Солнечная система — состав, планеты, формирование, открытие и исследование

Модель солнечной системы

Основное тело Солнечной системы — это, конечно же, Солнце. Он составляет 99,86% массы всей Солнечной системы. На сегодняшний день достоверно известно около 8 планет, вращающихся вокруг звезды. Из них следующие четыре — планеты земной группы, а следующие четыре — газовые гиганты. Между этими двумя группами находится пояс астероидов, который называют основным, а за орбитой последнего газового гиганта Нептуна находится еще одно скопление астероидов — пояс Койпера.

В 2006 году был введен новый термин — карликовая планета. Они похожи на обычные планеты, но отличаются только тем, что на их орбите находятся другие крупные тела. В 2019 году статус карликовых планет получили 5 объектов, но, по мнению астрономов, их может быть намного больше.

В планетную систему также входят спутники, вращающиеся вокруг планет. Некоторые из них, такие как Ганимед и Титан, настолько велики, что больше Меркурия, самой маленькой из планет.

Солнце

Иллюстрация солнца

Солнце — одна из сотен миллиардов звезд Млечного Пути. Его диаметр составляет около 1,4 миллиона км, то есть более чем в 100 раз больше диаметра Земли. Масса светильника оценивается в 2 х 1030 кг. Это огромная величина, которая в 333 тысячи раз превышает массу Земли.

На поверхности Солнца температура составляет 5500 ° C. Однако над поверхностью есть область, называемая короной. Примечательно, что его температура может достигать 1,5 миллиона градусов. Механизм, благодаря которому солнечная корона так сильно нагревается, пока не ясен.

В центре звезды находится ядро ​​диаметром 300 000 км. Температура здесь оценивается в 13,5 миллиона градусов, а давление достигает 200 миллиардов атм. Такие экстремальные условия необходимы для реакции термоядерного синтеза. При этом атомы водорода объединяются и превращаются в гелий, а также выделяется тепло. Именно этот процесс является основным источником тепла для всей солнечной системы.

Сегодня Солнце состоит из 73,4% водорода и 24,9% гелия. Понятно, что в процессе термоядерного синтеза водород исчезает (ежесекундно расходуется более 4 миллионов тонн этого элемента), поэтому его доля в составе звезды была раньше, но в будущем она будет уменьшаться.

Планеты Солнечной системы

Иллюстрация планет солнечной системы

Плоскость, в которой находится орбита Земли, называется эклиптикой. С высокой степенью точности можно сказать, что орбиты всех остальных планет лежат в одной плоскости, для Меркурия наблюдается максимальное отклонение в 7 °. При этом все планеты вращаются в одном направлении, что является косвенным свидетельством того, что когда-то все вещество Солнечной системы было единым целым.

Движение планет хорошо описывается законами Кеплера. По их мнению, орбиты представляют собой эллипсы, в одном из фокусов которых находится Солнце, наиболее близкая к звезде точка орбиты называется перигелием, а наиболее удаленная — афелием. Скорость планет меняется. Он увеличивается по мере приближения к перигелию и уменьшается по мере приближения к афелию. Ближайшие к светилу планеты совершают оборот за более короткий промежуток времени.

Планеты не только вращаются вокруг звезды, но и вращаются вокруг собственной оси вращения. Принято считать, что 1 оборот вокруг звезды соответствует одному году на планете, а вращение вокруг своей оси соответствует одному дню. Следовательно, юпитерианские дни равны примерно 10 часам, а юпитерианский год равен 11,86 земным годам.

Внутренние планеты

Планеты земной группы слева направо: Меркурий, Венера, Земля и Марс

Планеты земной группы объединяет то, что они имеют твердую оболочку, на которой сразу начинается атмосфера. Их размер относительно невелик, и у них очень мало или совсем нет спутников. Планеты земного типа не имеют колец, подобных Сатурну. Планеты в основном состоят из твердых пород и тяжелых элементов: кислорода, железа, кремния. Считается, что в центре каждой планеты земного типа находится металлическое ядро, окруженное кремниевой мантией. На поверхности остается относительно тонкая корочка.

