Как называется путь вращения планеты вокруг солнца?

Планеты Солнечной системы: названия, особенности, история возникновения

Начать рассказ детям о космосе стоит с понятия о Солнечной системе.

Все космические тела, в том числе планеты, вращаются вокруг Солнца. Интересно, что все космические тела следуют по определенной траектории, по своему пути.

Давайте узнаем, какие планеты существуют, и как они называются.

Меркурий

Из всех планет Меркурий самый маленький. Но быстро вращается вокруг Солнца. Так как планета располагается ближе всех к Солнцу, температура здесь очень высокая. Примечательно, что ночью на Меркурии колоссально низкая температура.

Венера

Поверхность этой планеты представлена раскаленной каменистой пустыней. Наблюдать за Венерой трудно, ведь она окутана плотными облаками.

Земля

Пока Земля является единственной планетой, на которой есть жизнь. Но ученые ведут постоянные исследования в этой области. Мы являемся жителями планеты Земля. Спутником планеты Земля является Луна.

Марс

Марс назван в честь римского бога войны. Иногда можно услышать, что Марс называют Красной планетой. Это из-за цвета его поверхности. Вся поверхность Марса покрыта вулканами, кратерами, долинами, пустынями. На Марсе самые высокие горы, а также самые глубокие каньоны во всей Солнечной системе. Ученые предполагали, что на Марсе некогда была жизнь, так как на поверхности планеты находятся ледниковые шапки, когда-то они были водой. У Марса два спутника.

Юпитер

Планета-гигант, которая превосходит Землю массой в 300 раз. Поверхность Юпитера является газовой, планета не имеет твердой поверхности. Юпитер очень быстро вращается вокруг Солнца. День на Юпитере длится всего 12 часов. У Юпитера много спутников, всего их 69.

Сатурн

Сатурн примечателен своими кольцами, состоящими из пыли, камней, льда. Поверхность Сатурна, как и Юпитера, состоит из газовой поверхности. Известно, что планета имеет 62 спутника.

Уран

У Урана также есть кольца, но за ними трудно наблюдать, так как появляются они в определенное время. Уран относится к «ледяным гигантам». На поверхности этой планеты царит ужасно низкая температура (-224°С). Это — самая холодная планета Солнечной системы. Удаленность планеты от Солнца не позволяет лучам нагреть поверхность. На Уране много ледяных облаков. Уран вращается вокруг Солнца в интересном положении: его ось смещена, планета словно лежит на боку.

Нептун

Находится в наибольшей удаленности от Солнца. Нептун был обнаружен не путем наблюдения, а методом математических расчетов. Его поверхность голубого цвета, что делает Нептун особенно красивым и притягательным. На планете бушуют сильные ветры, самые сильные в Солнечной системе.

История возникновения планет

Около 5 миллиардов лет назад вовсе не было ни Солнца, ни планет. Но потом из безграничного облако газа и пыли начало сжиматься, образуя большое ядро. Так образовалось Солнце. А вокруг Солнца стала вращаться космическая пыль и газ, сбиваясь в единое целое. Так эти скопления стали планетами. Сначала планеты были такими же горячими, как Солнце. Но потом лава остыла, затвердела.

Сидерический и синодический месяцы

Луна является естественным спутником Земли и ближайшим к ней небесным те­лом. Она обращается вокруг Зе­мли по эллиптической орбите в том же направлении, что и Зем­ля вокруг Солнца. Среднее расстояние Луны от Земли равно 384 400 км. Плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости эк­липтики на 5°09′.

Наклон орбиты Луны к плоскости эклиптики

Точки пересечения орбиты Луны с эклиптикой называются узлами лунной орбиты. Движение Лупы вокруг Земли для наблюдателя представляется как ви­димое ее движение по небесной сфере. Видимый путь Луны по небесной сфере называется видимой орбитой Луны.

За сутки Луна перемещается по видимой орбите относительно звезд примерно на 13,2°, а относительно Солнца на 12,2°, так как Солнце за это время тоже перемещается по эклиптике в среднем на 1°. Промежуток времени, в течение которого Луна со­вершает полный оборот по своей орбите относительно звезд, назы­вается звездным, или сидерическим месяцем. Его продолжительность равна 27,32 средних солнечных суток.

Промежуток времени, в течение которого Луна совершает пол­ный оборот по своей орбите относительно Солнца, называется синодическим месяцем. Он равен 29,53 средних солнечных су­ток.

Сидерический и синодический месяцы различаются примерно на двое суток за счет движения Земли по своей орбите вокруг Солнца. На рисунке ниже показано, что при нахождении Земли на ор­бите в точке 1 Луна и Солнце наблюдаются на небесной сфере в одном и том же месте, например на фоне звезды К.

Синодический и сидерический месяцы

Через 27,32 сут, т. е. когда Лупа сделает полный оборот вокруг Земли, она снова будет наблюдаться на фоне той же звезды. Но так как Земля вме­сте с Луной за это время переместится по своей орбите относитель­но Солнца примерно на 27° и будет находиться в точке 2, то Луне необходимо еще пройти 27°, чтобы занять прежнее положение от­носительно Земли и Солнца, на что понадобится около 2 сут. Та­ким образом, синодический месяц длиннее сидерического на отре­зок времени, который нужен Луне, чтобы переместиться на 27°.

Ретроградное движение среди небольших тел Солнечной Системы

Исторически кометы стали первыми известными небесными телами с обратным (ретроградным) движением. Выше уже приводился пример известной кометы Галлея, которая наблюдалась как минимум с 239 года до нашей эры. Наклонение её орбиты составляет 162 градуса.

С другой стороны доля ретроградных орбит для небольших околосолнечных комет превышает 85%. Такие кометы представляют собой объекты диаметром в несколько десятков метров, солнечная обсерватория SOHO за 23 года работы обнаружила более 3 тысяч таких комет. Большинство из околосолнечных комет принадлежит к группе Крейца. Предполагается, что эта группа образовалась в ходе разрушения очень крупной кометы (с диаметром ядра около 200 км) с наклонением орбиты около 144 градусов.

Среди некометных объектов (астероидов или объектов пояса Койпера) ретроградные орбиты встречаются крайне редко. Так среди более 700 тысяч каталогизированных малых планет есть только 96 объектов с ретроградными орбитами. Лишь у двух из этих объектов большая полуось орбиты меньше 5 а.е.: у 2009 HC82 и 2010 EQ169. По всей видимости, все эти объекты представляют собой спящие кометы – то есть объекты, которые либо потеряли все свои летучие вещества, либо находятся слишком далеко от Солнца для появления кометной активности.

Для сравнения только среди обычных комет сейчас известно около 2 тысяч ретроградных объектов. По всей видимости, большинство ретроградных объектов Солнечной Системы были захвачены из межзвездного пространства в отличие от обычных объектов Солнечной Системы, которые образовались из протопланетного диска, и в результате обладают минимальными наклонениями к эклиптике и плоскости экватора Солнца. Примечательно, что первым межзвездный объект, открытый в ноябре 2017 года так же обладает ретроградной траекторией с наклонением в 123 градусов.

Среди ретроградных малых планет особое место занимают шесть объектов с максимально большими q (2011 KT19, 2008 KV42 и другие). Данные объекты обладают крайне нестабильными орбитами – время их существования в Солнечной Системе до выброса в межзвездное пространство исчисляется лишь несколькими миллионами лет. Существует гипотеза, что ключевую роль в стабилизации орбит этих объектов играет неизвестная планета, которая удалена на 600-2000 а.е. от Солнца и обладает массой в несколько масс Земли.

Спутниковая система Плутона

Элементы небесной сферы

Небесная сфера имеет ряд характерных точек, линий и кругов, рассмотрим основные элементы небесной сферы.

Вертикаль наблюдателя

Вертикаль наблюдателя — прямая, проходящая через центр небесной сферы и совпадающая с направлением нити отвеса в точке наблюдателя. Зенит  — точка пересечения вертикали наблюдателя с небесной сферой, расположенная над головой наблюдателя. Надир  — точка пересечения вертикали наблюдателя с небесной сферой, противоположная зениту.

Истинный горизонт и стороны света

Истинный горизонт — большой круг на небесной сфере, плоскость которого перпендикулярна к вертикали наблюдателя. Истинный горизонт делит небесную сферу на две части: надгоризонтную полусферу, в которой расположен зенит, и подгоризонтную полусферу, в которой расположен надир.

Ось мира или земная ось

Ось мира (Земная ось) — прямая, вокруг которой происходит видимое суточное вращение небесной сферы. Ось мира параллельна оси вращения Земли, а для наблюдателя, находящегося на одном из полюсов Земли, она совпадает с осью вращения Земли. Видимое суточное вращение небесной сферы является отражением действительного суточного вращения Земли вокруг своей оси. Полюсы мира —точки пересечения оси мира с небесной сферой. Полюс мира, находящийся в области созвездия Малой Медведицы, называется Северным полюсом мира, а противоположный полюс называется Южным полюсом.

Небесный экватор

Небесный экватор — большой круг на небесной сфере, плоскость которого перпендикулярна к оси мира. Плоскость небесного экватора делит небесную сферу на северную полусферу, в которой расположен Северный полюс мира, и южную полусферу, в которой расположен Южный полюс мира.

Небесный меридиан

Небесный меридиан, или меридиан наблюдателя — большой круг на небесной сфере, проходящий через полюсы мира, зенит и надир. Он совпадает с плоскостью земного меридиана наблюдателя и делит небесную сферу на восточную и западную полусферы.

Точки севера и юга на небесной сфере

Точки севера и юга — точки пересечения небесного меридиана с истинным горизонтом. Точка, ближайшая к Северному полюсу мира, называется точкой севера истинного горизонта С, а точка, ближайшая к Южному полюсу мира, — точкой юга Ю. Точки востока и запада — точки пересечения небесного экватора с истинным горизонтом.

Полуденная линия — прямая линия в плоскости истинного горизонта, соединяющая точки севера и юга. Полуденной называется эта линия потому, что в полдень по местному истинному солнечному времени тень от вертикального шеста совпадает с этой линией, т. е. с истинным меридианом данной точки.

Южная и северная точки небесного экватора

Южная и северная точки небесного экватора — точки пересечения небесного меридиана с небесным экватором. Точка, ближайшая к южной точке горизонта, называется точкой юга небесного экватора, а точка, ближайшая к северной точке горизонта, — точкой севера небесного экватора.

Вертикал светила

Вертикал светила, или круг высоты,  — большой круг на небесной сфере, проходящий через зенит, надир и светило. Первый вертикал — вертикал, проходящий через точки востока и запада.

часовой круг светила

Круг склонения, или часовой круг светила, — большой круг на небесной сфере, проходящий через полюсы мира и светило.

Суточная параллель светила

Суточная параллель светила — малый круг на небесной сфере, проведенный через светило параллельно плоскости небесного экватора. Видимое суточное движение светил происходит по суточным параллелям.

Альмукантарат светила

Альмукантарат светила — малый круг на небесной сфере, проведенный через светило параллельно плоскости истинного горизонта.

Все отмеченные выше элементы небесной сферы активно используются для решения практических задач ориентирования в пространстве и определения положения светил. В зависимости от целей и условий измерения применяют две отличающиеся системы сферических небесных координат.

В одной системе светило ориентируют относительно истинного горизонта и называют эту систему горизонтальной системой координат, а в другой — относительно небесного экватора и называют экваториальной системой координат.

В каждой из этих систем положение светила на небесной сфере определяется двумя угловыми величинами подобно тому, как при помощи широты и долготы определяется положение точек на поверхности Земли.

Темная материя:

Движение звезд в основном зависит от невидимой темной материи вокруг галактики

Вот почему так важно определить параметр анизотропии, поскольку его можно использовать для определения распределения темной материи в этой галактике, что в свою очередь, зависит от природы самой темной материи. Массари: «Наши результаты показывают, что, используя данные Гайи в сочетании с другими наборами данных, мы можем измерить правильное движение звезд вне Млечного пути, и таким образом, улучшить модели, описывающие, как темная материя распространяется в этих других галактиках»

Второй важный результат — более точное измерение орбиты Галактики Скульптор вокруг Млечного Пути. «Эта орбита намного шире, чем ожидалось. Раньше считалось, что текущая сфероидальная форма Cкульптор отчасти была результатом некоторых близких проходов, но наши измерения показывают, что это не так». Массари и команда из Института Каптейна с нетерпением ожидают распространения своего образца звезд за пределами Млечного Пути с известным правильным движением после получения новых данных данных Gaia в начале следующего года.

