во второй половине XX века было открыто множество крупных и совсем мелких спутников Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна, Плутона. Самую значительную роль в этой серии научных открытий сыграли миссии «Вояджеров» — американских АМС.

На рубеже XX—XXI веков был открыт ряд малых тел Солнечной системы, в том числе карликовые планеты, плутино, а также спутники некоторых из них и спутники планет-гигантов.

Продолжаются инструментальные и расчётные поиски транснептуновых планет, в том числе гипотетических .

Колонизация Солнечной системы

Практическое значение колонизации обусловлено необходимостью обеспечить нормальное существование и развитие человечества. С течением времени рост населения Земли, экологические и климатические изменения могут создать ситуацию, когда недостаток пригодной для обитания территории поставит под угрозу дальнейшее существование и развитие земной цивилизации. Также к необходимости заселения других объектов Солнечной системы может привести и деятельность человека: экономическая или геополитическая ситуация на планете; глобальная катастрофа, вызванная применением оружия массового поражения; истощение природных ресурсов планеты и др.

В рамках идеи колонизации Солнечной системы необходимо рассмотреть т. н. «терраформирование» ( terra — земля и forma — вид) — преобразование климатических условий планеты, спутника или же иного космического тела для создания или изменения атмосферы, температуры и экологических условий в состояние, пригодное для обитания земных животных и растений. Сегодня эта задача представляет в основном теоретический интерес, но в будущем может получить развитие и на практике.

В качестве объектов, наиболее пригодных для заселения их колонистами с Земли, в первую очередь рассматриваются Марс и Луна. Остальные объекты могут быть также преобразованы для проживания на них людей, однако осуществить это будет гораздо труднее ввиду как условий, царящих на этих планетах, так и ряда других факторов (например, отсутствие магнитного поля, чрезмерная удалённость или же приближённость к Солнцу в случае с Меркурием). При колонизации и терраформировании планет необходимо будет учитывать следующее: величина ускорения свободного падения, объём принимаемой солнечной энергии, наличие воды, уровень радиации (радиационный фон), характер поверхности, степень угрозы столкновения планеты с астероидом и другими малыми телами Солнечной системы.

Галактическая орбита

Структура Млечного Пути. Расположение Солнечной системы обозначено большой жёлтой точкой

Солнечная система является частью Млечного Пути — спиральной галактики, имеющей диаметр около 30 тысяч парсек (или 100 тысяч световых лет) и состоящей из приблизительно 200 млрд звёзд. Солнечная система расположена вблизи плоскости симметрии галактического диска (на 20—25 парсек выше, то есть севернее него), на расстоянии около 8 тысяч парсек (27 тысяч световых лет) от галактического центра (практически на равном расстоянии от центра Галактики и её края), на окраине рукава Ориона — одного из галактических рукавов Млечного Пути.

Солнце вращается вокруг галактического центра по почти круговой орбите со скоростью около 254 км/с (уточнено в 2009 г.) и совершает полный оборот примерно за 230 млн лет. Этот промежуток времени называется галактическим годом. Солнечный апекс (направление пути Солнца через межзвёздное пространство), расположен в созвездии Геркулеса в направлении текущего положения яркой звезды Вега.

Помимо кругового движения по орбите, Солнечная система совершает вертикальные колебания относительно галактической плоскости, пересекая её каждые 30—35 млн лет и оказываясь то в северном, то в южном галактическом полушарии.

Местоположение Солнечной системы в галактике, вероятно, влияет на эволюцию жизни на Земле. Её орбита практически круглая; и скорость примерно равна скорости спиральных рукавов, что означает, что она проходит сквозь них чрезвычайно редко. Это даёт Земле длительные периоды межзвёздной стабильности для развития жизни, так как спиральные рукава обладают значительной концентрацией потенциально опасных сверхновых. Солнечная система также находится на значительном расстоянии от переполненных звёздами окрестностей галактического центра. Около центра гравитационные воздействия соседних звёзд могли возмутить объекты облака Оорта и направить множество комет во внутреннюю Солнечную систему, вызвав столкновения с катастрофическими последствиями для жизни на Земле. Интенсивное излучение галактического центра также могло повлиять на развитие высокоорганизованной жизни. Некоторые учёные выдвигают гипотезу, что несмотря на благоприятное расположение Солнечной системы, даже в течение последних 35 000 лет жизнь на Земле подвергалась воздействию сверхновых, которые могли выбрасывать частицы радиоактивной пыли и большие кометоподобные объекты.

Окрестности

Ближайшие звёзды

Непосредственная галактическая окрестность Солнечной системы известна как Местное межзвёздное облако. Это более плотный участок области разреженного газа Местный пузырь — полости в межзвёздной среде протяжённостью примерно 300 св. лет, имеющей форму песочных часов. Пузырь заполнен высокотемпературной плазмой; это предполагает, что пузырь образовался в результате взрыва нескольких недавних сверхновых.

Относительно немного звёзд в пределах десяти св. лет (95 трлн км) от Солнца. Ближайшей является тройная звёздная система Альфа Центавра, на отдалении примерно 4,3 св. лет. Альфа Центавра A и B — тесная двойная система близких по характеристикам Солнцу звёзд, в то время как маленький красный карлик Альфа Центавра C (также известный как Проксима Центавра) обращается вокруг этой пары на расстоянии 0,2 св. лет. Следующими ближайшими звёздами являются красные карлики звезда Барнарда (5,9 св. лет), Вольф 359 (7,8 св. лет) и Лаланд 21185 (8,3 св. лет). Крупнейшая звезда в пределах десяти световых лет — Сириус, яркая звезда главной последовательности с массой примерно в две массы Солнца и компаньоном, белым карликом под названием Сириус B. Сириус находится на расстоянии 8,6 св. лет. Оставшиеся системы в пределах десяти световых лет — двойная система красных карликов Лейтен 726-8 (8,7 св. лет) и одиночный красный карликРосс 154 (9,7 св. лет). Ближайшая система коричневых карликов — Луман 16, находится на расстоянии 6,59 световых лет. Ближайшая одиночная сходная Солнцу звезда — Тау Кита, находится на расстоянии 11,9 св. лет. Обладает примерно 80 процентами массы Солнца, но только 60 процентами её яркости. Ближайшая известная экзопланета находится в наиболее близкой же к нам звёздной системе Альфа Центавра, находящейся на расстоянии 4,3 св. лет. Единственная подтверждённая планета в системе — Альфа Центавра B b, с массой примерно в 1,1 массы Земли и периодом обращения всего в 3,2 дня.

Диаграмма расположения Земли и Солнечной системы в наблюдаемой части Вселенной

По материалам Wikipedia

Человечество всегда стремилось к изучению окружающего мира. Люди с самых древних времен смотрели в небо и хотели узнать, что же там. Но время идет, человечество развивается и начинает отвечать на давние вопросы благодаря новым технологиям. Сегодня нам известно, что мы живем на планете Земля, которая крутится вокруг Солнца вместе с другими планетами, входящими в Солнечную систему. Однако учёные не останавливаются на достигнутом, они продолжают изучение планетной системы.

Солнечная система состоит из планет, их спутников, комет, астероидов, метеоритов и единственной звезды – Солнца, которое излучает тепло, энергию и свет. Солнце появилось примерно 4,5 миллиарда лет назад после взрыва сверхновой звезды. Температура ее поверхности равна 1 500 000° C.

Планеты Солнечной системы можно разделить на 2 вида: земные (Земля, Меркурий, Марс, Венера) и планеты гиганты (Юпитер, Сатурн, Нептун, Уран). У планет первой группы есть каменистая почва и они располагаются близко к Солнцу. Со второй группой все наоборот, они состоят из газов и находятся значительно дальше от Солнца. Еще они отличны своими кольцами, которые состоят в основном из льда, и большим количеством спутников, которые притягиваются к ним из-за больших размеров. Плутон не входит ни в какую из этих групп. Он находится слишком далеко от звезды и считается карликовой планетой.

Меркурий

является самой маленькой планетой и находится ближе всех к Солнцу. Из-за малой скорости вращения вокруг своей оси, ночью температура может достигнуть -170° C, а днем подняться до +400° C. Меркурий проходит один оборот вокруг Солнца за 58 земных дней.

Венера

– вторая планета Солнечной системы и самая близкая к нашей планете. Хоть Венера и находится не так близко к Солнцу, температура здесь может достигать +500° C, это связанно с парниковым эффектом и большим количеством углекислого газа. Из-за этого атмосфера почти отсутствует и ничего не сдерживает от солнечного тепла.

Земля

– третья планета от Солнца и единственная, где есть жизнь. На ней есть атмосфера, которая состоит из водорода и углерода. Благодаря озоновому слою на Землю не попадает много солнечной радиации, что способствует развитию жизни. 70 % территории Земли заполнена водой, а вся остальная часть занята континентами. Наличие кислорода и благоприятные погодные условия на планете повлияли на то, что живые существа развиваются на суше, в воде, в воздухе и даже под землей.

Луна является единственным спутником Земли. У нее нет атмосферы, а на ее поверхности много кратеров от многочисленных падений метеоритов.

Марс

– четвертая планета Солнечной системы, а назван он в честь древнеримского бога войны. Средняя температура составляет -60° C. В последние годы ученые смогли обнаружить на Марсе русла рек, что подтверждает существования воды на планете. Есть два спутника – Фобос и Деймос, имеющие малый размер и неправильную форму.

Юпитер

– крупнейшая планета Солнечной системы. Диаметр Юпитера достигает 143 000 км. Как и все планеты гиганты, Юпитер состоит из газов, которые находятся в постоянном движении. Оборот вокруг своей оси он проходит очень быстро – примерно за 10 земных часов. Юпитер имеет примерно 79 спутников, самыми большими являются Ио, Ганимед и Европа.

Сатурн

– вторая по крупности и, наверное, самая красивая и уникальная планета Солнечной системы. Масса Сатурна равна 95 массам нашей планеты, а полный оборот вокруг Солнца эта планета проходит примерно за 30 земных лет. Планете дали название в честь древнеримского бога земледелия. Сатурн имеет 82 спутника, самыми большими являются Титан и Энцелад.

Уран

– это очень загадочная планета была названа в честь древнегреческого бога неба. На нем очень красиво сочетаются синие и зеленые цвета. Из-за того, что ось Урана значительно наклонена, с Земли невозможно полностью увидеть его полюса. Среди всех планет гигантов в Солнечной системе Уран имеет наименьшую массу, хоть и по радиусу превышает Нептун. Насчитывается около 27 спутников, самыми известными считаются Титания и Оберон.

Нептун

часто сравнивают с Ураном, потому что они похожи внешне и они состоят из одинаковых атомов. На Нептуне проходит очень сильный ветер, который развивает скорость до 2000 км в час. Масса планеты составляет более 17 масс Земли. Нептун дальше всех планет Солнечной системы расположен от Солнца, из-за чего средняя температура составляет около -200° C.

Ксения Алексеевна | Просмотров: 28.4k

Солнечная система

Отсекаем всё лишнее

По просьбам читателей сразу сообщаю, что в конце статьи есть музыкальное приложение по теме статьи. Кому нравится читать под музыку, это для Вас.

Большинство людей думают, что это есть Солнце и 8 или 9 планет. Кто-то при этом вспоминает еще и о Луне. Находятся, правда, их уже не так много, желающие поселить в Солнечную систему все 12 зодиакальных созвездий и Большую Медведицу. Давайте сегодня разберемся, что же это такое — «Солнечная система».

Много миллиардов лет назад эти места выглядели немного иначе. Здесь было облако межзвездного газа и пыли (возможно — остаток какой-то уже погасшей звезды), которое медленно уплотнялось под действием собственной гравитации, сжималось, в этом образовании наметился некий центральный сгусток, который стал разогреваться и однажды (это для краткости — обычно такие процессы растягиваются на миллионы лет и звезды не загораются в одночасье) вспыхнул звездой. Окружающие его газ и пыль продолжали стремиться к молодой звезде под действием сил тяготения, но излучение исходящее от звезды препятствовало сгущению остатков материи подобно ветру дующему в разные стороны.

На какое-то время установилось равновесие и остатки пыли и газа продолжали собираться в комочки на почтительном расстоянии от своей звезды — они не падали на нее, но и не улетали прочь. Причем более тяжелые фракции этого газопылевого строительного материала оседали поближе к центральной звезде, а легкие газы (преимущественно Водород и Гелий) нашли свое равновесие поодаль. За следующий миллиард лет, или за промежуток времени того же порядка, из расслоившейся по молекулярной массе материи сформировались планеты — маленькие, но плотные, вблизи Солнца (так называемые «Планеты земной группы»); и водородно-гелиевые гиганты типа Юпитера и Сатурна — несколько подальше от светила.

Вот так, если рассказывать предельно упрощенно, и сформировалось то, что называется Солнечной системой — Солнце и вращающиеся вокруг него планеты. Да только это не все, есть еще много интересного в этой системе, но прежде затронем другой аспект — аспект постижения всего этого человечеством.

Существуют два класса гипотез о происхождении Солнечной системы. Основное их различие в том, что одни постулируют одновременное происхождение Солнца и протопланетного диска — из единого прото-облака. Другие — в частности долгое время находящаяся в авангарде популярности и признания гипотеза Отто Юльевича Шмидта — предполагают отдельное формирование Солнца с последующим захватом им некой туманности — остатка вспышки сверхновой звезды. Обсуждение этих гипотез выходит за рамки статьи, хотя и представляет интерес.

С тех пор, как раскаленные поверхности каменных шаров остыли, прошло еще 4 или 5 миллиардов лет и на одном из таких шаров случилось нечто необычное, не совсем привычное для небесных тел явление — там завелись существа, считающие себя разумными — о-как замахнулись! Но как бы то ни было, и кто бы кем себя не считал, а примерно 50 тысяч лет назад человеки уже со знанием дела всматривались в небосвод, и их немного начинали волновать те из светящихся точек, что упорно не хотели оставаться на своих местах и кочевали от созвездия Мамонта к созвездию Кабана.

Около 10 тысяч лет назад, и практически повсеместно — в Египте и Элладе, Вавилоне и Персии, в Индии и Китае (возможно и на Американском континенте) этому начали находить объяснение. Люди сходились во мнении — это Боги, бессмертные Боги, а кто же еще может позволить себе перемещаться среди неподвижных звезд? — только Боги! Так думали почти все, но была в каждой из перечисленных стран, особая разновидность жителей — жрецы — эти никогда просто так не делились своими истинными представлениями о строении Мироздания с простым малограмотным людом, да и со знатью — царями, военачальниками — тоже не делились. Они с легкостью предсказывали как положение на небе всех известных тогда блуждающих светил, так и солнечные, лунные затмения, что давало им реальную власть над теми же царями и военачальниками — жрецов слушались все. А кто не слушался — тот отправлялся на небеса слушаться великих Богов, блуждающих по созвездиям.

Каким образом, на основании каких теорий, и базируясь на какой картине мира древние жрецы делали свои вычисления, так и осталось тайной, которую они унесли к своим богам, но где-то за 500 лет до нашей эры у жрецов появился достойный конкурент — класс ученых — философы, математики и метафизики — все они пытались разгадать конструкцию небесных механизмов опираясь на наблюдения и логику, и к началу нашей эры в мире — опять же во многих странах почти синхронно — зародилась, ожила догадка о

безграничном пространстве, мегаскоплениях галактик, в одной из которых среди миллиардов и миллиардов подобных светил с огромной скоростью летит

том, что наше дневное светило окружено спутниками-планетами, обращающимися вокруг оного по круговым орбитам, и среди них одна — Гея — наш космический дом — с нее и взираем мы в бескрайнюю даль, пытаясь разгадать ее назначение… И это окрыляло, поднимало человека ввысь, ближе к Богам — поняв это человек становился Богом…

Были и другие точки зрения. Существовавшая в древней Греции наравне с другими моделями Геоцентрическая Модель Мира Аристотеля (а также Гиппарха и Птолемея) в средние века оказалась очень идеологически удобной и на много столетий астрономы и астрологи расселили известные им планеты по деферентам и эпициклам, чтобы более прагматичным образом объяснить петлеобразные движения светил (планетные движения моделировались большими и малыми колесами установленными одно на другом и вращающиеся с разной скоростью), но главное — Земля, как творение господне, а вместе с ней и человек, были водворены в Центр Мира — и это для переродившихся жрецов было архиважно — нечего простым смертным знать, что мы — не есть Пуп Вселенной, а просто песчинка в бескрайнем космическом океане, у которого и центра-то нет никакого…

Тем не менее, предвычисление положения планет оставалось задачей практически важной — астрологи должны были вовремя предопределять начало и конец войн, вовремя менять засидевшихся на троне персон, и делалось все это при помощи небесных знамений. При этом конструкция из деферентов и эпициклов уже не давала требуемой точности и приходилось, для компенсации расхождения вычисленных и реальных положений блуждающих светил вводить все новые рычаги и колеса, и к XVI веку в небесной канцелярии накопилось до семи десятков самых разных шестеренок. Управляться с такой сложной машиной становилось немыслимо трудно — система мира рушилась, но не сдавалась по идеологическим мотивам.

Спасать положение начал польский астроном и математик Николай Коперник. Он не сам это придумал, но изучив многочисленные работы учеников Пифагорейской школы он пришел к выводу, что все эти сложные механизмы из десятков колес и покачивающихся перекладин — безбожное заблуждение, и доработав теории учеников Пифагора выдвинул (1503 год) свою гипотезу — в центре мира сияет Солнце, вокруг него по круговым орбитам, не опираясь ни на что движутся планеты, в их числе наша Земля. И только одно светило послушно обращается вокруг Земли — Луна — наш единственный спутник.

Думаете, все эти заржавевшие и грохочущие шестерни разом рухнули в бездну? Нет! Еще более столетия в ходу были и деференты, и эпициклы, и остальные небесно-механические запчасти. И не только по причине того, что наукой тогда занималась церковь, но и потому, что даже реалистичная конструкция Коперника давала значительные ошибки. Их исправил во многом только Иоганн Кеплер определив орбиты планет не кругами, а эллипсами. Своими тремя законами он описал характер движения планет по орбитам. Но это произошло лишь в 1618 году и с тех пор наше базовое представление о строении Солнечной системы не менялось, а лишь дополнялось новыми пунктами и деталями.

Что же мы имели к началу XVII века? Примерно то же самое, что и на протяжении всех предшествующих веков и тысячелетий: Солнце — ярчайшее небесное светило, обходящее небосвод ровно за год (собственно, так и появился в нашем летоисчислении год), Луна — второе по яркости и меняющее свой лик ото дня ко дню светило, оно замыкает свой небесный круг за месяц, и именно благодаря Луне мы имеем в своей календарной системе такую временную единицу. Далее — пять ярких и блуждающих светил, оказавшихся огромными шарами, светящимися отраженным (как и Луна) солнечным светом, медленно совершали свои движения с разной скоростью: Меркурий — Бог торговли и обмана — этот был, как и положено, шустрее всех; Венера — богиня Любви и Красоты (и это чистая правда — оторвать взор от сияния в сумеречных небесах «Вечерней Звезды» очень трудно, невозможно) — она хоть и отстает от Меркурия, но тоже очень быстра; Марс — Бог Войны — отличается заметной кровавой, вызывающей окраской, и движется уже медленно, и слава богу — очевидно, что у древних, придумавших эти параллели, быстрее зажигались чувства любви, чем месть и обида. Две последних из известных тогда планет — Юпитер и Сатурн — откровенно едва ползут и за жизнь человеческую делают лишь несколько оборотов. В XVII веке к этому хороводу небесных объектов добавилась лишь Земля, но для человечества это было очень важным событием в процессе осмысления своего положения во Вселенной — это положение стало рядовым, ничем не выделенным, Впрочем, как я не раз говорил уже сегодня, ничего в мире не случается в один день, и мирилась общественность с потерей своего центрально-космического положения довольно долго.

В самом начале XVII века произошло еще одно важно событие в астрономии — итальянец Галилео Галилей создал первый в истории телескоп и применил его в наблюдениях. Результаты были революционны — действительно, планеты оказались подобны Земле — на Луне обнаружились горы, Венера меняла фазы, а Юпитер оказался окруженным свитой из 4-х спутников, что свидетельствовало об относительности любого из предполагаемых центров во Вселенной. Таким образом в составе Солнечной системы начали прибавляться новые небесные жители, в данном случае таковыми оказались спутники Юпитера (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто), но главное — человечество стало зорче, и это открыло новые возможности в изучении окружающего мира, а в частности, с помощью точных оптических приборов стало возможным измерение параллаксов и получение представления о расстояниях до планет — далеко ли они от нас находятся — раньше об этом можно было только догадываться.

Будет не лишним упомянуть о размерах планетных орбит. С момента вселения Земли на третий уровень в порядке исчисления от Солнца, в астрономии появилась очень важная и удобная единица измерения расстояний — одна астрономическая единица — среднее расстояние от Земли до Солнца (150 миллионов километров, приблизительно). Радиусы других планетных орбит различались очень значительно, например Меркурий в среднем был ближе к Солнцу чем Земля в два с половиной раза, а Сатурн — в 10 раз дальше. И по этому поводу просто необходимо вспомнить об одном интересном математическом наблюдении.

С древнейших времен человечество пыталось не только получить информацию об окружающем мире, не только узнать что и как, но понять почему — осознать, разобраться в причинах и закономерностях. Так же и с размерами планетных орбит — многие астрономы не только пытались измерить параметры орбит, но и понять, по какому закону и подчиняясь каким правилам они сложились именно такими. В второй половине XVIII задача поддалась двум очередным немецким Иоганнам — Иоганну Тициусу и Иоганну Боде. Суть наблюдения вот в чем: Давайте выпишем в ряд такие числа:

         0, 3, 6, 12, 24, 48, 96

это (если не брать во внимание первое число) — обычная геометрическая прогрессия с первым членом равным тройке и коэффициентом равным двум (каждый следующий член прогрессии, после этой тройки, в два раза больше предыдущего). Теперь прибавим к каждому члену нашей прогрессии число 4. Получим:

         4, 7, 10, 16, 28, 52, 100

далее правило Тициуса-Боде (его назвали в честь этих двух астрономов-математиков) предлагает поделить каждый член прогрессии на 10, но и без этого уже видно, что получившийся ряд чисел кратен радиусам планетных орбит. Посмотрите сами:

           4 ( 0,4) — радиус орбиты Меркурия
           7 ( 0,7) — радиус орбиты Венеры
          10 ( 1,0) — радиус орбиты Земли
          16 ( 1,6) — радиус орбиты Марса
          28 ( 2,8) — ...
          52 ( 5,2) — радиус орбиты Юпитера
         100 (10,0) — радиус орбиты Сатурна

Правило работало довольно точно, расстояния совпадали с точностью до 1/10 астрономических единиц и лишь одно звено в цепочке чисел выдавало эмпирическую природу этой закономерности, ведь на орбите с радиусом в 2,8 астрономической единицы нет никакой планеты! А раз так, и правило оказалось не абсолютным, ему в свое время (1766-1772) не придали большого значения.

В 1781 году английский музыкант (по профессии) и астроном (по увлечению) Уильям Гершель исследовал небо в самодельный телескоп и обнаружил, как ему показалось, доселе неизвестную туманность — слабое, чуть зеленоватое пятно маячило где-то среди звезд созвездия Тельца. От ночи к ночи оно немного смещалось и Гершель принял его за комету, о чем и сообщил в Английское Королевское Общество. Вскоре, по результатам наблюдений других астрономов и вычислению орбиты вновь открытого небесного тела, оказалось, что Гершель обнаружил планету, далекую и огромную — сравнимую по размерам с Сатурном или даже Юпитером. Это было сенсационное открытие, ведь за последние несколько тысяч лет в числе известных планет увеличения не происходило (если, конечно, не считать провозглашения планетой самой Земли!), а тут — раз — и такое открытие!

Тут-то астрономы вспомнили о казавшемся им сомнительным правиле Тициуса-Боде и решили продолжить ряд:

         0, 3, 6, 12, 24, 48, 96, 192

         4, 7, 10, 16, 28, 52, 100, 196

— Уран (так назвали новую планету) оказался точно на орбите предсказанной правилом (19,22 а.е — современное значение).

Это обстоятельство заставило астрономов отнестись к правилу Тициуса-Боде серьезнее и задуматься теперь и о пустующей орбите с радиусом в 2,8 астрономической единицы. И действительно, совсем скоро была обнаружена малая планета Церера (1801 г.) находящаяся точно на этой орбите. Тициус и Боде получили заслуженное признание, а астрономы, наоборот, потеряли комплекс ощущения того, что все планеты в Солнечной системе давно открыты.

С этим ли в связи или по другим причинам, но открытия малых планет посыпались как снег зимой в России за Уралом. Их стали открывать пачками, и соответственно стали немного иначе к ним относиться — что это за планеты такие, которых за несколько лет открыли 4 — то столетиями не было ничего нового, то — в год по планете. Статус подобных объектов пришлось пересмотреть и вся эта «каменистая мелочь» была обобщена в класс малых планет. И «населением» этот класс только прибывал. Редкий год астрономы не открывали новую малую планету.

Правда, надо признать и то, что далеко не все малые планеты (или по другому — астероиды) соответствовали правилу Тициуса-Боде. Стали встречаться такие объекты (и все чаще) у которых орбиты вообще никакому правилу не подчиняются и больше похожи не на планетные, а на кометные орбиты. Впрочем, до комет мы еще доберемся. Важно сейчас то, что открытие пояса астероидов (значительная часть тел которого обращается по классическим астероидным орбитам в рамках правила Тициуса-Боде) одновременно и подтвердило это правило и тут же поставило на нем крест.

Когда многочисленные открытия малых планет уже набили оскомину астрономам, те перевели свой взор на недавно открытый Уран. Что-то с ним было не так. Уран — далекая и медленная планета. Чтобы вычислить в точности орбиту такой планеты требуется время. И вот оно прошло, были получены точнейшие измерения и произведены необходимые вычисления. И тут оказалось, что Уран идет немного «не по расписанию».

В чем это выражалось? — Ну, представьте себе, что согласно измеренным параметрам орбиты и определенным вычислениям астрономы утверждают, что, допустим, через месяц планета Уран будет находиться в таком-то созвездии, в точке с такими-то координатами. Проходит этот месяц, наблюдатели вновь измеряют положение Урана на небесной сфере, и к немалому удивлению ученых мужей всего мира обнаруживается, что Уран почему-то находится немного в другом месте.

Надеюсь, Вы понимаете, что в науке не допускаются всякие «немного», да «чуть-чуть». Либо в теории все в порядке и положение планеты предвычисляется в пределах точности измерений, либо надо менять теорию. И второе «либо» было страшным, ибо оно недвусмысленно намекало на неверность главного из законов Вселенной — Закона Всемирного Тяготения — ведь на основе него в астрономии вычисляется всё, и если формула выведенная Ньютоном еще в 1687 году не абсолютна, то все труды астрономов за последние полтора столетия можно смело кидать в корзину, и все изыскания начинать сначала, а этого очень не хотелось.

Что тут скажешь? — Уран преподнес астрономам очень неожиданный сюрприз. Если вначале отклонения его положения от расчетных значений как-то можно было списать на неточность определения орбиты, то дальше объяснить расхождение теории и практики было нечем… если только не существовало бы поблизости какого-то другого массивного небесного тела, отклоняющего (или как говорят астрономы — «возмущающего») своим тяготением движение Урана от его «законной» орбиты.

Это была смелая идея для XIX века. Автор идеи — Алекс Бувард — не решился на вычисления и определение положения такого тела, полагая, что задача очень сложна, если вообще разрешима. Тем не менее за эту же задачу взялись независимо два астронома — Джон Адамс (англичанин) и Урбен Жозеф Леверье (француз). Адамс приступил к расчетам раньше и занимался ими несколько лет, и в 1843 году представил их Джорджу Эйри — королевскому астроному Великобритании, который не отнесся к вычислениям серьезно. Очевидно английская консервативность не позволила главнейшему из астрономов страны допустить, что планеты можно открывать и за письменным столом. И работа Адамса была отвергнута. Сам же Джон Адамс, будучи человеком скромным, не стал настаивать и добиваться проверки своих вычислений. Параллельно с этим, но двумя годами позже, Леверье выполнил свои расчеты и почему-то тоже отправил их в Англию — в Кембриджскую Обсерваторию — с просьбой поискать в предполагаемом районе неба слабосветящийся звездообразный объект. Пару месяцев в Кембридже что-то там искали, но ничего не нашли, но по большей части от того, что просто отложили обработку наблюдений на неопределенный срок. И Леверье пришлось обратиться в Берлин, где по распоряжению директора обсерватории Иоганна Галле новая планета была обнаружена всего через один час поисков студентом Гейнрихом д’Арре.

Открытие Нептуна «на кончике пера» стало триумфом науки и очередным подтверждением справедливости Закона Всемирного Тяготения. Добавлю, что и в отношении Джона Адамса была восстановлена справедливость, и уже после открытия Нептуна его расчеты были опубликованы, а Урбен Жозеф Леверье вынужден был признать их более точными и разделил с Адамсом славу сооткрывателя.

