Преди няколко десетилетия полетът на човек в космоса беше фантазия. И днес не само изстрелването на пилотирани космически кораби стана реалност, но се появиха и първите космически туристи и се подготвят научни експедиции до други планети. Кой знае, може би някой бъдещ участник в полет до Марс сега чете този учебник. Но дори и това да не е така, информацията, съдържаща се в него, е необходима на всеки. Тя ще ви помогне да се почувствате като част от не само малкото селище, град и голяма държава, но и безкрайна Вселена с много галактики, една от които принадлежи на нашата слънчева система.
Нашият звезден дом е Слънчевата система. Планетата Земя е част от Слънчевата система, центърът на която е звездата Слънце. Това е огромна нажежена газова топка, състояща се от водород. Термоядрените реакции протичат вътре в слънцето, което води до освобождаване на огромно количество топлина и светлина. Температурата в недрата му достига 15 милиона градуса по Целзий! Нашата планета е във вечно студено и тъмно пространство и Слънцето осигурява необходимата енергия. Без слънчева топлина и светлина нямаше да има живот на Земята.
Нашата планета е нищожна в сравнение със Слънцето, като маково семе до голям портокал. Слънцето е по-масивно от всички "обитатели" на Слънчевата система взети заедно. Диаметърът му е 109 пъти по-голям от диаметъра на Земята. Силата на привличане на Слънцето - гравитацията - действа върху всички тела на Слънчевата система, принуждавайки ги да се въртят около нея в своите орбити.
Орбита (от латински "orbit" - пътека) е пътят, по който се движи всяко естествено или изкуствено небесно тяло. Слънчевата система включва осем планети. Те са разделени на земни планети (Меркурий, Венера, Земя, Марс) и планети-гиганти (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун).
Земни планети
И четирите земни планети са разположени близо до Слънцето. Те са малки по размер, състоят се от плътни скали и бавно се въртят около оста си. Те имат малко или никакви спътници: например Земята има един (Луната), Марс има два, а Меркурий и Венера нямат нито един. Тези планети нямат пръстени.
Първата планета в Слънчевата система е Меркурий. Тъй като е по-близо до други планети до Слънцето, то се върти около него за най-кратко време. Една година на Меркурий, тоест един оборот на планетата около Слънцето, се равнява на 88 земни дни.
Слънцето нагрява тази малка планета толкова много, че дневната температура на повърхността й достига +430 ° C. Но през нощта пада до -170 ° C. При такива условия съществуването на живи организми е изключено. Меркурий има толкова дълбоки кратери, че слънчевата светлина никога не достига до дъното. Там винаги е много студено. Той е много по-малък по обем от нашата Земя: от Глобусътможете да издълбаете 20 планети като Меркурий.
Венера е втората планета от Слънцето. По размер е като нашата Земя. Планетата е заобиколена от дебел слой въглероден диоксид. Тази плътна газообразна обвивка позволява на слънчевите лъчи да преминават и задържа топлината, като филм в оранжерия, без да я изпуска в космоса. Ето защо средна температураблизо до повърхността Венера е около 470 ° C.
Атмосферата се притиска към повърхността на Венера с огромна сила, почти 100 пъти по-голяма от земната атмосфера.
Земята е третата планета от Слънцето, единствената в Слънчевата система, на която има условия, благоприятни за съществуването на живот: наличие на атмосфера, съдържаща кислород; температура, необходима за развитието на живите организми; защитен озонов слой; течна вода, въглерод. Четвъртата планета от земната група е Марс. Масата му е 9,3 пъти по-малка от масата на Земята. Той има двама спътници.
Марс има повърхност с цвят на ръжда, защото почвата му съдържа много железен оксид. Марсианският пейзаж напомня бледооранжеви пустинни дюни, осеяни със скали.
Мощни бури често пренасят планетата. Те издигат толкова много ръждясал прах, че небето става червено. При тихо време има розов цвят.
Подобно на нас, сезоните се редуват на Марс, има смяна на деня и нощта. Марсианската година е два пъти по-дълга от земната. Червената планета, както я наричат учените, също има атмосфера, но не толкова плътна като Земята или Венера.
Гигантски планети
Планетите-гиганти (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) са разположени много по-далеч от Слънцето, отколкото земните планети. Най-отдалеченият от тях е Нептун: докато прави оборот около Слънцето, на Земята ще минат 165 години. Тези планети се наричат още газови гиганти, поради факта, че са почти изцяло съставени от газ и се различават по огромни размери. Например радиусът на Нептун е приблизително четири земни радиуса - девет, а на Юпитер е единадесет. Атмосферата на планетите-гиганти се състои главно от водород и хелий.
Газовите гиганти се въртят около оста си много по-бързо от земните планети. (Обърнете внимание на използването на термините „въртене“ и „обръщане“.) Ако Земята го прави пълен оборотоколо оста си за почти 24 часа, след това Юпитер - за 10 часа, Уран - за 18, и Нептун - за 16 часа.
Друга отличителна черта на планетите от тази група е наличието на много спътници. В Юпитер, например, учените са ги преброили 60. Привличането на този колос е толкова голямо, че той, като огромна прахосмукачка, привлича всички космически отпадъци: фрагменти от камъни, лед и прах, които образуват пръстени. Те се въртят около планетата и всеки газов гигант има. Когато се гледа в телескоп, яркият светещ пръстен близо до Сатурн се вижда особено ясно.
Малки тела на Слънчевата система
В допълнение към планетите и техните спътници, Слънчевата система включва голям брой малки планети - астероиди (от гръцки "aster" - звезда), което на руски означава "подобен на звезда".
Повечето от тях се въртят около Слънцето и образуват астероиден пояс, разположен между орбитите на Марс и Юпитер. Както предполагат астрономите, това са фрагменти от разрушена планета или строителен материал за никога не образувано небесно тяло. Астероидите нямат добре дефинирана форма, те са камъни, понякога с метал.