НЕ ЗАБУДЬТЕ ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ:

Фактор, отвечающий за смену времен года

Земля со спутника Электро-Л

Угол между базовой плоскостью и плоскостью орбиты носит название наклонение орбиты. Базовой плоскостью в Солнечной системе считается плоскость Земной орбиты, которая имеет название эклиптика. В Солнечной системе располагаются восемь планет и их орбиты очень близки к плоскости эклиптики.

Все планеты Солнечной системы располагаются под углом к плоскости экватора относительно звезды. К примеру, угол наклона Земной оси равен примерно 23 градуса. Этот фактор влияет на то, какое количество света получает Северное или Южное полушарие планеты, а также отвечает за смену времен года.

What does it feel like to orbit planet Earth?What does it feel like to orbit planet Earth?

Планеты Солнечной системы
Карликовые планеты Плутон· Церера· Хаумеа· Макемаке· Эрида
Планеты Земной группы Меркурий· Венера· Земля· Марс
Газовые гиганты Юпитер· Сатурн· Уран· Нептун

Законы движения

При определении скорости движения Солнечной системы вокруг центра Галактики и планет, входящих в состав этой системы, следует учитывать тот факт, что внутри Солнечной системы действуют законы Ньютона, в частности закон притяжения или гравитации. Но при определении траектории и скорости движения планет вокруг центра Галактики действует еще и закон относительности Эйнштейна. Поэтому скорость Солнечной системы равна скорости обращения Солнца, так как около 98 % от всей массы системы находится в нем.

Его движение в Галактике подчиняется второму закону Кеплера. Точно так же этому закону подчиняются планеты Солнечной системы. Согласно ему, все они двигаются в одной плоскости вокруг центра Солнца.

За какое время планеты вращаются вокруг Солнца?За какое время планеты вращаются вокруг Солнца?

Почему ОРБИТЫ ПЛАНЕТ лежат в одной плоскости? [Эллиптические орбиты]Почему ОРБИТЫ ПЛАНЕТ лежат в одной плоскости? [Эллиптические орбиты]

Вращение Земли вокруг оси.mpgВращение Земли вокруг оси.mpg

Класс и общее строение

Наша галактика — типичная спиральная галактика с перемычкой, SBbc. Сегодня считается, что спиральные галактики составляют 55% от числа всех галактик Вселенной. А галактики с перемычкой являются наиболее распространенным подтипом — это две третьих всех спиральных галактик. Спирально-перемычечные «звездные острова» ученые считают достаточно молодым типом галактик. Со временем, когда ресурсы галактики исчерпываются, перемычка исчезает.

Снимок центра Млечного Пути

А в чем вообще суть этой перемычки, и как она выглядит? Давайте вкратце разберемся, как построен наш Млечный Путь. Ибо его составные части — единственные вещи относительно галактик, в которых астрономы более-менее уверены.

  • Вы уже точно знаете, что внутри Млечного Пути находится ядро — центральная часть галактики, сосредоточение ее массы, вокруг которой располагаются все остальные части «звездного острова». Во Млечном Пути его образует группа звезд и туч пыли, которые на большой скорости движутся вокруг сверхмассивной черной дыры Стрелец А*. Ядро нашей галактики принадлежит к активным, поскольку выделяет больше энергии, чем суммарно все составляющие его звезды.
  • Дальше идет балдж (от англ. «вздутие, выпуклость») — сферическая объемная оболочка центра Млечного Пути. Его составляют крупные звезды-гиганты, старые светила и раскаленные газы, которые вращаются вокруг ядра с громадными скоростями. Балдж — самая концентрированная и наиболее яркая часть не только нашей, но и любой другой галактики. Но мы почти его не видим, поскольку он закрыт он нас рукавами Млечного Пути и собственной облачной оболочкой.

Центр, балдж и гало

  • По обе стороны от балджа отходит перемычка — мостик, к которому крепятся галактические рукава Млечного Пути. Часто ее не выделяют в отдельный компонент: без рукавов на фоне, балдж сливается с перемычкой, оставляя только небольшое утолщение в центре. Перемычку можно сравнить с оживленным и бурным руслом реки. Здесь постоянно нагнетаются потоки галактических газов и пыли, что приводит к активному образованию звезд.
  • От краев перемычки раскручиваются два главных рукава спирали Млечного Пути — рукава Щита-Кентавра и Персея. Их назвали в честь созвездий земного неба, совпадающих с ними. Существует еще минимум 5 меньших рукавов, которые ответвляются параллельно главным. Однако они являются всего лишь частью галактического диска — тонкого слоя галактики, в котором концентрируется большая часть ее видимого вещества. Толщина диска Млечного Пути равна 2 тысячам световых лет, что довольно мало в сравнении с 180 тысячами с.л. диаметра.

Интересный факт. Рукава — это весьма необычная структура. Когда газ и пыль сохраняют свою спиральную форму и вращаются вместе с галактикой, звезды полностью самостоятельные — они покидают «родительские» рукава и улетают в другие. Существует только один небольшой промежуток, где движение звезд и рукавов синхронно — в этом секторе находится наше Солнце. Астрономы считают, что именно нахождение в таком спокойном месте позволило жизни на Земле сформироваться. Столкновения с облаками галактической пыли и близкие контакты с другими звездами серьезно бы повлияли на планетную систему Солнца.

Галактические рукава и невидимая зона Млечного Пути

Остальную же часть галактики составляет гало. Никто не знает, как далеко оно простирается и где заканчивается. Гало преимущественно заполнено темной материей, которую не так-то просто обнаружить. Однако в нем присутствуют и видимые части. В астрономии их называют сфероидальным компонентом Млечного Пути. Это те видимые светила и облака газов, которые не причисляются к звездному диску — например, шаровые скопления. Светила в них сбиты очень тесно: на кубический парсек в них от 700 до 7000 раз больше звезд!

Шаровые скопления звезд движутся по вытянутым орбитам вокруг Млечного Пути и не контактируют с его газопылевым диском, «заправочной станцией» звездообразования. Поэтому газов у них почти нет, а все звезды приблизительно одного поколения. Но есть скопления, которые выбиваются из этого правила. Они очень плотны, их масса достигает миллионов солнечных масс, и состоят из звезд различного возраста.

Спутники Млечного Пути

Загадка происхождения столь необычных объектов оказалась проста — это остатки ядер тех галактик, которые Млечный Путь поглотил в прошлом. Невероятно, но такие вот «косточки» бывших спутников составляют около четверти всех шаровых звездных скоплений нашей галактики.

Венера

Следующая планета в нашей системе – Венера. Единственная, на которой Солнце встает на западе и садится на востоке. Расстояние до центра системы – 108 миллионов километров. Благодаря этому скорость движения планеты по орбите значительно меньше, чем у Меркурия (всего 35 километров в секунду). Причем это единственная планета, у которой орбита действительно представляет собой практически идеальную окружность – погрешность (или, как говорят эксперты, эксцентриситет) крайне мала.

Почему ОРБИТЫ ПЛАНЕТ лежат в одной плоскости? [Эллиптические орбиты]Почему ОРБИТЫ ПЛАНЕТ лежат в одной плоскости? [Эллиптические орбиты]

15.  Астрономия.  Причина вращения звёзд и планет вокруг оси.15. Астрономия. Причина вращения звёзд и планет вокруг оси.

Ретроградное движение планетРетроградное движение планет

Фактор, отвечающий за смену времен года

За сезонность на планетах Солнечной системы отвечает угол наклона оси вращения к орбите. Чем меньше угол, тем стабильнее погода на небесном теле и нет смены пор года. Также сезонности не бывает на небесных телах с углом наклона более 90°.

Смена сезонов характерна для объектов с углом наклона оси в пределах 20-30 градусов:

  • Земля (23,3°);
  • Марс (25,2°);
  • Сатурн (29°);
  • Нептун (30°).

«Лето» и «зима» также
есть на Меркурии, несмотря на практически отсутствующий наклон оси. Это связано
с высоким эксцентриситетом его орбиты. Разница между температурами в точках
перигелия и афелия на Меркурии составляет 620 градусов Цельсия.

Таким образом, величина и форма пути, который описывает объект вокруг Солнца, очень влияют на формирование температурных условий на нём. Именно невысокий эксцентриситет и небольшая удаленность движения Земли, а также оптимальный угол наклона оси сделали её температуру наиболее комфортной для существования живых организмов.

Вращение Земли вокруг Солнца

Наша планета пятая по величине и третья по удаленности от Солнца. Она сформировалась из элементов солнечной туманности около 4,55 млрд лет назад.Обращение планеты по отношению к центральной точке нашей системы происходит по эллиптической орбите на среднем расстоянии от центра системы почти 149,6 млн км со средней орбитальной скоростью примерно 29,8 км/с.

Пока Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, она успевает сделать примерно 365,25 своего собственного витка. Столько дней входит в 1 астрономический год.

Вращение Земли вокруг Солнца

Значение скорости изменяется в зависимости от расположения нашей планеты в космическом пространстве: находясь в ближайшей к Солнцу точке (она называется перигелием), это небесное тело движется быстрее — более 30 км/с, в афелии (наиболее удаленной от светила позиции) — медленнее, около 29,3 км/с. Такой цикл Земля проходит бесконечно, и от точности соблюдения траектории зависит жизнь на планете.

Чередование времен года

Совершая оборот вокруг Солнца, Земля движется по направлению с запада на восток. Во время своего путешествия это небесное тело не меняет угол наклона, поэтому на определенном участке орбиты она полностью обращена какой-то одной стороной. Этот период на планете воспринимается живым миром как лето, а на необращенной к Солнцу стороне в это время года будет царить зима. Благодаря постоянному движению на планете происходит смена сезонов.

Два раза в году на обоих Полушариях планеты устанавливается относительно одинаковое сезонное состояние. Земля в это время повернута к Солнцу таким образом, что оно равномерно освещает ее поверхность. Это происходит осенью и весной в дни равноденствия.

Високосный год

Земля делает один оборот вокруг собственной оси примерно за 23 часа 56 минут, а один оборот вокруг Солнца происходит за 365 дней и 6 часов. Эта разница периодов постепенно накапливается и один раз в 4 года у нас в календаре появляется лишний день (29 февраля), и такой год называется високосным.

Также на данный процесс оказывает определенное воздействие располагающаяся в непосредственной близости Луна, под действием гравитационного поля которой вращение Земли постепенно замедляется, а это свою очередь удлиняет сутки примерно на одну тысячную каждые 100 лет.

Что такое год?

Изначально под годом подразумевался полный цикл смен времён года (зима, весна, лето, осень). Лишь после создания гелиоцентрической теории было доказано, что понятие года неразрывно связано с вращением Земли вокруг Солнца (а также наклоном земной оси). Для повышения точности вычисления траекторий небесных тел и решения других астрономических задач необходимо было чёткое определение термина «год», в результате чего на свет появилось несколько его трактовок:

  • Тропический год: временной отрезок, за который Солнце возвращается в изначальное положение на небесной сфере (с точки зрения наблюдателя на поверхности Земли). Продолжительность – 365 дней 5 часов 48 минут 45.19 секунд (незначительно меняется каждый год).
  • Сидерический: временной отрезок, за который Земля делает полный оборот вокруг Солнца и возвращается в начальную точку (отсчёт ведётся относительно звёзд, положение которых на небесной сфере изменяется очень медленно). Продолжительность — 365 дней 6 часов 9 минут 8,97 секунд.
  • Аномалистический год: временной отрезок, за который наша планета возвращается в определённую точку собственной орбиты – перицентр. Продолжительность – 365 дней 6 часов 13 минут 52,6 секунд.
  • Календарный год: временной отрезок, приближённо обозначающий полный сезонный цикл. Продолжительность 365 дней (в григорианском календаре).
Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий