Характеристика небесных тел солнечной системы

Бушующие ветра

Снимок ветров Нептуна

Как уже говорилось выше, ураганы на Нептуне – довольно частое явление. Ветра летают над поверхностью с огромной скоростью, которая в среднем равна 1000 км/ч. Что интересно, движутся они часто против оси вращения планеты. Также благодаря непрерывным наблюдениям ученым удалось установить, что масштаб и скорость ветров увеличиваются по мере отдаления Нептуна от Солнца. Однако пока они не могут объяснить, с чем это связано.

С Земли разглядеть наличие бурь практически невозможно, на это способен разве что телескоп Хаббл, да и то при подходящих условиях. Поэтому, для наблюдения используются космические аппараты. Наиболее известным является “Вояджер-2”. Его запустили в 1977 году, отправив в сторону от Солнца. Основной его задачей является исследование дальних планет системы и попытка забраться как можно дальше в глубины космоса. В 1989 году “Вояджер-2” достиг Нептуна и сделал фотографии. Снимки помогли лучше изучить планету.

Меркурий

Меркурий самая маленькая и самая близкая к Солнцу планета Солнечной системы. Его радиус составляет 2439,7 км., масса – 3,3•1023 кг. Средняя плотность Меркурия чуть меньше земной, и составляет 5,43 г/см3. Ускорение свободного падения на поверхности равняется 3,70 м/с2.

Из-за сильно вытянутой орбиты Меркурия, его расстояние от Солнца меняется от 45,9 млн. км. до 69,7 млн.км.

Меркурий, по своему вращению, уникальная планета Солнечной системы. В первую очередь сутки на нём занимают 2/3 его же года. Т.е. за один меркурианский год там только пройдут сутки с «хвостиком». Объясняется это сильным приливным воздействием Солнца на планету. Ещё одна его уникальность заключается в том, что возле перигелия (самая близкая от Солнца точка орбиты), в течении 8 земных суток, угловая скорость движения по орбите превышает угловую скорость обращения Меркурия вокруг своей оси. В результате чего, на меркурианском небе, Солнце останавливается и начинает двигаться в обратном направлении!

На Меркурии нет времён года из-за того, что плоскость его оси находится почти под прямым углом к плоскости его же орбиты. Через этот факт, на полюсах планеты есть области, которых не достигает солнечный свет.

Температура на Меркурии очень сильно меняется, от -180 градусов (ночью), до +430 градусов днём. Из-за такой температуры атмосферы на планете практически нет, и она очень сильно разреженна.

Состав строение Юпитера

Юпитер — это огромный, сверхмассивный газовый шар, в который можно два раза поместить все остальные планеты Солнечной системы. Если бы Юпитер был всего в 80 раз больше, он стал бы настоящей звездой. Облака бушующего гиганта состоят из аммиака и водяного пара, дрейфуя в атмосфере водорода и гелия. Вероятно особенный химический состав облаков стоит за пастельным разнообразием цветовой гаммы Юпитера, но в действительности ученые до сих пор не смогли дать полноценное объяснение такому интересному внешнему виду планеты.

Состав строение Юпитера

Атмосфера Юпитера схожа с солнечной, состоящей в основном из водорода и гелия. Красочные светлые и темные полосы, создаются сильнейшими потоками ветра, идущими с востока на запад в верхних слоях атмосферы. Белые же облака в светлых зонах состоят из кристаллов замороженного аммиака, а облака чуть темнее из других химических веществ. Из-за хаотичности всех процессов, происходящих в атмосфере великана, внешний вид Юпитера все время меняется. Иногда небеса заполняются настоящими дождями из чистых алмазов.

Ниже газовых верхних слоев давление и температура возрастают настолько, что атомы водорода в конечном итоге сжимаются в жидкость. Юпитер имеет плотное ядро неопределенного состава, окруженное богатым гелием слоем жидкого металлического водорода, который занимает до 80-90% диаметра планеты.

