Кольцевая система гиганта нептуна

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.

Юпитер, снимок зонда Вояджер-1

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.

Сатурн, снимок космического аппарата Кассини в 2007 году

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.

Уран

Седьмая по счету и третья по размеру планета, радиус которой составляет 25267 км. Справедливо считается самой холодной планетой среди остальных, температура достигает -224 градусов по Цельсию. Продолжительность года — 30 685 суток в земном исчислении (почти 84 года), сутки же ненамного меньше земных – 17 с небольшим часов. Из-за сильной наклонности оси планеты, иногда создается впечатление, будто она не вращается, как остальные небесные тела нашей системы, а катится, подобно шару. Это может наблюдать любой, кого интересует астрономия, геометрическая модель солнечной системы наглядно продемонстрирует этот эффект.

Уран — снимок Вояджера-2 в 1986 году

Спутников у него гораздо меньше, чем у соседнего Сатурна, всего 27. Наиболее известны Титания, Ариэль, Оберон, Умбриэль и Миранда. Они не настолько крупны, как спутники.

Примечательно, что ведя наблюдения за Ураном в свой телескоп, астроном Уильям Гершель сначала не понял, что он наблюдает за планетой, будучи уверен, что он видит комету.

Нептун

Размером восьмая планета солнечной системы очень близка к своему ближайшему соседу, Урану. Радиус Нептуна равняется 24547 км. Год на планете равняется 60 190 суток (приблизительно 164 земных года). В атмосфере зафиксированы самые сильные ветра в нашей системе, скорость которых достигает 260 м/с.

Нептун, вид с Вояджера-2

По сравнению с остальными планетами-гигантами спутников у него совсем мало – всего 14. Самые известные из них – Тритон, третий в солнечной системе спутник, имеющий атмосферу, Протей и Нереида.

Примечательно, что это – единственная из планет, которая была открыта не благодаря наблюдениям, а с помощью математических расчётов.

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

F-кольцо

F-кольцо и Прометей

На расстоянии в 2,6 тысячи километра от внешнего края A-кольца и 140 тысяч километров от центра Сатурна находится самое изменчивое кольцо Сатурна — F

При ширине всего в 30–500 километров оно привлекает к себе внимание астрономов как необычная динамическая система. F-кольцо гравитационно удерживается лунами-«пастухами»: Прометеем и Пандорой

По одной из теорий, оно при частичном разрушении двух столкнувшихся друг с другом спутников, которые и стали затем «пастухами». Кроме того, внутри этого кольца был обнаружен еще один небольшой спутник, вносящий дополнительные сложности в динамику объекта.

Уран

Эта бледно-голубая «ледяная» планета занимает седьмое место по удаленности от Солнца. Уран развил кольцевую систему сильнее, чем у Нептун и Юпитер. Она состоит из 9 узких главных, 2 пылевых и 2 внешних колец. Самым близким к планете является кольцо ζ(дзета), радиус которого 37 тыс. км. Далее μ(мю) оно расположилось от Урана на на расстоянии 103 тыс. км. Самым яркий образованием является ε(эпсилон). Его яркость обусловлена плотным слоем ледяных частиц, отражающих больше всего света в системе.

В состав входят более тусклые элементы системы помимо льда и пыли, чрезвычайно темное вещество, поглощающее свет. Считается, что это органика, облученная магнитосферой планеты. Все элементы урановой кольцевой системы произошли в результате столкновения небольших спутников и разрушения астероидов, попавших в атмосферу планеты.

По мнению астрономов, ранее кольцевыми образованиями обладали и твердотельные планеты, в том числе Земля. Через десятки миллионов лет такая участь ждет Марс, когда спутник Фобос упадет на его поверхность под силой приливного взаимодействия. 

Часть мифологии

Как небесные ориентиры, которые никогда не меняют своего положения на небе, кольца почти наверняка сыграли бы ключевую роль в развитии разных мифологий.

Учитывая, что войны на Земле происходили из-за противоположных взглядов на религиозную доктрину, можно задаться вопросом: Что могло произойти, когда древние люди начали бродить по планете и видеть, как кольца меняют свой внешний вид?

Шарф отметил, что на кольцах, по краям тени нашей планеты можно было бы увидеть свет, который фильтровался через атмосферу Земли.

«По краям тени могут появиться какие-то необычные цвета, к примеру, кроваво-красный. Вы только представьте, какие бы мифы и легенды создали люди по этому поводу», — сказал он.

Причем, в зависимости от широты и сезона, путь солнца могут пересекать кольца. Частицы, которые их составляют, вероятно, будут рассеивать солнечный свет, делая его туманным и приглушенным.

«Интересно, какое духовное значение могли бы приписать люди солнцу, движущемуся за кольцами», — добавил Шарф.

