Безкрайній космос, який нас оточує, - це не просто величезна безповітряний простір і порожнеча. Тут все підпорядковано єдиному і строгому порядку, все має свої правила і підпорядковується законам фізики. Все знаходиться в постійному русі і знаходиться в постійно взаємозв'язку один з одним. Це система, в якій кожне небесне тіло займає своє певне місце. Центр Всесвіту оточений галактиками, серед яких знаходиться і наш Чумацький Шлях. Нашу галактику в свою чергу формують зірки, навколо яких крутяться великі і малі планети зі своїми природними супутниками. Доповнюють картину вселенського масштабу блукаючі об'єкти - комети і астероїди.
У цьому безкрайньому скупченні зірок знаходиться і наша Сонячна система - крихітний за космічними мірками астрофізичний об'єкт, до якого належить і наш космічний дім - планета Земля. Для нас землян, розміри Сонячної системи колосальні і важко піддаються сприйняттю. З точки зору масштабів Всесвіту це крихітні цифри - всього 180 астрономічних одиниць або 2,693e + 10 км. Тут також все підпорядковано своїми законами, має своє чітко визначене місце і послідовність.
Коротка характеристика і опис
Міжзоряне середовище і стійкість Сонячної системи забезпечує розташування Сонця. Його місце розташування - міжзоряний хмара, що входить в рукав Оріона-Лебедя, який в свою чергу є частиною нашої галактики. З наукової точки зору наше Сонце знаходиться на периферії, в 25 тис. Світлових років від центру Чумацького Шляху, якщо розглядати галактику в діаметральної площині. У свою чергу, рух Сонячної системи навколо центру нашої галактики здійснюється по орбіті. Повний оборот Сонця навколо центру Чумацького Шляху здійснюється по-різному, в межах 225-250 млн. Років і становить один галактичний рік. Орбіта Сонячної системи має нахил до галактичної площини в 600. Поруч, по сусідству з нашою системою, здійснюють біг навколо центру галактики інші зірки і інші сонячні системи зі своїми великими і малими планетами.
Приблизний вік Сонячної системи становить 4,5 млрд. Років. Як і більшість об'єктів у Всесвіті, наша зірка утворилася в результаті Великого вибуху. Походження Сонячної системи пояснюється дією тих же законів, які діяли і продовжують діяти сьогодні в області ядерної фізики, термодинаміки і механіки. Спочатку утворилася зірка, навколо якої в силу відбуваються доцентрових і відцентрових процесів почалося формування планет. Сонце сформувалося з щільного скупчення газів - молекулярного хмари, яке стало продуктом колосального Вибуху. В результаті доцентрових процесів відбувалося стиснення молекул водню, гелію, кисню, вуглецю, азоту та інших елементів в одну суцільну і щільну масу.
Результатом грандіозних і настільки масштабних процесів стало освіту протозвезди, в структурі якої почався термоядерний синтез. Цей тривалий процес, що почався набагато раніше, ми спостерігаємо сьогодні, дивлячись на наше Сонце через 4,5 млрд. Років з моменту його утворення. Масштаби процесів, що відбуваються під час формування зірки можна уявити, оцінивши щільність, розміри і масу нашого Сонця:
- щільність становить 1,409 г / см3;
- обсяг Сонця становить практично ту ж цифру - 1,40927х1027 м3;
- маса зірки - 1,9885х1030кг.
Сьогодні наше Сонце - це рядовий астрофізичний об'єкт у Всесвіті, не найменша зірка в нашій галактиці, але і далеко не найбільша. Сонце перебуває в своєму зрілому віці, будучи не тільки центром Сонячної системи, але і головним фактором появи і існування життя на нашій планеті.
Остаточне будова Сонячної системи припадає на цей же період, з різницею, плюс-мінус півмільярда років. Маса всієї системи, де Сонце взаємодіє з іншими небесними тілами Сонячної системи, становить 1,0014 M☉. Іншими словами, все планети, супутники і астероїди, космічний пил і частинки газів, що обертаються навколо Сонця, в порівнянні з масою нашої зірки, - крапля в морі.
У тому вигляді, в якому ми маємо уявлення про нашій зірці і планетах, що обертаються навколо Сонця - це спрощений варіант. Вперше механічна геліоцентрична модель Сонячної системи з годинниковим механізмом була представлена науковому співтовариству в 1704 році. Слід враховувати, що орбіти планет Сонячної системи не лежать все в одній площині. Вони обертаються навколо під певним кутом.
Модель Сонячної системи була створена на основі більш простого і старовинного механізму - телуру, за допомогою якого було змодельовано ситуацію і рух Землі по відношенню до Сонця. За допомогою телуру вдалося пояснити принцип руху нашої планети навколо Сонця, розрахувати тривалість земного року.
Найпростіша модель Сонячної системи представлена в шкільних підручниках, де кожна з планет і інші небесні тіла займають певне місце. При цьому слід враховувати, що орбіти всіх об'єктів, що обертаються навколо Сонця, розташовані під різним кутом до діаметральної площині Сонячної системи. Планети Сонячної системи розташовані на різній відстані від Сонця, роблять оборот з різною швидкістю і по-різному звертаються навколо власної осі.
Карта - схема Сонячної системи - це малюнок, де всі об'єкти розташовані в одній площині. В даному випадку таке зображення дає уявлення тільки про розміри небесних тіл і відстанях між ними. Завдяки такому трактуванні стало можливим зрозуміти розташування нашої планети в ряду інших планет, оцінити масштаби небесних тіл і дати уявлення про тих великих відстанях, які відділяють нас від наших небесних сусідів.
Планети і інші об'єкти Сонячної системи
Практично весь всесвіт - це міріади зірок, серед яких зустрічаються великі і малі сонячні системи. Наявність у зірки своїх планет-супутників - явище буденне для космосу. Закони фізики скрізь однакові і наша Сонячна система не є винятком.
Якщо шукати відповіді на запитання, скільки планет в Сонячній системі було і скільки є сьогодні, відповісти однозначно досить складно. В даний час відомо точне розташування 8 великих планет. Крім цього навколо Сонця крутяться 5 малих карликових планет. Існування дев'ятої планети на даний момент в наукових колах заперечується.
Вся Сонячна система поділена на групи планет, які розташовуються в наступному порядку:
Планети земної групи:
- Меркурій;
- Венера;
- земля;
- Марс.
Газові планети - гіганти:
- Юпітер;
- Сатурн;
- уран;
- Нептун.
Всі планети, представлені в списку, відрізняються будовою, мають різні астрофізичні параметри. Яка планета більше або менше за інших? Розміри планет Сонячної системи різні. Перші чотири об'єкти, схожих за своєю будовою із Землею, мають тверду кам'яну поверхню, наділені атмосферою. Меркурій, Венера і Земля є внутрішніми планетами. Марс замикає цю групу. Слідом за ним йдуть газові гіганти: Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун - щільні, кулясті газові освіти.
Процес життя планет Сонячної системи не припиняється ні на секунду. Ті планети, які сьогодні ми бачимо на небосхилі - це те розташування небесних тіл, яке має планетарна система нашої зірки на поточний момент. Той стан, яке було на зорі формування Сонячної системи разюче відрізняється від того, що вивчено сьогодні.
Про астрофізичних параметрах сучасних планет свідчить таблиця, де вказано також і відстань планет Сонячної системи до Сонця.
Існуючі планети Сонячної системи мають приблизно однаковий вік, проте є теорії про те, що спочатку планет було більше. Про це свідчать численні стародавні міфи і легенди, що описують присутність інших астрофізичних об'єктів і катастрофи, що призвели до загибелі планети. Це підтверджує і структура нашої зоряної системи, де поряд з планетами присутні об'єкти, які є продуктами бурхливих космічних катаклізмів.
Яскравим прикладом такої діяльності є пояс астероїдів, що знаходиться між орбітами Марса і Юпітера. Тут сконцентровані в величезній кількості об'єкти позаземного походження, в основному представлені астероїдами і малими планетами. Саме ці уламки неправильної форми в людській культурі вважаються залишками протопланети Фаетон, яка загинула в мільярди років тому в результаті масштабного катаклізму.
Насправді, в наукових колах існує думка, що пояс астероїдів утворився в результаті руйнування комети. Астрономи виявили на великому астероїді Феміда і на малих планетах Церера і Веста, є найбільшими об'єктами пояса астероїдів, присутність води. Знайдений на поверхні астероїдів лід може свідчити про кометної природі освіти цих космічних тіл.
Раніше, відноситься до числа великих планет Плутон, сьогодні не вважається повноцінною планетою.
Плутон, який раніше був зарахований до великих планет Сонячної системи, сьогодні переведений в розмір карликових небесних тіл, що обертаються навколо Сонця. Плутон разом з Хаумеа і Макемаке, найбільшими карликовими планетами, знаходиться в поясі Койпера.
