сонячна системає однією з 200 млрд. зіркових систем, що знаходяться в галактиці Чумацький Шлях. Вона розташована приблизно посередині між центром галактики та його краєм.
Сонячна система – це певне скупчення небесних тіл, які пов'язані силами гравітації із зіркою (Сонцем). До неї входять: центральне тіло - Сонце, 8 великих планет з їхніми супутниками, кілька тисяч малих планет або астероїдів, кілька сотень комет, що спостерігалися, і безліч метеорних тіл.
Великі планети поділяються на 2 основні групи:
- планети земної групи (Меркурій, Венера, Земля та Марс);
- Планети юпітерської групи або планети гіганти (Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун).
У цій класифікації немає Плутону. У 2006 році було встановлено, що Плутон через свої маленькі розміри і велику віддаленість від Сонця має низьке гравітаційне поле і її орбіта не схожа на сусідні з нею орбіти, ближчі до Сонця планет. До того ж витягнута еліпсоїдна орбіта Плутона (в інших планет вона майже кругова) перетинається з орбітою восьмої планети Сонячної системи – Нептуна. Саме тому з недавніх часів було вирішено позбавити Плутона статусу "планети".
Планети земної групипорівняно малі та мають велику щільність. Основними їх складовими є силікати (сполуки кремнію) та залізо. У планет-гігантівпрактично немає твердої поверхні. Це величезні газові планети, які утворені переважно з водню та гелію, атмосфера яких поступово ущільнюючись плавно переходити в рідку мантію.
Звичайно ж основним елементом Сонячної системи є Сонце. Без нього всі планети, у тому числі й наша, розлетілися б на великі відстані, а можливо навіть за межі галактики. Саме Сонце через свою величезну масу (99,87% від маси всієї Сонячної системи) створює неймовірно потужний гравітаційний вплив на всі планети, їх супутники, комети та астероїди, змушуючи обертатися кожного з них по своїй орбіті.
У Сонячної системиКрім планет, є дві області, заповнені малими тілами (карликовими планетами, астероїдами, кометами, метеоритами). Перша область – це Пояс Астероїдів, що знаходиться між Марсом та Юпітером. За складом він подібний до планет земної групи, оскільки складається з силікатів і металів. За межами Нептуна розташовується друга область, яка називається Пояс Койпера. Має в собі багато об'єктів (в основному карликові планети), що складаються з води, що завмерла, аміаку і метану, найбільшим з яких є і Плутон.
Пояс Койпнер починається відразу після орбіти Нептуна.
Зовнішнє кільце її закінчується з відривом
у 8,25 млрд. км від Сонця. Це величезне кільце навколо всієї
Сонячної системи, представляє собою нескінченне
кількість летких речовин з крижин метану, аміаку та води.
Пояс Астероїдів - розташований між орбітою Марса та Юпітера.
Зовнішня межа розташована за 345 млн. км від Сонця.
Містить десятки тисяч, можливо, мільйони об'єктів більше одного
кілометра у діаметрі. Найбільші з них – карликові планети
(Діаметр від 300 до 900 км).
Усі планети та більшість інших об'єктів звертаються навколо Сонця в одному напрямку з обертанням Сонця (проти годинникової стрілки, якщо дивитися з боку північного полюса Сонця). Найбільшу кутову швидкість має Меркурій — він встигає здійснити повний оборот навколо Сонця всього за 88 земних діб. А для найвіддаленішої планети — Нептуна — період навернення становить 165 земних років. Більшість планет обертається навколо своєї осі у той самий бік, як і обертається навколо Сонця. Винятки становлять Венера та Уран, причому Уран обертається практично «лежачи на боці» (нахил осі близько 90 °).
Раніше передбачалося, що кордон Сонячної системизакінчується відразу після орбіти Плутона. Однак у 1992 році були відкриті нові небесні тіла, які, безперечно, належать нашій системі, оскільки знаходяться безпосередньо під гравітаційним впливом Сонця.
Кожному небесному об'єкту властиві такі поняття, як рік і добу. Рік- це час, протягом якого тіло обертається навколо Сонця на кут 360 градусів, тобто робить повний круговий оборот. А доба- це період обертання тіла навколо своєї осі. Найближча від Сонця планета Меркурій звертається навколо Сонця за 88 земних діб, а навколо своєї осі - за 59 діб. Це означає, що на планеті за один рік проходить навіть менше двох діб (для прикладу на Землі один рік включає 365 днів, тобто стільки разів Земля обернеться навколо своєї осі за один оберт навколо Сонця). У той час, як на найвіддаленішій, від Сонця, карликовій планеті Плутоні добу становлять 153,12 години (6,38 земної доби). А період навернення навколо Сонця дорівнює 247,7 земних років. Тобто тільки наші прапрапраправнуки застануть той момент коли Плутон нарешті пройде весь шлях своєю орбітою.
галактичним роком. Крім кругового руху по орбіті, Сонячна система здійснює вертикальні коливання щодо галактичної площини, перетинаючи її кожні 30-35 млн. років і опиняючись то в північній, то в південній галактичній півкулі.
Обурюючим фактором для планет Сонячна системає їх гравітаційний вплив друг на друга. Воно дещо змінює орбіту в порівнянні з тією, за якою кожна планета рухалася б під дією одного Сонця. Питання в тому чи можуть ці збурення накопичуватися до падіння планети на Сонці або видалення її за межі Сонячна система, або вони мають періодичний характер і параметри орбіти будуть лише коливатися навколо деяких середніх значень. Результати теоретичних та дослідницьких робіт, виконаних астрономами більш ніж за 200 останніх років, свідчать на користь другого припущення. про це ж свідчать дані геології, палеонтології та інших наук про Землю: вже 4,5 млрд років відстань нашої планети від Сонця практично не змінюється. Сонячна системаЯк і Землі, так і іншим планетам не загрожує.
(Лат. Sol) - єдина зірка в . та сім інших обертаються навколо Сонця. Крім них, навколо Сонця обертаються комети, астероїди та інші дрібні об'єкти.
Сонце як зірка
Сонце - центральне та масивне тіло Сонячної системи. Його маса приблизно в 333 000 разів більша за масу Землі і в 750 разів перевищує масу всіх інших планет, разом узятих. Сонце - потужне джерело енергії, яку воно постійно випромінює у всіх ділянках спектра електромагнітних хвиль - від рентгенівських та ультрафіолетових променів до радіохвиль. Це випромінювання впливає всі тіла Сонячної системи: нагріває їх, позначається на атмосферах планет, дає світло і тепло, необхідні життя Землі.
Водночас Сонце - найближча до нас зірка, у якої, на відміну від інших зірок, можна спостерігати диск, і за допомогою телескопа вивчати на ньому дрібні деталі, розміром до кількох сотень кілометрів. Це типова зірка, тому її вивчення допомагає зрозуміти природу зірок загалом. За зоряною класифікацією Сонце має спектральний клас G2V. У популярній літературі Сонце часто класифікують як жовтий карлик.
Видимий кутовий діаметр Сонця дещо змінюється через еліптичність орбіти Землі. У середньому він становить близько 32” або 1/107 Радіана, тобто діаметр Сонця дорівнює 1/107 а.е., або приблизно 1400000 км.
Будова Сонця
Як і всі зірки, Сонце - розпечена газова куля. Хімічний склад (за кількістю атомів) визначено з аналізу сонячного спектру:
- водень становить близько 90%,
- гелій – 10%,
- решта елементів - менше 0,1%.
Речовина Сонце дуже іонізована, тобто. атоми втратили свої зовнішні електрони і разом із ними стали вільними частками іонізованого газу – плазми.
Середня щільність сонячної речовини ρ ≈ 1400 кг/м³. Це значення близьке до густини води і в тисячу разів більше густини повітря біля поверхні Землі. Однак у зовнішніх шарах Сонця щільність у мільйони разів менша, а в центрі - у 100 разів більша за середню.
Обчислення, що враховують зростання щільності та температури до центру, показують, що в центрі Сонця щільність становить близько 1,5×10 5 кг/м³, тиск – близько 2×10 18 Па, а температура – близько 15 млн К.
За такої температури ядра атомів водню (протони і дейтрона) мають дуже великі швидкості (сотні кілометрів на секунду) і можуть наближатися один до одного, незважаючи на дію електростатичної сили відштовхування. Деякі зіткнення закінчуються ядерними реакціями, в результаті яких з водню утворюється гелій і вивільняється значна кількість енергії, яка перетворюється на тепло. Ці реакції є джерелом енергії Сонця на етапі його еволюції. Внаслідок цього кількість гелію в центральній частині світила поступово збільшується, а водню – зменшується.
Потік енергії, що виникає в надрах Сонця, передається у зовнішні шари та розподіляється на дедалі більшу площу. Внаслідок цього температура сонячної плазми знижується з віддаленням від центру. Залежно від температури та характеру процесів, якою визначаються, Сонце можна умовно розділити на 4 частини:
- внутрішня, центральна частина (ядро), де тиск і температура забезпечують перебіг ядерних реакцій, вона простягається від центру на
- відстань приблизно 1/3 радіусу
- промениста зона (відстань від 1/3 до 2/3 радіусу), в якій енергія передається назовні в результаті послідовного поглинання та випромінювання квантів електромагнітної енергії;
- конвективна зона - від верхньої частини променистої зони майже до видимої поверхні Сонця. Тут температура швидко зменшується з наближенням до видимої поверхні світила, внаслідок чого збільшується концентрація нейтральних атомів, речовина стає прозорішою, променисте перенесення стає менш ефективним і тепло передається в основному за рахунок перемішування речовини (конвекція), подібно до кипіння рідини в посудині, що підігрівається знизу;
- сонячна атмосфера, яка починається одразу за конвективною зоною і виходить далеко за межі видимого диска Сонця. Нижній шар атмосфери – фотосфера, тонкий шар газів, який ми сприймаємо як поверхню Сонця. Верхніх шарів атмосфери безпосередньо не видно через значну розрідженість, їх можна спостерігати або при повних сонячних затемненнях, або за допомогою спеціальних приладів.
Сонячний спалах
Сонячну атмосферу можна умовно поділити на кілька шарів.
Глибокий шар атмосфери завтовшки 200-300 км називається фотосферою (сфера світла). З нього випромінюється майже вся енергія, що спостерігається у видимій частині спектра.
На фотографіях фотосфери добре помітно її тонку структуру у вигляді яскравих «зернят» – гранул розміром близько 1000 км, розділених вузькими темними проміжками. Ця структура називається грануляцією. Вона є результатом руху газів, що відбувається у розташованій під атмосферою конвективної зони Сонця.
У фотосфері, як і глибших шарах Сонця, температура знижується з віддаленням від центру, змінюючись приблизно від 8000 до 4000 До: зовнішні шари фотосфери охолоджуються внаслідок випромінювання їх у міжпланетне простір.
У спектрі видимого випромінювання Сонця майже повністю утворюється у фотосфері, зниженню температури у зовнішніх шарах відповідають темні лінії поглинання. Вони називаються фраунгоферовими на честь німецького оптика І. Фраунгофера (1787-1826), вперше 1814 року замалював кілька сотень таких ліній. З тієї ж причини (зниження температури від центру Сонця) сонячний диск ближче до краю видається темнішим.
У вищих шарах фотосфери температура становить близько 4000 К. При такій температурі та щільністю 10 -3 -10 -4 кг/м³ водень стає практично нейтральним. Іонізовано лише близько 0,01% атомів, переважно металів.
Однак вища в атмосфері температура, а разом з нею і іонізація, знову починають підвищуватись, спочатку повільно, а потім дуже швидко. Частина сонячної атмосфери, в якій підвищується температура та послідовно іонізуються водень, гелій та інші елементи, називається хромосферою, її температура становить десятки та сотні тисяч кельвінів. У вигляді блискучої рожевої облямівки хромосферу видно навколо темного диска в рідкісні моменти повних сонячних затемнень. Вище хромосфери температура сонячних газів становить 10 6 - 2 × 10 6 К і далі протягом багатьох радіусів Сонця майже не змінюється. Ця розріджена та гаряча оболонка називається сонячною короною. У вигляді променистого перлинного сяйва її можна спостерігати під час повної фази затемнення Сонця, тоді вона є надзвичайно красивим видовищем. «Випаровуючись» у міжпланетний простір, газ корони утворює потік гарячої розрідженої плазми, постійно тече від Сонця і називається сонячним вітром.
Хромосферу і корону краще спостерігати з супутників та орбітальних космічних станцій в ультрафіолетових та рентгенівських променях.
Час у деяких ділянках фотосфери темні проміжки між гранулами збільшуються, утворюються невеликі круглі пори, деякі з них розвиваються у великі темні плями, оточені напівтинням, що складається з довгастих, радіально витягнутих фотосферних гранул.
Спостерігаючи сонячні плями в телескоп, Галілей помітив, що вони пересуваються по видимому диску Сонця. На цій підставі він зробив висновок, що Сонце обертається довкола своєї осі. Кутова швидкість обертання світила зменшується від екватора до полюсів, точки на екваторі здійснюють повний оберт за 25 діб, а поблизу полюсів зоряний період звернення Сонця збільшується до 30 діб. Земля рухається своєю орбітою у тому напрямі, у якому обертається Сонце. Тому щодо земного спостерігача період її обертання більший і пляма в центрі сонячного диска знову пройде через центральний меридіан Сонця через 27 діб.
Цікаві факти
- Середня щільність Сонця становить всього 1,4 г/см³, тобто. дорівнює щільності води Мертвого моря.
- Кожну секунду Сонце випромінює у 100 000 разів більше енергії, ніж людство виробило за всю свою історію
- Питома (на одиницю маси) енерговитрат Сонця – всього 2×10 -4 Вт/кг, тобто. приблизно така сама, як у купи гнилого листя.
- 8 квітня 1947 року на поверхні південної півкулі Сонця було зафіксовано найбільше скупчення сонячних плям за весь час спостережень.
- Його довжина становила 300 000 км, а ширина – 145 000 км. Воно було приблизно в 36 разів більше площі поверхні Землі і його можна було легко розглянути неозброєним оком під час заходу сонця.
- На честь Сонця названо нову валюту Перу (новий сіль)
1. Назви центральне тіло Сонячної системи.
2. Що можна побачити на Сонці?
3. Чи загине Сонце?
СОНЦЕ -Маса = 1.99 * 1030 кг.
Діаметр = 1392000 км.
Абсолютна зоряна величина = +4.8
Спектральний клас = G2
Температура поверхні = 5800 о К
Період обертання навколо осі = 25 год (полюси) -35 год (екватор)
Період обігу навколо центру галактики = 200.000.000 років
Відстань до центру галактики = 25000 світло. років
Швидкість руху довкола центру галактики = 230 км/сек.
Сонце - центральне та найбільше тілоСонячна система,розпечений
плазмова куля, типова зірка-карлик. Хімічний склад Сонця визначив, що воно складається зводню та гелію, решта елементів менше 0,1%.
Джерелом Сонячної енергії є реакція перетворення водню на гелій зі швидкістю 600 мільйонів тонн на секунду. При цьому в ядрі Сонця виділяється світло та тепло. Температура в ядрі сягає 15 мільйонів градусів.
Тобто Сонце є гарячою кулею, що обертається, що складається з газу, що світиться. Радіус Сонця 696 т. км. Діаметр Сонця :
1392 000 км (109 діаметрів Землі).
Сонячна атмосфера (хромосфера та сонячна корона) дуже активна, в ній спостерігаються різні явища: спалахи, протуберанці, сонячний вітер (постійне закінчення речовини корони в міжпланетний простір).
ПРОТУБЕРАНЦІ (від лат. protubero здуваюся), величезні, довжиною до сотень тисяч кілометрів, язики розпеченого газу в сонячній короні, що мають більшу щільність і меншу температуру, ніж плазма, що оточує, корони. На диску Сонця спостерігаються у вигляді темних волокон, а на його краю у вигляді хмар, арок або струменів, що світяться. Їхня темперагура може досягати до 4000 градусів.
СОНЯЧНИЙ Спалах,найпотужніший прояв сонячної активності, раптове місцеве виділення енергії магнітних полів у короні та хромосфері Сонця. При сонячних спалахах спостерігаються: збільшення яскравості хромосфери (8-10 хв), прискорення електронів, протонів та важких іонів, рентгенівське та радіовипромінювання.
СОНЯЧНІ ПЛЯМА, освіти у фотосфері Сонця, що розвиваються з пір, можуть досягати 200 тис. км у поперечнику, існують у середньому 10-20 діб. Температура в сонячних плямах нижче температури фотосфери, внаслідок чого вони в 2-5 разів темніші за фотосферу. Для сонячних плям характерні потужні магнітні поля.
ОБЕРТАННЯ СОНЦЯнавколо осі, відбувається у тому напрямі, як і Землі (із заходу Схід). Один оборот щодо Землі відбувається за 27,275 діб (синодичний період звернення), щодо нерухомих зірок за 25,38 діб (сидеричний період звернення).
ЗАТМІННЯсонячні та місячні, відбуваються або коли Земля потрапляє в тінь,
відкидається Місяцем (сонячні затемнення), або коли Місяць потрапляє в тінь Землі
(місячні затемнення).
Тривалість повних сонячних затемнень не перевищує 7,5 хв,
приватних (великої фази) 2 год. Місячна тінь ковзає по Землі зі швидкістю бл. 1 км/с,
пробігаючи відстань до 15 тис. км, її діаметром прибл. 270 км. Повні місячні затемнення можуть тривати до 1 год 45хв. Затемнення повторюються у певній послідовності через період часу 6585 1/3 сут. Щороку буває трохи більше 7 затемнень (з них трохи більше 3 місячних).
Активність сонячної атмосфери періодично повторюється, 11-річний період.
Сонце – основне джерело енергії для Землі, воно впливає на всі земні процеси. Земля знаходиться на вдалій відстані від Сонця, тому на ній збереглося життя. Сонячне випромінювання створює придатні для живих організмів умови. Якби наша планета була ближчою – вона була б надто гарячою, і навпаки.
Так поверхня Венери розігріта майже до 500 градусів і тиск атмосфери величезний, тому зустріти життя практично неможливо. Марс знаходиться далі від Сонця, для людини там дуже холодно, іноді температура ненадовго піднімається до 16 градусів. Зазвичай на цій планеті сильні морози, при яких замерзає навіть вуглекислий газ, з якого складається атмосфера Марса.
|
Як довго існуватиме Сонце?
|
Здрастуйте шановні читачі! У даному пості йтиметься про будову Сонячної системи. Я вважаю, що просто необхідно знати про те, де Всесвіт знаходиться наша планета, а також що ще є в нашій Сонячній системі крім планет...
Будова Сонячної системи.
сонячна система- це система космічних тіл, яка крім центрального світила - Сонця, включає дев'ять великих планет, їх супутники, безліч маленьких планет, комети, космічний пил і дрібні метеорні тіла, які рухаються у сфері переважної гравітаційної дії Сонця.
У середині XVI століття було розкрито загальну структуру будови Сонячної системи польським астрономом Миколою Коперником.Він спростував уявлення про те, що Земля – це центр Всесвіту і обгрунтував уявлення руху планет навколо Сонця. Така модель Сонячної системи отримала назву геліоцентричну.
У XVII столітті Кеплер відкрив закон руху планет, а Ньютон сформулював закон всесвітнього тяжіння. Але тільки після того, як Галілей в 1609 винайшов телескоп, стало можливим вивчення фізичних характеристик, що входять до складу Сонячної системи, космічних тіл.
Так Галілей, спостерігаючи за сонячними плямами, вперше відкрив обертання Сонця навколо осі.
Планета Земля – це одне з дев'яти небесних тіл (або планет), що рухаються навколо Сонця у космічному просторі.
Основну частину Сонячної системи складають планети, які з різною швидкістю обертаються навколо Сонця в одному напрямку та майже в одній площині по еліптичних орбітах і знаходяться від нього на різних відстанях.
Планети розташовані в наступному порядку від Сонця: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Але Плутон іноді віддаляється від Сонця більш ніж на 7 млрд. км, але через величезну масу Сонця, яка майже в 750 разів перевищує масу всіх інших планет, залишається у сфері його тяжіння.
Найбільша з планет– це Юпітер. Його діаметр в 11 разів перевищує діаметр Землі та становить 142 800 км. Найменша із планет– це Плутон, діаметр якого становить лише 2 284 км.
Планети, які знаходяться ближче до Сонця (Меркурій, Венера, Земля, Марс) дуже сильно відрізняються від наступних чотирьох. Вони називаються планетами земного типу, оскільки, подібно до Землі, складаються з твердих порід.
Юпітер, Сатурн, Уран та Нептун, називаються планетами юпітеріанського типу, а також планетами-гігантами, і на відміну від них складаються в основному з водню.
Також існують інші відмінності між планетами юпітеріанського і земного типу.«Юпітеріанці» разом із численними супутниками утворюють власні «сонячні системи».
Щонайменше 22 супутники у Сатурна. І лише три супутники, включаючи Місяць, у планет земного типу. І крім усього, планети юпітеріанського типу оточені кільцями.
Уламки планет.
Між орбітами Марса та Юпітера існує великий проміжок, де могла б розміститися ще одна планета. Цей простір насправді заповнений безліччю небесних тіл невеликого розміру, які називають астероїдами, або малими планетами.
Церера - це назва найбільшого астероїда, діаметр якого близько 1000 км.До теперішнього часу відкрито 2500 астероїдів, які у своїх розмірах значно менші за Цереру. Це брили з поперечниками, які не перевищують у розмірі кількох кілометрів.
Більшість астероїдів обертаються навколо Сонця в широкому «астероїдному поясі», що знаходиться між Марсом і Юпітером. Орбіти деяких астероїдів виходять далеко за межі цього поясу, а іноді наближаються досить близько до Землі.
Ці астероїди не можна побачити неозброєним оком, тому що їх розміри надто малі, і вони дуже віддалені від нас. Але інші уламки – наприклад, комети – можуть бути видимі у нічному небі завдяки своєму яскравому сяйві.
Комети – це небесні тіла, які складаються з льоду, твердих частинок та пилу. Більшість комета рухається в далеких ділянках нашої Сонячної системи і невидима для ока людини, але коли вона наближається до Сонця, то починає світитися.
Це відбувається під впливом сонячного тепла. Лід частково випаровується і перетворюється на газ, вивільняючи частинки пилу. Комета стає видимою, тому що газопилова хмара відбиває сонячне світло.Хмара, під тиском сонячного вітру, перетворюється на довгий хвіст, що розвівається.
Також існують такі космічні об'єкти, які можна спостерігати майже щовечора. Вони згоряють при попаданні в атмосферу Землі, залишаючи при цьому в небі вузький слід, що світиться - метеор. Ці тіла називаються метеорними, а їх розміри не більше піщинки.
Метеорити – це великі метеорні тіла, які досягають земної поверхні. Через зіткнення із Землею величезних метеоритів, у минулому, утворилися величезні кратери її поверхні. Майже мільйон тонн метеоритного пилу щороку осідає на Землі.
Народження сонячної системи.
Великі газопилові туманності, або хмари, розкидані серед зірок нашої галактики. У такій же хмарі, близько 4600 млн. років тому, народилася і наша Сонячна система.Відбулося це народження в результаті колапсу (стиснення) цієї хмари під діїним сил гравітації.
Потім ця хмара почала обертання. А згодом воно перетворилося на диск, що обертається, основна маса речовини якого зосередилася в центрі. Гравітаційний колапс продовжувався, центральне ущільнення постійно зменшувалося та розігрівалося.
Термоядерна реакція почалася за температури в десятки мільйонів градусів, і тоді центральне ущільнення речовини спалахнуло новою зіркою – Сонцем.
Планети сформувалися з пилу і газу, що знаходяться в диску.Зіткнення частинок пилу, а також їх перетворення на великі брили відбувалося у внутрішніх розігрітих областях. Цей процес називається акреція – прирощення.
Взаємне тяжіння і зіткнення цих всіх брил і призвело до утворення планет земного типу.
Ці планети мали слабке гравітаційне поле і були надто малі для того, щоб притягнути до себе легкі гази (такі як гелій та водень), що входять до складу акреційного диска.
Народження Сонячної системи було звичайним явищем - постійно та повсюдно у Всесвіті народжуються подібні системи.І, можливо, в одній із таких систем є планета схожа на Землю, на якій існує розумне життя…
Ось ми й розглянули будову Сонячної системи, і тепер можемо озброїтись знаннями для їх подальшого застосування на практиці 😉
Всесвіт (космос)- Це весь навколишній світ, безмежний у часі і просторі і нескінченно різноманітний за формами, які приймає матерія, що вічно рухається. Безмежність Всесвіту частково можна уявити в ясну ніч з мільярдами різної величини мерехтливих точок, що світяться, на небі, що представляють далекі світи. Промені світла при швидкості 300 000 км/с із найвіддаленіших частин Всесвіту сягають Землі приблизно 10 млрд років.
На думку вчених, утворився Всесвіт у результаті «Великого Вибуху» 17 млрд років тому.
Вона складається зі скупчень зірок, планет, космічного пилу та інших космічних тіл. Ці тіла утворюють системи: планети із супутниками (наприклад. Сонячна система), галактики, метагалактики (скупчення галактик).
Галактика(пізньогрец. galaktikos- молочний, чумацький, від грецької gala- молоко) - велика зіркова система, що складається з безлічі зірок, зоряних скупчень і асоціацій, газових та пилових туманностей, а також окремих атомів і частинок, розсіяних у міжзоряному просторі.
У Всесвіті існує безліч галактик різного розміру та форми.
Усі зірки, видимі із Землі, входять до складу галактики Чумацький Шлях. Свою назву вона отримала завдяки тому, що більшість зірок можна побачити ясною ніччю у вигляді Чумацького Шляху — білястої розмитої смуги.
Загалом Галактика Чумацький Шлях містить близько 100 млрд зірок.
Наша галактика знаходиться у постійному обертанні. Швидкість її руху у Всесвіті - 1,5 млн км/год. Якщо дивитися на нашу галактику з боку її північного полюса, то обертання відбувається за годинниковою стрілкою. Сонце та найближчі до нього зірки роблять повний оберт навколо центру галактики за 200 млн років. Цей термін прийнято рахувати галактичний рік.
За розміром і формою подібна до галактики Чумацький Шлях галактика Андромеди, або Туманність Андромеди, яка знаходиться на відстані приблизно 2 млн світлових років від нашої галактики. Світловий рік- Відстань, що проходить світлом за рік, приблизно дорівнює 10 13 км (швидкість світла - 300 000 км / с).
Для наочності вивчення руху та розташування зірок, планет та інших небесних тіл використовується поняття небесної сфери.
Рис. 1. Основні лінії небесної сфери
Небесна сфера— це уявна сфера будь-якого великого радіусу, в центрі якої знаходиться спостерігач. На небесну сферу проектуються зірки, сонце, місяць, планети.
Найважливішими лініями на небесній сфері є: прямовисна лінія, зеніт, надір, небесний екватор, екліптика, небесний меридіан та ін. (рис. 1).
Вертикальна лінія- Пряма, що проходить через центр небесної сфери і збігається з напрямком нитки схилу в місці спостереження. Для спостерігача, що знаходиться на поверхні Землі, прямовисна лінія проходить через центр Землі та точку спостереження.
Вертикальна лінія перетинається з поверхнею небесної сфери у двох точках - зеніті,над головою спостерігача, та надирі -діаметрально протилежної точки.
Велике коло небесної сфери, площина якого перпендикулярна до прямовисної лінії, називається математичним горизонтом.Він ділить поверхню небесної сфери на дві половини: видиму для спостерігача, з вершиною в зеніті, і невидиму, з вершиною в надирі.
Діаметр, навколо якого відбувається обертання небесної сфери, - вісь світу.Вона перетинається з поверхнею небесної сфери у двох точках. північному полюсі світуі південний полюс світу.Північним полюсом називається той, з боку якого обертання небесної сфери відбувається за годинниковою стрілкою, якщо дивитися на сферу ззовні.
Велике коло небесної сфери, площина якого перпендикулярна до осі світу, носить назву небесного екватора.Він ділить поверхню небесної сфери на дві півкулі: північне,з вершиною в північному полюсі світу, та південне,з вершиною у південному полюсі світу.
Велике коло небесної сфери, площина якого проходить через стрімку лінію та вісь світу, – небесний меридіан. Він ділить поверхню небесної сфери на дві півкулі. східнеі західне.
Лінія перетину площини небесного меридіана та площини математичного горизонту. Південна лінія.
Екліптика(Від грец. ekieipsis- затемнення) — велике коло небесної сфери, яким відбувається видимий річний рух Сонця, точніше — його центру.
Площина екліптики нахилена до площини небесного екватора під кутом 23 26 "21".
Щоб легше запам'ятати місце розташування зірок на небі, люди в давнину придумали об'єднувати найяскравіші з них сузір'я.
Нині відомі 88 сузір'їв, які мають імена міфічних персонажів (Геркулес, Пегас та інших.), знаків зодіаку (Телець, Риби, Рак та інших.), предметів (Терези, Ліра та інших.) (рис. 2).
Рис. 2. Літньо-осінні сузір'я
Походження галактик. Сонячна система та її окремі планети до цих пір залишається нерозгаданою таємницею природи. Існує кілька гіпотез. В даний час вважається, що наша галактика утворилася з газової хмари, що складалася з водню. На початковій стадії еволюції галактики з міжзоряного газово-пилового середовища утворилися перші зірки, а 4,6 млрд. років тому Сонячна система.
Склад сонячної системи
Сукупність небесних тіл, що рухаються навколо Сонця як центрального тіла, утворює Сонячна система.Вона розташована майже на околиці галактики Чумацький Шлях. Сонячна система бере участь у обертанні навколо центру галактики. Швидкість цього руху становить близько 220 км/с. Цей рух відбувається у напрямку сузір'я Лебедя.
Склад Сонячної системи можна подати у вигляді спрощеної схеми, наведеної на рис. 3.
Понад 99,9 % маси речовини Сонячної системи припадає на Сонце і лише 0,1 % — на решту її елементів.
|
Гіпотеза І. Канта (1775) - П.Лапласа (1796) |
Гіпотеза Д. Джинса (початок XX ст.) |
Гіпотеза академіка О. П. Шмідта (40-ті рр. XX ст.) |
Гі потеза а каліміка В. Г. Фесенкова (30-ті рр. XX ст.) |
|
Планети утворилися із газово-пилової матерії (у вигляді розпеченої туманності). Охолодження супроводжуюсь стисненням та збільшенням швидкості обертання якоїсь осі. На екваторі туманності виникали кільця. Речовина кілець збиралася в розпечені тіла і поступово остигала |
Повз Сонце колись пройшла більша зірка, сс тяжіння вирвало з Сонця струмінь розжареної речовини (протуберанець). Утворилися згущення, з яких потім планети |
Газово-пилова хмара, що обертається навколо Сонця, мала прийняти суцільну форму внаслідок зіткнення частинок та їх руху. Частки об'єдналися у згущення. Притягання дрібніших частинок згущенням мало сприяти зростанню навколишнього речовини. Орбіти згущень мали стати майже круговими і лежать майже в одній площині. Згущення з'явилися зародками планет, увібравши в себе майже всю речовину з проміжків між їх орбітами. |
З хмари, що обертається, виникло саме Сонце, а планети — з вторинних згущень у цій хмарі. Сонце сильно зменшилося і охолонуло до сучасного стану |
Рис. 3. Склад Сонячної систем
Сонце
Сонце— це зірка, гігантська розпечена куля. Його діаметр у 109 разів більший за діаметр Землі, маса в 330 000 разів більша за масу Землі, зате середня щільність невелика — всього в 1,4 раза більша за щільність води. Сонце знаходиться на відстані близько 26 000 світлових років від центру нашої галактики і обертається навколо нього, роблячи один оборот приблизно за 225-250 млн. років. Орбітальна швидкість руху Сонця дорівнює 217 км/с - таким чином, воно проходить один світловий рік за 1400 земних років.
Рис. 4. Хімічний склад Сонця
Тиск на Сонці у 200 млрд разів вищий, ніж у поверхні Землі. Щільність сонячної речовини та тиск швидко наростають углиб; зростання тиску пояснюється вагою всіх вищерозміщених шарів. Температура лежить на поверхні Сонця 6000 До, а всередині 13 500 000 К. Характерний час життя зірки типу Сонця 10 млрд ліг.
Таблиця 1. Загальні відомості про Сонце
Хімічний склад Сонця приблизно такий самий, як і у більшості інших зірок: близько 75 % - це водень, 25 % - гелій і менше 1 % - всі інші хімічні елементи (вуглець, кисень, азот і т. д.) (рис. 4 ).
Центральна частина Сонця з радіусом приблизно 150 000 км. називається сонячним. ядром.Це зона ядерних реакцій. Щільність речовини тут приблизно в 150 разів вище за щільність води. Температура перевищує 10 млн К (за шкалою Кельвіна, у перерахунку на градуси Цельсія 1 ° С = К - 273,1) (рис. 5).
Над ядром, на відстані близько 0,2-0,7 радіуса Сонця від його центру, знаходиться зона перенесення променистої енергії.Перенесення енергії тут здійснюється шляхом поглинання та випромінювання фотонів окремими шарами частинок (див. рис. 5).
Рис. 5. Будова Сонця
Фотон(Від грец. phos- світло), елементарна частка, здатна існувати, лише рухаючись зі швидкістю світла.
Ближче до поверхні Сонця виникає вихрове перемішування плазми, і перенесення енергії до поверхні відбувається
переважно рухами самої речовини. Такий спосіб передачі енергії називається конвекцією,а шар Сонця, де воно відбувається, - конвективною зоною.Потужність цього шару становить приблизно 200 000 км.
Вище за конвективну зону розташовується сонячна атмосфера, яка постійно коливається. Тут поширюються як вертикальні, і горизонтальні хвилі з довжинами кілька тисяч кілометрів. Коливання відбуваються із періодом близько п'яти хвилин.
Внутрішній шар атмосфери Сонця називається фотосферою.Вона складається із світлих бульбашок. Це гранули.Їх розміри невеликі - 1000-2000 км, а відстань між ними - 300-600 км. На Сонці одночасно може спостерігатись близько мільйона гранул, кожна з яких існує кілька хвилин. Гранули оточені темними проміжками. Якщо в гранулах речовина піднімається, то навколо них опускається. Гранули створюють спільне тло, на якому можна спостерігати такі масштабні утворення, як смолоскипи, сонячні плями, протуберанці та ін.
Сонячні плями— темні області на Сонці, температура яких, порівняно з навколишнім простором, знижена.
Сонячними смолоскипаминазивають яскраві поля, що оточують сонячні плями.
Протуберанці(Від лат. protubero- здуваюся) - щільні конденсації щодо холодної (порівняно з навколишньою температурою) речовини, які піднімаються і утримуються над поверхнею Сонця магнітним полем. До виникнення магнітного поля Сонця може призводити те, що різні шари Сонця обертаються із різною швидкістю: внутрішні частини обертаються швидше; особливо швидко обертається ядро.
Протуберанці, сонячні плями та смолоскипи – це не єдині приклади сонячної активності. До неї також відносяться магнітні бурі та вибухи, які називають спалахами.
Вище фотосфери розташовується хромосфера- Зовнішня оболонка Сонця. Походження назви цієї частини сонячної атмосфери пов'язане з її червоним кольором. Потужність хромосфери становить 10-15 тис. км, а щільність речовини у сотні тисяч разів менша, ніж у фотосфері. Температура у хромосфері швидко зростає, досягаючи у верхніх її шарах десятків тисяч градусів. На краю хромосфери спостерігаються спікули,являють собою витягнуті стовпчики з ущільненого газу, що світиться. Температура цих струменів вища, ніж температура фотосфери. Спікули спочатку піднімаються із нижньої хромосфери на 5000-10 000 км, а потім падають назад, де й загасають. Все це відбувається зі швидкістю близько 20000 м/с. Спі кула живе 5-10 хв. Кількість спікул, що існують на Сонці одночасно, становить близько мільйона (рис. 6).
Рис. 6. Будова зовнішніх шарів Сонця
Хромосферу оточує сонячна корона- Зовнішній шар атмосфери Сонця.
Повна кількість енергії, що випромінюється Сонцем, становить 3,86 . 1026 Вт, і лише одну двомільярдну частину цієї енергії отримує Земля.
Сонячна радіація включає корпускулярнеі електромагнітне випромінювання.Корпускулярне основне випромінювання- це плазмовий потік, який складається з протонів та нейтронів, або по-іншому. сонячний вітер,який досягає навколоземного простору та обтікає всю магнітосферу Землі. Електромагнітна радіація- Це промениста енергія Сонця. Вона у вигляді прямої та розсіяної радіації досягає земної поверхні та забезпечує тепловий режим на нашій планеті.
У ХІХ ст. швейцарський астроном Рудольф Вольф(1816-1893) (рис. 7) обчислив кількісний показник сонячної активності, відомий у світі як число Вольфа. Опрацювавши накопичені до середини минулого століття матеріали спостережень за сонячними плямами, Вольф зміг встановити середній І-річний цикл сонячної активності. Фактично інтервали часу між роками максимальних чи мінімальних чисел Вольфа коливаються від 7 до 17 років. Одночасно з 11-річним циклом протікає віковий, точніше 80-90-річний цикл сонячної активності. Неузгоджено накладаючись один на одного, вони вносять помітні зміни до процесів, що відбуваються в географічній оболонці Землі.
На тісний зв'язок багатьох земних явищ із сонячною активністю ще в 1936 р. вказував А. Л. Чижевський (1897-1964) (рис. 8), який писав про те, що переважна більшість фізико-хімічних процесів на Землі є результатом впливу космічних сил. Він же був і одним із основоположників такої науки, як геліобіологія(Від грец. helios- Сонце), що вивчає вплив Сонця на живу речовину географічної оболонки Землі.
Залежно від сонячної активності протікають такі фізичні явища на Землі, як: магнітні бурі, частота полярних сяйв, кількість ультрафіолетової радіації, інтенсивність грозової діяльності, температура повітря, атмосферний тиск, опади, рівень озер, річок, ґрунтових вод, солоність та діяльність морів та ін.
З періодичною діяльністю Сонця пов'язане життя рослин і тварин (існує кореляція між сонячною циклічності та терміном вегетаційного періоду у рослин, розмноженням та міграцією птахів, гризунів тощо), а також людини (захворювання).
В даний час взаємозв'язки між сонячними та земними процесами продовжують вивчатися за допомогою штучних супутників Землі.
Планети земної групи
Крім Сонця у складі Сонячної системи виділяють планети (рис. 9).
За розмірами, географічними показниками та хімічним складом планети поділяються на дві групи: планети земної групиі планети-гіганти.До планет земної групи відносяться , і . Про них і йтиметься у цьому підрозділі.
Рис. 9. Планети Сонячної системи
Земля- Третя планета від Сонця. Їй буде присвячено окремий підрозділ.
Давайте узагальним.Від розташування планети в Сонячній системі залежить густина речовини планети, а з урахуванням її розмірів - і маса. Чим
ближче планета до Сонця, то вище в неї середня щільність речовини. Наприклад, у Меркурія вона становить 5,42 г/см Венери - 5,25, Землі - 5,25, Марса - 3,97 г/см 3 .
Загальними характеристиками планет земної групи (Меркурій, Венера, Земля, Марс) є: 1) порівняно невеликі розміри; 2) високі температури на поверхні та 3) висока щільність речовини планет. Ці планети порівняно повільно обертаються навколо своєї осі і мають мало супутників або їх зовсім не мають. У будові планет земної групи виділяють чотири основні оболонки: 1) щільне ядро; 2) мантію, що покриває його; 3) кору; 4) легку газо-водну оболонку (виключаючи Меркурій). На поверхні цих планет виявлено сліди тектонічної діяльності.
Планети-гіганти
Тепер познайомимося із планетами-гігантами, які теж входять до нашої Сонячної системи. Це, .
Планети-гіганти мають такі загальними характеристиками: 1) великими розмірами і масою; 2) швидко обертаються навколо осі; 3) мають кільця, багато супутників; 4) атмосфера складається, в основному, з водню та гелію; 5) у центрі мають гаряче ядро з металів та силікатів.
Їх також відрізняють: 1) низькі температури лежить на поверхні; 2) мінімальна щільність речовини планет.