Давление поднимается настолько высоко, что водород теряет свои электроны, и в хаотичном беспорядке замысловатых жидкостей может появиться электрический заряд, прямо как в металлах. Невероятно быстрое вращение гиганта вокруг своей оси — Юпитер делает один оборот за 10 земных часов — становится причиной возникновения электрических разрядов, которые могут влиять и создавать магнитное поле планеты. Оно от 16 до 54 раз мощнее, чем у Земли.

Большое Красное Пятно на Юпитере

Наверное, самым интересным местом на поверхности Юпитера можно назвать Большое Красное Пятно, являющееся огромным ураганом-штормом, который длится уже более 300 лет. Скорость вращения воздушных потоков в нем достигает 680 км/ч. Цвет варьируется от кирпично-красного до слегка коричневого — это происходит, вероятно, из-за небольшого количества фосфора и серы в кристаллах аммиак в облаках.

Интересный факт: не известно, имеет ли Юпитер твердую поверхность. Ниже облаков тысячи километров слоев водорода и гелия. Под ним жидкий водород. Далее этот жидкий водород становится горячим жидким металлом. Пока неизвестно, находится ли под всем этим сплошное ядро — температуры разрушили бы любое оборудование, которое мы могли бы отправить туда, чтобы получить необходимые данные. Температура в районе ядра должна быть достаточна, чтобы расплавить даже титан.

Структура Земли

Земля имеет слоистое строение. С увеличением глубины происходит следующая смена слоев:

  • кора;
  • верхняя мантия;
  • мантия;
  • жидкое внешнее ядро;
  • твердое внутреннее ядро.

В составе земной коры выделяют литосферу и астеносферу — верхний и нижний слой соответственно. Литосфера состоит из тектонических плит, прижатых друг к другу и при этом медленно движущихся относительно друг друга. Средняя толщина литосферы — 64 км, при этом континентальная кора тоньше океанической. Крупнейшие тектонические плиты Земли:

  1. Евразийская.
  2. Антарктическая.
  3. Африканская.
  4. Североамериканская.
  5. Южноамериканская.
  6. Тихоокеанская.
  7. Индо-Австралийская.

Изучение внутреннего строения Земли — чрезвычайно сложная задача. Credit: cosmosights.i11.co

Астеносфера — переходный слой между литосферой и верхней мантией, которая представляет собой вязкие, расплавленные горные породы. В этом слое возникают хаотичные течения, которые и приводят к движению тектонических плит. При их столкновении, наползании друг на друга или разрыве случаются землетрясения, возникают горы и каньоны.

По мере движения к центру Земли структура мантии меняется и она становится твердой. Мантия представлена силикатными горными породами и простирается до глубины 2,9 тыс. км. На ее долю приходится 83% объема и 67% массы планеты.

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.

Планеты земной группы

Планетами, относящимися к земной группе, являются Меркурий, Венера, Земля и Марс. За их близость к Солнцу их также называют внутренними планетами Солнечной системы.

Все тела этой раздела имеют железоникелевое ядро, мантию, состоящую из расплавленных силикатов и железисто-каменную поверхность. Из всех четырех коры нет только у Меркурия. Это связано с тем, что она была содрана в результате многочисленных столкновений с метеоритами.

Два последних небесных тела имеют спутники: у Земли это Луна, а  у Марса – Фобос и Деймос. Ни у кого их внутренней четверки нет колец.

В остальном, тела, которые входят в земную группу, имеют большие различия между собой. Приведенная ниже таблица в виде списка и фото отражает сравнительную характеристику основных параметров первой четверки  Солнечной системы.

  • Меркурий его масса 3,3*1023 кг., диаметр 4,9*103 км. Имеет очень разряженную атмосферу, остаточные следы водородаи инертных газов. Колебания температуру от Min: -183°С до Max: 75° С.
  • Венера её масса 4,9*1024 кг., диаметр 12*103 км. У неё плотная углекислая атмосфера с множеством сернистых облаков. Незначительные колебания в течение суток. Средняя температура — 470°С.
  • Земля её масса 5,98*1024 кг., диаметр 12,74*103 км. Пригоднаядля жизни плотная азотно-кислородная атмосфера. Колебания температур незначительны в космическом масштабе. Средняя температура 14.8°С. Существуют климатические пояса.
  • Марс его масса 6,42*1023 кг., диаметр 6,8*103 км. Разряженная атмосфера со следами метана, водорода и инертных газов. Температура поверхности от -82° до -30° С .

таблица внутренней четверки

Жизнь в Солнечной системе

Высказывались предположения, что жизнь в Солнечной системе когда-то существовала за пределом Земли, а может быть, существует и сейчас. Появление космической техники позволило приступить к прямой проверке этой гипотезы. Меркурий оказался слишком горяч и лишенным атмосферы и воды. На Венере тоже очень жарко – на ее поверхности плавится свинец. Возможность жизни в верхнем слое облаков Венеры, где условия гораздо мягче, пока не более чем фантазия. Луна и астероиды выглядят совершенно стерильными.

Большие надежды возлагались на Марс. Замеченные в телескоп 100 лет назад системы тонких прямых линий – «каналов» – дали тогда повод говорить об искусственных ирригационных сооружениях на поверхности Марса. Но теперь мы знаем, что условия на Марсе неблагоприятны для жизни: холодно, сухо, очень разреженный воздух и, как следствие, сильное ультрафиолетовое излучение Солнца, стерилизующее поверхность планеты.

Правда, есть признаки того, что климат Марса существенно менялся и, возможно, когда-то был более благоприятным для жизни. Известно, что в далеком прошлом на поверхности Марса была вода, поскольку на детальных изображениях планеты видны следы водной эрозии, напоминающие овраги и сухие русла рек.

Иллюстрация на тему «Есть ли жизнь на Марсе?»

Хотя в атмосферах планет-гигантов много органических молекул, трудно поверить, что при отсутствии твердой поверхности там может существовать жизнь. В этом смысле значительно интереснее спутник Сатурна Титан, у которого есть не только атмосфера с органическими компонентами, но и твердая поверхность, где могут скапливаться продукты синтеза. Правда, температура этой поверхности (90 К) скорее подходит для сжижения кислорода

Поэтому внимание биологов больше привлекает спутник Юпитера Европа, хотя и лишенная атмосферы, но, по-видимому, имеющая под своей ледяной поверхностью океан жидкой воды

Некоторые кометы почти наверняка содержат сложные органические молекулы, образовавшиеся еще в эпоху формирования Солнечной системы. Но трудно вообразить себе жизнь на комете. Итак, пока у нас нет доказательств, что жизнь в Солнечной системе существует где-либо за пределом Земли.

Обнаружение Солнечной системы

Фактические нужно посмотреть в небо, и вы увидите нашу систему. Но немногие народы и культуры понимали, где именно мы существуем и какое место занимаем в пространстве. Долгое время мы думали, что наша планета статична, расположена в центре, а остальные объекты выполняют обороты вокруг нее.

Но все же еще в древние времена появлялись сторонники гелиоцентризма, чьи идеи вдохновят Николая Коперника на создание истинной модели, где в центре располагалось Солнце.

Галилей часто использовал свой телескоп, чтобы показать людям небесные объекты

В 17-м веке Галилей, Кеплер и Ньютон сумели доказать, что планета Земля вращается вокруг звезды Солнце. Обнаружение гравитации помогло понять, что и другие планеты следуют по единым законам физики.

Революционный момент настал с появлением первого телескопа от Галилео Галилея. В 1610-м году он заметил Юпитер и его спутники. За этим последуют обнаружения остальных планет.

В 19-м веке провели три важных наблюдения, которые помогли вычислить истинную природу системы и ее позицию в пространстве. В 1839 году Фридрих Бессель удачно определил кажущийся сдвиг в звездной позиции. Это показало, что между Солнцем и звездами лежит огромная дистанция.

В 1859 году Г. Кирхгоф и Р. Бунсен использовали телескоп для проведения спектрального анализа Солнца. Оказалось, что оно состоит из тех же элементов, что и Земля. Эффект параллакса просматривается на нижнем рисунке.

Параллакс помогает наблюдать за объектом на противоположных концах земной орбиты, чтобы вычислить точную удаленность

В итоге, Анджело Секки сумел сопоставить спектральную подпись Солнца со спектрами других звезд. Выяснилось, что они практически сходятся. Персиваль Лоуэлл внимательно изучал отдаленные уголки и орбитальные пути планет. Он догадался, что есть еще нераскрытый объект – Планета Х. В 1930-м году в его обсерватории Клайд Томбо замечает Плутон.

В 1992 году ученые расширяют границы системы, обнаружив транс-нептунианский объект – 1992 QB1. С этого момента начинается заинтересованность поясом Койпера. Далее следуют нахождения Эриды и прочих объектов от команды Майкла Брауна. Все это приведет к собранию МАС и смещению Плутона со статуса планеты. Ниже вы сможете детально изучить состав Солнечной системы, рассмотрев все солнечные планеты по порядку, главную звезду Солнце, пояс астероидов между Марсом и Юпитером, пояс Койпера и Облако Оорта. В Солнечной системе также скрывается самая большая планета (Юпитер) и самая маленькая (Меркурий).

Состав объектов нашей планетарной системы

Планеты, находящиеся ближе к Солнцу, называются внутренними, или земной группы, поскольку по размерам, удельной плотности и составу они подобны Земле. К ним относятся Меркурий, Венера, Земля и Марс.
Планетарная система: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и наша Земля-матушка.

Более отдаленные планеты называются внешними или юпитеровой группы. Они отличаются от планет земной группы, но между собой также имеют много родственных черт.

  • Венера из застывшей базальтовой лавы, далее силикатная оболочка и железное ядро
  • Марс  состоит из каменистой почвы и кремнезёма (20—25 %) с примесью гидратов оксидов железа 15 %, которые дают красноватый цвет, песка, что видно по пыльным бурям, замёрзшей углекислоты;
  • Меркурий – из силикатов типа полевого шпата с большим количеством серы,  ядро жидкое железно-никелевое;
  • Юпитер – называют газовым гигантом и состоит из водорода, гелия и примесей аммиака, гидросульфида аммония и воды;
  •  Сатурн – из водорода и гелия, но имеет массивное ядро из твердых и тяжёлых материалов — силикатов, металлов и, возможно, льда;
  • Уран – из различных льдов — водного, аммиачного и метанового состава;
  • Нептун – из льдов воды, аммиака и метана, возможно, горных пород.

Близкие планеты мы знаем гораздо лучше, хотя их изучение весьма непросто.

Даже известные астрономы сетовали на то, что не могли как следует рассмотреть Меркурий, поскольку эта планета видна в течение очень короткого времени перед восходом Солнца и низко над горизонтом, что чрезвычайно осложняет наблюдения.

Наши познания о планетах Солнечной системы в настоящее время несравненно шире, чем несколько десятков лет назад тому назад. Изучение планет – одна из наиболее интересных областей современных научных исследований. И тем не менее, а может быть, именно поэтому здесь еще много белых пятен и, благодаря интенсивным работам, количество их постоянно возрастает.

Каждый день созданные по последнему слову техники автоматические станции посылают много новых данных, которые подтверждают, но часто и изменяют наши представления о ближайших соседях, ставят новые вопросы, на которые ученые должны дать ответ.

Изображения Нептуна

Изображения Нептуна и его спутников, сделанные Вояджером-2 в значительной степени недооценивают. Более увлекательным, чем даже сам Нептун, является его гигантский спутник Тритон, который похож по размеру и плотности на Плутон. Тритон, возможно, был захвачен Нептуном о чем свидетельствует его ретроградное движение (по часовой стрелке) по орбите вокруг Нептуна. Гравитационное взаимодействие между спутником и планетой генерирует тепло и поддерживает Тритон активным. Его поверхность имеет несколько кратеров и геологически активна.

Кольца Нептуна

Кольца Нептуна.

Его кольца тонкие и слабые и почти невидимые с Земли. Вояджер-2 сделал снимок, когда они были подсвечены Солнцем. Изображение сильно переэкспонированно (10-минут).

Облака Нептуна

Облачный слой планеты

Несмотря на большое расстояние от Солнца, Нептун имеет весьма динамичную погоду, в том числе самые сильные ветра в Солнечной системе. «Большое Темное Пятно», которое видно на снимке, уже исчезло и показывает нам как быстро происходят изменения на самой далекой планете.

Самая полная карта Тритона на сегодняшний день

Карта Тритона.

Пол Шенк из института Луны и планет (Хьюстон, США) переработал старые данные Вояджера, чтобы выявить больше деталей. В результате получилась карта обоих полушарий, хотя большая часть Северного полушария отсутствует, из-за того, что в момент пролета зонда была в тени.

Sailing Past Neptune's Moon TritonSailing Past Neptune’s Moon Triton

Анимация пролета космического аппарата Вояджер-2 мимо Тритона, совершенного в 1989 году. Во время пролета, большая часть Северного полушария Тритона была в тени. Из-за большой скорости Вояджера и медленного вращения Тритона, мы смогли увидеть только одно полушарие.

Гейзеры Тритона

Гейзеры на поверхности спутника.

Пролет Вояджера-2 вблизи Тритона преподнес два сюрприза. Во-первых на спутнике почти нет кратеров, указывая, что возраст его поверхности составляет всего около 10 миллионов лет, что очень мало в геологическом плане. Во-вторых, Вояджер обнаружил своего рода извержения газов, согретых Солнцем, которые испарялись и превращались в облака мелкой пыли и затем разносились тонкий атмосферой.

Нептун с поверхности Тритона в представлени художника

Нептун с поверхности Тритона в представлени художника.

На данном изображении были объединены два снимка, полученных Вояджером. Гладкие равнины предполагают, что поверхность Тритона была изменена ледяными вулканами.

Прощальный снимок

Полумесяцы Нептуна и Тритона.

Через три дня после встречи с Нептуном, Вояджер-2 сделал прощальный снимок планеты и запечатлел полумесяцы Нептуна и Тритона.

1977: Voyager (NASA)1977: Voyager (NASA)

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

Натурные исследования

Современные знания относительно состава поверхности и внутренней структуры планет основываются на  измерениях автоматических станций. При этом используется опыт, полученный в результате изучения структуры и состава Земли.

Но что такое все измерения, проведенные или принятые на расстоянии, по сравнению с подлинным куском породы, привезенным с Луны, который можно взвесить, измерить, над которым можно сидеть и до бесконечности придумывать новые процессы и методы получения от него возможно большего количества информации?

Но у нас на Земле есть не только кусок Луны. Мы располагаем еще одной группой свидетелей, которые могут рассказать гораздо больше, чем поверхность уже готовой Луны, которые это знают, но пока молчат. Это — метеориты, представляющие собой как бы кем-то написанную книгу о развитии нашей системы, отдельные страницы которой сбрасываются на поверхность Земли без соблюдения их последовательности. Хотя мы знаем химический состав метеоритов.

Вот когда нам удастся точно узнать из чего состоят планеты, то сможем правильно сложить страницы и эту планетарную книгу прочитать…

Материалы по теме

Нейтронные звезды

Но это все известные факты. А вот есть еще одно экзотическое свойство нейтронных звезд. И связано оно в первую очередь с релятивистскими эффектами, суть которого заключается в том, что если вы посмотрите на нейтронную звезду с любого угла (сверху, снизу или перпендикулярно оси вращения) то увидите вы больше 50 % общей площади поверхности! В голове с трудом укладывается. Если этот эффект перенести на нашу планету, то вы смогли бы видеть то, что находится за горизонтом. В будущих статьях мы обязательно вернемся и к этому феномену, и ко многим другим поразительным явлениям. И для того, чтобы лучше их понять, разберем их на пальцах. Нейтронные звезды — это «скелеты» некогда живших звезд, у них нет источника энергии. Они скорее похожи на гигантские аккумуляторы, которые безвозвратно теряют энергию. Хорошо, пора взглянуть на еще один класс псевдозвезд.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий