СОНЯЧНА СИСТЕМА: ПЛАНЕТИ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПОХОДЖЕННЯ, ЕВОЛЮЦІЯ - АРТЕ - 2025

Сонячна система являє собою сукупність планет і астрономічних об'єктів , пов'язаних гравітаційного тяжіння створюваного однієї центральної зіркою: в ВС У цієї планетарної системи є безліч дрібніших тел , таких як супутники, карликові планети, астероїди, метеори, кентаври , комети або космічний пил.

Сонячній системі 4568 мільйонів років і розташована в Чумацькому Шляху. Якщо ви почнете рахувати з орбіти Плутона, то обчислюється, що він вимірює 5 913 520 000 км, що еквівалентно 39,5 АС.

Малюнок 1. Члени Сонячної системи. Джерело: Wikimedia Commons.

Найближча відома планетарна система - Альфа Центавра, розташована приблизно за 4,37 світлових років (41,3 мільярда кілометрів) від нашого Сонця. близько 4,22 світлових років.

Сонце

Сонце - наймасовіший і найбільший об’єкт у всій Сонячній системі, вагою не менше 2 х 10 ³⁰ кг і діаметром 1,4 х 10 ⁶ км. Мільйон Землі комфортно вміщується всередині.

Аналіз сонячного світла показує, що ця величезна сфера складається здебільшого з водню та гелію, плюс 2% інших важчих елементів.

Усередині нього знаходиться плавлений реактор, який постійно перетворює водень у гелій, виробляючи світло та тепло, яке він випромінює.

Сонце та інші члени Сонячної системи, ймовірно, виникли в той самий час конденсацією первісної туманності речовини, щонайменше 4,6 мільярда років тому. Справа в цій туманності цілком могла виникнути від вибуху однієї або декількох наднових.

Хоча Сонце не є найбільшою чи найсвітнішою зіркою, це найважливіша зірка для планети та Сонячної системи. Це зірка середнього розміру, досить стійка і ще молода, розташована в одному зі спіральних плечей Чумацького Шляху. Зазвичай звичайний в цілому, але пощастило на життя на Землі.

Малюнок 2. Будова Сонця Кельвінсона

Своєю потужною гравітаційною силою Сонце дає можливість дивовижної різноманітності сценаріїв на кожній з планет Сонячної системи, оскільки це джерело енергії, завдяки якій воно підтримує згуртованість своїх членів.

Які планети складають Сонячну систему?

Ілюстрація сонячної системи; зображено Сонце, внутрішні планети, пояс астероїду, зовнішні планети, Плутон та комета. Це зображення не має масштабу.

У Сонячній системі існує 8 планет, класифікованих на внутрішні та зовнішні планети: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран та Нептун.

Внутрішні планети

Внутрішні планети - Меркурій, Венера, Земля та Марс. Вони маленькі, скелясті планети, тоді як зовнішні планети, як Юпітер, - це газові гіганти. Ця різниця в густині походить від того, як ущільнюється речовина в первинній туманності. Чим далі від Сонця температура знижується, а значить, речовина може утворювати різні сполуки.

Поблизу Сонця, де температура була вищою, лише важкі елементи та сполуки, такі як метали та силікати, змогли повільно конденсуватися та утворювати тверді частинки. Так виникли щільні планети: Меркурій, Венера, Земля і Марс.

Зовнішні планети

Зовнішні планети - Юпітер, Сатурн, Уран та Нептун. Вони утворилися у більш віддалених регіонах, в яких матерія швидко конденсується в лід. Швидке зростання цих накопичень льоду призвело до величезних розмірів об'єктів. Однак усередині цих гігантських планет не замерзло, адже вони все ще випромінюють велику кількість тепла в космос.

Межею між внутрішньою та зовнішньою планетами є Астероїдний Пояс, залишки планети, яка не змогла сформуватися через масивне гравітаційне тяжіння Юпітера, яке розігнало їх.

Чи Плутон - планета Сонячної системи?

Довгий час Плутон вважався планетою до 2006 року, коли астрономи позначали його як карликову планету, оскільки йому не вистачає над орбітальним домінуванням, що є однією з характеристик того, що небесне тіло повинно бути визнано планетою.

Це означає, що інші тіла подібного розміру і з подібною силою тяжіння не повинні існувати в його середовищі. Це не так з Плутоном, розмір якого подібний до місяця Харона і дуже близький один до одного.

Основні характеристики планет

Планети обходять Сонце за еліптичними орбітами, згідно із законами Кеплера. Ці орбіти знаходяться приблизно в одній площині, що є площиною екліптики, по якій проходить рух Землі навколо Сонця.

Малюнок 3. Орбіта планет Сонячної системи

Насправді майже всі об’єкти Сонячної системи знаходяться в цій площині, з невеликими відмінностями, за винятком Плутона, орбітальна площина якої нахилена до 17º щодо екліптики.

- Ртуть

Малюнок 5. Ртуть. Джерело: NASA.

Це маленька планета, ледь більша третини Землі і найближча до Сонця. На її поверхні є скельні утворення, схожі на Місяць, як видно на зображеннях. Типовими є лопатеві ескарпації, які, як кажуть астрономи, є свідченням того, що Меркурій скорочується.

Він також має інші характеристики, спільні з нашим супутником, наприклад хімічний склад, наявність льоду на полюсах та велика кількість ударних кратерів.

Рисунок 4. Рівнина Калоріса - одна з найбільших ударних поверхонь Сонячної системи. В антиподах є гірський хребет, який, ймовірно, утворився ударними хвилями удару. Джерело: NASA через solarsystem.nasa.

Ртуть іноді видно з Землі, дуже низько над горизонтом, просто на заході сонця або дуже рано, до сходу сонця.

Ця маленька планета поєднала обертальний і поступальний рух навколо Сонця завдяки так званим припливним силам. Ці сили мають тенденцію до зменшення швидкості обертання планети навколо своєї осі, поки вони не дорівнюють швидкості перекладу.

Такі муфти не є рідкістю між об'єктами Сонячної системи. Наприклад, Місяць має подібний рух і завжди показує Землю таке ж обличчя, як Плутон та його супутник Харон.

Припливна зв'язка відповідає за екстремальні температури Меркурія, а також тонку атмосферу планети.

Обличчя Меркурія, що піддається впливу Сонця, має палючі температури, але це не найгарячіша планета Сонячної системи, навіть якщо вона найближча до царя Сонця. Ця відмінність є для Венери, поверхня якої вкрита щільною ковдрою хмар, яка захоплює тепло всередині.

Таблиця 1. Ртуть: характеристики та рух

- Венера

Малюнок 6. Венера. Джерело: Wikimedia Commons.

За розміром, масою та хімічним складом Венера дуже схожа на Землю, проте її щільна атмосфера запобігає виходу тепла. Це знаменитий парниковий ефект, який відповідає за температуру поверхні Венери, що досягає 400 ºC, близько до температури плавлення свинцю.

Атмосфера Венеції складається переважно з вуглекислого газу та слідів інших газів, таких як кисень. Атмосферний тиск приблизно в 100 разів перевищує земний, а розподіл швидких вітрів надзвичайно складний.

Ще одна деталь чудової атмосфери Венери - це її обертання навколо планети, що займає близько 4 земних днів. Зауважте, що обертання самої планети відбувається надзвичайно повільно: венеріанський день триває 243 земних дні.

Дейтерій рясний на Венері, ізотопі водню, який обумовлений відсутністю захисного озонового шару проти ультрафіолетових променів від Сонця. В даний час немає даних про воду, проте стільки дейтерію вказує на те, що Венера могла б мати її в минуле.

Що стосується поверхні як такої, радіолокаційні карти показують форми рельєфу, такі як гори, рівнини та кратери, в яких базальт є в достатку.

Вулканізм характерний для Венери, як і повільне ретроградне обертання. Тільки Венера та Уран обертаються у зворотному напрямку до інших планет.

Гіпотеза полягає в тому, що це пов'язано з минулим зіткненням з іншим небесним об’єктом, але інша можливість полягає в тому, що атмосферні припливи, викликані Сонцем, повільно змінюють обертання. Можливо, обидві причини однаково внесли свій внесок у рух, який зараз має планета.

Таблиця 2. Венера: характеристики та рух

- Земля

Малюнок 7. Земля, видно з космосу.

Третя планета, найближча до Сонця, є єдиною, яка переховує життя, принаймні, наскільки ми знаємо.

Земля знаходиться на ідеальній відстані для життя, щоб розмножуватися, а також має захисний озоновий шар, рясну рідку воду (до 75% поверхні покрито цим елементом) та власне інтенсивне магнітне поле. Його обертання також є найшвидшим із чотирьох скельних планет.

Атмосфера Землі складається з азоту та кисню зі слідами інших газів. Вона стратифікована, але її межі не визначені: вона прогресивно стоншується, поки не зникне.

Ще одна важлива характеристика Землі полягає в тому, що вона має тектоніку плит, тому її поверхня зазнає постійних змін (в геологічні часи звичайно). Отже, докази кратерів, які рясніють на інших планетах Сонячної системи, вже стерті.

Це забезпечує Землі велику різноманітність екологічних умов: гори, рівнини та пустелі разом із великою кількістю води як у величезних океанах, так і у прісних водах на поверхні та під землею.

Разом з Місяцем, його природним супутником, він утворює неабиякий дует. Розмір нашого супутника порівняно великий у порівнянні з розміром Землі і робить неабиякий вплив на нього.

Для початку Місяць відповідає за припливи, які чинять потужний вплив на життя на землі. Місяць знаходиться в синхронному обертанні з нашою планетою: періоди його обертання і перекладу навколо Землі однакові, тому він завжди показує нам одне обличчя.

Таблиця 3. Земля: характеристики та рух

- Марс

Малюнок 8. Червона планета. Джерело: Wikimedia Commons.

Марс трохи менший за Землю та Венеру, але більший за Меркурій. Його поверхнева щільність також дещо нижча. Дуже схожий на Землю, допитливі завжди вірили, що вони бачать ознаки розумного життя у червонуватої зірки.

Наприклад, з середини дев'ятнадцятого століття багато спостерігачів стверджували, що бачили "канали", прямі лінії, що перетинали поверхню Марсія і що вони приписували присутності розумного життя. Карти цих передбачуваних каналів навіть були створені.

Однак зображення з зонда Марінера показали в середині шістдесятих років 20 століття, що поверхню Марсія пустеля і канали не існують.

Червонуватий колір Марса пояснюється великою кількістю оксидів заліза на поверхні. Що стосується його атмосфери, то вона тонка і складається з 95% вуглекислого газу зі слідами інших елементів, таких як аргон. Немає водяної пари чи кисню. Останній виявляється, утворюючи сполуки в гірських породах.

На відміну від Землі, у Марса немає власного магнітного поля, тому частинки сонячного вітру потрапляють прямо на поверхню, мало захищену тонкою атмосферою.

Щодо орографії, то вона різноманітна і є вказівки на те, що планета колись мала рідку воду. Однією з найпомітніших особливостей є гора Олімп, найбільший відомий досі вулкан Сонячної системи.

Гора Олімп набагато перевершує найбільші вулкани на Землі: вона втричі перевищує висоту гори Еверест і в 100 разів перевищує обсяг Мауна-Лоа, найбільшого вулкана на Землі. Без тектонічної активності та з низькою силою тяжіння лава могла б накопичуватися, щоб створити таку колосальну структуру.

Таблиця 4. Марс: характеристики та рух

- Юпітер

Малюнок 9. Юпітер та Галілейські місяці.

Це, безсумнівно, цар планет через великі розміри: його діаметр в 11 разів більший, ніж у Землі, а умови його набагато екстремальніші.

У ньому насичена атмосфера, перехрещена швидкими вітрами. Відома велика Червона пляма Юпітера - давня шторм, вітром до 600 км / год.

Юпітер газоподібний, тому під атмосферою немає твердого грунту. Що відбувається - атмосфера стає щільнішою зі збільшенням глибини, поки вона не досягне точки скраплення газу. Звідси він досить сплющений на полюсах, через обертання.

Незважаючи на те, що більша частина речовини, що складається з Юпітера, - це водень та гелій, схожі на Сонце, - у його внутрішніх приміщеннях є ядро ​​важких елементів при високій температурі. Насправді газовий гігант є джерелом інфрачервоного випромінювання, саме тому астрономи знають, що всередині набагато спекотніше, ніж зовні.

Юпітер також має власне магнітне поле, у 14 разів сильніше земного. Примітною рисою цієї планети є велика кількість природних супутників, які вона має.

Завдяки величезним розмірам, природно, що її сила тяжіння могла захопити багато скельних тіл, які траплялися, що проходили через його оточення. Але він також має великі місяці, найбільш помітними з яких є чотири Галілейські місяці: Іо, Європа, Каллісто та Ганімед, останній є найбільшою з лун Сонячної системи.

Ці великі місяці, ймовірно, зародилися одночасно з Юпітером. Вони самі по собі є захоплюючими світами, оскільки серед інших характеристик є вода, вулканізм, екстремальна погода та магнетизм.

Таблиця 5. Юпітер: характеристики та рух

- Сатурн

Малюнок 10. Зображення Сатурна

Безсумнівно, що найбільше привертає увагу Сатурна - це його складна кільцева система, виявлена ​​Галілеєм у 1609 р. Слід також зазначити, що Крістіан Гюйгенс першим помітив кільцеву структуру через кілька років у 1659 році. Звичайно Телескоп Галілея не мав достатньої роздільної здатності.

Мільйони частинок льоду складають кільця Сатурна, можливо, залишки стародавніх лун та комет, які вплинули на планету - Сатурн майже стільки, скільки Юпітер.

Деякі супутники Сатурна, які називаються супутниками вівчарок, відповідають за збереження орбіти вільним і обмежують кільця у чітко визначених областях планетарної екваторіальної площини. Екватор планети досить яскраво виражений, будучи дуже сплющеним сфероїдом через його низької щільності та обертального руху.

Сатурн настільки легкий, що міг плавати в гіпотетичному океані, досить великому, щоб його вмістити. Ще одна причина деформації планети полягає в тому, що обертання не є постійним, а залежить від широти та інших взаємодій з його супутниками.

Що стосується його внутрішньої структури, дані, зібрані місіями "Вояджер", "Кассіні" та "Улісс", запевняють, що вона досить схожа на інформацію Юпітера, тобто газоподібну мантію та ядро ​​дуже гарячих важких елементів.

Температурні та тискові умови дозволяють утворювати металевий рідкий водень, тому планета має власне магнітне поле.

На поверхню погода надзвичайна: бурі рясні, хоча не такі стійкі, як у сусіднього Юпітера.

Таблиця 6. Сатурн: характеристики та рух

- Уран

Рисунок 11. Вид на замерзлу планету Уран. Джерело: Pixabay.com

Це було відкрито Вільямом Гершелем у 1781 році, який описав його як маленьку зеленувато-блакитну крапку на своєму телескопі. Спочатку він думав, що це комета, але незабаром він та інші астрономи зрозуміли, що це планета, як Сатурн і Юпітер.

Рух Урана досить своєрідний, він має ретроградне обертання, як Венера. Крім того, вісь обертання дуже похила щодо площини орбіти: 97,9º, тому вона практично обертається набік.

Тож сезони планети - розкриті за допомогою зображень Voyager - досить екстремальні, зими тривають 21 рік.

Синьо-зелений колір Урана обумовлений вмістом метану в його атмосфері, набагато прохолодніше, ніж у Сатурна чи Юпітера. Але про його внутрішню структуру відомо мало. І Уран, і Нептун вважаються льодовими світами, а точніше газоподібними або квазірідкими.

Хоча Уран не виробляє металевий водень завдяки меншій масі та тиску всередині, він має інтенсивне магнітне поле, більш-менш порівнянне із земним.

Уран має свою кільцеву систему, хоча і не настільки розкішну, як Сатурн. Вони дуже слабкі і тому їх не легко помітити із Землі. Вони були виявлені в 1977 році завдяки тимчасовій окупації планети зіркою, що дозволило астрономам побачити її будову вперше.

Як і всі зовнішні планети, в Урана багато лун. Основні - Оберон, Титанія, Умбріель, Аріель і Міранда, імена, взяті з творів Олександра Попи та Вільяма Шекспіра. На цих лунах виявлено замерзлу воду.

Таблиця 7. Уран: характеристики та рух

- Нептун

Малюнок 12. Зображення Нептуна, знятого зондом Voyager 2. Джерело: Wikimedia Commons.

На краю Сонячної системи знаходиться Нептун, планета, віддалена від Сонця. Він був виявлений через незрозумілі гравітаційні порушення, які припускали існування великого, але нерозкритого об'єкта.

Розрахунки французького астронома Урбена Жана Левер'є, нарешті, призвели до відкриття Нептуна в 1846 році, хоча Галілей вже бачив його своїм телескопом, вважаючи його зіркою.

Побачений із Землі, Нептун - це маленька зеленувато-синя крапка, і до недавнього часу про її будову було відомо мало. Місія Voyager представила нові дані наприкінці 1980-х.

Зображення показали поверхню із свідченням сильних штормів та швидких вітрів, включаючи великий патч, схожий на Юпітера: Велика темна пляма.

Нептун має атмосферу, багату метаном, а також слабку кільцеву систему, схожу на Уран. Внутрішня його структура складається з крижаної кори, яка покриває металеве ядро ​​і має власний магнетизм.

Щодо лун, то на сьогоднішній день було відкрито близько 15, але їх може бути ще декілька, враховуючи, що планета дуже віддалена і є найменш вивченою досі. Тритон і Нереїд - головні з них, тритон - на ретроградній орбіті і має атмосферу помірного азоту.

Таблиця 8. Нептун: характеристики та рух

Інші астрономічні об'єкти

Сонце та великі планети - найбільші члени Сонячної системи, але є й інші об'єкти, менші, але однаково захоплюючі.

Ми говоримо про карликові планети, місяці або супутники основних планет, комети, астероїди та метеороїди. Кожен має надзвичайно цікаві особливості.

Крихітні планети

Малюнок 13. Плутон. Джерело: Pixabay.com

У поясі астероїдів, який знаходиться між Марсом і Юпітером, і поза орбітою Нептуна, в поясі Койпера є багато об’єктів, які за астрономічними критеріями не належать до категорії планет.

Найвизначніші:

- Церера, в поясі астероїдів.

- Плутон, який раніше вважався дев'ятою за величиною планетою.

- Еріс, виявлений у 2003 році і більший за Плутон і далі від Сонця, ніж він є.

- Макемаке, в поясі Койпера і приблизно вдвічі менший за Плутон.

- Хаумея, також у поясі Койпера. Він помітно еліпсоїдальної форми і має кільця.

Критеріями, що відрізняють їх від великих планет, є як їх розмір, так і гравітаційне притягання, яке вони мають, пов'язане з їх масою. Щоб вважатись планетою, об’єкт повинен обертатися навколо Сонця, крім того, щоб бути більш-менш сферичним.

А його сила тяжіння повинна бути достатньо високою, щоб поглинати інші менші тіла навколо неї, як супутники, так і як частина планети.

Оскільки принаймні гравітаційний критерій не виконаний для Церери, Плутона та Еріса, для них була створена ця нова категорія, до якої Плутон потрапив у 2006 році. У далекому поясі Койпера можливо, що є більше карликових планет, таких як ці, ще не виявлено.

Місяці

Як ми бачили, основні планети, і навіть Плутон, мають супутники, які обертаються навколо них. Налічується понад сотня, що належить до основних планет, майже всі розподілені на зовнішніх планетах і три, що належать до внутрішніх планет: Місяць із Землі та Фобос і Деймос з Марса.

Малюнок 14. Місяць Землі. Джерело: Pixabay.com

Можливо, ще знайдеться більше лун, особливо на планетах, віддалених від Сонця, таких як Нептун та інші крижані гіганти.

Форми їх різноманітні, деякі - сфероїдальні, а інші досить неправильні. Найбільші з них, ймовірно, утворюються поруч із материнською планетою, але інші можуть бути захоплені гравітацією. Є навіть тимчасові місяці, які чомусь захоплені планетою, але вчасно звільняються.

