В состав Солнечной системы входит не только Солнце и 8 больших планет. Огромное число различных более мелких объектов тоже вращается по различным орбитам вокруг Солнца. Все они также заслуживают своего изучения.
Среди малых тел можно выделить:
- "карликовые планеты" (этот термин был введён после отмены для Плутона статуса планеты для него и всех подобных ему объектов);
- астероиды, или "малые планеты";
- кометы;
- метеоритные тела или метеориды (т. е. просто небольшие камни);
- пыль и газ.
Карликовые планеты
Термин "карликовые планеты" был введён решением
XXVI Генеральной ассамблеи МАС (международного астрономического союза) в 2006 г. После бурных дебатов было решено, что Плутон, который меньше всех других планет Солнечной системы и даже их крупных спутников, следует лишить его статуса планеты, который был у Плутона с момента его открытия в 1930 г., а вместо этого ввести для него и некоторых других обнаруженных к тому времени на окраинах Солнечной системы объектов, масса которых был сравнима с массой Плутона, специальное определение "карликовая планета". Был предложен следующий набор критериев для того, чтобы определить принадлежность объекта к группе карликовых планет:
1) карликовая планета вращается вокруг Солнца:
2) сила гравитации карликовой планеты достаточна, чтобы придать её сферическую форму;
3) карликовая планета не очищает пространство вокруг себя (чтобы рядом с ним не было других сравнимых по размерам тел);
4) не является спутником другой планеты;
В настоящее время под определение "карликовых планет" попадают собственно Плутон, Церера (самый большой объект в ближнем поясе астероидов) и Эрида (недавно открытый объект в поясе Койпера, находящийся ещё дальше Плутона), и ещё для нескольких объектов причисление их к разряду карликовых планет рассматривается.
Характеристики Плутона
средний радиус орбиты:
5,913,520,000
км
диаметр:
2370
км
масса:
1.3
*10^22 кг
Орбита Плутона находится в основном за орбитой Нептуна, но имеет большой эксцентриситет, из-за чего Плутон иногда находится ближе к Солнцу, чем Нептун. Период обращения по орбите - 245,73 лет. Какие-либо детали на Плутоне невозможно рассмотреть в телескоп, и, после его открытия в 1930 г. долгое время ошибочно считалось, что размеры и масса Плутона близки к земным. На самом деле Плутон в 5 с лишним раз меньше Земли по размерам и в 500 раз - по массе. Он также меньше Луны. Известно также, что у Плутона имеется пять спутников. Самый крупный из них - Харон, открытый в 1978 г., он всего примерно в 2 раза меньше самого Плутона.
В июле 2015 космический аппарат "Новые горизонты", запущенный НАСА, впервые достиг Плутона. Он пролетел на расстоянии менее 10 тыс. км от Плутона и сделал довольно хорошие фото поверхности. На Плутоне обнаружены горы высотой более 3 тыс. км., состоящие, предположительно, изо льда, но большая часть поверхности - равнины.
Астероиды, пояс Койпера и облако Оорта
Астероид - небольшое планетоподобное тело Солнечной системы, движущийся по орбите вокруг Солнца. Первый астероид Церера был случайно открыт итальянцем Пиацци 1 января 1801 г., после него в течение нескольких лет было открыто ещё 3 крупных астероида. Затем в открытии астероидов наступил перерыв, а после 1835 г. их начали открывать в большом количестве. В настоящее время известны десятки тысяч астероидов. Предполагается, что в Солнечной системе может находиться от 1.1 до 1.9 миллиона объектов, имеющих размеры более 1 км.
Большинство астероидов, открытых на настоящий момент, обращаются по схожим орбитам между орбитами Марса и Юпитера. Очевидно, сильное гравитационное поле Юпитера в период возникновения Солнечной системы помешало сформироваться в этом месте ещё одной планете.
Несмотря на очень большую численность астероидов, размеры подавляющео большинства их крайне малы, а общая масса всего ближнего пояса астероидов оценивается всего в 4% от массы Луны. Несколько астероидов были изучены вблизи и сфотографированы космическими аппаратами.
