Происхождение Солнечной системы, её состав

Происхождение Солнечной системы, её состав

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-Уральский государственный университет»

Факультет Сервиса и туризма

Кафедра «Экономика и менеджмент сервиса»

Реферат

по дисциплине: «Концепция современного естествознания»

Тема: Происхождение Солнечной системы, её состав

Введение

Солнечная система состоит из центральной звезды Солнца и окружающих его множества небольших спутников — планет, астероидов (малых планет), комет, метеоритов и бесчисленных мелких метеорных частиц и пылинок. Девять планет являются главными спутниками Солнца, но и у них суммарная масса в 743 раза меньше массы солнца. Суммарная же масса всех остальных малых тел Солнечной системы, включая облако комет, составляет .

Строение Солнечной системы обладает рядом закономерностей, указывающих на совместное образование всех планет и Солнца в едином процессе.

Такими закономерностями являются:

движение всех планет в одном направлении по эллиптическим орбитам, лежащим почти в одной плоскости;

вращение Солнца в том же направлении вокруг оси, близкой к перпендикуляру относительно центральной плоскости планетной системы;

вращение в том же направлении большинства планет (за исключением Венеры, которая очень медленно вращается в обратном направлении, и Урана, который вращается как бы лежа на боку);

обращение в том же направлении большинства спутников планет;

закономерное возрастание расстояний планет от Солнца;

деление планет на родственные группы, отличающиеся по массе, хим. составу и количеству спутников (группа близких к Солнцу планет земного типа и далекие от Солнца планеты-гиганты, также подразделяющиеся на две группы);

наличие пояса малых планет между орбитами Марса и Юпитера.

Планеты и их спутники

<#»175″ src=»/wimg/11/doc_zip2.jpg» />

С 2008 года Международный Астрономический Союз принял решение теперь называть карликовые планеты типа Плутона плутоидами — plutoid.

Плутоиды — небесные тела, вращающиеся вокруг Солнца на расстоянии большем, чем орбита Нептуна, и имеющие достаточную массу для того, чтобы под действием собственных сил гравитации поддерживать гидростатическое равновесие и иметь округлую форму; при этом они не доминируют на своей орбите (не могут расчистить пространство от других объектов). <#»justify»>Кора около 35 км, в океанических областях меньшеГраниты и базальтыМантия 2900 км.Твердые кремниевые породы, окислы кремния и магнияУ нижней границы мантии давление достигает 130 Га, температура 5000 К.Внешнее ядро 2250 км.Жидкое состояние веществаВнутреннее ядро 1220 км (радиус)Твердые железо и никельДавление превышает 3,61011 Па, температура 8000 К.

Из всей массы Земли кора составляет менее 1 %, мантия — около 65 %, ядро — 34 %. Вблизи поверхности Земли возрастание температуры с глубиной составляет примерно 20° на каждый километр. Плотность горных пород земной коры составляет около 3000 кг/м3. На глубине около 100 км температура примерно 1800 К. Нижняя, внутренняя граница между корой и мантией называется разделом Мохоровичича. Упругие волны в мантии распространяются, как в твердом теле. В мантии скачкообразно увеличивается скорость распространения сейсмических волн, что связано с резким повышением плотности вещества до 5600 кг/м3. Следующее по интенсивности отражение наблюдается на глубине 2900 км (поверхность Вихерта — Гутенберга). На этой глубине сильно отражаются продольные и поперечные сейсмические волны. Отсюда можно сделать вывод, что ниже лежит жидкое ядро: в жидкостях поперечные волны не распространяются. Этот слой расплавленного металла называют внешним ядром. В центре Земли находится твердое железное ядро плотностью около 10 000 кг/м3 (1,7 % массы Земли). Граница между ними толщиной около 5 км проходит на расстоянии примерно 1220 км от центра.

На Земле в результате активной вулканической деятельности происходит выбросы лавы, пара и газов из внутренних частей мантии до сих пор формируется верхняя часть Земли — кора. На планете около 800 действующих вулканов. Кора и верхние слои мантии образуют литосферу. Ее граница расположена на глубине около 70 км. Литосфера расколота на десяток больших плит, на границах между которыми постоянно происходят землетрясения и извержения вулканов. Литосферные плиты "плавают" в расположенном под ними до глубины 250 км слое повышенной текучести, называемом астеносферой. Основные составляющие атмосферы Земли — азот и кислород. Остальные газы: водяной пар, углекислота, неон, метан, водород и другие — составляют около 1 %. Давление атмосферы на уровне моря — 1 атм = 101325 Па = 760 мм рт. ст.

<#»justify»>ВысотаТемператураХарактеристикаТропосфера0-12 кмПадает на 6° на каждый кмТропосфера нагревается инфракрасным излучением земной поверхности.Стратосфера12-25 км-50° С25-50 кмНемного растет, на высоте 50 км около 0° СТемпература растет за счет реакции разложения озона, которая сопровождается выделением теплоты.Мезосфера50-85 кмОзон поглощает ультрафиолетовое излучение в области (200-300 нм), защищая жизнь на поверхности Земли.Термосфера85-800 кмТемпература увеличивается с высотой. Днем на высоте 400 км около 1500° СУльтрафиолетовое и рентгеновское излучение Солнца ионизует молекулы воздуха. Поэтому термосферу называют ионосферой. От ионосферы отражаются радиоволны. Становятся преобладающими водород и гелий.ЭкзосфераСвыше 800 кмМолекулы движутся с огромными скоростями, иногда улетая в межпланетное пространство

<#»justify»>ФобосДеймосРасстояние от планеты9 380 км23 460 кмПериод обращения0,318911,26244Наклон орбиты к экватору1º2,7ºРазмеры26,6х22,2х18,6 км15х12,4х10,8 кмМасса1,271016 кг1,81015 кгПлотность2 г/м32 г/м3Альбедо0,070,07Звездная величина11,6m12,7mОткрыт18771877

<#»justify»>НазваниеБлеск, mРадиус орбиты, тыс. кмПериод обращения вокруг Юпитера, "-" обрат., сут.Радиус, кмМасса, кгОткрытМетида17,51280,2947820910161979Адрастея18,71290,2982613х10х8110161979Амальтея14,11810,4981831х73х677,210181892Теба16,02220,674555х457,610171979Ио5,04221,769141830х1818х18158,910221610Европа5,36713,5511815654,810221610Ганимед4,610707,1545526341,510231610Каллисто5,6188316,689024031,110231610Леда20,211 094238,7255,710161974Гималия15,011 480250,566859,510181904Лиситея18,211 720259,22127,610161938Элара16,611 737259,653407,610171904Ананке18,921 200-631103,810161951Карме17,922 600-692159,510161938Пасифе16,923 500-735181,610171908Синопе18,023 700-758147,610161914S/1999J121,024 160-76851,010161999

Сатурн

Сатурн, наверное, наиболее красивая планета, если смотреть на нее в телескоп или изучать снимки «Вояджеров». Сказочные кольца Сатурна нельзя спутать ни с какими другими объектами Солнечной системы.

Планета известна с самых древних времен. Максимальная видимая звездная величина Сатурна +0,7m. Эта планета — один из самых ярких объектов на нашем звездном небе. Кольца Сатурна видимы с Земли в небольшой телескоп. Они состоят из тысяч и тысяч небольших твердых обломков камней и льда, которые вращаются вокруг планеты.

Большая полуось орбиты планеты составляет 9,584 а.е., а период обращения равен 29,666 лет. Эксцентриситет орбиты составляет е = 0,057, наклон к плоскости эклиптики 2°29′. Период вращения вокруг оси — звездные сутки — составляет 10 часов 14 минут (на широтах до 30°). Так как Сатурн — не твердый шар, а состоит из газа и жидкости, то экваториальные его части быстрее вращаются, чем приполярные области: на полюсах один оборот совершается примерно на 26 минут медленнее. Средний период обращения вокруг оси — 10 часов 40 минут.

<http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0192.jpg> Масса Сатурна равна М = 95,159 М = 5,68501026, радиус намного больше радиуса Земли: R = 9,45 R = 60 268 км. Сатурн имеет одну интересную особенность: он — единственная планета в Солнечной системе, чья плотность меньше плотности воды (700 кг на кубический метр).

Ускорение свободного падения на уровне облачной поверхности составляет g = 9,44 м/с2. Альбедо 0,47. Атмосфера Сатурна состоит почти полностью из водорода, гелия и азота. АМС «Вояджер-1» выяснил, что около 7 % объема верхней атмосферы Сатурна — гелий (по сравнению с 11 % в атмосфере Юпитера), в то время как почти все остальное — водород.

Поскольку предполагается, что условия формирования обеих планет одинаковы, то количество гелия на Сатурне должно быть примерно таким же, как и на Юпитере и Солнце. Недостаток этого элемента в верхней атмосфере может означать, что более тяжелый гелий, возможно, медленно опускается к ядру Сатурна. При этом выделяется тепловая энергия, которая излучается в космос. Аммиачные облака в верхней части атмосферы мощнее юпитерианских, поэтому Сатурн не настолько «полосатый». Минимальная температура на Сатурне — 82 К — измерена радиолучом «Вояджера-2». Температура возрастает при погружении в атмосферу. Ниже атмосферы простирается океан жидкого молекулярного водорода. На глубине около 30 000 км водород становится металлическим (давление достигает около 3 миллионов атмосфер). Движение металла создает мощное магнитное поле. В центре планеты находится массивное железо-каменное ядро.

На Сатурне очень сильные ветра. «Вояджер-2» измерил их скорость на экваторе — получилось около 500 м/с. Ветра дуют, большей частью, в восточном направлении (напомним, что как и большинство планет, Сатурн вращается с запада на восток). Сила ветров ослабевает при удалении от экватора. Также, при удалении от экватора, появляется все больше западных течений. Преобладание восточных потоков (по направлению осевого вращения) указывает на то, что ветры не ограничены слоем верхних облаков, они должны распространяться внутрь, по крайней мере, на 2000 километров. Кроме того, измерения «Вояджера-2» показали, что ветра в южном и северном полушариях симметричны относительно экватора! Есть предположение, что симметричные потоки как-то связаны под слоем видимой атмосферы.<http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0195.jpg><http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0196.jpg>

Зависимость скорости ветров на Сатурне от широты (см. диаграмму слева). В атмосфере Сатурна часто наблюдаются штормы, хотя и не такие мощные, как знаменитое Красное Пятно. В частности, обнаружено пятно размером около 1250 км. Магнитосфера планеты. Магнитное поле Сатурна более слабое по сравнению с Юпитером. Напряженность магнитного поля на уровне видимых облаков на экваторе 0,2 Гс (на поверхности Земли магнитное поле равно 0,35 Гс).

Магнитосфера Сатурна отличается от юпитерианской (см. изображ. справа). У Сатурна ось вращения совпадает с осью диполя. Некоторые заряженные частицы, двигаясь от полюса к полюсу, проходят через систему колец и поглощаются там льдом и пылью. Поэтому в области колец магнитосфера Сатурна очень пуста — в ней очень мало заряженных частиц. Система спутников Сатурна довольно сложна. Известны 30 спутников. Двенадцать из них открыты за последние несколько лет.

Система спутников Сатурна. <http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0197.jpg>Спутник Мимас <http://www.astrogalaxy.ru/318.html>. Огромный ударный кратер Гершель имеет около 130 км в диаметре. Спутники Сатурна (и других планет-гигантов) можно разделить на две группы — регулярные и иррегулярные. Регулярные спутники движутся по почти круговым орбитам, лежащим недалеко от планеты вблизи ее экваториальной плоскости. Все регулярные спутники обращаются в одном направлении — в направлении вращения самой планеты. Это указывает на то, что сформировались эти спутники в газопылевом облаке, окружавшем планету в период ее рождения. В отличие от них, иррегулярные спутники обращаются далеко от планеты, по хаотическим орбитам, ясно указывающим, что эти тела были захвачены планетой сравнительно недавно из числа пролетавших мимо нее астероидов или ядер комет. <http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0198.jpg>

В настоящее время уточняются параметры орбит спутников и их размеры. После уточнения орбит спутников Генеральная ассамблея МАС присвоит им имена. Большинство спутников состоит из льда: их плотность не превышает 1400 кг/м3. У наиболее крупных спутников формируется каменистое ядро. Почти все спутники всегда повернуты к планете одной стороной.

Кольца Сатурна видимы с Земли в небольшой телескоп. Они состоят из тысяч и тысяч небольших твердых частиц из камней и льда, которые вращаются вокруг планеты.

<http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0208.jpg>Существует 3 основных кольца, названных A, B и C. Они различимы без особых проблем с Земли. Есть и более слабые кольца — D, E, F. При ближайшем рассмотрении колец оказывается великое множество. Между кольцами существуют щели, где нет частиц. Та из щелей, которую можно увидеть в средний телескоп с Земли (между кольцами А и В), названа щелью Кассини. В ясные ночи можно даже увидеть менее заметные щели. Внутренние части колец вращаются быстрее внешних.

Схема строения колец. Ширина колец равна 400 тыс. км, однако в толщину они составляют всего несколько десятков метров. Сквозь кольца можно увидеть звезды, хотя свет их при этом заметно ослабевает. Все кольца состоят из отдельных кусков льда разных размеров: от пылинок до нескольких метров в поперечнике. Эти частицы двигаются с практических одинаковыми скоростями (около 10 км/с), иногда сталкиваясь друг с другом. Под действием спутников кольцо немного выгибается, переставая быть плоским: видны тени от Солнца. <http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0209.jpg>

Внешний вид колец меняется от года к году. Это обусловлено наклоном плоскости колец к плоскости орбиты планеты. Плоскость колец наклонена к плоскости орбиты на 29°. Поэтому в течение года мы видим их максимально широкими, после чего их видимая ширина уменьшается, и, примерно через 15 лет, они превращаются в слабо различимую черту. В 1610 году Галилео Галилей впервые увидел в телескоп кольца Сатурна, но не понял, что это такое, поэтому записал, что Сатурн состоит из частей. Полвека спустя Христиан Гюйгенс сообщил о наличии у Сатурна кольца, а в 1675 году Кассини обнаружил между кольцами щель.<http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0940.gif>

Уран<http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0211.gif>

Данные, полученные с «Вояджера-2», показали, что планета Уран имеет небольшое твердое железно-каменное ядро, над которым сразу начинается плотная атмосфера. Никаких океанов на Уране, по-видимому, нет. Такое строение планеты теперь называют двухслойной моделью. Температура в ядре достигает 7000 К, а давление — 6 миллионов атмосфер. Эффективная температура Урана 59 К, что лишь чуть-чуть превышает ту температуру, которую он имел бы только под влиянием солнечного тепла. Следовательно, Уран почти не имеет внутренних источников энергии

Атмосфера на Уране мощная, толщиной не менее 8000 км. Атмосфера Урана (но не Уран в целом!) состоит примерно из 83 % водорода, 15 % гелия и 2 % метана. Метан, ацетилен и другие углеводороды в атмосфере планеты встречаются в значительно больших количествах, чем на Юпитере и Сатурне. Именно метановая дымка хорошо поглощает красные лучи, поэтому Уран кажется голубым.

Дневная освещенность на Уране соответствует земным сумеркам сразу после захода Солнца. Минимальная температура 53 К наблюдалась на уровне 0,1 бар. Выше и ниже температура повышается. Температура атмосферы на уровне 2,3 бар достигает 100 К. У Урана почти такое же сильное магнитное поле, как у Земли. На уровне облаков напряженность магнитного поля равна 0,23 Гс. Но конфигурация этого магнитного поля очень сложная. Очень приближенно его можно считать дипольным, если ось диполя сместить от центра на 1/3 радиуса и наклонить к оси вращения на 60°. Компас на Уране не будет показывать на географический полюс. Магнитное поле делает возможным «полярные» сияния, наблюдающиеся в верхней части атмосферы.

Магнитосфера Урана. <http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0213.jpg>

Несмотря на сложность наблюдений, астрономы прошлых веков открыли почти все крупные спутники Урана. Спутниковая система лежит в экваториальной плоскости планеты, то есть почти перпендикулярно к плоскости ее орбиты. Внутренние 10 лун — маленькие по размерам. Спутник 1986U10, найденный по старым фотографиям, переданным с АМС «Вояджер-2» в 1986 году, пока не имеет собственного имени. Его, как и другие спутники Урана, назовут в честь героя какой-нибудь пьесы Шекспира.

Система спутников Урана.

<http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0214.jpg>На поверхности Титании обнаружено огромное количество кратеров. Стены некоторых каньонов кажутся светлыми, так как покрыты льдом. Спутники Урана Оберон и Титания очень похожи друг на друга. Их радиусы приблизительно вдвое меньше радиуса Луны. Поверхности обеих лун покрыты старыми метеоритными кратерами и сеткой тектонических разломов с признаками древнего вулканизма. Через все южное полушарие Оберона проходит широкая тектоническая долина, также доказывающая вулканическую деятельность в прошлом. Температура на поверхности спутников очень низкая, около 60 К.