Если бы это было все…

С той первой ночи, когда в виде слабой звездочки 8-й звездной величины был открыт Нептун (название планеты менялось неоднократно в самых широких пределах, вплоть до попыток дать ей название «Леверье» в честь понятно кого) астрономы принялись вычислять элементы его орбиты и вскоре — О Ужас! — обнаружилось, что даже Нептун в полной мере не объясняет отклонения в движении Урана и сам тоже непонятным образом отклоняется от расчетной траектории.

Были ли эти отклонения столь значительны на самом деле или просто астрономам захотелось открыть еще одну планету на кончике пера — это сейчас трудно комментировать, но эту идею подхватили сразу несколько обсерваторий и вслед за грандиозными расчетами начались не менее грандиозные поиски новой — транснептуновой планеты. Долгое время такие поиски не приносили открытий и вскоре были свернуты — они все больше походили на поиск иголки в стоге сена — попробуй найти слабую (гораздо более слабую чем Нептун) похожую на звезду планетку среди миллионов таких же по яркости звезд.

С заметным постоянством поиски продолжал только Персиваль Лоуэлл — бостонский богач, вложивший немало средств в строительство собственной обсерватории и в работу по обнаружению «Планеты Икс». Положение на небе этой предполагаемой планеты было предвычислено еще Уильямом Генри Пикерингом в 1909 году, но вплоть до самой смерти Персиваля Лоуэлла в 1916-м ничего похожего на далекую планету обнаружено не было, а тотчас, как спонсор проекта умер, его вдова решила продать обсерваторию и 10 лет длилась судебная тяжба в итоге которой скорбящая Констанция Лоуэлл так ничего и не получила.

Обсерватория возобновила свою работу лишь в 1929 году, и тут на удачу рядом оказался молодой лаборант — Клайд Томбо, который как и Лоуэлл бредил «Планетой Икс». Именно ему и поручил всю эту рутинную работу новый директор обсерватории Весто Слайфер. Клайду предстояло всякую ясную ночь фотографировать на фотопластинки области неба предложенные Пикерингом, повторять фотографирование тех же областей через 2 недели (дав предполагаемой планете немного сместиться среди звезд), после чего — заниматься тщательным сравнением изображений. Лаборант усугубил и без того кропотливую и трудную задачу — он расширил границы поисков, чтобы уж наверняка обнаружить «Планету Икс», и начал фотографические поиски с самых дальних от предполагаемого района областей.

Примерно через год, разобравшись с окраинами и добравшись до рекомендованного района неба, в непосредственной близости от расчетной точки Клайд Томбо обнаружил звездоподобный объект с похожими характеристиками — подходящей яркостью, ожидаемой скоростью смещения. Дальнейшие измерения показали, что объект движется по близкой к расчетной орбите и таким образом открытие 9-й планеты Солнечной системы подтвердилось.

Правда, никак не было понятно — это ли тело производило гравитационные возмущения в движении Урана и Нептуна? Это и невозможно было понять, пока не стала известна масса планеты уже получившей название Плутон (в честь римского бога подземного царства аналогичного греческому Аиду и очень символично-удачно сочетающееся с положением самой дальней из известных планет — на краю Солнечных владений). В 1978 году астрономам посчастливилось открыть спутник Плутона и благодаря этому узнать массу системы «Плутон + Харон (спутник)», а вместе с ней — страшную правду — масса Плутона вместе со спутником оказалась крайне мала по планетным масштабам, что он никак не мог возмущать своим гравитационным присутствием ни Уран, ни Нептун, да и на полноценную планету Плутон никак не тянул по своим параметрам — все новые исследования и измерения говорили о том, что перед нами типичная малая планета.

К этому времени астрономам удалось открыть несколько подобных Плутону объектов на задворках Солнечной системы и все они двигались по схожим с Плутоном орбитам, а Плутон был среди них лишь самым крупным (ведь все относительно, и крохотный Плутон тоже может быть больше некоторых астероидов) и известным объектом так называемого Пояса Койпера — еще одного пояса астероидов, но за пределами орбиты Нептуна.

В 2003 году сотрудники Паломарской Обсерватории открыли в Поясе Койпера объект более крупный, чем Плутон (на тот момент открытое тело считалось крупнее Плутона). Планетку назвали Эрида, и какое-то время она считалась 10-й планетой Солнечной системы. Но — не долго, потому, что накопившиеся противоречия в астрономической номенклатуре привели к пересмотру понятия «Планета», и в 2006 году на собрании Международного Астрономического Союза и Плутон и Эрида были торжественно изгнаны из класса планет. Для подобных объектов был утвержден новый класс — карликовая планета или Плутоид. К этому классу ныне относят Плутон, Эриду и Цереру — первый из открытых астероидов (если еще помните). А все, что еще мельче их — по прежнему относится к астероидам. Таким образом за последние годы количество больших планет в Солнечной системе не прибавилось, а даже убавилось и теперь их только 8!

Ну, а как же — спросите Вы — те самые гравитационные возмущения, что претерпевали Уран и Нептун со стороны неизвестного массивного тела? — Да никак! Безусловно, астрономы не раз предпринимали попытки найти то самое виновное в отклонениях массивное тело (а, скажу я Вам, очень многим из них Плутон давным-давно казался крайне несостоятельным по этой части). Но, ничего не нашли подходящего. В процессе подобных поисков и исследований были открыты множество астероидов, комет, переменных звезд, но что-то претендующее на гордое звание «Большая Планета Солнечной системы» так и не нашлось. Это при том, что все наше многозвездное небо было обфотографированно самыми светосильным камерами вдоль и поперек многократно и внимательно.

С другой стороны, за эти же последние годы были немного пересмотрены методики расчета положений планет с учетом гравитационных возмущений друг на друга. И оказалось, что вроде бы все в порядке, и нет уже более никаких неучтенных возмущений — и Уран, и Нептун двигаются теперь по своим расчетным орбитам без опозданий и опережений. А раз так, то вся эта история с Плутоном — чистой воды недоразумение, и мы долгих 75 лет величали космическую каменюгу планетой по ошибке в расчетах… Что ж… бывает…

Но планеты, это еще далеко не все, что населяет Солнечную систему.

Я уже упоминал об открытии Галилео Галилеем 4-х спутников планеты Юпитер (1608 год) при помощи своего первого в истории телескопа. Подобные открытия вскоре стали систематическими, и у Марса были открыты 2 спутника (кстати говоря, они — Фобос и Деймос — были в значительной степени предугаданы учеными — по принципу: «раз у Земли спутник один (Луна), а у Юпитера четыре, то у Марса просто обязаны найтись два спутника. И нашлись, но к настоящей науке это предугадывание отношения не имеет»), у Сатурна очень скоро спутников обнаружилось больше чем у Юпитера, а у вновь открытых Урана, Нептуна и Плутона спутники, хоть и не так скоро и много, но тоже в обязательном порядке отыскались. История со спутниками планет обрела второе дыхание в эпоху исследования планет-гигантов с помощью космических аппаратов и сейчас даже страшно подумать сколько десятков «сателлитов» у каждого из этих газо-жидких планет. Кроме того, у всех планет-гигантов были открыты кольца — тоже своего рода спутники, но крайне многочисленные, мелкие и равномерно распределенные в пределах некоторого пространства.

В процессе исследования движения и эволюции спутников планет оказалось, что некоторые из них были захвачены гигантами, а в прошлом это — типичные представители пояса астероидов. Нашлись также и примеры потери спутников и по всей видимости Плутон некогда был спутником Нептуна, но со временем «сбежал» и стал самостоятельным объектом Солнечной системы. Об этом свидетельствует орбитальный резонанс периодов обращения Нептуна и Плутона. Похожая ситуация предполагается в обоюдном прошлом Венеры и Меркурия — есть предположение, что Меркурий — это утерянный Венерой спутник.