Інші тіла, крім основних планет, також мають місяці. За підрахунками, поки що існує близько 400 природних супутників усіх видів.

Повітряні змії

Малюнок 15. Комета Галлея.

Комети - це сміття з хмари речовини, яка породила Сонячну систему. Вони складаються з льоду, скель і пилу і зараз знаходяться на околицях Сонячної системи, хоча час від часу вони наближаються до Сонця.

Є три регіони, які знаходяться дуже далеко від Сонця, але все ще належать до Сонячної системи.Астрономи вважають, що там мешкають усі комети: пояс Койпера, хмара Оорта та розсіяний диск.

Астероїди, кентаври та метеороїди

Астероїди - це скелясті тіла, менші за карликову планету чи супутник. Майже всі знайдені в поясі астероїдів, який позначає межу на кам’янистих і газоподібних планетах.

Зі свого боку, кентаври отримують цю назву, оскільки вони поділяють характеристики астероїдів і комет, як і однойменні міфологічні істоти: наполовину людина і половина коня.

Виявлені в 1977 році, вони ще не були належним чином сфотографовані, але, як відомо, вони знаходяться у великій кількості між орбітами Юпітера та Нептуна.

Нарешті, метеороїд - це фрагмент більшого об’єкта, наприклад, описаного до цього часу. Вони можуть бути настільки ж крихітними, як укус речовини - не будучи такими ж дрібними, як зерно пилу - близько 100 мкм або великими діаметром 50 км.

Короткий зміст основних характеристик Сонячної системи

- Орієнтовний вік : 4,6 млрд років.
- Форма : диск
- Розташування : Рука Оріона в Чумацькому Шляху.
- Розширення : воно відносне, його можна вважати приблизно 10000 астрономічних одиниць *, аж до центру хмари Оорта.
- Типи планет : земні (скелясті) та Джовіан (газоподібні та крижані)
- Інші об'єкти : супутники, карликові планети, астероїди.

* Астрономічна одиниця становить 150 мільйонів кілометрів.

Малюнок 16. Шкала Сонячної системи в астрономічних одиницях. Джерело: NASA.

Походження та еволюція

В даний час більшість вчених вважають, що походження Сонячної системи знаходиться в залишках однієї або декількох наднових, з яких утворилася гігантська туманність космічного газу та пилу.

Гравітація відповідала за агломерацію і руйнування цієї речовини, яка таким чином почала обертатися все швидше і швидше і утворювати диск, в центрі якого утворилося Сонце. Цей процес називається нарощенням.

Навколо Сонця залишився диск залишків речовини, з якого з часом вийшли планети та інші члени Сонячної системи.

Зі спостережень за формуванням зоряних систем у нашій власній галактиці Чумацький Шлях та від комп'ютерного моделювання вчені отримали докази того, що такі процеси відносно поширені. Новоспечені зірки часто мають ці диски речовини навколо себе.

Ця теорія досить добре пояснює більшість висновків, зроблених щодо нашої Сонячної системи, будучи єдиною центральною зірковою системою. Однак це не дозволило б повністю пояснити утворення планет у бінарних системах. І є, оскільки, за підрахунками, 50% екзопланет належать до систем з двома зірками, будучи дуже поширеними в галактиці.

Список літератури

1. Астрофізика та фізика. Відновлено з: astrofisicayfisica.com.
2. Керролл, Б. Вступ до сучасної астрофізики. 2-й. Видання. Пірсон.
3. POT. Дослідження сонячної системи Відновлено з: solarsystem.nasa.gov.
4. POT. Сонячна система, в перспективі. Відновлено з: nasa.gov.
5. Рівейро, А. Сонце, двигун Сонячної системи. Відновлено з: astrobitacora.com.
6. Насіння, М. 2011. Основи астрономії. Одинадцяте видання. Cengage Learning.
7. Вікіпедія. Кентавро (астрономія): відновлено з: es.wikipedia.org.
8. Вікіпедія. Сонячна система. Відновлено з: es.wikipedia.org.