астероид Ида и её маленький спутник
Впоследствии стало ясно, что подобных поясов, в которых обращаются вокруг Солнца множество мелких тел, больше одного. В начале 1950-х годов Оорт и Койпер высказали предположение о существовании подобных поясов за орбитой Нептуна. Пояс Койпера находится от Солнца на расстоянии примерно 30-50 астрономических единиц и, по оценкам астрономов, только объектов, размер которых больше 100 км, в нём насчитывается десятки тысяч. Масса пояса Койпера существенно превышает массу ближнего пояса астероидов. На сегодняшний день в поясе Койпера открыто уже более 800 объектов. Облако Оорта, из которого, согласно расчётам, к Солнцу изредка прилетают некоторые долгопериодические кометы, находится ещё дальше, чем пояс Койпера.
Пояс Койпера и облако Оорта.
Крупнейшие объекты в поясе Койпера.
Внизу Земля для сравнения.
Слово «комета» в переводе с греческого означает «волосатая», «длинноволосая». Кометы, пролетающие по небу, люди время от времени наблюдали ещё с глубокой древности. Считалось, что появление комет сулит разные дурные предзнаменования.
В 1702 году Эдмунд Галлей доказал, что кометы, наблюдавшиеся в 1531, 1607 и 1682 годах - это на самом деле не разные кометы, а одна и та же, которая, двигаясь по своей орбите вокруг Солнца, периодически возвращается через определённый промежуток времени. Эта комета была названа его именем - комета Галлея.
Орбиты большинства комет - это очень сильно вытянутые эллипсы. Предположительно, кометы прилетают из облака Оорта, в котором содержится огромное число мелких объектов, вращающихся на огромном удалении от Солнца. Под действием разных причин некоторые из этих объектов время от времени изменяют траекторию и приближаются к Солнцу, становясь кометами.
При приближении кометы к Солнцу замёрзшие газы на её поверхности начинают испаряться и образуют огромный хвост, который тянется за кометой на миллионы километров. Под давлением солнечного излучения и солнечного ветра хвост комет всегда направлен от Солнца. Из-за постоянного испарения ядро кометы постепенно уменьшается в массе и, в конце концов разрушается, оставляя вместо себя лишь массу мелких обломков. Иногда, когда Земля пересекает орбиты бывших комет, массы мелких частиц влетают в атмосферу, образуя метеорный дождь.
Некоторые кометы были изучены космическими аппаратами, например, советский аппарат "Вега" в 1986 г. изучил комету Галлея, а в 2005 космический аппарат НАСА "Дип импакт" был специально приведён в столкновение с ядром кометы Темпеля.
Метеорные тела, пыль и газ
Согласно принятым соглашениям, астероидами должны считаться тела, размеры которых больше 1 км. Меньшие по размеру объекты считаются меторидами или метеорными телами. Число подобных объектов, находящихся в Солнечной системе, огромно.
Иногда летающие в космосе объекты попадаются на пути Земли. Давно, на ранних этапах существования Солнечной системы столкновения планет с разными телами, в том числе весьма крупными, случались часто - об этом говорят, в частности, многочисленные кратеры на поверхности Луны и других небесных тел. Сейчас вероятность столкновения Земли с крупным объектом мала, но она всё же существует, поэтому важно изучать космическое пространство и выявлять объекты, орбиты которых могут пересечься с орбитой Земли.
Мелкие космические объекты на пути Земли попадаются постоянно. Влетая в атмосферу, большинство из них сгорает на большой высоте, не успев долететь до поверхности. Такие объекты, выглядящие как падающие звёзды, называются метеорами. Очень редко попадаются достаточно курпные объекты, которые не успевают полностью сгореть в атмосфере и падают на поверхность Земли. Такие объекты называются метеоритами. Метеориты бывают в основном каменные, а также железные и железо-каменные. Интересно, что наиболее древние железные изделия были изготовлены людьми именно из метеоритного железа. Крайне редко на Землю могут упасть большие объекты, способные причинить сильные разрушения. Предполагается, что падение на Землю 65 млн. лет назад крупного астероида, кратер от которого обнаружен на дне Мексиканского залива, могло послужить одной из причин вымирания динозавров.
Межпланетное пространство не пусто. В Солнечной системе достаточно много мелкой межпланетной пыли. Её запасы всё время пополняются вследствие разрушения комет, столкновений астероидов и т. п. Кроме того, далеко за орбиту Плутона проникает солнечный ветер - поток исходящих от Солнца частиц. Концентрация газа и пыли в Солнечной системе существенно выше, чем в межзвёздном пространстве.
Планеты Солнечной системы
Согласно официальной позиции Международного астрономического союза (МАС), организации присваивающей имена астрономическим объектам, планет всего 8.
Плутон был исключен из разряда планет в 2006 году. т.к. в поясе Койпера находятся объекты которые больше/либо равны по размерам с Плутоном. Поэтому, даже если его принимать его за полноценное небесное тело, то тогда необходимо к этой категории присоединить Эриду, у которой с Плутоном почти одинаковый размер.
По определению MAC, есть 8 известных планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Все планеты делят на две категории в зависимости от их физических характеристик: земной группы и газовые гиганты.
Схематическое изображение расположения планет
Планеты земного типа
Меркурий
Самая маленькая планета Солнечной системы имеет радиус всего 2440 км. Период обращения вокруг Солнца, для простоты понимания приравненный к земному году, составляет 88 дней, при этом оборот вокруг собственной оси Меркурий успевает совершить всего полтора раза. Таким образом, его сутки длятся приблизительно 59 земных дней. Долгое время считалось, что эта планета все время повёрнута к Солнцу одной и той же стороной, поскольку периоды его видимости с Земли повторялись с периодичностью, примерно равной четырем Меркурианским суткам. Это заблуждение было развеяно с появлением возможности применять радиолокационные исследования и вести постоянные наблюдения с помощью космических станций. Орбита Меркурия – одна из самых нестабильных, меняется не только скорость перемещения и его удалённость от Солнца, но и само положение. Любой интересующийся может наблюдать этот эффект.
Меркурий в цвете, снимок космического аппарата MESSENGER
Близость к Солнцу стала причиной того, что Меркурий подвержен самым большим перепадам температуры среди планет нашей системы. Средняя дневная температура составляет около 350 градусов по Цельсию, а ночная -170 °C. В атмосфере выявлены натрий, кислород, гелий, калий, водород и аргон. Существует теория, что он был ранее спутником Венеры, но пока это остается недоказанным. Собственные спутники у него отсутствуют.
Венера
Вторая от Солнца планета, атмосфера которой почти полностью состоит из углекислого газа. Её часто называют Утренней звездой и Вечерней звездой, потому что она первой из звёзд становится видна после заката, так же как и перед рассветом продолжает быть видимой и тогда, когда все остальные звёзды скрылись из поля зрения. Процент диоксида углерода составляет в атмосфере 96%, азота в ней сравнительно немного – почти 4% и в совсем незначительном количестве присутствует водяной пар и кислород.
Венера в УФ спектре
Подобная атмосфера создает эффект парника, температура на поверхности из-за этого даже выше, чем у Меркурия и достигает 475 °C. Считается самой неторопливой, венерианские сутки длятся 243 земных дня, что почти равно году на Венере – 225 земных дней. Многие называют её сестрой Земли из-за массы и радиуса, значения которых очень близки к земным показателям. Радиус Венеры составляет 6052 км (0,85% земного). Спутников, как и у Меркурия, нет.
Третья планета от Солнца и единственная в нашей системе, где на поверхности есть жидкая вода, без которой не смогла бы развиться жизнь на планете. По крайней мере, жизнь в том виде, в котором мы её знаем. Радиус Земли равен 6371 км и, в отличие от остальных небесных тел нашей системы, более 70% её поверхности покрыто водой. Остальное пространство занимают материки. Ещё одной особенностью Земли являются тектонические плиты, скрытые под мантией планеты. При этом они способны перемещаться, хоть и с очень малой скоростью, что со временем вызывает изменение ландшафта. Скорость перемещения планеты по ней – 29-30 км/сек.
Наша планета из космоса
Один оборот вокруг своей оси занимает почти 24 часа, причем полное прохождение по орбите длится 365 суток, что намного больше в сравнении с ближайшими планетами-соседями. Земные сутки и год также приняты как эталон, но сделано это лишь для удобства восприятия временных отрезков на остальных планетах. У Земли имеется один естественный спутник – Луна.
Марс
Четвёртая планета от Солнца, известная своей разрежённой атмосферой. Начиная с 1960 года, Марс активно исследуется учеными нескольких стран, включая СССР и США. Не все программы исследования были успешными, но найденная на некоторых участках вода позволяет предположить, что примитивная жизнь на Марсе существует, или существовала в прошлом.
Яркость этой планеты позволяет видеть его с Земли без всяких приборов. Причем раз в 15-17 лет, во время Противостояния, он становится самым ярким объектом на небе, затмевая собой даже Юпитер и Венеру.
Радиус почти вдвое меньше земного и составляет 3390 км, зато год значительно дольше – 687 суток. Спутников у него 2 — Фобос и Деймос.
Наглядная модель Солнечной системы
Внимание ! Анимация работает только в браузерах поддерживающих стандарт -webkit (Google Chrome, Opera или Safari).
Солнце
Солнце является звездой, которая представляет собой горячий шар из раскаленных газов в центре нашей Солнечной системы. Его влияние простирается далеко за пределы орбит Нептуна и Плутона. Без Солнца и его интенсивной энергии и тепла, не было бы жизни на Земле. Существуют миллиарды звезд, как наше Солнце, разбросанных по галактике Млечный Путь.
Меркурий
Выжженный Солнцем Меркурий лишь немного больше, чем спутник Земли Луна. Подобно Луне, Меркурий практически лишен атмосферы и не может сгладить следы воздействия от падения метеоритов, поэтому он как и Луна покрыт кратерами. Дневная сторона Меркурия очень сильно нагревается на Солнце, а на ночной стороне температура падает на сотни градусов ниже нуля. В кратерах Меркурия, которые расположены на полюсах, существует лед. Меркурий совершает один оборот вокруг Солнца за 88 дней.
Венера
Венера это мир чудовищной жары (еще больше чем на Меркурии) и вулканической активности. Аналогичная по структуре и размеру Земле, Венера покрыта толстой и токсичной атмосферой, которая создает сильный парниковый эффект. Этот выжженной мир достаточно горячий, чтобы расплавить свинец. Радарные снимки сквозь могучую атмосферу выявили вулканы и деформированные горы. Венера вращается в противоположном направлении, от вращения большинства планет.
Земля — планета океан. Наш дом, с его обилием воды и жизни делает его уникальным в нашей Солнечной системе. Другие планеты, в том числе несколько лун, также имеют залежи льда, атмосферу, времена года и даже погоду, но только на Земле все эти компоненты собрались вместе таким образом, что стало возможным существование жизнь.
Марс
Хотя детали поверхности Марса трудно увидеть с Земли, наблюдения в телескоп показывают, что на Марсе существуют сезоны и белые пятна на полюсах. В течение многих десятилетий, люди полагали, что яркие и темные области на Марсе это пятна растительности и что Марс может быть подходящим местом для жизни, и что вода существует в полярных шапках. Когда космический аппарат Маринер-4, прилетел у Марсу в 1965 году, многие из ученых были потрясены, увидев фотографии мрачной планеты покрытой кратерами. Марс оказался мертвой планетой. Более поздние миссии, однако, показали, что Марс хранит множество тайн, которые еще предстоит решить.
Юпитер
Юпитер — самая массивная планета в нашей Солнечной системе, имеет четыре больших спутника и множество небольших лун. Юпитер образует своего рода миниатюрную Солнечную систему. Чтобы превратится в полноценную звезду, Юпитеру нужно было стать в 80 раз массивнее.
Сатурн
Сатурн — самая дальняя из пяти планет, которые были известны до изобретения телескопа. Подобно Юпитеру, Сатурн состоит в основном из водорода и гелия. Его объем в 755 раз больше, чем у Земли. Ветры в его атмосфере достигают скорости 500 метров в секунду. Эти быстрые ветра в сочетании с теплом, поднимающимся из недр планеты, вызывают появление желтых и золотистых полос, которые мы видим в атмосфере.
Уран
Первая планета найденная с помощью телескопа, Уран был открыт в 1781 году астрономом Уильямом Гершелем. Седьмая планета от Солнца настолько далека, что один оборот вокруг Солнца занимает 84 года.
Нептун
Почти в 4,5 млрд. километрах от Солнца вращается далекий Нептун. На один оборот вокруг Солнца у него уходит 165 лет. Он невидим невооруженным глазом из-за его огромного расстояния от Земли. Интересно, что его необычная эллиптическая орбита, пересекается с орбитой карликовой планеты Плутона из-за чего Плутон находится внутри орбиты Нептуна порядка 20 лет из 248 за которые совершает один оборот вокруг Солнца.
Плутон
Крошечный, холодный и невероятно далекий Плутон был открыт в 1930 году и долго считался девятой планетой. Но после открытий подобных Плутону миров, которые находились еще дальше, Плутон был переведен в категорию карликовых планет в 2006 году.
Планеты — гиганты
Существуют четыре газовых гиганта, располагающихся за орбитой Марса: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Они находятся во внешней Солнечной системе. Отличаются своей массивностью и газовым составом.
Планеты солнечной системы, масштаб не соблюден
Юпитер
Пятая по счёту от Солнца и крупнейшая планета нашей системы. Радиус её – 69912 км, она в 19 раз больше Земли и всего в 10 раз меньше Солнца. Год на Юпитере не самый долгий в солнечной системе, длится 4333 земных суток (неполных 12 лет). Его же собственные сутки имеют продолжительность около 10 земных часов. Точный состав поверхности планеты пока определить не удалось, однако известно, что криптон, аргон и ксенон имеются на Юпитере в гораздо больших количествах, чем на Солнце.
Существует мнение, что один из четырёх газовых гигантов на самом деле – несостоявшаяся звезда. В пользу этой теории говорит и самое большое количество спутников, которых у Юпитера много – целых 67. Чтобы представить себе их поведение на орбите планеты, нужна достаточно точная и чёткая модель солнечной системы. Самые крупные из них – Каллисто, Ганимед, Ио и Европа. При этом Ганимед является крупнейшим спутником планет во всей солнечной системе, радиус его составляет 2634 км, что на 8% превышает размер Меркурия, самой маленькой планеты нашей системы. Ио отличается тем, что является одним из трёх имеющих атмосферу спутников.
Сатурн
Вторая по размерам планета и шестая по счёту в Солнечной системе. В сравнении с остальными планетами, наиболее схожа с Солнцем составом химических элементов. Радиус поверхности равен 57350 км, год составляет 10 759 суток (почти 30 земных лет). Сутки здесь длятся немногим дольше, чем на Юпитере – 10,5 земных часов. Количеством спутников он ненамного отстал от своего соседа – 62 против 67. Самым крупным спутником Сатурна является Титан, так же, как и Ио, отличающийся наличием атмосферы. Немного меньше него по размеру, но от этого не менее известные – Энцелад, Рея, Диона, Тефия, Япет и Мимас. Именно эти спутники являются объектами для наиболее частого наблюдения, и потому можно сказать, что они наиболее изучены в сравнении с остальными.
Долгое время кольца на Сатурне считались уникальным явлением, присущим только ему. Лишь недавно было установлено, что кольца имеются у всех газовых гигантов, но у остальных они не настолько явно видны. Их происхождение до сих пор не установлено, хотя существует несколько гипотез о том, как они появились. Кроме того, совсем недавно было обнаружено, что неким подобием колец обладает и Рея, один из спутников шестой планеты.