Также астрономы предрекают в отдаленном будущем освобождение Луны от гравитационной связи с Землей — Луна ежегодно удаляется от нашей планеты на 4 сантиметра. И скорость удаления только увеличивается. Но «сбежит» от Земли Луна очень не скоро — при нас этого точно не случится.

Согласно ряду моделей, Луна не покинет сферу гравитационного влияния Земли вовсе, а её удаление прекратится с достижением вращательно-осевого резонанса, в результате которого не только Луна будет смотреть на Землю лишь одной своей стороной, но и Земля на Луну — тоже.

Долгое время и даже в телескопическую эпоху исследования небес был целый класс объектов, к которым астрономы не знали как подойти. Это — кометы. Безусловно, кометы были видны преимущественно ночью и среди звезд, но вот причислить их к космическим объектам удалось далеко не сразу — уж очень непредсказуемо вели себя кометы, вид имели ни на что не похожий, и во многом смахивали на явления атмосферные — ну, может это облака такие, ведь и атмосферу Земли мы изучили не сразу всю — кто их знает…

Внезапно разгораясь в ночи, распуская павлиний хвост, кометы ярко демонстрировали свою непланетную природу, как в отношении внешнего вида, так и — характера движения. В те далекие годы, когда астрономы искали им место в своей науке, было немыслимым признать, что какие-то небесные тела могут двигаться по таким — совсем не круговым траекториям. А поскольку появления комет были кратковременны, то изучить хоть одну из них ученые не успевали — только она появится, как ее уже нет.

Первым предположил, что кометы являются полноправными членами Солнечной системы, английский астроном и математик Эдмунд Галлей. Галлей проанализировал упоминания о появлениях всех известных в то время комет (в том числе и в древних сказаниях и преданиях разных народов) и обнаружил, что среди разнородных и неповторяющихся примеров есть одно устойчивое повторение с периодом в 75-76 лет. Ученый предположил, что это одна и та же комета, периодически возвращающаяся к Солнцу. Он осмелился предсказать ее очередное возвращение в 1758 году. Сам Эдмунд Галлей до подтверждения своего пророчества не дожил — он умер в 1742 году — за 16 лет до возвращения кометы названной впоследствии его именем. Его расчеты оказались верными, орбита кометы вычисленная Галлеем значительно отличалась от всех известных тогда орбит небесных тел — она оказалась очень и очень вытянутым эллипсом, в одном из фокусов которого находилось Солнце, а второй фокус находился далеко за орбитой Сатурна.

Впоследствии такая характерная черта кометных орбит подтверждалась в отношении большинства комет, но также нашлись исключения — некоторые кометы двигаются по почти круговым орбитам, а есть и те, чьи орбиты представляют незамкнутую кривую и путь их лежит в бесконечность — совершая крутой вираж около Солнца они уходят из Солнечной системы навсегда, никогда больше не возвращаются и может быть случайно развернут свой хвост только в планетной системе другой звезды…

Откуда берутся эти тела Солнечной системы? Происхождение комет — и по сей день вопрос нерешенный, и есть мнение, согласно которому, кометы прилетают в пределы Солнечной системы из межзвездных просторов (так же как некоторые улетают туда). Но все же более правдоподобной считается сейчас гипотеза о том, что на самых дальних окраинах Солнечной системы, далеко за пределами орбит Плутона и Эриды, есть так называемое Облако Оорта (развил гипотезу о существовании этого образования Солнечной системы голландский астрофизик Ян Оорт) — там во хладе абсолютного нуля по Кельвину медленно дрейфуют ледяные ядра потенциальных комет. Они бы дрейфовали там вечно, но, возможно близко проходящие звезды (ведь речь уже зашла о поистине межзвездных расстояниях — размеры Облака Оорта оцениваются в пару световых лет) своим (уже и Вам известным) гравитационным возмущением нарушают равновесие в движении этих ледяных глыб, и глыбы срываются с круговых дальних орбит, устремляясь в центральные части Солнечной системы, проще говоря — падают на Солнце. Но при падении они развивают скорости, упасть с которыми на Солнце нельзя — кометы промахиваются, совершают разворотный вираж по сверхвытянутому эллипсу и возвращаются обратно в свое облако с тем, чтобы затормозившись в нем на сотни или тысячи лет вновь начать свое падение к Солнцу…

Некоторые из таких ледяных кометных ядер при кратких визитах во внутреннюю часть Солнечной системы пролетают мимо Юпитера, Сатурна и других планет-гигантов, и те своим притяжением меняют кометную орбиту — она становится менее вытянутой, а период обращения по ней — короче. Так, по всей видимости, и завелись тут все короткопериодические кометы, что нам известны.

Приближаясь к Солнцу кометное ядро разогревается, вскипает и из него в виде хвоста устремляются прочь гонимые солнечным ветром (так называется в широком смысле солнечная радиация, солнечное излучение, в том числе и световое) мельчайшие и многочисленные частицы-пылинки, что когда-то вмерзли в это ядро. А при удалении от Солнца поток частиц прекращается — ядро остывает. И так каждый раз, при каждом возвращении к Солнцу. Надо ли говорить, что за некоторое количество таких возвращений комета «выдыхается», разрушается, теряет способность отращивать хвост. Именно по этой причине давно известные нам кометы (и Галлея в их числе) уже не представляют собой былого фейерверка. Зато иногда радуют новые гостьи внезапно свалившиеся на нас из Облака Оорта.

Орбиты старых, «потрепанных» комет наполняются кометной пылью и если случается нашей планете пройти вблизи такой запыленной кометной орбиты, то мы видим метеорный поток — периодически вспыхивающие, пролетающие среди звезд и гаснущие искорки — это в атмосферу Земли влетела частичка кометы. Размер такой частички обычно с бусинку или булавочную головку и она не долетает до поверхности — сгорает в верхних слоях атмосферы. Бывает, конечно, что от кометы отвалится что-нибудь покрупнее. Тогда, если это камешек с кулак, этот обломок может выпасть на поверхность Земли в виде метеорита. Тунгусский метеорит феномен тоже, по всей видимости, был просто крупным обломком одной из разрушающихся комет, но такие метеориты — редкость.

Чтобы закончить перечисление современного актуального населения Солнечной системы надо обязательно вспомнить и об объектах искусственного происхождения — космических аппаратах, счет коих уже пошел на десятки тысяч и это не предел. Человечество за полвека космической эры вывело на околоземные и межпланетные орбиты тонны и даже сотни тон отработавшего свое космического мусора, и не считаться с этим уже невозможно. Именно поэтому сейчас всеми космическими службами ведется учет и мониторинг всего того, что болтается в космосе — без этого вряд ли возможны безопасные новые старты — ведь, не ровен час, можно столкнуться с каким-нибудь спутником или станцией, которая отработала свое, сигналов не подает, но опасность для пилотируемых кораблей представляет. Некоторые из земных автоматических станций ушли из Солнечной системы в пассивное межзвездное плавание, и могут быть обнаружены жителями планетных систем других звезд. И хотя такое обнаружение маловероятно, эти аппараты в свое время были снабжены специальными картинами рассказывающими о Земле и ее жителях.

Правда, никто сейчас не возьмется однозначно и утвердительно ответить на такой вопрос: «А хорошо ли то, что о нас узнают жители других миров?» — кто может точно сказать, чем может нам обернуться новое космическое знакомство…

Пришло время подвести итог краткому поверхностному обзору нашей космической среды обитания — Солнечной системы.

Что мы о ней узнали?

В Солнечной системе на сегодняшний день известно 8 больших планет. Четыре из них относится к планетам Земной группы, еще Четыре — к Планетам-Гигантам. Вокруг некоторых планет есть спутники и кольца. Кроме больших планет в Солнечной системе есть малые планеты и карликовые планеты — последние находятся в среднем положении между большими и малыми планетами. Количество известных сегодня малых и карликовых планет исчисляются сотнями тысяч и большая часть их еще не открыта. К числу малых тел Солнечной системы вместе с малыми и карликовыми планетами причисляются кометы. Большинство из них вращаются по очень вытянутым эллиптическим орбитам, но есть и те, что движутся почти по кругу и так же по параболам и гиперболам — незамкнутым траекториям. Кометы разрушаются и становятся источником метеорного вещества, которым заполнено в той или иной степени все пространство Солнечной системы. Метеорное вещество также может образовываться при столкновениях малых планет, но пока наука ни одного такого столкновения не наблюдала, а вот выпадения комет и малых планет на поверхность больших планет случаются, не так давно астрономы наблюдали падение кометы на Юпитер. Земля в этом смысле ничем Юпитера не хуже, тем более, что комет в Облаке Оорта на всех хватит. Последние 50 лет просторы Солнечной системы бороздят рукотворные космические тела — их становится все больше. Это и хорошо (с точки зрения познания Вселенной, ведь многие космические аппараты имеют исследовательское назначение), и плохо (с точки зрения засорения космического пространства) одновременно.

И последние мои слова в этой статье будут посвящены тому, чего в Солнечной системе нет или пока не обнаружено.

Нет или не обнаружено пока никаких планет типа Вулкан, Прозерпина (столь активно эксплуатируемых астрологами в своих прогнозах будущего), а так же мифической планеты Нибиру, известной лишь по летописям индейцев Майя (вольно истолкованным журналистами и уфологами-любителями) — это при том, что наука потратила не одно столетие на поиски хоть чего-то на это похожего. Но — нет — не нашла.

Нет в Солнечной системе других звезд, созвездий, галактик, квазаров и черных дыр — все это объекты столь дальнего космоса, что в Солнечной системе им не найдется места. Или не нашлось бы в ней места нам, но раз мы живы и не засосало нас в черную дыру, то и о Нибиру лишний раз нам беспокоиться не стоит.

Музыкальное приложение к статье

Я долго думал, какую музыку здесь уместно прикрепить? У меня не было альбома прямо о всех планетах Солнечной системы. Правда, в свое время я написал музыкальный альбом, посвященный Меркурию, а еще — Солнцу. Оба они относятся в моему музыкальному проекту «Парад планет». И был однажды даже такой одноименный концерт… Вот его я и решил сюда добавить.

Это концертная запись, со свойственным концертам — далеко не идеальным — звуком. Но, возможно, это самый интересный из моих концертов. Он состоялся довольно давно — в декабре 2003 года, а еще два года спустя вышел двойной CD — на эту статью точно хватит.

Приятного Вам прочтения и прослушивания, Друзья!

Солнечная система – это планетная система, состоящяя из Солнца в её центре и тел, вращающихся вокруг него. Система состоит из 8 (ранее 9) планет, около 170 известных планетных спутников, бесчисленного количества астероидов, комет и других ледяных тел и огромные просторы разреженного газа и пыли, которая известна как межпланетная среда.

Солнце, Луна и самые яркие планеты были видны невооруженным глазом древних астрономов. Их наблюдения и расчеты движения этих тел дали начало науке астрономии. Сегодня объем информации о движении, свойствах и составе планет, более мелких тел возрос до огромных размеров. Спектр наблюдательных приборов расширился далеко за пределы Солнечной системы до других галактик и края известной вселенной. Однако Солнечная система и ее внешняя граница все еще представляют собой предел нашей физической досягаемости и она остаются ядром нашего теоретического понимания космоса.

Запущенные с Земли космические зонды и посадочные аппараты собрали данные о планетах, спутниках, астероидах и других телах. Эти данные были добавлены к измерениям, собранным телескопами и другими приборами, а также пробам, полученным из метеоритов, лунных пород, которые были в распоряжении ученых. Вся эта информация тщательно изучается в попытках понять в деталях происхождение и эволюцию Солнечной системы.

Состав Солнечной системы

Расположенное в центре Солнечной системы и влияющее на движение всех остальных тел посредством своей гравитационной силы, Солнце само по себе содержит более 99% массы системы. Планеты в порядке их удаленности от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Четыре планеты от Юпитера до Нептуна – имеют кольцевые системы. Все планеты, кроме Меркурия и Венеры, имеют один или несколько спутников. Плутон официально он числился среди планет с тех пор, как был обнаружен в 1930 году на орбите за Нептуном. В 1992 году ледяной объект был обнаружен еще дальше от Солнца, чем Плутон. За этим последовало много других подобных открытий, в том числе объект под названием Эрида. Эта карликовая планета была, по меньшей мере, такой же большой, как Плутон. Стало очевидно, что Плутон был просто одним из самых крупных членов этой новой группы объектов, известной как пояс Койпера. Соответственно, в августе 2006 года Международный Астрономический Союз (МАС)  проголосовала за отмену планетарного статуса Плутона и отнесение его к новой классификации под названием карликовая планета. 

Любой естественный объект Солнечной системы, кроме Солнца, планеты, карликовой планеты или Луны, называется малым телом. К ним относятся астероиды, метеороиды и кометы. Большинство из нескольких сотен тысяч астероидов или малых планет, вращаются между Марсом и Юпитером в почти плоском кольце. Это место называется поясом астероидов. Осколки астероидов и других мелких частиц твердого вещества (размером менее нескольких десятков метров в поперечнике) часто называют метеороидами, чтобы отличить их от более крупных астероидных тел.

Несколько миллиардов комет Солнечной системы находятся в основном в двух областях системы. Более удаленное место, называемое облаком Оорта, представляет собой сферическую оболочку, окружающую Солнечную систему на расстоянии приблизительно 50 000 а.е., а это более чем в 1 000 раз превышает расстояние до орбиты Плутона. Другая облась – пояс Койпера, представляет собой толстую дискообразную зону, основная концентрация которой простирается на 30-50 а.е.от Солнца, за орбитой Нептуна, но включает в себя часть орбиты Плутона. (1 а.е. – это расстояние от Земли до Солнца, равная около 150 млн км).

Орбиты космеческих тел

Все планеты, скалистые астероиды и ледяные тела в поясе Койпера движутся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам в том же направлении, что и Солнце. Это движение называется прогрессирующим или прямым движением. Наблюдатель, смотрящий за системой с высоты, расположенной над северным полюсом Земли, обнаружил бы, что все эти орбитальные движения направлены против часовой стрелки. В отличие от этого, ядра комет в облаке Оорта находятся на орбитах, имеющих случайные направления, соответствующие их сферическому распределению вокруг плоскости планет.

Форма орбиты объекта определяется в терминах его эксцентриситета. Для идеально круглой орбиты эксцентриситет равен 0. С увеличением удлинения формы орбиты эксцентриситет увеличивается до значения 1. Из восьми планет Венера и Нептун имеют наиболее круговые орбиты вокруг Солнца с эксцентриситетами 0,007 и 0,009 соответственно. Меркурий имеет наибольший эксцентриситет равный 0,21, а карликовая планета Плутон имеет 0,25 и еще более эксцентрична. Еще одним определяющим признаком орбиты объекта вокруг Солнца является её наклон, то есть угол, который она образует с плоскостью земной орбиты – эклиптикой. Опять же, из всех планет наибольший наклон имеет Меркурий, его орбита лежит под углом 7° к эклиптике, орбита Плутона, по сравнению с ним, имеет гораздо более крутой наклон 17,1°. Орбиты малых тел обычно имеют как более высокие эксцентриситы, так и более высокие наклоны, чем орбиты планет. Некоторые кометы из облака Оорта имеют наклон более 90°, а это говорит о том, что их движение вокруг Солнца, противоположно вращению Солнца или ретроградно.

Планеты и спутники Солнечной системы

8 планет можно разделить на две различные категории на основе их плотности (массы на единицу объема). 4 внутренние или земные планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Они имеют каменистый состав и плотность более 3 г/см³. (Плотность воды составляет 1 г/см³). 4 внешние планеты, газовые гиганты:Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун представляют собой крупные объекты с плотностью менее 2 г/см³. Они состоят главным образом из водорода и гелия (Юпитер и Сатурн) или изо льда, камня, водорода и гелия (Уран и Нептун). Карликовая планета Плутон уникальна – это ледяное тело низкой плотности, меньшее, чем наша Луна. Плутон больше похож на кометы или на большие ледяные спутники внешних планет, чем на саму планету. Его нахождение в составе пояса Койпера объясняет эти аномалии.

Относительно небольшие внутренние планеты имеют твердую поверхность, не имеют кольцевых систем и имеют мало или вообще не имеют спутников. Атмосферы Венеры, Земли и Марса состоят из значительного процента окисленных соединений, таких как углекислый газ. Среди внутренних планет только Земля обладает сильным магнитным полем, которое защищает ее от враждебной среды. 

4 гигантские внешние планеты намного массивнее планет земной группы и имеют огромную атмосферу, состоящую в основном из водорода и гелия. Однако, у них нет твердой поверхности, а их плотность настолько мала, что один из них, Сатурн, действительно плавал бы в воде. Каждая из внешних планет имеет магнитное поле, кольцевую систему и множество известных спутников. У Плутона нет известных колец и только 5 известных лун. Несколько других объектов пояса Койпера и некоторые астероиды также имеют свои собственные спутники.

Большинство известных спутников движутся вокруг своих планет в том же направлении, что и планеты вокруг Солнца. Они весьма разнообразны, представляя широкий диапазон окружающих сред. Спутник Ио вращается вокруг Юпитера и имеет интенсивный вулканизм на своей поверхности. Самый большой спутник Сатурна, Титан по размеру больше, чем планета Меркурий. Тритон движется по ретроградной орбите вокруг Нептуна, то есть в противоположном направлении от орбиты планеты вокруг Солнца. Температура на поверхности спутника составляет всего  -236 °C.

Астероиды и кометы Солнечной системы

Астероиды и кометы являются остатками процесса планетообразования во внутренней и внешней Солнечной системе соответственно. Пояс астероидов является домом для скалистых тел размером от самого большого известного астероида Цереры (также классифицируемого МАС как карликовая планета), диаметром примерно 940 км, до микроскопических частиц пыли, рассеянных по всему поясу. Некоторые астероиды движутся по траекториям, пересекающим орбиту Земли, что создает возможности для столкновений с планетой.

Редкие столкновения относительно крупных объектов (диаметром более 1 км) с Землей могут быть разрушительными, как в случае столкновения с астероидом, которое, как полагают, было ответственно за массовое вымирание видов в конце мелового периода 65 миллионов лет назад. Наблюдения с Земли, которые были подтверждены космическими аппаратами, показывают, что некоторые астероиды в основном металлические (главным образом железные), другие каменистые, а третьи богаты органическими соединениями, напоминающими углеродистые хондритовые метеориты. Астероиды, посещаемые космическими аппаратами, представляют собой объекты неправильной формы, испещренные кратерами. Некоторые из них сохранили очень примитивный материал с первых дней существования Солнечной системы.

Физические характеристики ядер комет принципиально отличаются от характеристик астероидов. Льды являются их основной составляющей, в основном замороженная вода, углекислый газ, окись углерода и метанол. Эти космические ледяные шары пронизаны каменной пылью и богатым разнообразием органических соединений. 

Кометы могут быть классифицированы в соответствии с их орбитальным периодом, временем, которое требуется для их обращения вокруг Солнца. Кометы, имеющие орбитальные периоды более 200 лет (и обычно гораздо большие), называются долгопериодическими кометами. Кометы, которые возвращаются через меньшее время, являются короткопериодическими кометами. 

Ядро типичной долгопериодической кометы имеет неправильную форму и несколько км в поперечнике. У неё может быть орбитальный период в миллионы лет, и она проводит большую часть своей жизни на огромных расстояниях от Солнца. Их орбиты могут быть наклонены в любом направлении. Напротив, большинство короткопериодических комет, особенно с периодом 20 лет и менее, движутся по более округлым орбитам вблизи плоскости Солнечной системы. Их источником считается гораздо более близкий пояс Койпера, которая лежит в плоскости Солнечной системы за орбитой Нептуна. Ядра комет в поясе Койпера были сфотографированы с Земли с помощью больших телескопов.

По мере того как кометы подходят близко к Солнцу, они нагреваются за счет солнечного нагрева и начинают выделять газы и пыль, которые образуют знакомые расплывчатые комы и длинные тонкие хвосты. Газ рассеивается в космосе, но частицы силикатов и органических соединений остаются на орбите Солнца по траекториям, очень похожим на траектории родительской кометы. Когда путь Земли вокруг Солнца пересекается с одной из этих пыльных орбит, происходит метеоритный дождь. Во время такого события ночные наблюдатели могут видеть десятки и сотни так называемых падающих звезд за один час. Хотя ночью можно наблюдать много случайных метеоров, во время метеорного дождя они происходят с гораздо большей скоростью. Даже в обычный день атмосфера Земли бомбардируется более чем 80 тоннами мелких астероидов и комет.

Общие характеристики
Возраст		4,5682±0,0006 млрд лет
Расположение		Местное межзвёздное облако, Местный пузырь, рукав Ориона, Млечный Путь, Местная группа галактик
Масса		1,0014 MСолнца
Ближайшая звезда		Проксима Центавра (4,21—4,24 св. лет) Система Альфа Центавра (4,37 св. лет)
Третья космическая скорость (вблизи поверхности Земли)		16,65 км/с
Планетная система
Самая отдалённая планета от Солнца		Нептун (4,503 млрд км, 30,1 а.е.)
Расстояние до пояса Койпера		~30—50 а.е.
Количество звёзд		1 (Солнце)
Количество известных планет		8
Число карликовых планет		5 подтвержденных
Число спутников		415 (172 у планет и 243 у малых тел Солнечной системы)
Число малых тел		более 700 000 (на ноябрь 2016 года)
Число комет		3441 (на ноябрь 2016 года)
Обращение вокруг галактического центра
Наклонение к плоскости Млечного Пути	60,19°
Расстояние до галактического центра	27 170 ± 1140 св. лет (8330 ± 350 пк)
Период обращения	225—250 млн лет
Орбитальная скорость	220—240 км/с

Post Views: 5 854