В Слънчевата система има и метеорни тела - фрагменти от скали с различни размери. Избухвайки, те стават много горещи в резултат на триене във въздуха и изгарят, докато проследяват ярък удар в небето - това са метеори (в превод от гръцки - реещи се във въздуха). Фрагментите от метеоритно тяло, които не са изгорели в атмосферата и са достигнали повърхността на Земята, се наричат метеорити. Масата на метеорита може да варира от няколко грама до няколко тона. Един от най-големите - Тунгусският метеорит в началото на миналия век падна на територията на нашата страна в центъра на Сибир.
Слънчевата система включва и комети (от гръцки "comete" - дългокоси). Те се въртят около Слънцето по силно удължени орбити. Колкото по-близо е кометата до Слънцето, толкова по-висока е скоростта на нейното движение. Той има ядро, което се състои от замръзнали газове или космически прах. При приближаване до Слънцето материалът на ядрото се изпарява, започва да свети и след това "главата" и "опашката" стават видими в "космическия скитник". Най-известната от тях - Халеевата комета - се приближава до Земята на всеки 76 години. В древни времена подходът му предизвиквал суеверен ужас сред хората. Днес учени от цял свят изучават този удивителен астрономически феномен с интерес.
С помощта на радиотелескопи, специални камери, оборудвани със светлинни филтри, астрономите получават нова информация за Слънцето, планетите от Слънчевата система, астероидите и други космически тела.
Слънчевата система е система от космически тела, включваща в допълнение към централното светило - Слънцето - осем големи планетиобикалящи около него, техните спътници, планети джуджета, малки планети, комети, метеорни тела, движещи се в зоната на преобладаващото гравитационно действие на Слънцето. Слънчевата система се е образувала преди около 4,6 милиарда години от студен облак от газ и прах. Общата структура на Слънчевата система е открита в средата на 16 век от Н. Коперник, който обосновава концепцията за движението на планетите около слънцето. Този модел на Слънчевата система се нарича хелиоцентричен. През 17 век И. Кеплер открива законите за движението на планетите, а И. Нютон формулира закона за всемирното притегляне. Изучаването на физическите характеристики на космическите тела, изграждащи Слънчевата система, става възможно след изобретяването на телескопа от Г. Галилей през 1609 година. Наблюдавайки слънчевите петна, Галилей открива въртенето на слънцето около оста му.
Големите планети, обикалящи около Слънцето, образуват плоска подсистема и са разделени на две групи. Един от тях, вътрешен (или земен), включва Меркурий , Венера , Земята , Марс. Външната група на планетите-гиганти включва Юпитер , Сатурн , Уран , Нептун. В централното тяло на системата – Слънцето – е концентрирано 99,866% от цялата й маса, ако не вземем предвид космическия прах в рамките на Слънчевата система, чиято обща маса е съпоставима с масата на Слънцето. Слънцето е 76% водород; хелият е около 3,4 пъти по-малко, а всички останали елементи представляват около 0,75% от общата маса. Планетите-гиганти имат подобен химичен състав. Планетите от земната група са близки по химичен състав до Земята.
Почти всички планети имат спътници и около 90% от броя им е групиран около външните планети. Самите Юпитер и Сатурн са миниатюрни подобия на Слънчевата система. Някои от техните спътници (Ганимед , Титан) е по-голям от планетата Меркурий. Сатурн, в допълнение към 30 спътника, има и мощна система от пръстени, състояща се от огромен брой малки тела от лед или силикат; радиусът на външния видим пръстен е приблизително 2,3 пъти по-голям от радиуса на Сатурн. С появата на космическите методи за изследване на планетите (автоматични междупланетни станции, космически телескопи) пръстените бяха открити и на други планети-гиганти.
Всички планети на Слънчевата система, в допълнение към факта, че те, подчинявайки се на гравитацията на слънцето, се въртят около него, имат свое собствено въртене. Слънцето също се върти около оста си, макар и не като едно твърдо цяло. Измерванията, базирани на ефекта на Доплер, показват, че скоростите на въртене на различните части на слънчевата повърхност са малко различни. На 16 ° ширина периодът на пълен оборот е 25,38 земни дни. Посоката на въртене на Слънцето съвпада с посоката на въртене на планетите и техните спътници около него и с посоката на собственото им въртене на планетите около осите им (с изключение на Венера, Уран и редица спътници). Масата на Слънцето е 330 000 пъти по-голяма от масата на Земята.
0,83, докато от всички големи планети орбиталният наклон е относително голям само за Меркурий (7°0"15), Венера (3°23"40") и особено за Плутон (17°10"). Сред малките планети на Слънчевата система особен интерес представлява Икар, открит през 1949 г. и имащ диаметър около 1 км. Орбитата му почти пресича орбитата на Земята и с най-близкото приближаване на тези тела разстоянието между тях намалява до 7 милиона км. Такова сближаване на Икар със Земята се случва веднъж на всеки 19 години.
Кометите образуват особена група от малки тела. По размер, форма и тип траектории те се различават значително от големите планети и техните спътници. Тези тела са малки само по маса. "Опашката" на голяма комета е по-голяма от слънцето, докато масата й може да бъде само няколко хиляди тона. Почти цялата маса на кометата е съсредоточена в нейното ядро, което по всяка вероятност има размерите на малък астероид. Ядрото на кометата се състои главно от замръзнали газове - метан, амоняк, водна пара и въглероден диоксид - осеяни с метеоритни частици. Сублимационните продукти на ядрото под въздействието на слънчевата радиация напускат ядрото и образуват кометна опашка, която рязко се увеличава при преминаване на ядрото през перихелия.
В резултат на разпадането на кометните ядра се образуват метеорни рояци, при среща с тях се наблюдават „дъждове от падащи звезди“ в земната атмосфера. Орбиталните периоди на кометите могат да бъдат милиони години. Понякога кометите се отдалечават от Слънцето на толкова огромни разстояния, че започват да изпитват гравитационни смущения от близките звезди. Само орбитите на няколко комети са толкова нарушени, че стават краткопериодични. Една от най-ярките от тях е кометата на Халей; периодът на неговото обращение е близо 76 години. Общият брой на кометите в Слънчевата система се оценява на стотици милиарди.
