Здравствуйте уважаемые читатели! В данном посте речь пойдет о строении Солнечной системы. Я считаю, что просто необходимо знать о том, в каком месте Вселенной находится наша планета, а также что еще есть в нашей Солнечной системе помимо планет...
Строение Солнечной системы.
Солнечная система – это система космических тел, которая кроме центрального светила – Солнца, включает в себя девять больших планет, их спутники, множество маленьких планет, кометы, космическую пыль и мелкие метеорные тела, которые движутся в сфере преимущественного гравитационного действия Солнца.
В средине XVI века была раскрыта общая структура строения Солнечной системы польским астрономом Николаем Коперником. Он опровергнул представление того, что Земля – это центр Вселенной и обосновал представление движения планет вокруг Солнца. Такая модель Солнечной системы получила название гелиоцентрической.
В XVII веке Кеплер открыл закон движения планет, а Ньютон сформулировал закон всемирного притяжения. Но только после того, как Галилей в 1609 году изобрел телескоп, стало возможным изучение физических характеристик, входящих в состав Солнечной системы, космических тел.
Так Галилей, наблюдая за солнечными пятнами, впервые открыл вращение Солнца вокруг своей оси.
Планета Земля – это одно из девяти небесных тел (или планет), которые движутся вокруг Солнца в космическом пространстве.
Основную часть Солнечной системы составляют планеты , которые с разной скоростью вращаются вокруг Солнца в одном направлении и почти в одной плоскости по эллиптическим орбитам и находятся от него на разных расстояниях.
Планеты расположены в следующем порядке от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Но Плутон иногда удаляется от Солнца более чем на 7 млрд. км, но из-за огромной массы Солнца, которая почти в 750 раз превышает массу всех остальных планет, остается в сфере его притяжения.
Самая крупная из планет – это Юпитер. Его диаметр в 11 раз превышает диаметр Земли и составляет 142 800 км. Самая маленькая из планет – это Плутон, диаметр которого составляет всего лишь 2 284 км.
Планеты, которые находятся ближе всего к Солнцу (Меркурий, Венера, Земля, Марс) очень сильно отличаются от последующих четырех. Они называются планетами земного типа , так как, подобно Земле, состоят из твердых пород.
Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, называются планетами юпитерианского типа , а также планетами-гигантами, и в отличие от них состоят в основном из водорода.
Также существуют еще и другие различия между планетами юпитерианского и земного типа.
«Юпитерианцы» вместе с многочисленными спутниками образуют собственные «солнечные системы».
По меньшей мере, 22 спутника у Сатурна. И всего три спутника, включая Луну, у планет земного типа. И кроме всего, планеты юпитерианского типа окружены кольцами.
Обломки планет.
Между орбитами Марса и Юпитера существует большой промежуток, где могла бы разместиться еще одна планета. Это пространство, на самом деле, заполнено множеством небесных тел небольшого размера, которые называют астероидами, или малыми планетами.
Церера – это название самого крупного астероида, диаметр которого около 1000 км. К настоящему времени открыто 2500 астероидов, которые в своих размерах значительно меньше Цереры. Это глыбы с поперечниками, которые не превышают в размере нескольких километров.
Большая часть астероидов вращаются вокруг Солнца в широком «астероидном поясе», который находится между Марсом и Юпитером. Орбиты некоторых астероидов выходят далеко за пределы этого пояса, а иногда приближаются довольно-таки близко к Земле.
Эти астероиды нельзя увидеть невооруженным глазом, потому что их размеры слишком малы, и они очень от нас удалены. Но другие обломки – например, кометы – могут быть видимы в ночном небе благодаря своему яркому сиянию.
Кометы – это небесные тела, которые состоят изо льда, твердых частиц и пыли. Большую часть времени комета движется в дальних участках нашей Солнечной системы и невидима для глаза человека, но когда она приближается к Солнцу, то начинает светиться.
Это происходит под воздействием солнечного тепла. Лед частично испаряется и превращается в газ, высвобождая частички пыли. Комета становится видимой, потому что газопылевое облако отражает солнечный свет. Облако, под давлением солнечного ветра, превращается в развевающийся длинный хвост.
Также существуют и такие космические объекты, которые можно наблюдать почти каждый вечер. Они сгорают при попадании в атмосферу Земли, оставляя при этом в небе узкий светящийся след – метеор . Эти тела называются метеорными, а их размеры не больше песчинки.
Метеориты — это крупные метеорные тела, которые достигают земной поверхности. Из-за столкновения с Землей огромных метеоритов, в далеком прошлом, образовались огромные кратеры на ее поверхности. Почти миллион тонн метеоритной пыли ежегодно оседает на Земле.
Рождение Солнечной системы.
Большие газопылевые туманности, или облака разбросаны среди звезд нашей галактики. В таком же облаке, около 4600 млн. лет назад, родилась и наша Солнечная система.
Произошло это рождение в результате коллапса (сжатия) этого облака под действи
ем сил гравитации.
Затем это облако начало вращение. А со временем оно превратилось во вращающийся диск, основная масса вещества которого сосредоточилась в центре. Гравитационный коллапс продолжался, центральное уплотнение постоянно уменьшалось и разогревалось.
Термоядерная реакция началась при температуре в десятки миллионов градусов, и тогда центральное уплотнение вещества вспыхнуло новой звездой – Солнцем.
Планеты сформировались из находящихся в диске пыли и газа. Столкновение частиц пыли, а также их превращение в большие глыбы, происходило во внутренних разогретых областях. Этот процесс называется аккреция – приращение.
Взаимное притяжение и столкновение этих всех глыб и привело к образованию планет земного типа.
Эти планеты имели слабое гравитационное поле и были слишком малы для того, чтобы притянуть к себе легкие газы (такие как гелий и водород), которые входят в состав аккреционного диска.
Рождение Солнечной системы было обычным явлением – постоянно и повсеместно во Вселенной рождаются подобные системы. И может быть, в одной из таких систем есть планета похожая на Землю, на которой существует разумная жизнь…
Вот мы и рассмотрели строение Солнечной системы, и теперь можем вооружиться знаниями для их дальнейшего применения на практике 😉
Солнечная система представляет собой систему «звезда - планеты». В нашей Галактике приблизительно 200 млрд звезд, среди которых, как полагают специалисты, некоторые звезды имеют планеты. В Солнечную систему входит центральное тело, Солнце, и девять планет с их спутниками (известно более 60 спутников). Диаметр Солнечной системы - более 11,7 млрд км.
В начале XXI в. в Солнечной системе обнаружен объект, который астрономы назвали Седной (имя эскимосской богини океа-
на). Седна имеет диаметр в 2000 км. Один ее оборот вокруг Солнца составляет
10 500 земных лет.
Некоторые астрономы называют этот объект планетой Солнечной системы. Другие астрономы называют планетами только космические объекты, имеющие центральное ядро с относительно высокой температурой. Например, температура
в центре Юпитера, по расчетам, достигает 20 000 К. Поскольку в настоящее время
Седна находится на расстоянии около 13 млрд км от центра Солнечной системы,
то информация об этом объекте достаточно скудна. В самой дальней точке орбиты расстояние от Седны до Солнца достигает огромной величины - 130 млрд км.
В нашу звездную систему входят два пояса малых планет (астероидов). Первый находится между Марсом и Юпитером (содержит более 1 млн астероидов), второй - за орбитой планеты Нептун. Некоторые астероиды имеют диаметр более 1000 км. Внешние границы Солнечной системы окружены так называемым облаком Оорта, названо по имени нидерландского астронома, высказавшего в прошлом веке гипотезу о существовании этого облака. Как полагают астрономы, самый близкий к Солнечной системе край этого облака состоит из льдинок воды и метана (ядер комет), которые, подобно мельчайшим планетам, обращаются вокруг Солнца под действием его силы тяготения на расстоянии свыше 12 млрд км. Количество подобных миниатюрных планет исчисляется миллиардами.
В литературе часто встречается гипотеза о звезде-спутнике Солнца Немезиде. (Немезида в греч. мифологии является богиней, карающей за нарушение морали и законов). Некоторые астрономы утверждают, что Немезида находится на расстоянии 25 трлн км от Солнца в самой отдаленной точке своей орбиты вокруг Солнца и 5 трлн км - в самой близкой точке ее орбиты к Солнцу. Как полагают эти астрономы, прохождение Немезиды через облако Оорта вызывает катастрофы
в Солнечной системе, поскольку небесные тела из этого облака попадают в Солнечную систему. Астрономы с древних времен интересуются остатками тел внеземного происхождения, метеоритами. Ежедневно, как утверждают исследователи, падает на Землю около 500 внеземных тел. В 1947 г. упал метеорит, названный Сихотэ-Алиньским (юго-восточная часть Приморского края), весом в 70 т, с образованием 100 кратеров на месте падения и множества обломков, которые были разбросаны на площади в 3 км2. Все его осколки были собраны. Более 50% падающих
метеоритов - каменные метеориты, 4% - железные и 5% - железокаменные.
Среди каменных выделяют хондриты (от соответствующего греч. слова - шарик, зерно) и ахондриты. Интерес к метеоритам связан с изучением вопроса о происхождении Солнечной системы и происхождении жизни на Земле.
Наша Солнечная система делает со скоростью 240 км/с полный оборот вокруг центра Галактики за 230 млн лет. Это называется галактическим годом. Кроме этого, Солнечная система движется вместе со всеми объектами нашей Галактики
со скоростью приблизительно 600 км/с вокруг некоторого общего гравитационного центра скопления галактик. Это означает, что скорость движения Земли относительно центра нашей галактики в несколько раз больше ее скорости относительно Солнца. Кроме этого, Солнце вращается вокруг своей оси
со скоростью 2 км/с. По своему химическому составу Солнце состоит из водорода (90%), гелия (7%) и тяжелых химических элементов (2-3%). Здесь указываются приблизительные цифры. По массе атом гелия почти в 4 раза больше массы атома водорода.
Солнце - звезда спектрального класса G, располагающаяся на главной последовательности звезд диаграммы Герцшпрунга - Ресселла. Масса Солнца (2·
1030 кг) составляет практически 98,97 % всей массы Солнечной системы, на все остальные образования в этой системе (планеты и т. д.) приходится всего лишь
2% общей массы Солнечной системы. В суммарной массе всех планет основную долю составляет масса двух планет-гигантов, Юпитера и Сатурна, около 412,45 земных масс, на остальные приходится всего лишь 34 земных массы. Масса Земли
6 · 1024кг, 98% момента количества движения в Солнечной системе
принадлежит планетам, а не Солнцу. Солнце - это созданный природой естественный термоядерный плазменный реактор, имеющий форму шара со средней плотностью 1,41 кг/м3. Это означает, что средняя плотность на Солнце чуть больше плотности обычной на нашей Земле воды. Светимость Солнца (L ) равна примерно 3,86 1033эрг/с. Радиус Солнца составляет округленно 700 тыс. км. Таким образом, два радиуса Солнца (диаметр) в 109 раз больше земного. Ускорение свободного падения на Солнце - 274 м/с2, на Земле - 9,8 м/с2. Это означает, что вторая космическая скорость для преодоления силы тяготения Солнца равна 700 км/с, для Земли - 11,2 км/с.
Плазма - это физическое состояние, когда ядра атомов отдельно сосуществуют с электронами. В слоенном газоплазменном
образовании под действием силы гравитации происходят существенные
отклонения от средних значений температуры, давления и т. д. в каждом слое
Термоядерные реакции идут внутри Солнца в шаровой области с радиусом 230 тыс. км. В центре этой области температура около 20 млн К. Она понижается к границам этой зоны до 10 млн К. Следующая шаровая область с протяженностью
280 тыс. км имеет температуру 5 млн К. В этой области термоядерные реакции не идут, поскольку пороговая для них температура в 10 млн К. Эту область называют областью переноса лучистой энергии, идущей изнутри предшествующей области.
За этой областью следует область конвекции (лат. convectio - привоз,
перенесение). В области конвекции температура достигает 2 млн К.
Конвекция - это физический процесс переноса энергии в форме тепла определенной средой. Физические и химические свойства конвективной среды могут быть различными: жидкость, газ и т. д. Свойства этой среды определяют скорость процесса переноса энергии в форме тепла в следующую область Солнца. Конвективная область или зона имеет на Солнце протяженность приблизительно
150-200 тыс. км.
Скорость движения в конвективной среде сравнима со скоростью звука (300
м/с). Величина этой скорости играет большую роль в отводе тепла из недр Солнца
в его последующие области (зоны) и в космос.
Солнце не взрывается в силу того, что скорость горения ядерного горючего внутри Солнца заметно меньше скорости отвода тепла в конвективной зоне, даже при очень резких выделениях энергии-массы. Конвективная зона в силу физических свойств опережает возможность взрыва: конвективная зона расширяется на несколько минут раньше возможного взрыва и тем самым переносит избыток энергии-массы в следующий слой, область Солнца. В ядре до конвективных зон Солнца плотность массы достигается большим количеством легких элементов (водорода и гелия). В конвективной зоне происходит процесс рекомбинации (образования) атомов, тем самым увеличивается молекулярная масса газа в конвективной зоне. Рекомбинация (лат. recombinare - соединять) происходит из остывающего вещества плазмы, обеспечивающей термоядерные реакции внутри Солнца. Давление в центре Солнца равно 100 г/см3.
На поверхности Солнца температура достигает приблизительно 6000 К. Таким
образом, температура от конвективной зоны падает до 1 млн К и достигает 6000 К
на уровне полного радиуса Солнца.
Свет - это электромагнитные волны разной длины. Область Солнца, где возникает свет, называется фотосферой (греч. фотос - свет). Область над фотосферой называется хромосферой (от греч. - цвет). Фотосфера занимает
200-300 км (0,001 радиуса Солнца). Плотность фотосферы 10-9- 10-6 г/см3, температура фотосферы убывает от ее нижнего слоя вверх до 4,5 тыс. К. В фотосфере возникают солнечные пятна и факелы. Понижение температуры в фотосфере, т. е. в нижнем слое атмосферы Солнца, достаточно типичное явление. Следующий слой - это хромосфера, его протяженность равна 7-8 тыс.км. В
этом слое температура начинает расти до 300 тыс, К. Следующий атмосферный
слой - солнечная корона - в ней температура уже достигает 1,5-2 млн К. Солнечная корона распространяется на несколько десятков радиусов Солнца и затем рассеивается в межпланетном пространстве. Эффект увеличения температуры в солнечной короне Солнца связывают с таким явлением, как
«солнечный ветер». Это - газ, образующий солнечную корону, состоит в основном из протонов и электронов, скорость которых увеличивается согласно одной из точек зрения, так называемыми волнами световой активности из зоны конвекции, разогревающими корону. Каждую секунду Солнце теряет 1/100 часть своей массы, т. е. приблизительно 4 млн τ за секунду. «Расставание» Солнца со своей энергией-массой проявляется в форме тепла, электромагнитного излучения, солнечного ветра. Чем дальше от Солнца, тем меньше вторая космическая скорость, необходимая для выхода частиц, образующих «солнечный ветер», из поля тяготения Солнца. На расстоянии Земной орбиты (150 млн км) скорость частиц солнечного ветра достигает 400 м/с. Среди множества проблем исследования Солнца важное место занимает проблема солнечной активности, с которой связан ряд таких явлений, как солнечные пятна, активность магнитного поля Солнца и солнечная радиация. Солнечные пятна образуются в фотосфере. Среднее годовое число солнечных пятен измеряется 11 -летним периодом. По своей протяженности они могут достигать в поперечнике до 200 тыс. км. Температура солнечных пятен ниже, чем температура фотосферы, в которой они образуются, на 1-2 тыс. К, т. е. 4500 К и ниже. Поэтому они выглядят темными. Появление
солнечных пятен связывают с изменением магнитного поля Солнца. В
солнечных пятнах напряженность магнитного поля значительно выше, чем в других областях фотосферы.
Две точки зрения в объяснении магнитного поля Солнца:
1. Магнитное поле Солнца возникло в процессе образования Солнца. Поскольку магнитное поле упорядочивает процесс выброса энергии-массы Солнца в окружающую среду, то согласно этой позиции 11-летний цикл появления пятен не является закономерностью. В 1890 г. директор Гринвичской обсерватории (основана в 1675 г. в предместье Лондона) Э. Маудер заметил, что с
1645 по 1715 г. нет упоминаний об 11-летних циклах. Гринвичский меридиан -
это нулевой меридиан, от которого ведется отсчет долгот на Земле.
2. Вторая точка зрения представляет Солнце как некую динамо-машину, в которой электрически заряженные частицы, входящие в плазму, создают мощное магнитное поле, резко возрастающее через 11-летние циклы. Существует гипотеза
об особых космических условиях, в которых находится Солнце и Солнечная система. Речь идет о так называемом коротационном круге (англ. corotation - совместное вращение). В коротационном круге на определенном его радиусе, согласно некоторым исследованиям, происходит синхронное вращение спиральных рукавов и самой Галактики, что создает особые физические условия для движения структур, входящих в этот круг, где находится и Солнечная система.
В современной науке развивается точка зрения о тесной связи процессов,
происходящих на Солнце, с жизнью человека на Земле. Наш соотечественник А.
Л. Чижевский (1897-1964) является одним из основоположников гелиобиологии, изучающей влияние энергии Солнца на развитие живых организмов и человека. Например, исследователи обратили внимание на временные совпадения крупных событий в социальной жизни человека с периодами вспышек солнечной активности. В прошлом столетии максимум активности Солнца приходился на
1905-1907, 1917, 1928, 1938, 1947, 1968, 1979 и 1990-1991 гг.
Происхождение Солнечной системы. Происхождение Солнечной системы из газопылевого облака межзвездной среды (МЗС) является наиболее признанной концепцией. Высказывается мнение, что масса исходного для образования
Солнечной системы облака была равна 10 массам Солнца. В этом облаке
решающим был химический его состав (около 70% составлял водород, около 30%
Гелий и 1-2% - тяжелые химические элементы). Прибли-
зительно 5 млрд лет назад из этого облака образовалось плотное сгущение,
названное протосолнечным диском. Как полагают, взрыв сверхновой звезды в нашей Галактике придал этому облаку динамический импульс вращения и фрагментации: образовались протозвезда и протопланетный диск. Согласно этой концепции процесс образования протосолнца и протопланетного диска происходил быстро, за 1 млн лет, что привело к сосредоточению всей энергии- массы будущей звездной системы в ее центральном теле, а момент количества движения - в протопланетном диске, в будущих планетах. Считается, что эволюция протопланетного диска происходила за 1 млн лет. Шло слипание частичек в центральной плоскости этого диска, которое в дальнейшем привело к образованию сгущений частиц, вначале небольших, затем - более крупных тел, которые геологи называют планетеземалеями . Из них, как полагают, образовались будущие планеты. Эта концепция основывается на результатах компьютерных моделей. Есть и другие концепции. Например, в одной из них говорится, что на рождение Солнца-звезды потребовалось 100 млн лет, когда в прото Солнце возникла реакция термоядерного синтеза. Согласно этой концепции планеты Солнечной системы, в частности земной группы, возникли за те же 100 млн лет, из массы, оставшейся после образования Солнца. Часть этой массы была удержана Солнцем, другая - растворилась в межзвездном пространстве.
В январе 2004 г. было сообщение в зарубежных изданиях об открытии в созвездии Скорпиона звезды, по размерам, светимости и массе подобной Солнцу. Астрономов интересует в настоящее время вопрос: есть ли у этой звезды планеты?
Существует несколько загадок в изучении Солнечной системы.
1. Гармония в движении планет. Все планеты Солнечной системы обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам. Движение всех планет Солнечной системы происходит в одной и той же плоскости, центр которой расположен в центральной части экваториальной плоскости Солнца. Плоскость, образованная орбитами планет, называется плоскостью эклиптики.
2. Все планеты и Солнце вращаются вокруг собственной оси. Оси вращения Солнца и планет, за исключением планеты Уран, направлены, грубо говоря, перпендикулярно плоскости эклиптики. Ось Урана направлена к плоскости эклиптики почти параллельно, т. е. он вращается лежа на боку. Еще его одна особенность - он вращается вокруг своей оси в другом направлении, как
и Венера, в отличие от Солнца и остальных планет. Все остальные планеты и
Солнце вращаются против направления движения стрелки часов. Уран имеет 15
спутников.
3. Между орбитами Марса и Юпитера существует пояс малых планет. Это так называемый астероидный пояс. Малые планеты имеют в диаметре от 1 до 1000 км. Их общая масса меньше 1/700 массы Земли.
4. Все планеты делятся на две группы (земную и неземную). Первые - это планеты с высокой плотностью, в их химическом составе главное место занимают тяжелые химические элементы. Они невелики по размерам и медленно вращаются вокруг своей оси. К этой группе относятся Меркурий, Венера, Земля и Марс. В настоящее время высказываются предположения о том, что Венера - это прошлое Земли, а Марс - ее будущее.
Ко второй группе относятся: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Они состоят из легких химических элементов, быстро вращаются вокруг своей оси, медленно обращаются вокруг Солнца и получают меньше лучистой энергии от Солнца. Ниже (в таблице) приводятся данные о средней температуре поверхности планет по шкале Цельсия, продолжительности дня и ночи, длительности года, диаметре планет Солнечной системы и массы планеты по отношению к массе
Земли (принятой за 1).
Расстояние между орбитами планет приблизительно удваивается при переходе
от каждой из них к последующей. Это было отмечено еще в 1772 г. астрономами
И. Тициусом и И. Боде, отсюда появилось название «Правило Тициуса - Боде», соблюдаемое в расположении планет. Если принять расстояние Земли до Солнца (150 млн км) за одну астрономическую единицу, то получается следующее расположение планет от Солнца по этому правилу:
Меркурий - 0,4 а. е. Венера - 0,7 а. е. Земля - 1 а. е. Марс - 1,6 а. е. Астероиды - 2,8 а. е. Юпитер - 5,2 а. е. Сатурн - 10,0 а. е. Уран - 19,6 а. е. Нептун - 38,8 а. е. Плутон - 77,2 а. е.
Таблица. Данные о планетах Солнечной системы
При рассмотрении истинных расстояний планет до Солнца оказывается, что
Плутон в некоторые периоды находится ближе к Солнцу, чем Нептун, и,
следовательно, он меняет свой порядковый номер по правилу Тициуса - Боде.
Загадка планеты Венера. В древних астрономических источниках возрастом в
3,5 тыс. лет (китайские, вавилонские, индийские) нет упоминаний о Венере. Американский ученый И. Великовский в книге «Сталкивающиеся миры», появившейся в 50-х гг. ХХ в., высказал гипотезу о том, что планета Венера заняла свое место всего лишь недавно, в период формирования древних цивилизаций. Приблизительно раз в 52 года Венера подходит близко к Земле, на расстояние 39 млн км. В период великого противостояния, каждые 175 лет, когда все планеты выстраиваются друг за другом в одном направлении, на расстояние 55 млн км Марс приближается к Земле.
Астрономы пользуются сидерическим временем для наблюдения положения звезд и других объектов неба, поскольку они появляются в ночном небе в одно и
то же сидерическое время. Солнечное время - время, измеряемое
относительно Солнца. Когда Земля де. лает полный оборот вокруг своей оси
относительно Солнца, проходят одни сутки. Если же оборот Земли рассматривать относительно звезд, то за этот оборот Земля сдвинется по своей орбите на 1/365 часть пути вокруг Солнца, т. е. на 3 мин 56 с. Это время называется сидерическим (лат. siederis - звезда).
1. Развитие современной астрономии постоянно расширяет знание о строении и объектах доступной для исследования Вселенной. Этим объясняется различие данных о количестве звезд, галактик и других объектах, которые приводятся в литературе.
2. Открыто несколько десятков планет, находящихся в нашей Галактике и вне ее.
3. Открытие Седны в качестве 10-й планеты Солнечной системы существенно изменяет наши представления о размерах Солнечной системы и ее взаимодействии с
другими объектами нашей Галактики.
4. В целом следует сказать, что астрономия лишь со второй половины прошлого века стала изучать самые далекие объекты Вселенной на основе более современных средств
наблюдения и исследования.
5. Современную астрономию интересует объяснение наблюдаемого эффекта движения (дрейфа) значительных масс вещества с большой скоростью относительно
реликтового излучения. Речь идет о так называемой Великой
стене. Это гигантское скопление галактик, находящееся на расстоянии 500 млн световых лет от нашей Галактики. Достаточно популярное изложение подходов к объяснению этого эффекта опубликовано в статьях журнала «В мире науки»1. 6. К сожалению, в изучении космоса снова проявляются военные интересы ряда стран.
Например, космическая программа США.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ И СЕМИНАРОВ
1. Формы галактик.
2. От каких факторов зависит судьба звезды?
3. Концепции образования Солнечной системы.
4. Сверхновые звезды и их роль в формировании химического состава межзвездной среды.
5. Отличие планеты от звезды.
3. Солнце - центральное тело нашей планетной системы
Солнце -- ближайшая к Земле звезда, представляющая собой раскаленный плазменный шар. Это гигантский источник энергии: мощность излучения его очень велика -- около 3,8610 23 кВт. Ежесекундно Солнце излучает такое количество тепла, которого вполне хватило бы, чтобы растопить слой льда, окружающий земной шар, толщиной в тысячу км. Солнце играет исключительную роль в возникновении и развитии жизни на Земле. На Землю попадает ничтожная часть солнечной энергии, благодаря которой поддерживается газообразное состояние земной атмосферы, постоянно нагреваются поверхности суши и водоемов, обеспечивается жизнедеятельность животных и растений. Часть солнечной энергии запасена в недрах Земли в виде каменного угля, нефти, природного газа.
В настоящее время принято считать, что в недрах Солнца при огромнейших температурах --около 15 млн. градусов -- и чудовищных давлениях протекают термоядерные реакции, которые сопровождаются выделением огромного количества энергии. Одной из таких реакций может быть синтез ядер водорода, при котором образуются ядра атома гелия. Подсчитано, что в каждую секунду в недрах Солнца 564 млн т водорода преобразуются в 560 млн т гелия, а остальные 4 млн т водорода превращаются в излучение. Термоядерная реакция будет происходить до тех пор, пока не иссякнут запасы водорода. В настоящее время они составляют около 60 % массы Солнца. Такого резерва должно хватить по меньшей мере на несколько миллиардов лет.
Почти вся энергия Солнца генерируется в его центральной области, откуда переносится излучением, а затем во внешнем слое -- передается конвекцией. Эффективная температура поверхности Солнца -- фотосферы -- около 6000 К.
Наше Солнце -- источник не только света и тепла: его поверхность излучает потоки невидимых ультрафиолетовых и рентгеновских лучей, а также элементарных частиц. Хотя количество тепла и света, посылаемого на Землю Солнцем, на протяжение многих сотен миллиардов лет остается постоянным, интенсивность его невидимых излучений значительно меняется: она зависит от уровня солнечной активности.
Наблюдаются циклы, в течение которых солнечная активность достигает максимального значения. Их периодичность составляет 11 лет. В годы наибольшей активности увеличивается число пятен и вспышек на солнечной поверхности, на Земле возникают магнитные бури, усиливается ионизация верхних слоев атмосферы и т. д.
Солнце оказывает заметное влияние не только на такие природные процессы, как погода, земной магнетизм, но и на биосферу -- животный и растительный мир Земли, в том числе и на человека.
Предполагается, что возраст Солнца не менее 5 млрд лет. Такое предположение основано на том, что в соответствии с геологическими данными наша планета существует не менее 5 млрд лет, а Солнце образовалось еще раньше.
Алгоритм расчета траектории перелета на ограниченную орбиту с заданными характеристиками
Анализируя решение (2.4) линеаризованной системы (2.3), можно заключить, что амплитуды орбиты по осям X и Y зависят друг от друга линейно, а амплитуда по Z является независимой, при этом колебания по X и по Y происходят с одной частотой...
Алгоритм расчета траектории перелета на ограниченную орбиту с заданными характеристиками
Известно, что перелет на орбиту вокруг точки либрации L2 системы Солнце-Земля может быть осуществлен совершением одного импульса на низкой околоземной орбите , , , . Фактически, данный перелет осуществляется по орбите...
Звезды и созвездия едины
В этом разделе рассмотрим, каким образом звезды/созвездия могут, как навредить, так и помочь, чего нам стоит ожидать от Вселенной. В 12-ом вопросе "Звезды могут навредить или же помочь?" многие отметили по равно, что звезды как могут навредить...
Земля - планета Солнечной системы
Солнце - центральное тело Солнечной системы - является типичным представителем звезд, наиболее распространенных во Вселенной тел. Как и многие другие звезды, Солнце представляет собой огромный газовый шар...
В данной работе движение космического аппарата, находящегося на орбите в окрестности точки либрации L1 системы Солнце-Земля, будет рассматриваться во вращающейся системе координат, иллюстрация которой приведена на рисунке 6...
Моделирование орбитального движения
Космический аппарат в окрестности точки либрации может находится на ограниченных орбитах нескольких типов, классификация которых приведена в рабтах . Вертикальная орбита Ляпунова (рис. 8) - плоская ограниченная периодическая орбита...
Моделирование орбитального движения
Как было сказано в пункте 2.4, одним из главных условий при выборе ограниченной орбиты в окрестности точки либрации L1, подходящей для осуществления космической миссии, непрерывно наблюдаемой с поверхности Земли...
Наша Солнечная система
Для того, чтобы понять строение такого гигантского объекта, как Солнце, нужно представить себе огромную массу раскалённого газа, которая сконцентрировалась в определенном месте Вселенной. Солнце на 72% состоит из водорода...
Поверхностное исследование характеристик Солнца
Солнце - центральное тело Солнечной системы - представляет собою горячий газовый шар. Оно в 750 раз превосходит по массе все остальные тела Солнечной системы вместе взятые...
Создание модели возникновения Солнечной системы из межзвездного газа на базе численного моделирования с учетом гравитационного взаимодействия частиц
В результате проведенных исследований (в том числе и не вошедших в материалы данной публикации) в рамках принятых основных представлений образования Солнечной системы предложена модель образования планетных тел...
Солнечная система. Активность Солнца и ее влияние на климатообразующий фактор планеты
Девять крупных космических тел, называемых планетами, обращаются вокруг Солнца, каждая по своей орбите, в одном направлении - против часовой стрелки. Вместе с Солнцем они составляют Солнечную систему...
Солнечно-Земные связи и их влияние на человека
Что же говорит нам наука о Солнце? Как далеко Солнце от нас и как оно велико? Расстояние от Земли до Солнца составляет почти 150 млн. км. Легко написать это число, но представить себе такое большое расстояние трудно...
Солнце, его состав и строение. Солнечно-земные связи
Солнце -- единственная звезда Солнечной системы, вокруг которой обращаются другие объекты этой системы: планеты и их спутники, карликовые планеты и их спутники, астероиды, метеороиды, кометы и космическая пыль. Масса Солнца составляет 99...
Солнце, его физические характеристики и воздействие на магнитосферу Земли
Солнце - ближайшая к Земле звезда, является рядовой звездой нашей Галактики. Это карлик главной последовательности диаграммы Герцшпрунга-Рессела. Принадлежит к спектральному классу G2V. Ее физические характеристики: · Масса 1...
1. Назови центральное тело Солнечной системы.
2. Что можно увидеть на Солнце?
3. Погибнет ли Солнце?
СОЛНЦЕ -Масса = 1.99* 10 30 кг.
Диаметр = 1.392.000 км.
Абсолютная звёздная величина = +4.8
Спектральный класс = G2
Температура поверхности = 5800 о К
Период обращения вокруг оси = 25 ч(полюса) -35 ч(экватор)
Период обращения вокруг центра галактики = 200.000.000 лет
Расстояние до центра галактики = 25000 свет. лет
Скорость движения вокруг центра галактики = 230 км/сек.
Солнце - центральное
и самое большое тело
Солнечной системы,
раскаленный
плазменный шар, типичная звезда-карлик.
Химический состав Солнца определил, что
оно состоит из
водорода
и
гелия
, остальные
элементы менее 0,1%.
Источником Солнечной
энергии является реакция превращения
водорода в гелий со скоростью 600
миллионов тонн в секунду. При этом в ядре
Солнца выделяется свет и тепло.
Температура в ядре достигает 15
миллионов градусов.
То есть Солнце является горячим
вращаюшимся шаром, состоящим из
светящегося газа. Радиус Солнца 696 т. км. Диаметр
Солнца :
1392000 км (109 диаметров Земли).
Солнечная атмосфера (хромосфера и солнечная корона) очень активна, в ней наблюдаюся различные явления: вспышки, протуберанцы, солнечный ветер (постоянное истечение вещества короны в межпланетное пространство).
ПРОТУБЕРАНЦЫ
(от лат. protubero вздуваюсь), громадные, протяженностью до сотен тысяч
километров, языки раскаленного
газа в солнечной короне, имеющие большую плотность и
меньшую температуру, чем окружающая их плазма короны. На диске Солнца наблюдаются
в виде темных волокон, а на его краю в виде светящихся облаков, арок или струй.
Их темперагура может достигать до 4000
градусов.
СОЛНЕЧНАЯ ВСПЫШКА,
самое мощное проявление солнечной активности, внезапное
местное выделение энергии магнитных полей в короне и хромосфере Солнца. При солнечных вспышках наблюдаются:увеличение яркости хромосферы (8-10 мин), ускорение электронов, протонов и тяжелых
ионов, рентгеновское и
радиоизлучение.
СОЛНЕЧНЫЕ ПЯТНА
, образования в фотосфере Солнца, развиваются из пор, могут
достигать 200 тыс. км в поперечнике, существуют в среднем 10-20 суток. Температура в
солнечных пятнах ниже температуры фотосферы, вследствие
чего они в 2-5 раз темнее фотосферы. Для солнечных пятен характерны сильные
магнитные поля.
ВРАЩЕНИЕ СОЛНЦА вокруг оси, происходит в том же направлении, что и Земли (с запада на восток).Один оборот относительно Земли совершается за 27,275 сут (синодический период обращения), относительно неподвижных звезд за 25,38 сут (сидерический период обращения).
ЗАТМЕНИЯ
солнечные и лунные, происходят либо когда Земля попадает в тень,
отбрасываемую Луной (солнечные затмения), либо когда Луна попадает в тень Земли
(лунные затмения).
Длительность полных солнечных затмений не превышает 7,5 мин,
частных (большой фазы) 2 ч. Лунная тень скользит по Земле со скоростью ок. 1 км/с,
пробегая расстояние до 15 тыс. км, ее диаметром ок. 270 км.
Полные лунные затмения могут длиться до 1 ч 45мин. Затмения повторяются в определенной последовательности через период времени в
6585 1/3 сут. Ежегодно бывает не более 7 затмений (из них не более 3 лунных).
Активность солнечной атмосферы переодически повторяется, 11-летний переод.
Солнце - основной источник
энергии для Земли, оно оказывает влияние
на все земные процессы. Земля находится
на удачном расстоянии от Солнца, поэтому
на ней сохранилась жизнь. Солнечное
излучение создает пригодные для живых
организмов условия. Если бы наша
планета была ближе - она была бы слишком
горячей, и наоборот.
Так поверхность Венеры разогрета почти
до 500 градусов и давление атмосферы
огромно, поэтому встретить там жизнь
практически невозможно. Марс находится
дальше от Солнца, для человека там
слишком холодно, иногда температура
ненадолго поднимается до 16 градусов.
Обычно же на этой планете сильные морозы,
при которых замерзает даже углекислый
газ, из которого состоит атмосфера Марса.
|
Как
долго будет существовать Солнце?
|
Солнечная система
является одной из 200 млрд. звездных систем, находящихся в галактике Млечный Путь . Она расположена примерно по середине между центром галактики и его краем.
Солнечная система - это определенное скопление небесных тел, которые связаны силами гравитации со звездой (Солнцем). В нее входят: центральное тело - Солнце , 8 больших планет с их спутниками, несколько тысяч малых планет или астероидов, несколько сот наблюдавшихся комет и бесконечное множество метеорных тел.
Большие планеты подразделяются на 2 основные группы
:
— планеты земной группы (Меркурий , Венера , Земля и Марс);
— планеты юпитерской группы или планеты гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).
В этой классификации нет места Плутону. В 2006 году было установлено, что Плутон из-за своих маленьких размеров и большой отдаленности от Солнца обладает низким гравитационным полем и ее орбита не похожа на соседние с нею орбиты, более близких к Солнцу планет. К тому же вытянутая эллипсоидная орбита Плутона (у остальных планет она почти круговая) пересекается с орбитой восьмой планеты Солнечной системы - Нептуна. Именно поэтому, с недавних времен, было решено лишить Плутона статуса "планеты".
Планеты земной группы сравнительно малы и имеют большую плотность. Основными их составляющими являются силикаты (соединения кремния) и железо. У планет-гигантов практически нет твердой поверхности. Это огромные газовые планеты, образованны преимущественно из водорода и гелия, атмосфера которых постепенно уплотняясь плавно переходить в жидкую мантию.
Конечно же основным элементов Солнечной системы является Солнце . Без него все планеты, в том числе и наша, разлетелись бы на огромные расстояния, а быть может даже и за пределы галактики. Именно Солнце из-за своей огромной массы (99,87% от массы всей Солнечной системы) создает невероятно мощное гравитационное воздействие на все планеты, их спутники, кометы и астероиды, заставляя вращаться каждого из них по своей орбите.
В Солнечной системе , помимо планет, имеются две области, заполненные малыми телами (карликовыми планетами, астероидами, кометами, метеоритами). Первая область - это Пояс Астероидов , который находится между Марсом и Юпитером. По составу он сходен с планетами земной группы, так как состоит из силикатов и металлов. За пределами Нептуна располагается вторая область которая называется Пояс Койпера . Располагает в себе много объектов (в основном карликовые планеты), состоящие из замершей воды, аммиака и метана, крупнейшим из которых является и Плутон.
Пояс Койпнера начинается сразу после орбиты Нептуна.
Внешнее кольцо ее заканчивается на расстоянии
в 8,25 млрд. км от Солнца. Это огромное кольцо вокруг всей
Солнечной системы, представляет из себя бесконечное
количество летучих веществ из льдинков метана, аммиака и воды.
Пояс Астероидов - рассположен между орбитой Марса и Юпитера.
Внешняя граница рассположена в 345 млн. км от Солнца.
Содержит десятки тысяч, возможно миллионы объектов более одного
километра в диаметре. Самые крупные из них - карликовые планеты
(диаметр от 300 до 900 км) .
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). 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°).
Раньше предполагалось, что граница Солнечной системы заканчивается сразу после орбиты Плутона. Однако в 1992 году были открыты новые небесные тела, которые несомненно принадлежат нашей системе, так как находятся непосредственно под гравитационным влиянием Солнца.
Каждому небесному объекту свойственны такие понятия как год и сутки. Год - это то время, за которое тело оборачивается вокруг Солнца на угол 360 градусов, т.е совершает полный круговой оборот. А сутки - это период вращения тела вокруг собственной оси. Самая близкая, от Солнца, планета Меркурий обращается вокруг Солнца за 88 земных суток, а вокруг своей оси - за 59 суток. Это значит, что на планете за один год проходит даже меньше двух суток (для примера на Земле один год включает в себя 365 дней, т.е именно столько раз Земля обернется вокруг своей оси за один оборот вокруг Солнца). В то время, как на самой отдаленной, от Солнца, карликовой планете Плутоне сутки составляют 153,12 часов (6,38 земных суток). А период обращения вокруг Солнца равен 247,7 земных лет. Т.е только наши прапрапраправнуки застанут тот момент когда Плутон наконец то пройдет весь путь по своей орбите.
галактическим годом
. Помимо кругового движения по орбите, Солнечная система совершает вертикальные колебания относительно галактической плоскости, пересекая ее каждые 30-35 млн. лет и оказываясь то в северном, то в южном галактическом полушарии.
Возмущающим фактором для планет Солнечной системы
является их гравитационное влияние друг на друга. Оно несколько изменяет орбиту по сравнению с той, по которой каждая планета двигалась бы под действием одного только Солнца. Вопрос в том могут ли эти возмущения накапливаться вплоть до падения планеты на Солнце либо удаление ее за пределы Солнечной системы
, или они имеют периодический характер и параметры орбиты будут всего лишь колебаться вокруг некоторых средних значений. Результаты теоретических и исследовательских работ, выполненных астрономами более чем за 200 последних лет, говорят в пользу второго предположения. об этом же свидетельствуют данные геологии, палеонтологии и других наук о Земле: уже 4,5 млрд лет расстояние нашей планеты от Солнца практически не меняется.И в будущем ни падения на Солнце, ни уход из Солнечной системы
, как и Земле , так и другим планетам не угрожает.