Ці карликові планети Сонячної системи розташовуються в поясі Койпера. Область між поясом Койпера і хмарою Оорта є найвіддаленішій від Сонця, однак і там космічний простір не пустує. У 2005 році там виявили найдальше небесне тіло нашої Сонячної системи - карликову планету Еріду. Процес дослідження найвіддаленіших областей нашої Сонячної системи триває. Пояс Койпера і Хмара Оорта, гіпотетично є прикордонними областями нашої зоряної системи, видимою межею. Ця хмара з газу знаходиться на відстані одного світлового року від Сонця і є районом, де народжуються комети, мандрівні супутники нашого світила.
Характеристика планет Сонячної системи
Земна група планет представлена найближчими до Сонця планетами - Меркурієм і Венерою. Ці два космічних тіла Сонячної системи, незважаючи на схожість у фізичному будові з нашою планетою, є ворожою для нас середовищем. Меркурій - найменша планета нашої зоряної системи, ближче за всіх розташована до Сонця. Тепло нашої зірки буквально спопеляє поверхню планети, практично знищили на ній атмосферу. Відстань від поверхні планети до Сонця становить 57 910 000 км. За своїми розмірами, всього 5 тис. Км в діаметрі, Меркурій поступається більшості великих супутників, які є при владі Юпітера і Сатурна.
Супутник Сатурна Титан має діаметр понад 5 тис. Км, супутник Юпітера Ганімед має діаметр 5265 км. Обидва супутники за своїми розмірами поступаються тільки Марсу.
Найперша планета мчить навколо нашої зірки з величезною швидкістю, здійснюючи повний оборот навколо нашого світила за 88 земних днів. Помітити цю маленьку і спритну планету на зоряному небосхилі практично неможливо через близької присутності сонячного диска. Серед планет земної групи саме на Меркурії спостерігаються найбільші добові перепади температур. Тоді як поверхня планети, звернена до Сонця, розжарюється до 700 градусів за Цельсієм, зворотна сторона планети занурена у всесвітній холод з температурами до -200 градусів.
Головна відмінність Меркурія від всіх планет Сонячної системи - його внутрішню будову. У Меркурія найбільше железонікелевое внутрішньо ядро, на яке припадає 83% маси всієї планети. Однак навіть нехарактерне якість не дозволило Меркурію мати власні природні супутники.
Слідом за Меркурієм розташовується сама найближча до нас планета - Венера. Відстань від Землі до Венери становить 38 млн. Км, і вона дуже схожа на нашу Землю. Планета має практично таким же діаметром і масою, трохи поступаючись за цими параметрами нашій планеті. Однак в усьому іншому, наша сусідка в корені відрізняється від нашого космічного будинку. Період обороту Венери навколо Сонця становить 116 земних днів, а навколо власної осі планета крутиться вкрай повільно. Середня температура поверхні що обертається навколо своєї осі за 224 земних діб Венери становить 447 градусів Цельсія.
Як і її попередниця, Венера позбавлена фізичних умов, що сприяють існуванню відомих форм життя. Планету оточує щільна атмосфера, що складається в основному з вуглекислого газу і азоту. І Меркурій, і Венера - єдині з планет Сонячної системи, які позбавлені природних супутників.
Земля є останньою з внутрішніх планет Сонячної системи, перебуваючи від Сонця приблизно на відстані в 150 млн. Км. Наша планета робить один оборот навколо Сонця за 365 днів. Обертається навколо власної осі за 23,94 години. Земля є першим з небесних тіл, розташованих на шляху від Сонця до периферії, яке має природний супутник.
Відступ: Астрофізичні параметри нашої планети добре вивчені і відомі. Земля є найбільшою і найщільнішою планетою з усіх інших внутрішніх планет Сонячної системи. Саме тут збереглися природні фізичні умови, за яких можливе існування води. Наша планета має стабільним магнітним полем, що утримує атмосферу. Земля є самою добре вивченою планетою. Подальше вивчення в основному має не тільки теоретичний інтерес, але і практичний.
Замикає парад планет земної групи Марс. Подальше вивчення цієї планети має в основному не тільки теоретичний інтерес, але і практичний, пов'язаний з освоєнням людиною позаземних світів. Вчених-астрофізиків приваблює не тільки відносна близькість цієї планети до Землі (в середньому 225 млн. Км), але і відсутність складних кліматичних умов. Планета оточена атмосферою, правда перебуває в украй розрідженому стані, має в своєму розпорядженні власним магнітним полем і перепади температур на поверхні Марса не настільки критичні, як на Меркурії і на Венері.
Як і Земля, Марс має два супутники - Фобос і Деймос, природна природа яких останнім часом піддається сумніву. Марс є останньою четвертою планетою з твердою поверхнею в Сонячній системі. Слідом за поясом астероїдів, який є своєрідною внутрішньої кордоном Сонячної системи, починається царство газових гігантів.
Найбільші космічні небесні тіла нашої Сонячної системи
Друга група планет, що входять до складу системи нашої зірки має яскравих і великих представників. Це найбільші об'єкти нашої Сонячної системи, які вважаються зовнішніми планетами. Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун найбільш віддалені від нашої зірки, величезні за земними мірками і їх астрофізичні параметри. Відрізняються ці небесні тіла своєю масивністю і складом, який в основному має газову природу.
Головні красені Сонячної системи - Юпітер і Сатурн. Загальної маси цієї пари гігантів цілком би вистачило, щоб вмістити в ній масу всіх відомих небесних тіл Сонячної системи. Так Юпітер - найбільша планета Сонячної системи - важить 1876.64328 · 1024 кг, а маса Сатурна становить 561.80376 · 1024 кг. Ці планети мають найбільше природних супутників. Деякі з них, Титан, Ганімед, Каллісто і Іо - найбільші супутники Сонячної системи і за своїми розмірами можна порівняти з планетами земної групи.
Найбільша планета Сонячної системи - Юпітер - має діаметр, що становить 140 тис. Км. За багатьма параметрами Юпітер більше нагадує не відбулася зірку - яскравий приклад існування малої Сонячної системи. Про це говорять розміри планети і астрофізичні параметри - Юпітер всього в 10 разів менше нашої зірки ,. Планета обертається навколо власної осі досить швидко - всього 10 земних годин. Вражає і кількість супутників, яких на сьогоднішній день виявлено 67 штук. Поведінка Юпітера і його супутників дуже схоже на модель Сонячної системи. Така кількість природних супутників у однієї планети ставить нове запитання, скільки було планет Сонячної системи на ранньому етапі її формування. Передбачається, що Юпітер, володіючи потужним магнітним полем, перетворив деякі планети в свої природні супутники. Деякі з них - Титан, Ганімед, Каллісто і Іо - найбільші супутники Сонячної системи і за своїми розмірами можна порівняти з планетами земної групи.
Трохи поступається за своїми розмірами Юпітеру його менший брат - газовий гігант Сатурн. Ця планета, як і Юпітер, складається в основному з водню і гелію - газів, які є основою нашої зірки. При своих размерах, диаметр планеты составляет 57 тыс. км, Сатурн также напоминает протозвезду, которая остановилась в своем развитии. Количество спутников у Сатурна немногим уступает количеству спутников Юпитера - 62 против 67. На спутнике Сатурна Титане, так же как и на Ио - спутнике Юпитера - имеется атмосфера.
Другими словами, самые крупные планеты Юпитер и Сатурн со своими системами естественных спутников сильно напоминают малые солнечные системы, со своим четко выраженным центром и системой движения небесных тел.
За двумя газовыми гигантами идут холодные и темные миры, планеты Уран и Нептун. Эти небесные тела находятся на удалении 2,8 млрд. км и 4,49 млрд. км. от Солнца соответственно. В силу огромной удаленности от нашей планеты, Уран и Нептун были открыты сравнительно недавно. В отличие от двух других газовых гигантов, на Уране и Нептуне присутствует в большом количестве замерзшие газы - водород, аммиак и метан. Эти две планеты еще называют ледяными гигантами. Уран меньше по размерам, чем Юпитер и Сатурн и занимает третье место в Солнечной системе. Планета представляет собой полюс холода нашей звездной системы. На поверхности Урана зафиксирована средняя температура -224 градусов Цельсия. От других небесных тел, вращающихся вокруг Солнца, Уран отличается сильным наклоном собственной оси. Планета словно катится, вращаясь вокруг нашей звезды.
Как и Сатурн, Уран окружает водородно-гелиевая атмосфера. Нептун в отличие от Урана, имеет другой состав. О присутствии в атмосфере метана говорит синий цвет спектра планеты.
Обе планеты медленно и величаво двигаются вокруг нашего светила. Уран оборачивается вокруг Солнца за 84 земных лет, а Нептун оббегает вокруг нашей звезды вдвое дольше - 164 земных года.
На закінчення
Наша Солнечная система представляет собой огромный механизм, в котором каждая планета, все спутники Солнечной системы, астероиды и другие небесные тела двигаются по четко уставленному маршруту. Здесь действуют законы астрофизики, которые не меняются вот уже 4,5 млрд. лет. По внешним краям нашей Солнечной системы двигаются в поясе Койпера карликовые планеты. Частыми гостями нашей звездной системы являются кометы. Эти космические объекты с периодичностью 20-150 лет посещают внутренние области Солнечной системы, пролетая в зоне видимости от нашей планеты.