Почему расслаиваются кольца

Как можно объяснить такую структуру колец? Гипотез высказывается несколько, но наиболее интересным считается, что расслоение колец происходит из-за сил гравитационного воздействия, оказываемых спутниками Сатурна, не только большими, но и малыми, которые были открыты сравнительно недавно при помощи космических аппаратов

Астрономы обратили внимание на небольшую, по сравнению с другими, ширину кольца F и предположили, что это как-то связано со спутниками планеты. По расчётам их должно быть два

Один находится на внешней стороне кольца, другой — на внутренней. Они получили название «пастухи». Считается, что спутники, воздействуя на частицы, загоняют их обратно.

Кольца Сатурна

Наглядное изображение колец Сатурна

Сатурн обладает самыми заметными кольцами среди всех планет Солнечной системы. Они состоят в основном из частиц льда, космического мусора и пыли. Именно поэтому они так хорошо заметны даже на большом расстоянии.

На данный момент известно семь колец газового гиганта. Для удобства они назывались буквами английского алфавита по мере их открытия: A, B, C, D, E, F и G. При рассмотрении Сатурна в телескоп с поверхности Земли хорошо заметны только A, B и C.

Исследования показали, что семь колец состоят из тысяч более мелких, прижатых друг к другу. При этом между группами имеются расстояния. Самая большая дистанция находится между кольцами A и B: она составляет 4700 км.

Интересный факт: ближайшее кольцо к Сатурну располагается на расстоянии 7000 км, а самое дальнее на 73 000 км.

Несмотря на то, что общая ширина колец составляет примерно 66 000 км, их толщина не более одного километра.

Формирование колец

Основная версия формирования колец Сатурна заключается в том, что они появились в результате разрушения небесного тела. Примерно 4 млрд лет назад вокруг газового гиганта вращался спутник, состоящий в большей степени изо льда. Из-за неизвестных факторов он слишком сильно приблизился к поверхности Сатурна, из-за чего сила гравитации разрушила его на мелкие куски. Последние из-за притяжения не покинули орбиту планеты, и по мере движения Сатурна вокруг своей оси постепенно сформировали кольца. Приближение спутника к поверхности гиганта – это лишь одна из версий его разрушения. Он также мог столкнуться с другим небесным телом.

Модель колец Сатурна крупным планом

Есть и альтернативная гипотеза появления колец. Она гласит, что они образовались вместе с Сатурном из солнечной туманности. Однако в этом случае лед, из которого состоят кольца, должен быть покрыт пылью и прочими частицами, но он кристально чистый. Сторонники гипотезы считают, что отсутствие посторонней грязи связано с регулярным столкновением камешков в процессе движения.

Голубая Земля

Наш дом не зря назвали голубой планетой. Из-за преобладания океанов над сушей из космоса преобладающий цвет Земли – светло-синий. Еще на ее поверхности можно разглядеть коричнево-желтые и зеленые пятна континентов. Также она покрыта сгустками белых облаков.

Окрас Земли обусловлен не только развитой
гидросферой, но и плотной кислородсодержащей воздушной оболочкой. Земная
атмосфера рассеивает солнечный свет, а также поглощает желто-красную часть
спектра. При значительном удалении синие, зеленые и коричневые пятна на
поверхности нашей планеты сливаются. Она приобретает ровный голубой оттенок.

История наблюдений и исследований

Первым кольца Сатурна увидел Галилео Галилей: в 1610 году он наблюдал их в свой телескоп с 20-кратным увеличением, но не идентифицировал их как кольца. Он считал, что видит Сатурн «тройным», с двумя придатками неизвестной природы по бокам, и зашифровал это в виде анаграммы smaismrmilmepoetaleumibunenugttauiras. Расшифровывалась она как лат. Altissimum planetam tergeminum obseruaui «Высочайшую планету тройною наблюдал» — расшифровка была опубликована в письме Галилея к Джулиано де Медичи 13 ноября 1610 года. В 1612 году кольца были видны с ребра, поэтому они стали незаметны при наблюдении в телескоп, что озадачило Галилея. Позднее они появились вновь.

Христиан Гюйгенс первым предположил, что Сатурн окружён кольцом. Голландский учёный соорудил телескоп-рефрактор с 50-кратным увеличением, намного большим, чем телескоп Галилея, в который тот наблюдал Сатурн. Результаты наблюдения Гюйгенс опубликовал в 1656 году также в виде анаграммы в своём сочинении «De Saturni Luna observatio nova». Расшифровку анаграммы он дал в 1659 году в сочинении «Systema Saturnium»: лат. Annulo cingitur, tenui, plano, nusquam cohaerente, ad eclipticam inclinato (Кольцом окружён тонким, плоским, нигде не прикасающимся, к эклиптике наклонённым).