Внешние планеты

Планеты-гиганты слева направо: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун

Внешние планеты Солнечной системы — это так называемые газовые гиганты. Они очень большие по размеру (относительно Земли) и не имеют твердой поверхности, на которую, по крайней мере теоретически, мог бы приземлиться человек. Значительная их часть — это атмосфера, которая на малых высотах превращается в жидкость из-за повышения давления. При этом четкой границы между жидким океаном и атмосферой нет. Под океаном, в условиях еще более высокого давления, есть твердое ядро.

Планеты-гиганты состоят в основном из водорода, его доля колеблется от 80% для Нептуна и до 96% для Сатурна. Второй по распространенности — гелий. На все остальные элементы приходится не более 1-3%.

У всех планет-гигантов есть множество спутников, самые большие из которых больше карликовых планет. Также вокруг каждой планеты-гиганта есть кольца, наиболее заметные для Сатурна.

Девятая планета

Иллюстрация девятой планеты Солнечной системы / Wikimedia Commons

возможно ли, что за орбитой Нептуна в Солнечной системе все еще есть планеты, еще не открытые астрономами? Удивительно, но это правда. Расчеты показывают некоторые аномалии в распределении тел в поясе Койпера. Их можно объяснить существованием другой планеты. В 2014 году эту гипотезу выдвинули астрономы Чедвик Трухильо и Скотт Шепард, а в 2016 году эти результаты подтвердили Майкл Браун и Константин Батыгин. Существование этой планеты еще не доказано, и в ее названии используется термин «Девятая планета». Предполагается, что ее масса примерно в 10 раз больше массы Земли и что один оборот вокруг Солнца занимает 10-20 тысяч лет. Орбита Девятой Планеты представляет собой очень сжатый эллипс, отсюда и расстояние от планеты до Земли звезда колеблется от 30 до 180 млрд км. В этом случае плоскость орбиты гипотетической планеты не лежит в плоскости эклиптики, а наклонена на 30 °. Вероятно, он не сформировался так же, как остальные планеты, но был захвачен Солнцем с другой планетной системы.

Существование Девятой планеты может быть подтверждено только визуальным наблюдением, но расчеты не помогают даже приблизительно оценить ее положение. Известна только приблизительная орбита этого тела. По этой причине, помимо удаленности планеты от Земли и малой скорости движения, обнаружить ее крайне сложно.

Межпланетное пространство

Текущая гелиосферная карта

До сих пор нет единого мнения о том, где проходит граница между атмосферой планеты и межпланетным пространством (космосом). Для Земли принято, что эта граница проходит на уровне 100 или 122 км.

Солнце испускает поток частиц, известный как солнечный ветер. Именно ими заполняется межпланетное пространство Солнечной системы. Он состоит из электронов, протонов и других ионов. Этот ветер буквально сметает атмосферы Венеры и Марса, в результате чего эти планеты медленно его теряют. Атмосфера Земли защищена от ветра мощным магнитным полем.

Другие объекты

Комета Когоутек

Раньше считалось, что в Солнечной системе 9 планет, потому что Плутон (радиусом 1188 км), расположенный на расстоянии 4,4-7,4 млрд км от Солнца, также имел статус планеты. Первоначально считалось, что он по размеру близок к Марсу, но каждый раз, когда его исследовали, оценки его размеров уменьшались. В то же время в начале 2000-х астрономы начали находить рядом с ней ряд других массивных небесных тел, сопоставимых по размерам с ней. Одна из них, Эрида, даже в массе превзошла Плутон. Стало ясно, что либо все эти тела следует рассматривать, как Плутон, планету, либо Плутон должен потерять это звание. В 2006 году был введен термин карликовая планета. Этот статус был присвоен Плутону, а также еще 4 объектам: Церере, Эридне, Макемаке и Хаумеа. Кроме того, за орбитой Нептуна есть несколько десятков небесных тел, которые вскоре могут получить этот статус.

Все карликовые планеты, за исключением Цереры, находятся в поясе Койпера. Это астероидное облако, расположенное за орбитой Нептуна. Помимо него есть еще один пояс астероидов, который называют основным. Он расположен между Марсом и Юпитером. Здесь Церера. Его называют основным, так как предметы в нем были обнаружены намного раньше пояса Койпера. Таким образом, Церера была открыта в 1801 году, а Плутон только в 1930 году. Однако на самом деле общая масса объектов в поясе Койпера в 20-200 раз больше, чем в главном поясе.

Ученые выделяют астероиды в отдельную группу, которая расположена между орбитами Юпитера и Нептуна. Их называют кентаврами. Самый большой из кентавров, Харикло, имеет радиус 129 км.

Помимо астероидов, астрономы также различают такие небесные тела, как кометы. Они производятся из-за наличия хвоста из пыли и газа. На сегодняшний день в Солнечной системе известно более 6000 комет. Они тоже вращаются вокруг Солнца, но по очень вытянутой эллиптической траектории. Для некоторых из них период обращения измеряется тысячами лет. Их орбиты не так стабильны, как у больших тел. Считается, что большинство из них ранее находились в облаке Оорта.

Предполагается, что за поясом Койпера, на расстоянии 50–100 тысяч а.е., может находиться еще одно скопление небесных тел, которое называется облаком Оорта. Расстояние от облака Оорта почти в 1000 раз больше расстояния от пояса Койпера. Пока найдено всего 5 тел, которые гипотетически можно отнести к облаку Оорта.

Планеты и спутники Солнечной системы

8 планет можно разделить на две разные категории в зависимости от их плотности (массы на единицу объема). 4 внутренние планеты или планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Они имеют каменистый состав и плотность более 3 г / см3. (Плотность воды 1 г / см3). 4 внешние планеты, газовые гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — большие объекты с плотностью менее 2 г / см3. В основном они состоят из водорода и гелия (Юпитер и Сатурн) или льда, горных пород, водорода и гелия (Уран и Нептун). Карликовая планета Плутон уникальна: это ледяное тело низкой плотности, меньше нашей Луны. Плутон больше похож на кометы или большие ледяные спутники внешних планет, чем на саму планету. Его присутствие в поясе Койпера объясняет эти аномалии.

Планеты земной группы

Относительно небольшие внутренние планеты имеют твердую поверхность, у них нет кольцевых систем и мало или совсем нет спутников. Атмосфера Венеры, Земли и Марса состоит из значительного процента окисленных соединений, таких как углекислый газ. Среди внутренних планет только Земля имеет сильное магнитное поле, защищающее ее от враждебной окружающей среды.

4 внешние планеты-гиганты намного массивнее планет земной группы и имеют огромную атмосферу, состоящую в основном из водорода и гелия. Однако у них нет твердой поверхности, и их плотность настолько мала, что один из них, Сатурн, действительно может плавать в воде. Каждая из внешних планет имеет магнитное поле, кольцевую систему и множество известных спутников. У Плутона нет известных колец и только 5 известных спутников. Многие другие объекты пояса Койпера и некоторые астероиды также имеют свои собственные луны.

Большинство известных спутников движутся вокруг своих планет в том же направлении, что и планеты вокруг Солнца. Они сильно отличаются друг от друга и представляют собой широкий спектр сред. Луна Ио вращается вокруг Юпитера, и на ее поверхности наблюдается интенсивный вулканизм. Титан, самый большой спутник Сатурна, больше планеты Меркурий. Тритон движется по ретроградной орбите вокруг Нептуна, то есть в направлении, противоположном орбите планеты вокруг Солнца. Температура поверхности спутника составляет всего -236 ° C.

Место Земли в Солнечной системе

лучшего положения, чем положение Земли, придумать невозможно. Район нашей галактики довольно спокойный. Солнце обеспечивает постоянное и равномерное свечение. Он излучает столько тепла, излучения и энергии, сколько необходимо для возникновения и развития жизни. Сама Земля, казалось, была продумана заранее. Идеальный состав атмосферы и геологического строения. Необходимый радиационный фон и температурный режим. Наличие воды с ее удивительными свойствами. Наличие Луны, большой массы и на нужном расстоянии. Есть много других совпадений, которые имеют решающее значение для благоприятной жизни на планете. А нарушение практически любого из них сделало бы маловероятным возникновение и существование жизни.

Образование и эволюция Солнечной системы

Иллюстрация протозоли и протопланет

Сегодня в науке преобладает гипотеза туманностей, согласно которой Солнечная система образовалась из облака газа и пыли. Этот процесс начался 4,57 миллиарда лет назад. Под действием гравитационных сил частицы этого облака притягивались друг к другу, в результате чего облако постепенно уменьшалось в размерах. При этом увеличивалась скорость его вращения, а в центре увеличивались плотность вещества, температура и давление.

Примерно за 50 миллионов лет количество водорода в центре облака и температура увеличились до таких значений, при которых началась реакция термоядерного синтеза. Так появилось Солнце.

Параллельно с этим образовался протопланетный диск, из которого со временем возникли все планеты Солнечной системы. В нем образовались планетезимали. Которые со временем объединились и образовали планеты.

Те планеты, которые образовались около светила, были нагреты им, поэтому такие вещества, как вода, аммиак и метан, не переходили в твердое состояние. Планеты-гиганты образовались на расстоянии от звезды, где было настолько холодно, что эти вещества затвердели.

Изначально Земля была теплой и не имела твердой коры. При этом более твердые вещества спускались в жидкую землю к центру, а более легкие поднимались. Со временем Земля остыла, в результате чего поднялась кора. Другие планеты земного типа развивались аналогичным образом.

Считается, что Луна появилась в результате столкновения Земли с другой планетой под названием Тейя. В результате часть земного материала была запущена на ее орбиту и в конечном итоге сформировала спутник.

Термоядерные реакции на Солнце ускоряются, поэтому его яркость увеличивается примерно на 10% каждые миллиард лет. Ожидается, что этот процесс будет продолжаться более 3,5 миллиардов лет, в результате чего яркость светила увеличится на 40%.

Кроме того, на солнце закончится водород. Это произойдет примерно через 7,7 миллиарда лет. Солнце начнет превращаться в красного гиганта и резко расширится. В результате он поглотит Меркурий и Марс, а также, возможно, Землю. В будущем Солнце превратится в белого карлика, а затем в черный карлик. При этом он уменьшится в размерах, а также перестанет излучать тепло во внешний мир

Третья планета от Солнца – Земля

Третья планета от Солнца — Земля

Самая большая из внутренних планет. Имя, которое буквально означает то, что внизу, и не имеет обожествления. Однако именно здесь существует жизнь во всем ее разнообразии.

Важную роль в этом сыграли астрономические параметры:

• Орбитальный период 365,25 суток.
• Оборот вокруг своей оси длится 24 часа без 3 минут 56 секунд.
• Он приближается к Солнцу на 147 миллионов км. Удаление от него — 152 млн км.

Физические характеристики:

• Возраст: 4,54 миллиарда лет.
• Масса — 5,97 1021 тн.
• Объем — 10,83 1020 м3.
• Плотность — 5515 кг / м3.
• Диаметр — 12742 км.
• Орбитальная скорость движения — 29,78 км / сек.
• Сезонность. В этом плане Земле повезло: зима, весна, лето и осень сменяют друг друга, создавая благоприятные условия для жизни организмов.
• Падение температуры: от — 89,2 ° (21 июля 1983 г., станция Восток, Антарктида) до + 58,4 ° С (13 сентября 1922 г., Эль-Азизия, Ливия; такая же температура была зафиксирована в это же время в Саудовской Аравии).

Луна — спутник Земли

Спутник — Луна, если не учитывать более 8 тысяч искусственных самолетов, вращающихся вокруг нашей планеты.

Говоря о Земле, нельзя не отметить один особенно интересный факт: более 70% ее поверхности покрыто жидкими водными ресурсами (есть еще «оболочки» из полярных льдов). Ничего подобного больше нигде в Солнечной системе нет.

Облако Оорта и дальние регионы

Считается, что облако Оорта простирается от 2000-5000 а. Е. До 50 000 а.е от Солнца, хотя некоторые расширяют этот диапазон до 200 000 а.е и. Считается, что это облако состоит из двух областей: сферического внешнего облака Оорта (в пределах 20 000 — 50 000 а.е.) и дискообразного внутреннего облака Оорта (2000 — 20 000 а.е.).

Внешнее облако Оорта может содержать триллионы объектов размером более 1 км и миллиарды объектов диаметром более 20 км. Его общая масса неизвестна, но — если предположить, что комета Галлея является типичным представлением внешних объектов облака Оорта — ее можно приблизительно обозначить как 3 × 10 ^ 25 килограммов, или пять Земель.

Согласно анализу недавних комет, подавляющее большинство объектов в облаке Оорта состоит из летучих ледяных веществ: воды, метана, этана, окиси углерода, цианистого водорода и аммиака. Считается, что появление астероидов объясняется облаком Оорта — в популяции объектов может быть 1-2% астероидов.

По первым оценкам, их масса составляла 380 земных масс, но расширенные знания о распределении комет за длительные периоды снизили эти показатели. Масса внутреннего облака Оорта еще не вычислена. Содержимое пояса Койпера и облака Оорта называется транснептуновыми объектами, потому что объекты в обоих регионах имеют орбиты дальше от Солнца, чем у Нептуна.

Плутон – карликовая планета

Плутон — карликовая планета

Самая большая из карликовых планет, названная в честь древнеримского бога подземного мира мертвых, движется вокруг Солнца по ретроградной орбите.
плутону требуется 248 лет, чтобы завершить свой годовой оборот по орбите. Продолжительность дня составляет 6,4 земных дня и ночи.

Физические параметры Плутона

• Масса — 1,3 1019 тонн = 0,0022 массы суши.
• Диаметр — 2376 км.

Следует отметить, что эти данные неоднократно уточнялись и не претендуют на полную объективность. У планеты 5 естественных спутников. Одна из них, Харон, настолько велика и близка, что некоторые астрономы классифицируют ее как двойную планету..

Малые объекты

Пояс Койпера

Пояс Койпера, область реликтов образования Солнечной системы, представляет собой большой пояс обломков, похожий на пояс астероидов, но состоящий в основном из льда. Он простирается от 30 до 55 а.е и от Солнца. Состоят в основном из небольших тел Солнечной системы, но многие из более крупных объектов пояса Койпера, таких как Квавар, Варуна и Орк, могут быть переклассифицированы как карликовые планеты после уточнения их параметров. Здесь сосредоточена масса маленьких ледяных тел.

Они состоят из метана, аммиака и воды, но есть объекты, в состав которых входят камни и металлы.

Астероиды

Астероиды — самые обычные маленькие тела в Солнечной системе.

Пояс астероидов занимает орбиту между Марсом и Юпитером. Согласно современным представлениям, астероиды — это остатки образования Солнечной системы, которые не смогли объединиться в большое тело из-за гравитационных возмущений Юпитера.

Размер астероидов колеблется от нескольких метров до сотен километров. Среди них есть как очень маленькие, так и большие, например Веста и Гигея, их тоже можно переклассифицировать как карликовые планеты, если будет доказано, что они поддерживают гидростатический баланс.

В поясе находятся десятки тысяч, а возможно, и миллионы объектов диаметром более километра. Несмотря на это, общая масса астероидов пояса составляет чуть более одной тысячной массы Земли.

Метеоры и метеориты

Небольшие космические объекты, которые периодически взрываются в слое атмосферы Земли, называются метеоритами до тех пор, пока они не упадут. В тот момент, когда они входят в атмосферу Земли, они переквалифицируются в метеоры. Они горят на воздухе перед падением, небольшая часть падает на поверхность.

Кометы

Если перевести это слово с греческого, получатся «длинные волосы». Так оно и есть. Когда ледоход приближается к солнцу, он распространяет длинный хвост испаряющегося газа на сотни миллионов километров.

У кометы также есть голова, состоящая из ядра и комы. Ядро представляет собой ледяной блок из замороженного газа с добавлением силикатов и металлических частиц. Также могут присутствовать органические вещества. Кома — это газовая и пылевая среда кометы.

Как появилась Солнечная система, и как она развивалась

Солнечная система сформировалась 4,568 миллиарда лет назад во время гравитационного коллапса региона в гигантское молекулярное облако из водорода, гелия и небольшого количества более тяжелых элементов, синтезированных предыдущими поколениями звезд. Когда эта область, которая должна была стать Солнечной системой, схлопнулась, сохранение углового момента заставило ее вращаться быстрее.

Центр, где собралась большая часть массы, стал становиться все горячее и горячее, чем окружающий диск. По мере того, как коллапсирующая туманность вращалась быстрее, она начала выстраиваться в протопланетный диск с горячей плотной протозвездой в центре. Планеты образовались в результате аккреции этого диска, где пыль и газ соединились и образовали более крупные тела.

Из-за более высокой температуры кипения только металлы и силикаты могут существовать в твердой форме около Солнца и в конечном итоге образовывать планеты земной группы: Меркурий, Венеру, Землю и Марс. Поскольку металлические элементы составляли лишь небольшую часть солнечной туманности, планеты земной группы не могли сильно расти.

Напротив, планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) сформировались за пределами точки между орбитами Марса и Юпитера, где материалы были достаточно холодными, чтобы летучие компоненты льда оставались твердыми (на линии снега).

Льдов, которые сформировали эти планеты, было больше, чем металлов и силикатов, которые сформировали внутренние планеты земной группы, что позволило им вырасти достаточно массивными, чтобы захватывать большие атмосферы из водорода и гелия. Оставшиеся обломки, которые никогда не станут планетами, собраны в таких регионах, как пояс астероидов, пояс Койпера и облако Оорта.

Останки древней планеты в солнечной системе могут прятаться под поверхностью луны

В течение 50 миллионов лет давление и плотность водорода в центре протозвезды стали достаточно высокими, чтобы начать термоядерный синтез. Температура, скорость реакции, давление и плотность увеличивались до достижения гидростатического равновесия.

В этот момент Солнце стало звездой главной последовательности. Солнечный ветер от Солнца создал гелиосферу и унес оставшийся газ и пыль из протопланетного диска в межзвездное пространство, положив конец процессу формирования планет.

Солнечная система по сути останется такой же, какой мы ее знаем, до тех пор, пока водород в солнечном ядре полностью не превратится в гелий. Это произойдет примерно через 5 миллиардов лет и ознаменует конец основной последовательности жизни Солнца. В это время ядро ​​Солнца схлопнется, и производство энергии будет намного больше, чем сейчас.

Внешние слои Солнца увеличатся примерно в 260 раз по сравнению с текущим диаметром, и Солнце станет красным гигантом. Ожидается, что расширение Солнца приведет к испарению Меркурия и Венеры и сделает Землю непригодной для жизни, поскольку обитаемая зона покидает орбиту Марса. В конце концов, ядро ​​станет достаточно горячим, чтобы начать плавить гелий, солнце сожжет еще немного гелия, но затем ядро ​​начнет сжиматься.

В это время внешние слои Солнца выйдут в космос, оставив после себя белый карлик, чрезвычайно плотный объект, который будет иметь половину первоначальной массы Солнца, но будет размером с Землю. Выброшенные внешние слои сформируют планетарную туманность, вернув часть материала, из которого образовалось Солнце, в межзвездное пространство.

Орбиты космеческих тел

Все планеты, скалистые астероиды и ледяные тела в поясе Койпера движутся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам в том же направлении, что и Солнце. Это движение называется поступательным или прямолинейным движением. Наблюдатель, наблюдающий за системой с высоты над Северным полюсом Земли, обнаружит, что все эти орбитальные движения происходят против часовой стрелки. Напротив, ядра комет в облаке Оорта находятся на орбитах со случайными направлениями, соответствующими их сферическому распределению вокруг плоскости планет.

Форма орбиты объекта определяется с точки зрения эксцентриситета. Для идеально круговой орбиты эксцентриситет равен 0. С увеличением удлинения орбиты эксцентриситет увеличивается до значения 1. Из восьми планет Венера и Нептун имеют наиболее круглые орбиты вокруг Солнца с эксцентриситетом 0,007 и 0,009 соответственно. Максимальный эксцентриситет Меркурия равен 0,21, а у карликовой планеты Плутон — 0,25, что еще больше. Другой отличительной особенностью орбиты объекта вокруг Солнца является его наклон, то есть угол, который он образует с плоскостью орбиты Земли — эклиптикой. Опять же, из всех планет Меркурий имеет наибольшее наклонение, его орбита находится под углом 7 ° к эклиптике, а орбита Плутона, для сравнения, имеет гораздо более крутой наклон — 17,1 °. Орбиты малых тел обычно имеют как более высокие эксцентриситет, так и более высокие наклоны, чем орбиты планет. Некоторые кометы в облаке Оорта имеют наклон больше 90 °, что говорит о том, что их движение вокруг Солнца противоположно вращению Солнца или ретроградно.

Сатурн

Какая планета является второй по величине в солнечной системе? Какая шестая планета от Солнца? На какой планете есть кольца из льда и пыли? На все эти вопросы ответит Сатурн, небесное тело, получившее свое название от римского бога земледелия и времени.

На самом деле кольца есть не только у Сатурна. Они есть у всех газовых гигантов, но не все они хорошо видны.

Как и Юпитер, Сатурн не имеет твердой коры и в нем преобладают водород и гелий. Он имеет ядро ​​из железа, льда и никеля, покрытое жидким металлическим водородом. Верхние слои Сатурна состоят из гидросульфата аммония, гелия, жидкой воды и водорода.

По составу химических элементов именно Сатурн находится ближе всего к небесному телу, чем другие планеты Солнечной системы. Подобно Юпитеру и Земле, он имеет ярко выраженное магнитное поле.

У Сатурна много спутников: сейчас ученым известно 62. Его крупнейшие спутники — Титан и Ио, а у первого есть своя атмосфера.

Если перечислить по порядку все планеты Солнечной системы, указав их размер и плотность, то окажется, что, несмотря на его гигантские размеры, плотность Сатурна самая маленькая и даже ниже плотности обычной воды.

Сатурн в цифрах:

• средняя дальность — 57 350 км;
• год длится чуть менее 30 земных лет;
• день — 10 часов 30 минут;
• температура поверхности -180 ˚С;
• скорость ветра достигает 1800 км / ч.

Планеты

Спутники планет Солнечной системы: Миры из камня и льда

Большинство спутников в основном состоят из камня, льда или их комбинации. Они намного менее плотны, чем планеты, и не имеют металлического ядра. Некоторые из них, например, спутник Сатурна Титан, имеют плотную атмосферу. Эта атмосфера дает астрономам уверенность в том, что на этом спутнике могут быть какие-то формы жизни. Поскольку у большинства спутников нет атмосферы, у них нет естественной защиты от метеоров.

Большинство спутников нашей Солнечной системы имеют многочисленные кратеры на поверхности. Многие из этих спутников также демонстрируют большое количество уникальных особенностей поверхности, таких как глубокие трещины в долинах и гигантские разломы. У Юпитера одни из самых интересных спутников в Солнечной системе. Четыре самых крупных: Ганимед, Ио, Европа, Каллисто — известны как спутники Галилея. Это потому, что они были впервые обнаружены астрономом Галилео Галилей в 1600 году. Ио представляет особый интерес, потому что это был первый спутник, на котором были обнаружены действующие вулканы. Космический корабль «Вояджер» обнаружил огромные вулканические кратеры, из которых расплавленная сера извергалась на сотни миль в космос. Еще один интересный спутник — Европа. Со стороны кажется, что это замороженный ледяной шар. Но астрономы считают, что подо льдом может быть жидкий океан. Если это правда, то Европа может быть кандидатом на внеземную жизнь. Считается, что примитивные формы жизни могли развиться возле глубоководных гидротермальных источников, подобных тем, которые недавно были обнаружены на Земле.

Юпитер

Обращаясь к вопросу о том, какая планета пятая от Солнца, нельзя не вспомнить верховного бога в пантеоне Древнего Рима — громовержца Юпитера (в древнегреческой религии — Зевса). Как верховный бог, планета Юпитер имеет своего рода «последователей» — 69 спутников. Самые крупные — Каллисто, Ио, Ганимед и Европа. Кроме того, размер Ганимеда (самого большого спутника в нашей системе) превышает размер Меркурия.

Юпитер — гигант, масса которого в 318 раз больше массы Земли. Радиус Юпитера составляет 69 912 км, а год длится почти 12 земных лет. Он совершает один оборот вокруг своей оси примерно за 10 земных часов.

Этот космический объект представляет собой жидко-газовое тело и не имеет твердой корки. Считается, что Юпитер состоит из горячего скалистого ядра, слоя металлического водорода и атмосферы. Юпитер окружен кольцами из каменных частиц, самые маленькие из которых достигают нескольких метров.

Атмосфера Юпитера в основном состоит из водорода и гелия. Его верхний слой содержит облака кристаллов аммиака. Этот космический объект обладает чрезвычайно мощным магнитным полем.

Самая большая планета в нашей системе подвержена штормам, полярным сияниям и молниям. И, что неудивительно, их масштаб намного больше земного.
Некоторые ученые считают эту планету несостоявшейся звездой.

Уран

Первая планета, открытая с помощью телескопа, Уран был открыт в 1781 году астрономом Уильямом Гершелем. Седьмая планета находится так далеко от Солнца, что оборот вокруг Солнца длится 84 года.

Отдалённые области

Вопрос о том, где именно заканчивается солнечная система и начинается межзвездное пространство, вызывает споры.

В их определении ключевыми являются два фактора: солнечный ветер и солнечная гравитация. Внешняя граница солнечного ветра — гелиопауза, за ней смешиваются солнечный ветер и межзвездное вещество, растворяя друг друга.

Гелиопауза примерно в четыре раза дальше Плутона и считается началом межзвездной среды.

Однако предполагается, что область, в которой гравитация Солнца преобладает над галактикой, — сфера Хилла — простирается в тысячу раз дальше.

Большая часть нашей солнечной системы все еще неизвестна. По оценкам, гравитационное поле Солнца доминирует над гравитационными силами окружающих звезд на расстоянии около двух световых лет (125 000 а.е.).

Облако Оорта

Гипотетическое облако Оорта представляет собой сферическое облако ледяных объектов (до одного триллиона), которое служит источником долговременных комет. Расчетное расстояние от внешних границ облака Оорта до Солнца составляет 50 000 а.е e. (около 1 светового года) до 100 000 а.е эл. (1,87 светового года).

Считается, что объекты, составляющие облако, сформировались около Солнца и были рассеяны в космосе под действием гравитационных эффектов планет-гигантов в начале развития Солнечной системы.

Открытие и исследование

Первые представления о Солнечной системе появились еще в древности. Различные цивилизации (египтяне, шумеры, китайцы, майя и т.д.) наблюдали за небом и знали о существовании первых шести планет солнечной системы. Конечно, люди, наблюдая за Солнцем с Земли, видели, что оно вращается вокруг нашей планеты, а не наоборот. Поэтому изначально человечество придерживалось геоцентрического образа мира, в котором Земля находилась в центре Солнечной системы. В то же время траектории планет были очень сложными, некоторые из них могли обратное движение.

Только в шестнадцатом веке Николай Коперник объяснил эти аномалии тем, что планеты, в том числе Земля, вращаются вокруг Солнца, а Земля также вращается вокруг своей оси. Его теория называется гелиоцентрическим изображением мира. Параллельно с этим начали развиваться космические наблюдательные структуры. Первый телескоп был создан в 1607 году. В 1610 году Галилей сделал первое значительное открытие небесных тел. Ему удалось найти 4 самых больших спутника Юпитера и тем самым подтвердить правоту Коперника. В 1655 году рядом с Сатурном был обнаружен спутник Титан, а в 1686 году Джованни Кассини открыл еще 4 спутника этой планеты.

Следующее крупное открытие произошло в 1781 году, когда Уильям Гершель открыл седьмую планету Уран. В 1801 году был открыт первый астероид Церера.

Расчеты показали, что Уран не движется по своей орбите, как того требует механика Ньютона. Было высказано предположение, что за этим стоит другая планета, которая в будущем будет называться Нептун. В 1846 году он был впервые обнаружен теоретически, и только после этого Иоганн Галле заметил его визуально.

Плутон был открыт в 1930 году. Сначала его называли 10-й планетой, но со временем стало ясно, что он не один на своей орбите. В 1992 году было доказано существование пояса Койпера, к которому принадлежит Плутон, и в начале 2000-х годов были обнаружены многочисленные небесные тела, которые вместе с Плутоном в 2006 году были признаны карликовыми планетами.

Развитие космонавтики сыграло огромную роль в изучении Солнечной системы. В 1959 году советский космический корабль «Луна-1» впервые в истории пересек гравитационное поле Земли и наблюдал Луну. Впоследствии аппараты были отправлены на все планеты Солнечной системы, а также на многочисленные спутники, астероиды и кометы. «Вояджер-1», запущенный в 1977 году, уже исследует область гелиопаузы.

Единственный объект Солнечной системы, на который приземлился человек, — это Луна. Всего в 1969-1972 годах на спутник Земли было совершено 6 посадок.