Метеорните тела, подобно на космическия прах, запълват цялото пространство на Слънчевата система. При среща със Земята скоростта им достига 70 km/s. Тяхното движение, и особено движението на космическия прах, се влияе от гравитационни и (в по-малка степен) магнитни полета, както и потоци от радиация и частици. В земната орбита плътността на космическия прах се увеличава и той образува облак около Слънцето, видим от Земята като зодиакална светлина. Слънчевата система участва във въртенето на Галактиката, движейки се по приблизително кръгова орбита със скорост ок. 250 км/сек. Периодът на въртене около центъра на Галактиката се определя на около 200 милиона години. По отношение на най-близките звезди цялата слънчева система се движи средно със скорост от 19,4 km / s.
Слънцето- нашата звезда.Слънчевата система включва Слънцето, девет планети със спътници, както и астероидния пояс, кометите и метеоритите.
Слънцето е звезда със среден размер, радиусът му е около 700 хиляди км, температурата на повърхността е около 6000 ° C. Слънцето е една от обикновените звезди на нашата Галактика (жълто джудже) и се намира по-близо до ръба си в един от спиралните ръкави. Слънчевата система се върти около Галактиката със скорост от около 220 km/s. В същото време той едновременно прави един оборот около центъра на Галактиката за 250 милиона години. Този период се нарича галактическа година.
Слънцето е плазмена топка със средна плътност 1,4 g/cm 3, заобиколена от т.нар. корона,което може да се наблюдава. Активността на Слънцето е циклична, честотата на циклите е 11 години. Източникът на слънчева енергия са термоядрените реакции на превръщането на водорода в хелий, които протичат в неговите дълбини. Слънцето се състои от водород, хелий и
други елементи, чието съотношение варира от повърхност към ядро. Горните слоеве съдържат около 90% водород и около 10% хелий. Ядрото се състои само от 37% водород. Съотношението между водород и хелий се променя с времето в полза на хелия, тъй като в продължение на 4,5 милиарда години на Слънцето протичат термоядрени реакции, превръщащи водородните ядра в хелиеви ядра. Всяка секунда при температура от около 15 милиона градуса 600 милиона тона водородни ядра се сливат и образуват хелиеви ядра, докато 4,3 милиона тона се трансформират в лъчиста енергия, която осветява цялата слънчева система. Ако се запази тази скорост на изгаряне на водород, Слънцето ще свети със същия интензитет още 5-6 милиарда години, след което ще се превърне в червен гигант, а след това в бяло джудже. След това отново е възможно избухване на термоядрен синтез, след което звездата ще се превърне в студено тъмно тяло - черно джудже.
Планетите на Слънчевата система.Най-големите обекти в Слънчевата система след Слънцето са планетите и техните спътници. Смята се, че всички планети на Слънчевата система са възникнали едновременно преди около 4,6 милиарда години. В съвременната космогония доминира концепцията за студеното първоначално състояние на планетите,които под въздействието на електромагнитни и гравитационни сили са се образували в резултат на съчетаването на твърди частици от газопрахов облак, заобикалящ Слънцето.
Всички планети на Слънчевата система могат да бъдат разделени на две групи: 1) планети-гиганти (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) и 2) планети наземен(Меркурий, Венера, Земя, Марс, Плутон). И двата вида планети се различават една от друга по химичен състав. По този начин водородът и хелият преобладават в твърдите черупки на Юпитер и Сатурн; тези планети са близки по химичен състав до Слънцето. Земните планети в този смисъл се различават рязко от Слънцето, тъй като най-често срещаните елементи в състава им са желязо, кислород, силиций и магнезий.
Структурата на всички планети в Слънчевата система е многопластова. Слоевете се различават по плътност, химичен състав и други физически характеристики. В недрата на планетите се случва радиоактивен разпад на елементи. Повърхността на планетите се формира под влиянието на два вида фактори: ендогенни и екзогенни. Ендогенни фактори - това са процесите, протичащи в ядрото на планетата и променящи външния й вид: движението на участъци от земната кора, вулканични изригвания, планинско строителство и др. Екзогенни факторисвързани с външни влияния: химични реакции при контакт с атмосферата, промени под въздействието на вятъра, падащи метеорити и др.
В момента в Слънчевата система има девет планети, които са разположени в следния ред от
Слънца: Меркурий, Венера, Земя, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Между Марс и Юпитер има пръстен от астероиди, които се движат около Слънцето. Сега учените знаят около 2000 астероида. Разстоянието от центъра на Слънчевата система до последната й планета, Плутон, е приблизително 5,5 светлинни години.
Планетите са много по-малки от Слънцето. Някои планети от Слънчевата система имат свои спътници: Земята и Плутон - по един, Марс и Нептун - по два, Уран - пет, Сатурн, по последни данни, има 32 спътника, а Юпитер - 39. Всички планети на слънчевата система, както и техните спътници са осветени от слънчева светлина и затова могат да бъдат наблюдавани от учените.
В съвременната естествена наука всяка от планетите се характеризира с девет основни параметъра. Те включват разстоянието от Слънцето, периода на въртене около Слънцето, периода на въртене около неговата ос, средната плътност, диаметъра на екватора в километри, относителната маса, повърхностната температура, броя на спътниците и преобладаването на газ в атмосферата.
Най-близо до Слънцето е планетата Живак,който се състои от голямо желязно ядро, разтопена скална мантия и твърда кора. На външен вид Меркурий прилича на Луната. Повърхността му е осеяна с кратери. Силата на гравитацията на планетата е наполовина по-малка от земната, така че атмосферата практически липсва, газовете могат свободно да напускат планетата. Температурата на Меркурий е от + 350 ° С от слънчевата (дневна) страна до - 170 ° С през нощта.
Венера отразмер, маса и плътност са подобни на Земята. Има обаче много гъста атмосфера, която позволява слънчева радиациявътре и не го пуска обратно. Следователно парниковият ефект отдавна действа на Венера, който сега започва да се наблюдава на Земята. В резултат на парниковия ефект повърхностната температура на Венера е 400-500 ° C. Венера, подобно на Меркурий, се състои от метално (никел-желязо) ядро, разтопена мантия и твърда кора. Повърхността на Венера е знойна пустиня с малки низини и планини с височина до 3 км.
Отличителна черта Марсе високо съдържание на желязо и оксиди на други метали в повърхностния слой. Затова повърхността му прилича на червена скалиста пустиня, обвита в облаци червен пясък. Наред с абсолютно равни пустини на Марс има планински вериги, дълбоки каньони, огромни вулкани. Най-големият марсиански вулкан - връх Олимп - има диаметър 700 км и височина 26 км. На Марс има и полярни шапки, състоящи се от сух лед (замразен въглероден диоксид
та газ). Откритите корита на пресъхнали реки свидетелстват за топлия климат, който е съществувал на тази планета по-рано.
Юпитер -най-голямата планета в Слънчевата система. Заедно със своите 16 спътника, той изгражда слънчевата система в миниатюра. Масата на Юпитер е три пъти по-голяма от масата на всички други планети в Слънчевата система и 318 пъти по-голяма от масата на Земята. В центъра на Юпитер е малко скалисто ядро. Първо е заобиколен от слой метален водород, който наподобява течен метал по свойства, след това слой от течен водород. Плътната атмосфера на Юпитер се състои от водород, хелий, метан и амоняк и е 8-10 пъти по-дебела от земна атмосфера... Бързото въртене на Юпитер около оста му причинява мощни ветрове и вихри на повърхността му. По същата причина един ден на Юпитер продължава само 10 часа.
Сатурне широко известен със своите пръстени, които се състоят от огромен брой парчета лед с различни размери - от прахови частици до блокове. Тази планета има най-ниската плътност от всички планети в Слънчевата система. Неговото малко ядро от лед и скала е заобиколено от слоеве от метален и течен водород. В атмосферата на Юпитер бушуват ветрове, чиято скорост достига 1800 км/ч.
Урани Нептун -по-далечни и по-малко проучени планети. Те имат повече висока плътностотколкото Сатурн, така че те имат повече вещества, по-тежки от водорода и хелия. Тези планети имат ядра с диаметър 16 000 км, които са заобиколени от мантии от лед. Следват газовите черупки, състоящи се от водород с примес на метан. Уран и Нептун, подобно на Сатурн, имат спътници, но ние не знаем почти нищо за тях.
Плутон -най-далечната малка планета, която не е част от семейството на газовите гиганти. Размерът му е сравним с размера на луната. Температурата на повърхността на Плутон е само 50 К, така че всички газове, с изключение на водорода и хелия, са замразени там. Смята се, че повърхността на планетата е съставена от метанов лед. През 1978 г. е открита спътникът на Плутон Харон. Точно както Земята с Луната, Платон и Харон образуват двойна планетна система. Интересното е, че масата на Харон е 1/10 от тази на Плутон, най-високата в Слънчевата система.
Комети, астероиди и метеори.В допълнение към деветте големи планети, Слънчевата система съдържа огромно разнообразие от малки спътници, наречени астероиди, комети и метеори. Повечето от тях са разположени в астероидния пояс, между орбитите на Марс и Юпитер.
Астероидите са малки планети с диаметър до 1000 км. Общо повече от 6000 малки планети са записани в астрономически каталози. От тях най-големият
е планетата Церера. Сблъсквайки се един с друг, астероидите се раздробяват в метеорити.
В допълнение към обикалянето на астероиди, кометите пресичат Слънчевата система. В превод на руски думата "комета" означава "опашата звезда". Кометата се състои от глава, малко плътно ядро и опашка с дължина десетки милиони километри. Ядрата на кометите са с размери няколко километра и се състоят от скални и метални образувания, затворени в ледена обвивка от замръзнали газове. Според съвременните данни кометите са странични продукти от образуването на планети-гиганти. Кометите живеят сравнително кратко време: от няколко века до няколко хилядолетия, с течение на времето те се разпадат, оставяйки след себе си облаци от космически прах.
Освен астероиди и комети, малки небесни тела се движат произволно в междупланетното пространство, които доста често попадат в земната атмосфера. Най-малките от тях са - метеори -имат маса от няколко десетки килограма до няколко грама, по-големите - метеорити - достигат няколко десетки тона. Повечето от тях напълно изгарят в горните слоеве на атмосферата на височина 40-70 км, а най-големите могат да достигнат земната повърхностоставяйки кратери по него.
Образуването на Слънчевата система
Досега въпросът за произхода на Слънчевата система не е получил своето точно научно описание. Въпреки това е достоверно известно, че Слънчевата система се е образувала преди около 5 милиарда години, а Слънцето е звезда от второ (или дори по-късно) поколение. Така Слънчевата система възникна върху отпадните продукти на звездите от предишното поколение, натрупващи се в облаците от газ и прах.
Хипотеза на Х. Алфвен и С. Арениус. През целия XX век. бяха изтъкнати редица противоречиви хипотези за произхода на Слънцето и Слънчевата система, от които най-убедителна и популярна е хипотезата на шведските астрономи Х. Алфвен и С. Арениус. Те изхождаха от предположението, че в природата съществува единен планетарен механизъм за образуване, чието действие се проявява както в случай на образуване на планети близо до звездата, така и в случай на появата на сателитни планети близо до планетата. За да обяснят този механизъм, те включват комбинация от различни сили - гравитация, магнитохидродинамика, електромагнетизъм, плазмени процеси.
Алфвен и Арениус изоставиха традиционното предположение за образуването на Слънцето и планетите от една маса материя в една
неразделен процес. Те вярват, че първо първично тяло, звезда, е възникнало от газопрахов облак, а след това материал за образуването на вторични тела е дошъл до него от друг газопрахов облак, през който Слънцето се е движило в орбитата си. Така по времето, когато планетите започнаха да се формират, централното тяло на системата вече съществуваше. Изследователите стигнаха до това заключение в резултат на дългогодишно изследване на изотопния състав на материята на метеоритите, Слънцето и Земята. В същото време бяха установени отклонения в изотопния състав на редица елементи, съдържащи се в метеоритите и земните скали от изотопния състав на същите елементи на Слънцето. Това показва различен произход на тези елементи. Оттук следва, че по-голямата част от материята в Слънчевата система идва от един облак от газ и прах и от него се е образувало Слънцето. Значително по-малка част от материята, която не надвишава 0,15 слънчеви маси, с различен изотопен състав идва от друг облак от газ и прах и послужи като материал за образуването на планети и метеорити. Ако масата на този облак беше по-голяма, той нямаше да се натрупва в системата от планети, а в звездообразния спътник на Слънцето.
За да образува планетарна система, звездата трябва да има редица характеристики:
Мощно магнитно поле, чиято величина надвишава определена критична стойност;
Пространството в близост до звездата трябва да бъде изпълнено с разредена плазма, която създава слънчевия вятър.
Младото Слънце, вероятно със значителен магнитен момент, беше по-голямо от сегашния размер, но не достигна орбитата на Меркурий. Той беше заобиколен от гигантска суперкорона, която представляваше разредена магнетизирана плазма. Както в наши дни, протуберанцата избягаха от повърхността на Слънцето, но емисиите от тези години имаха дължина от стотици милиони километри и достигнаха орбитата на съвременния Плутон. Токовете в тях се оценяваха на стотици милиони ампера или повече. Това допринесе за свиването на плазмата в тесни канали. В тях се появиха прекъсвания и пробиви, откъдето се разпръснаха мощни ударни вълни, уплътняващи плазмата по пътя. Суперкоронната плазма бързо стана нехомогенна и неравномерна.
Когато младото Слънце започна да преминава през облака от газ и прах, мощният гравитационен ефект на звездата започна да привлича потока от газови и прахови частици, които послужиха като материал за образуването на вторични тела. Неутралните частици материя, идващи от външния резервоар, паднаха в централното тяло под въздействието на гравитацията. Но в същото време те паднаха в суперкороната на Слънцето. Там те йонизират и в зависимост от
химичен съставса инхибирани на различни разстояния от централното тяло. Така от самото начало е имало диференциране на предпланетарния облак по отношение на химичния и тегловния състав. В крайна сметка бяха идентифицирани три или четири концентрични области, плътността на частиците в които беше около седем порядъка по-висока от тяхната плътност в интервалите. Това обяснява факта, че близо до Слънцето има земни планети, които с относително малки размери имат висока плътност (от 3 до 5,5 g / cm 3), а планетите-гиганти имат много по-ниска плътност (1-2 g / cm 3 ).
Суперкорона, тъй като утаената материя се натрупва в нея, започва да изостава в своето въртене от въртенето на централното тяло. Нетърпение за подравняване ъглови скороститела и корони караха плазмата да се върти по-бързо. Но това се дължи на забавянето на въртенето на централното тяло. Ускорението на плазмата увеличава центробежните сили, отблъсквайки ги от звездата. Между централното тяло и плазмата се образува област с много ниска плътност на материята. Така се създава благоприятна среда за кондензация на нелетливи вещества чрез утаяването им от плазмата под формата на отделни зърна. Тези зърна получиха импулс от плазмата и, движейки се по орбитите на бъдещите планети, отнесоха със себе си част от ъгловия импулс в Слънчевата система. Днес планетите, чиято обща маса е само 0,1% от масата на цялата система, представляват 99% от общия ъглов импулс.
Множество сблъсъци между зърна доведоха до обединяването им в големи групи. Тогава тези зърна се залепват заедно в ембрионални ядра, към които частиците продължават да се придържат и те постепенно нарастват до големи тела - планетезимал.Сблъсквайки се един с друг, планетезималите образуваха предпланетни тела. Първоначалният им брой се оценява на много милиони. Образуването на планетезималите е продължило десетки хиляди години. Формирането на самите планети е отнело от 10 5 до 10 8 години. Сблъсъкът на планетезимали един с друг доведе до факта, че най-големите „от тях започнаха да се увеличават още повече по размер, в резултат на което се образуваха планетите. И веднага щом планетарните тела се образуваха толкова много, че близо до тях се появи достатъчно силно собствено магнитно поле, започна процесът на образуване на спътници, повтаряйки в миниатюра това, което се случи по време на формирането на самите планети.
И така, в теорията на Алфвен и Арениус, астероидният пояс е струен поток, в който поради липсата на утаена материя процесът на образуване на планети е прекъснат на планетазималния етап. Метеоритите и кометите, според този модел, са се образували на
покрайнините на Слънчевата система, отвъд орбитата на Плутон. В области, далеч от слънцето, е съществувала слаба плазма. В него механизмът на изпадане на материята все още работеше, но струйните потоци, в които се раждаха планетите, вече не можеха да се образуват. Адхезията на падналите там частици доведе до единствения възможен резултат - образуването на кометни тела.
> Слънчева система
Слънчева системае съвкупност от определени съседи в пространството, които съществуват в определени граници. Тази необикновена система от небесни тела включва: звезда, 8 планети, 140 луни и много други обекти, като астероиди, комети и планети джуджета. В самия център на Слънчевата система има жълта звезда със среден размер и възраст, която наричаме Слънце. Около него за около пет милиарда години 8 планети кръжат във вечен танц, както и други въртящи се тела. Размерите на планетите варират от малки каменни светове до гиганти, направени от газ и лед. Много луни се въртят около такива планети, вариращи по размер от скалисти астероиди до зрели планети със собствена атмосфера.
Слънцето е източник на енергия за нашата планета. Силното гравитационно поле на слънцето държи планетите на място. Метеорологичните условия и климатът на планетите, както и биологичният живот на Земята зависят от енергията на слънцето. Без Слънцето животът на Земята би бил невъзможен.
Космически снежни топки, направени от замръзнали газове, скали и прах и с размерите на малък град. Когато орбитата на кометата я приближи до Слънцето, тя се нагрява и изхвърля прах и газ, което я прави по-ярка от повечето планети.