Кольца Урана были случайно обнаружены в 1977 году во время покрытия Ураном яркой звезды. При этом звезда мигнула 9 раз до и 9 раз после того, как Уран ее полностью закрыл. Так были открыты девять плотных, узких и далеко отстоящих друг от друга темных колец Урана. Ширина их всего 1-10 км, только самое широкое внешнее кольцо имеет размер 96 км. Кольца Урана практически черные: альбедо равно 0,03. Они состоят из каменистых частиц не крупнее нескольких метров в поперечнике. Каждое кольцо движется практически как единое целое

Наблюдаемая иерархическая структура колец Сатурна составлена по принципу «матрешки»: широкие ~1000 км кольца состоят из системы более узких ~100 км колец и т.д. До сих пор не существует теории, объясняющей наличие тонких колечек.

Нептун

Нептун — восьмая планета от Солнца и четвертая по размеру среди планет. После открытия Урана астрономы обратили внимание на то, что его орбита не соответствовала закону всемирного тяготения Ньютона, претерпевая постоянные отклонения. Это и навело на мысль о существовании еще одной планеты за Ураном, которая могла бы своим гравитационным притяжением искажать траекторию движения седьмой планеты. Математики Джон Адамс и Джеймс Чаллис в 1845 году сделали расчет примерного места расположения планеты. В это же время французский астроном Урбан Леверье, сделав расчет, убедил начать поиск новой планеты. Расчеты Леверье были настолько точны, что Нептун нашли сразу, в первую же ночь наблюдений.

Нептун в наземный телескоп. Светлые области в верхней части диска — облака из метанового льда, хорошо отражающие солнечный свет. Большая полуось планеты равна 30,02 а.е. Нептун очень удален от Солнца. Период обращения по орбите 164,491 лет. Со времени открытия в 1846 году он не закончил еще и одного полного оборота. Орбита практически круговая: эксцентриситет составляет е = 0,011. Наклон плоскости орбиты к плоскости эклиптики 1°46´22", средняя скорость движения по орбите 5,4 км/с, Период вращения вокруг оси 15,8 часов. Наклонение экватора к плоскости орбиты 29,6°. Масса планеты равна 1,03∙1026 кг, т.е. в 17 раз больше массы Земли. Радиус планеты составляет 24 764 км — около четырех земных радиусов. Плотность ρ = 1,76 г/см3, т.е. 1/3 плотности Земли. Коэффициент сжатия равен 2 %. Ускорение свободного падения на уровне верхнего облачного слоя планеты: 11,2 м/с2. Температура атмосферы Нептуна выше, чем у Урана, и составляет около 60 К. Следовательно, Нептун имеет собственный внутренний источник тепла — он излучает в 2,7 раза больше энергии, нежели получает от Солнца.

<http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0218.gif>Строение и набор составляющих Нептун элементов, вероятно, почти такие же, как на Уране: различные «льды» и отвердевшие газы с содержанием около 15 % водорода и небольшого количества гелия. В отличие от Юпитера с Сатурном Уран и Нептун, возможно, не имеет четкого внутреннего расслоения. Но, скорее всего, у Нептуна есть небольшое твердое ядро, равное по массе Земле. Атмосфера Нептуна — это, по большей части, водород и гелий с небольшой примесью метана (1 %). Синий цвет Нептуна является результатом поглощения красного света в атмосфере этим газом — как и на Уране. На Нептуне наблюдаются сильнейшие ветры, параллельные экватору планеты, большие бури и вихри. На планете самые быстрые в Солнечной системе ветры, достигающие 700 км/час. Ветры дуют на Нептуне в западном направлении, против вращения планеты. Замечено, что у планет-гигантов скорость потоков и течений в их атмосферах увеличивается с расстоянием от Солнца. Эта закономерность не имеет пока никакого объяснения.

Метановые облака к северу от экватора вблизи терминатора. Хорошо заметны тени, которые они отбрасывают на основной облачный слой.

Одним их первых открытий «Вояджера-2» было Большое Темное Пятно в южном полушарии, размером с Землю. Ветры Нептуна несли Большое Темное Пятно к западу со скоростью 300 м/с. Время кругооборота вещества в нем — 16 дней. «Вояджер-2» также видел меньшее темное пятно в южном полушарии и небольшое непостоянное белое облако. Оно может быть потоком, восходящим от нижних слоев атмосферы к верхним, но истинная природа его остается тайной. Наблюдения на космическом телескопе им. Хаббла в 1994 году показали: Большое Темное Пятно исчезло! Оно или просто рассеялось, или было закрыто чем-то в атмосфере. А несколько месяцев спустя космический телескоп им. Хаббла вторично обнаружил новое темное Пятно в северном полушарии Нептуна. Это указывает на то, что атмосфера Нептуна изменяется очень быстро.

Магнитосфера Нептуна. <http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0221.jpg>

«Вояджер-2» зарегистрировал магнитное поле Нептуна. Магнитный полюс планеты отстоит на 47° от географического. Предполагается, что магнитное поле Нептуна возбуждается в жидкой проводящей среде, в слое, находящемся на расстоянии 13 тысяч км от центра планеты. А под жидким слоем находится твердое ядро Нептуна. Магнитосфера Нептуна сильно вытянута.<http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0222.jpg>

Самый большой спутник Нептуна — Тритон. Спутник Тритон, открытый в 1846 году Уильямом Ласселлом, по размерам превосходит Луну. Обращение вокруг Нептуна обратное, поэтому ученые считают, что Тритон был захвачен Нептуном из пояса Койпера. В Тритоне сосредоточена почти вся масса спутниковой системы Нептуна. Отличается большой плотностью: 2 г/см3.<http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0223.jpg>

Замерзшее озеро? Ученые считают, что эта равнина размерами приблизительно 200 на 400 км образовалась в результате извержения «ледяного» вулкана.

<http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0224.jpg>На Тритоне обнаружены скалы, кратеры, темные полосы вулканического происхождения. «Вояджер-2» сделал снимки красного льда на Тритоне, на экваторе сфотографировал голубой лед из замерзшего метана. Южная полярная шапка состоит из азотного льда, из нее на высоту в несколько километров бьют гейзеры. Поверхность спутника светлая и отражает около 80 % падающих солнечных лучей. Тритон имеет разреженную азотную атмосферу (давление на поверхности около 10 мм рт. ст.). Температура на Тритоне -235°C.

Кольца-арки.

<http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0226.jpg>Вокруг Нептуна обнаружены кольца в виде арок, которые сфотографировал «Вояджер-2». Интересно, что первоначально информацию о возможных кольцах Нептуна получили в 1995 году при наблюдении покрытия звезд планетой. Расчеты показали, что арки представляют собой сложные вихри, которые назвали эпитонами.

Плутон<http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0227.jpg>

Последняя планета Солнечной системы — Плутон — крошечная холодная планета, расположенная в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля, долгое время оставалась совершенно неизученной. Ее существование теоретически предсказал американский астроном Персиваль Ловелл в 1915 году. Через 15 лет после этого планету открыл сотрудник обсерватории Ловэлла Клайд Томбо <http://www.astrogalaxy.ru/313.html>. Он обнаружил новую планету на фотографиях как звездочку 15-й звездной величины, перемещавшуюся среди остальных звезд. Томбо понял, что это и есть девятая большая планета Солнечной системы. Плутон — бог подземного царства в античной мифологии. Эта фотография Плутона и Харона получена при помощи Космического телескопа им. Хаббла. Даже на ней нельзя различить детали на поверхности планеты.

Увидеть Плутон можно только в мощный телескоп: максимальная звездная величина m = +15,1. Из-за медленного движения по орбите его яркость практически не меняется в течение года.

Период вращения вокруг оси равен 6,39 суток (153,29 часов). Наклон экватора к плоскости орбиты 122,5°. Плутон и Нептун вращаются вокруг Солнца в резонансе. В 1936 году Реймонд Литлтон из Великобритании высказал гипотезу, что Плутон в прошлом был спутником Нептуна. Но убедительно доказать ее пока не удалось. Плутон в 6 раз легче Луны: его масса равна 1,51022 кг (т.е. 1/500 массы Земли). Масса планеты была определена совсем недавно, после открытия в 1978 году спутника планеты — Харона. Радиус Плутона составляет 1195 км, что в 5,3 раза меньше радиуса Земли и в 1,45 раза — Луны. Таким образом, по величине Плутон уступает семи спутникам больших планет — Луне, Европе, Ганимеду, Каллисто, Титану и Тритону. Плотность P = 1,7 г/см3. Ускорение свободного падения g = 0,07g = 0,78 м/с2.

Планета, по-видимому, состоит из льда, перемешанного со скалистыми породами. Альбедо Плутона 0,3. У Плутона имеется разреженная атмосфера, в которой определяются метан, аргон, неон. Давление на поверхности меньше земного в 7 тысяч раз. Орбита Плутона сильно вытянута: планета в настоящее время удаляется от Солнца. При этом атмосфера Плутона скоро застынет и выпадет на ее поверхность в виде снега (твердого метана). Только через двести лет Плутон снова окажется на наименьшем расстоянии от Солнца, и его атмосферу снова можно будет исследовать. Температура на планете в среднем -223°С. Зимой она падает до 32-50 К. Мир Плутона — холодный мир.<http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0228.jpg>

Поверхность Плутона, реконструированная по снимкам телескопа им. Хаббла. Светлое пятно слева вверху — спутник планеты Харон. Космический телескоп им. Хаббла сфотографировал всю поверхность планеты, после чего была составлена карта Плутона. Северный полюс Плутона покрыт шапкой снегов. В конце XX века появились сомнения, имеет ли смысл относить Плутон к большим планетам, а не к транснептуновым объектам.

Приводились три причины:

все внешние планеты являются газовыми гигантами, а Плутон — нет;

Плутон намного меньше по массе любой из планет Солнечной системы;

орбита Плутона очень вытянута и даже пересекает орбиту другой планеты — Нептуна.

Международный астрономический союз (МАС) выступил с заявлением, что статус Плутона как планеты менять не будут. Но Плутону теперь присвоен определенный номер в каталоге транснептуновых объектов для согласования наблюдений и вычислений. Еще несколько десятилетий спустя после открытия Плутона не было известно, что у него есть спутник. Он практически случайно был обнаружен в 1978 году. Работая с фотографическими изображениями планеты, астрономы заметили, что на снимках слабая звездочка, какой получается при фотографировании Плутон, выглядит слегка удлиненной. Это открытие астрономы несколько раз перепроверили и убедились, что у Плутона есть спутник. Он был назван Хароном — в честь легендарного перевозчика душ умерших в подземное царство Аида.<http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0229.jpg> Плутон и Харон. Харон находится на расстоянии 19 405 км от центра Плутона и движется по орбите, расположенной в экваториальной плоскости планеты. Он постоянно обращен к Плутону одной стороной, как и Луна к Земле. Но идеальность этой синхронно движущейся пары заключается в том, что и Плутон всегда повернут к Харону одним и тем же полушарием. Другими словами, периоды вращений обоих тел вокруг своих осей и орбитальный период Харона совпадают, он равен 6,4 суток. Может быть, и нашу планету ждет в далеком будущем такая же участь. Диаметр Плутона 2390 километров, а его спутника — 1186 километров. Поистине уникальная пара! Нигде больше в Солнечной системе не встречается такого, чтобы планета была всего лишь вдвое больше своего спутника. Вполне справедливо Плутон называют двойной планетой.

Спутник Харон имеет примерно такую же плотность, как и спутники Сатурна. О его природе (как и о природе Плутона) нельзя сказать почти ничего, кроме того, что по цвету Харон несколько голубее, чем Плутон. Это может означать, что они образовались не из единого облака, а уже потом были как-то сведены вместе неведомыми нам обстоятельствами. Исследования отдаленных областей нашей Солнечной системы возможны только из космоса. Достаточно сказать, что даже в самые сильные телескопы с Земли невозможно увидеть Харон и Плутон раздельно.

<http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0230.jpg>Пояс астероидов

В конце XVIII века Тициус и Боде независимо друг от друга подметили закономерность в ряде чисел, выражающих средние расстояния планет от Солнца. Пятый член этого ряда не соответствовал никакой планете. 1 января 1801 года итальянский астроном Джузеппе Пиацци случайно открыл звезду, прямое восхождение и склонение которой заметно изменялось за сутки наблюдений. Гаусс вычислил орбиту этого астрономического объекта, большая полуось которого оказалась равной 2,77 а.е.; стало понятно, что открыта планета между Марсом и Юпитером. Ее назвали Церера в честь древнеримской богини плодородия.

В 1802 году немецкий врач Ольберс, увлекавшийся астрономией, открыл неподалеку от Цереры новый астероид, который назвали Паллада. В 1804 году была открыта Юнона, в 1807 году — Веста. Гершель предложил назвать маленькие планеты астероидами. Астероид по-гречески означает «звездообразный». В 1804 году Ольберс высказал знаменитую гипотезу о разрыве гипотетической планеты Фаэтон между Марсом и Юпитером и образования астероидов — ее обломков.

Все астероиды имеют размеры меньше 1500 км, у них нет атмосферы и гидросферы. Форма астероидов самая разнообразная: от шаровой до сигарообразной. У астероидов большие различия в составе поверхности, что подтверждается их способностью отражать свет: у одних астероидов коэффициент отражения лишь 3 %, что делает структуру их поверхности похожей на свежевспаханный чернозем или новую автомобильную покрышку, тогда как у других он приближается к 50 %, как если бы она была покрыта меловыми отложениями. Так, поверхность астероида 52 Европа имеет альбедо всего 0,03, а Веста имеет альбедо 0,28. Периоды осевого вращения астероидов различаются в десятки раз: у некоторых малых планет это часы, у других — сутки.

Ныне принято считать астероидами все тела, размеры которых не менее 1 км. Тела меньших размеров получили название метеороидов. Общее число астероидов около 30-50 тысяч. Считается, что число астероидов размером более 200 км порядка тридцати. Астероидов размером от 80 км до 200 км — порядка тысячи.

Гаспра имеет неправильную форму.

Самый крупный из астероидов: Церера, его радиус 470 км.

Самый мелкий из известных: 1991 ВА, диаметр 9 м.

Плотность астероидов обычно лежит в пределах от 2 до 8 г/cм3.

Самые темные астероиды: 95 Аретуза, Бамберг, черные, как уголь или сажа.

Наибольшее приближение к Земле: 1991 ВА, 170 000 км.

Наибольшее приближение к Солнцу: Икар и Фаэтон. Оба подходят к Солнцу ближе Меркурия.

Одним из наиболее удаленных астероидов главного пояса является Хирон, открытый в 1977 году. Его орбита целиком лежит между Сатурном и Ураном, а диаметр — около 200 км. Он может быть захваченной кометой или вырвавшемся на волю от тяготения планеты спутником Сатурна.

На астероиде Гаспра зарегистрировано магнитное поле.

Население пояса астероидов весьма разнообразно. Но все эти различия меркнут перед разнообразием орбит астероидов. Все планеты Солнечной системы движутся в одной плоскости по почти круговым орбитам. А астероиды, подчиняясь влиянию Солнца и планет, движутся по самым разнообразным траекториям. Главным дирижером их движения служит, разумеется, гигантский Юпитер. Большинство малых планет удалены от Солнца, в среднем, на 2,2-3,6 а.е., то есть находятся между орбитами Марса и Юпитера, и полностью подчинены влиянию этого гиганта.

<http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0233.jpg>Пояс астероидов. Эксцентриситет орбиты большинства астероидов меньше 0,3 (от 0,1 до 0,8), а наклонение меньше 16°. Среди астероидов есть группы, которые движутся по орбите Юпитера вокруг Солнца, как его свита. Группа Греки (Ахилл, Аякс, Одиссей и другие) опережает Юпитер на 60°. Группа Троянцы (Приам, Эней, Троил и другие) отстает от Юпитера на 60°. В настоящее время считают, что в последней группе находится около 700 астероидов.

Некоторые астероиды движутся в резонансе сразу с несколькими планетами. Впервые это было замечено в движении астероида Торо. Он совершает 5 орбитальных оборотов приблизительно за то же время, как Земля — 8, Венера — 13. Перигелий астероида Торо находится между орбитами Венеры и Земли. Другой астероид, Амур, движется в резонансе с Венерой, Землей, Марсом и Юпитером, совершая 3 своих оборота за то же время, за которое Венера совершает 13 оборотов, Земля — 8 оборотов; резонанс с Марсом 12:17 и с Юпитером 9:2. Очевидно, такое движение предохраняет астероиды от захвата гравитационным полем планеты и продляет им жизнь. Многие астероиды находятся за орбитой Юпитера. В 1977 обнаружили астероид 2060 Хирон, орбита которого следующая: перигелий внутри орбиты Сатурна 8,51 а.е., афелий около орбиты Урана 19,9 а.е. Эксцентриситет орбиты Хирона равен 0,384. Вблизи перигелия у Хирона появляется кома и хвост. Однако размеры и масса Хирона намного больше размеров обычных комет. В древнегреческой мифологии Хирон — получеловек-полулошадь; космический Хирон — то ли астероид, то ли комета. Сейчас такие объекты называются кентаврами.

Заключение

солнечная система планета астероид

Испокон веков люди глядят в ночное небо, пытаясь разгадать его загадки. Возникали и гибли цивилизации, но интерес к космосу не проходил. Изучение законов развития солнечной системы даст нам ответы на многие интересующие вопросы. Как долго нам осталось жить на этой планете и есть ли жизнь на других планетах. Что ждёт нас впереди?

Библиографический список

1.<http://www.astrogalaxy.ru>

.<http://dik.academic.ru>

.<http://catalogagro.ru>