Те се въртят около Слънцето, като осемте големи планети. Но за разлика от планетите, планетите джуджета не са в състояние да изчистят орбиталния си път. Планетата джудже е много по-малка от планетите (по-малка дори от спътника на Земята Луна). Най-известната от планетите джуджета е Плутон.
Това е дисковидна област от ледени обекти отвъд орбитата на Нептун - на милиарди километри от нашето Слънце. Плутон и Ерида са най-известните от тези ледени светове. Може да има още стотици ледени джуджета. Смята се, че поясът на Кайпер и още по-далечният облак Оорт са дом на комети, обикалящи около Слънцето.
Нашата звезда и нейните планети са само малка част от галактиката Млечния път. се намира огромно пространство, което е огромен град от звезди, толкова голям, че ще са необходими 100 000 години, за да го премине със скоростта на светлината. Всички звезди в нощното небе, включително нашето Слънце, са само част от жителите на тази галактика. В допълнение към нашата собствена галактика има огромен брой други галактики
Структурата на Слънчевата система
В момента знаем, че Слънчевата система се състои от слънцето, осем планети и техните луни, както и астероиди, комети, джуджета небесни тела, пояса на Кайпер и облака на Оорт. Осем планети, с изключение на Уран, се движат около слънцето в същата посока и в една и съща равнина, наречена равнина на еклиптиката.
Редът на планетите на Слънчевата система (отляво надясно): Меркурий, Венера, Земя, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун
История на изследването на Слънчевата система
В продължение на много векове хората са се взирали в нощното небе и са размишлявали над мистериозни светлини, опитвайки се поне отчасти да разберат същността на случващото се. Скоро хората забелязаха, че някои от светлините се движат по определени траектории в небето. Тези светлини бяха наречени планети, което от гръцки се превежда като скитник, а системата от планети се наричаше „Слънчева система“. Така Слънчевата система получава съвременното си име в зората на историята.
По време на появата в научната общност на понятието "планета", учените вярваха, че Земята е центърът на Вселената, така че планетите бяха представени като божествени пратеници, скитащи из небесните простори. Много планети са получили божествени имена – Меркурий, Марс, Венера, Юпитер, Сатурн.
След като гъстото Средновековие отстъпи място на епохата на Ренесанса, научните парадигми претърпяват значителни промени. Хората започнаха постепенно да осъзнават, че в крайна сметка планетите се движат около слънцето, а не около земята. Огромен принос към астрономията от този период имат учени като Галилей, Коперник и Кеплер.
С изобретяването на телескопа учените разбраха, че нашата слънчева система има много по-сложна структура, отколкото се смяташе досега. Скоро бяха открити спътниците на Юпитер, както и пръстените на Сатурн. Така започна нова ера в изследването на космоса.
Въоръжени с телескопи, учените продължиха да изследват космоса. В крайна сметка, след продължителни изследвания, бяха открити Уран, Нептун и деветата планета на Слънчевата система, Плутон. По-късно, благодарение на по-модерните технологии, са открити спътниците на Марс, Юпитер и Сатурн. Още в началото на 20-ти век човечеството успя да разпознае в детайли планетите на Слънчевата система. Значително събитие в света на астрономията беше изпращането на телескопи в космоса. Благодарение на програмата Voyager, стартирана през 1977 г., беше получена обширна информация за планетите от нашата слънчева система. В края на 20-ти век планетата Плутон е класифицирана като планета джудже. Така нашата слънчева система започна да се състои от осем планети вместо девет.
"Слънчева система"
Подготвено от:
Комов Р. гр. БУХ-107
Нашата слънчева система
В центъра на нашата слънчева система е звезда, наречена Слънце. Девет планети и много по-малки небесни тела - астероиди и комети се въртят около Слънцето. Всички те се задържат в орбитите си от привличането на Слънцето. По същия начин един или повече спътници се въртят около повечето планети. Планетите-гиганти също имат пръстени; най-големите са при Сатурн.
Всички планети се движат приблизително в една и съща посока и приблизително в една и съща равнина. Техните орбити са удължени кръгове, наречени елипси. Следователно разстоянието между всяка планета и Слънцето се променя през цялото време. Орбитите на кометите са по-издължени. Някои от тях летят много близо до Слънцето, след което се отдалечават от него в ледената бездна.
В продължение на хиляди години хората са наблюдавали движението на небесните тела с просто око. Преди четири века хората изобретиха телескопа и астрономите успяха да разгледат по-отблизо нашите съседи в космоса. Векове наред хората са смятали своята планетна система за единствена, но наскоро учените откриха планети, които се въртят около други звезди, подобни на Слънцето.
планети
Преди около 5 милиарда години Слънцето и планетите са родени от облак от газ и прах. Плътната му централна част привлича материята и става по-плътна. В същото време ядрото, наречено Протослънце, се сви и затопли, започнаха термоядрени реакции и избухна звезда - Слънцето.
Останалата материя се кондензира около Протослънцето във въртящ се диск - протослънчевата мъглявина. По-близо до центъра беше горещо, колкото по-далече от него, толкова по-студено. Частиците на мъглявината се слепват в плътни тела - протопланети. Близо до Протослънцето беше твърде горещо, за да се задържат много леки газове около тях, така че планетите се оказаха малки и каменисти – Меркурий, Венера, Земята, Марс. По-далеч от центъра на системата, където е по-студено, се образуват планетите-гиганти Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, покрити с дебели слоеве водород, хелий и други газове.
Между Марс и Юпитер се върти пояс от астероиди - блокове от камък или метал. В покрайнините на системата се появиха малки ледени тела, състоящи се от замръзнала вода с примес на прах. Някои се залепиха един за друг, образувайки Плутон със своя спътник, други се превърнаха в комети.
Слънцето
Слънцето е обикновена звезда, от които в нашата Галактика има милиони. Това е огромна топка от нажежени газове (плазма), главно водород (92,1%) и хелий (7,8%). В дълбините му протича термоядрена реакция на превръщане на водорода в хелий и се отделя енергия, която достига повърхността и кара Слънцето да свети.
Астрономите наблюдават повърхността на Слънцето чрез телескопи със специални филтри. Фотосферата изглежда е зърнеста, т.е. се състои от гранули. Слънчевата гранулация се причинява от конвективни плазмени токове, изтласкващи "мехурчета" от дълбините на звездата. Сега се появяват, после изчезват тъмни участъци - слънчеви петна, както и гигантски струи от изхвърлени газове - издатини. Понякога яркостта на малка част от слънчевия диск рязко се увеличава - това е слънчево изригване.
Слънцето ще свети още 7 милиарда години, докато целият водород се превърне в хелий. Тогава звездата ще набъбне, ще се превърне в червен гигант, а след това ще изхвърли външните слоеве и ще стане бяло джудже.
живак
Меркурий е най-близо до Слънцето планета. Температурата на повърхността на страната на планетата, обърната към светилото, достига 427 ° C. Поради липсата на атмосфера, повърхността на сянка бързо се охлажда до -173 ° C от "нощната" страна. На полюсите Слънцето никога не гледа в някои кратери, така че ледът може да остане там под повърхността. Водата може да стигне до Меркурий при сблъсък с ледени комети.
Снимки на космическата сонда "Маринер-10" 1974-1975 г. показа, че повърхността на планетата е подобна на луната. Покрит е с кратери и басейни. Меркурий има огромно желязно ядро, което вероятно служи като източник на магнитно поле, което е 100 пъти по-слабо от земното.
Една година на Меркурий продължава 88 земни дни, а земните дни са 59 пъти по-дълги от земните. Астронавт на планетата ще вижда изгрева на всеки 176 земни дни.
Венера
Венера е втората планета от Слънцето и най-близката по размер до Земята. Може да се види като ярка точка на източното небе сутрин и западното вечер. Яркостта се дължи на отразяването на слънчевата светлина от слой от 50-70 км облаци от сярна киселина. Плътната атмосфера от въглероден диоксид създава налягане, почти 100 пъти по-високо от земното. Той предава слънчевите лъчи към повърхността на планетата, но задържа топлинното излъчване на нагрятата повърхност, създавайки парников ефект, който осигурява най-високата температура на повърхността в Слънчевата система при 470°C.
Планетата се върти около оста си по посока на часовниковата стрелка и един оборот отнема повече време от пътя около Слънцето.
Земята
Третата Земя от Слънцето е най-голямата от каменистите планети. На Земята водата се среща в три форми: твърда (лед), течна и газообразна (пара). Океаните (71% от повърхността на планетата) осигуряват по-равномерно нагряване на Земята, като поглъщат слънчевата топлина в горещите региони (по-близо до екватора) и я пренасят към полюсите. Разликата в температурата на земната повърхност обяснява климатичните и метеорологичните условия.
Земята беше гореща по време на образуването и скалите се стопиха. Тежкото желязо и никел образуваха нейното ядро в центъра на планетата, а по-леките материали - средния слой (мантията) и кората. Външната сърцевина остава разтопена, докато кората, когато се охлади, се втвърдява и се разделя на гигантски плочи, които пасват заедно като парчета мозайка. Под океаните дебелината на ледените плочи е по-малка, а под континента - повече. Топлината на сърцевината генерира бавни конвективни течения в скалите на мантията, които движат тези плочи, избутвайки ги или ги разтласквайки. Тектониката на плочите води до „дрейф“ на континентите и промени в тяхната форма и релеф.
луна
Луната е единственият естествен спътник на Земята. Той се е образувал от отломки, които са били хвърлени в космоса, когато друго небесно тяло падна върху нашата планета. Метеоритите са оставили безброй кратери на повърхността му. От най-младите кратери сякаш се разминават лъчи - леки ивици почва, разпръснати във всички посоки при удара.
В старите времена астрономите смятали, че равнините са дъното на пресъхнали резервоари, затова ги наричали морета. През 1959 г. един от първите съветски изкуствени спътнициснима далечната страна на Луната, която не се вижда от Земята. Оказа се, че почти всички морета са съсредоточени върху повърхността, обърната към нас.
Лунната гравитация е 6 пъти по-слаба от земната. Това не е достатъчно, за да задържи атмосферата, поради което небето на луната винаги е черно, дори и през деня. Липсата на атмосфера също води до резки промени в температурата: областите, осветени от слънцето, се нагряват до 117 ° С, а уловените на сянка се охлаждат до -153 ° С.
Марс
Марс е планетата, най-подобна на Земята: четири сезона, полярни ледени шапки, водни каньони и ден (период на въртене) само 41 минути по-дълъг от нашия. Марс е най-изучаваната планета. Учените смятат, че ако на планетата е имало живи организми, те са умрели отдавна, защото околната среда е станала твърде сурова за тях.
Цветът на Марс в нощното небе оправдава прозвището му – Червената планета. Това се дължи на ръждиво-оранжевия оттенък на почвата.
Марс е студена пустиня. Неговата атмосфера от въглероден диоксид е твърде тънка, за да улови слънчевата топлина. През деня температурата се повишава до 27 ° C, но през нощта пада до -123 ° C.
Южното полукълбо на планетата е осеяно с кратери, а северното полукълбо е доминирано от плоски равнини- може би е имало огромни езера или дори океан. На места гигантски изчезнали вулкани, например връх Олимп, висок 24 км. Долината Маринър е каньон с дължина 4600 км.
Юпитер
Най-голямата от всички планети, Юпитер е кълбо от газове, главно водород и хелий (като слънцето), смесени с вода, метан и амоняк.
Той няма твърда вода. Горните слоеве са газообразни. С повишаване на температурата и налягането водородът и хелият стават течни. Още по-дълбоко водородът придобива свойствата на течен метал. В центъра на планетата има малко желязо силикатно твърдо ядро, което е 3 пъти по-горещо от повърхността на Слънцето.
Един ден на Юпитер продължава по-малко от 10 часа. Това бързо въртене създава постоянни ветрове, които духат със скорост до 500 км/ч и носят дълги ивици от цветни облаци. Светлите панделки се наричат зони. Тъмните ивици между тях, коланите, са по-дълбоки полупрозрачни слоеве. Сред зоните и поясите са разпръснати овални петна - вихри, захранвани от енергията на вятъра и топлината, идващи от недрата на планетата. Вихърите могат да продължат с години, а най-големият от тях, наречен Голямото червено петно, се наблюдава от астрономите повече от 300 години.
През 1610 г. Галилей видял през телескоп 4 спътника на Юпитер: Йо, Европа, Ганимед и Калисто. Сега са известни 16 спътника - от Ганимед с диаметър 5268 км до Леда с диаметър само 16 км. През 1979 г. космическата сонда Voyager 1 открива система от тънки пръстени около Юпитер, които са съставени от микроскопични прахови частици.
Сатурн
Сатурн е известен със своите великолепни пръстени. От Земята можем ясно да видим 3 широки плътни пръстена. Отвън е пръстен А; той е отделен от най-широкия (25750 km) и най-яркия пръстен B с тъмна пролука с ширина 4670 km - т. нар. Cassini. Вътрешният, по-тесен пръстен C изглежда блед и полупрозрачен.
От 1979 г. към Сатурн се приближават три космически кораба - Pioneer 11, Voyager 1 и Voyager 2. Те предадоха данни, от които учените установиха, че тези пръстени са съставени от хиляди по-тесни пръстени, образувани от много парчета лед. Дори вътрешността на привидно празната дивизия на Касини е пълна с ледени блокове. Според учените това са фрагменти от няколко разложени спътника. Ледените частици постепенно се слепват и бавно се спускат към планетата по спирали. След милиони години Сатурн ще поеме пръстените си.
Ветровете близо до екватора на Сатурн духат със скорост над 1600 км/ч. Има по-малко атмосферни вихри, отколкото на Юпитер, тъй като вътрешността е по-студена. Въпреки това, около веднъж на всеки 30 години, огромни облаци от замразени кристали амоняк излитат над екватора.
Уран
През 1871 г. Уилям Хершел, изучавайки нощното небе с телескоп, открива Уран. Тази планета е открита от учени от съвремието. Диаметърът му е почти четири пъти по-голям от този на Земята, но разстоянието, разделящо Уран от нас, е толкова голямо, че само космическият кораб "Вояджър 2", който се приближи до него през 1986 г., може да събира информация за планетата.
Уран сякаш лежи на една страна. Ако наклонът на земната ос е 23,5 °, тогава той е почти 98 °. Когато Вояджър 2 прелетя, южният полюс на планетата е обърнат към Слънцето, а Северният полюс не е осветен. Повърхността изглеждаше плоска, синьо-зелена. Синьо-зеленият оттенък се придава на планетата от газ метан, който се намира в горните слоеве на атмосферата. Този газ отразява синята част на слънчевия спектър и абсорбира червената. Подобно на Слънцето, Уран се състои предимно от водород и хелий. Тя няма твърда повърхност, както останалите планети-гиганти.
Уран е придружен от 5 спътника. Наскоро бяха открити още 15 спътника, които приличат на астероиди.
Нептун
Нептун е най-отдалеченият от Слънцето газов гигант. Учените го откриват едва през 1846 г., когато забелязват, че привличането на неизвестна голяма планета изкривява орбитата на Уран. Астрономите Джон Адамс в Англия и Урбен Льо Верие във Франция са изчислили къде трябва да бъде тази планета.
Само Вояджър 2, който прелетя през 1989 г., можеше да предостави основна информация за Нептун. Според него тази планета, подобна на Уран, е също толкова студена и синя, и има някои различия. Нептун също е водородна топка. Хелий и метан. Въпреки това, наклонът на оста му е близък до този на Земята (29,6°), така че смяната на сезоните там не е толкова рязка, колкото тази на съседа. Тук има силни бури. Voyager 2 засне антициклон, наречен Голямото тъмно петно, и бързо летящ облак от метанови кристали - Scooter.
През 1984 г. астрономите откриват пръстени близо до Нептун и един от тях има арки.
Два от спътниците му бяха известни преди полета на Вояджър, който открива 6. най-големият - Тритон, 2706 км в диаметър; диаметърът на Наяда е само 58 км. Гейзерите изригват на Тритон, останалите спътници не показват активност.
Плутон
Деветата и последна известна за нас планета е Плутон. Открит е през 1930 г. от Клайд Томбо след дълго търсене. През 1978 г. Джеймс Кристи открива малък сателит Харон. Малкият Плутон е покрит с лед и това е различно от скалисти планети и газови гиганти.
За дълга "година" на тази планета разстоянието й от Слънцето се променя от около 30 на 50 земни години... Приближавайки се до светилото, Плутон се нагрява и обгръща атмосферата. Отдалечавайки се, той се охлажда до температура от -238 ° C. При тази температура цялата атмосфера се превръща в лед и сняг на повърхността си.
Диаметърът на Харон е около половината от този на Плутон: той е почти двойна планета. Може би и двете небесни тела са отломки в резултат на някакъв вид катастрофален сблъсък.
астероиди
Между Марс и Юпитер има пояс от милиони астероиди или малки планети, малки парчета камък или метал с неправилна форма, които са останали ненужни по време на формирането на Слънчевата система. Силното привличане на Юпитер ще им попречи да се съберат и да образуват планета като Земята. Най-големият астероид е Церера, с диаметър почти 1000 км. Открит е през 1801 г. Церера е сферична, но по-малките астероиди имат причудлива форма, тъй като тяхното привличане е твърде слабо, за да „дърпа“ материята в правилната сфера. Космическите кораби, летящи близо до някои от тях, например Ида и Гаспра, разкриха изкопана в кратер повърхност със слой от натрошени скали. Космически кораби като NEAR („Приближаване до астероиди в близост до Земята“) и MUSES-C се изпращат за изследване на астероиди.