В 1675 году Джованни Доменико Кассини определил, что кольцо Сатурна состоит из двух частей, разделённых тёмным промежутком, который позднее был назван делением (или щелью) Кассини. В XIX веке В. Я. Струве предложил назвать внешнюю часть кольцом A, а внутреннюю — кольцом B.

В 1837 году Иоганн Франц Энке заметил промежуток в кольце A, который назвали делением Энке. Через год Иоганн Готтфрид Галле обнаружил кольцо внутри кольца B, однако его открытие не было принято всерьёз и получило признание лишь после переоткрытия этого кольца в 1850 году У. К. Бондом, Д. Ф. Бондом и У. Р. Дейвсом; его стали называть кольцом C, или креповым кольцом.

В своё время Лаплас предположил, что кольца Сатурна состоят из большого числа меньших цельных колечек. В 1859 году Джеймс Клерк Максвелл показал, что Лаплас был не совсем прав: кольца не могут быть цельными твёрдыми образованиями, ибо тогда они оказались бы нестабильными и были бы разорваны на части. Он предположил, что кольца состоят из множества мелких частиц. В своей единственной астрономической работе, опубликованной в 1885 году, Софья Ковалевская показала, что кольца не могут быть ни жидкими, ни газообразными. Предположение Максвелла было доказано в 1895 году благодаря спектроскопическим наблюдениям колец, выполненными Аристархом Белопольским в Пулково и Джеймсом Эдуардом Килером в обсерватории Аллегени.

С начала космической эры (середина XX века) в районе колец Сатурна пролетало четыре АМС. Так, в 1979 году АМС «Пионер-11» приблизилась к облачному покрову Сатурна на расстояние 20 900 км. По данным, переданным «Пионером-11», были открыты кольцо F и кольцо G. Была измерена температура колец: −203 °C на Солнце и −210 °C в тени Сатурна. В 1980 году АМС «Вояджер-1» приблизилась к облачному покрову Сатурна на расстояние 64200 км. По снимкам «Вояджера-1» было установлено, что кольца Сатурна состоят из сотен узеньких колечек. С внешней и внутренней стороны кольца F открыты два спутника-«пастуха», позднее названные Прометей и Пандора). В 1981 году АМС «Вояджер-2» приблизилась к Сатурну на расстояние 161 000 км от его центра. С помощью фотополяриметра, который не сработал на «Вояджере-1», АМС «Вояджер-2» была способна наблюдать кольца с намного бо́льшим разрешением и открыть много новых колечек.

Затем в 2004 году АМС «Кассини» приблизилась к облачному покрову Сатурна на расстояние в 18 000 км и стала искусственным спутником Сатурна. Снимки «Кассини» являются пока самыми детальными из всех полученных, по ним открыты новые колечки. Так, в 2006 году они были обнаружены на орбитах спутников Паллены и Януса и Эпиметея.

Лишь относительно недавно, в 2009 году, с помощью инфракрасного космического телескопа «Спитцер» было открыто самое большое кольцо — кольцо Фебы — диаметром более 10 миллионов километров.

Также учёные предполагали наличие системы колец у спутника Сатурна Реи, но эта догадка не подтвердилась.

Кольца Марса и Земли

Какая вероятность того, что в каменных мирах могут быть кольца? Исследования ученых показали, что спутник Марса Фобос мог когда-то существовать в виде колец. По мере того, как Фобос со временем приближается к Марсу, он, вероятно, в течение миллионов лет снова разорвется на кольцо.

Некоторые ученые предполагают, что у Земли они уже когда-то были. Наша планета зародилась около 4,5 миллиардов лет назад, а Луна немного позже. Одна из преобладающих теорий возникновения нашего спутника утверждает, что Луна возникла в результате столкновения двух протопланет. Первая из них была новорожденная Земля, а другая — скала размером с Марс под названием Тейя. В результате удара вокруг Земли образовалось кольцо из обломков, которое в конечном итоге слиплось в Луну.

Конечно, в наши дни представить себе Землю в кольцах — фантастика, но возможно когда-то это было правдой.

Вторая планета от Солнца – Венера

Вторая планета от Солнца – Венера

Наша ближайшая соседка – Венера, названа в честь римской богини и красоты, по многим параметрам похожа на Землю. Звезда представлялась древним наблюдателям двумя разными небесными объектами.

У неё капризный характер: крутиться в обратную (относительно своих «собратьев» по звёздной системе) сторону – против часовой стрелки. Причём очень медленно: оборот вокруг своей оси (средние звёздные сутки) длится 243 дня 26 минут. В то время как год на Венере имеет продолжительность 224,7 земных суток.

Интересный факт: новый Год на Венере – каждые сутки. А иногда их может быть даже два.

Движение планеты вокруг Светила происходит по практически круговой орбите (эксцентриситет = 0,0067), на расстоянии порядка 108 млн. км. Разница между наиболее удалённой и максимально приближённой к Солнцу, точками движения Венеры, не превышает 1,3 %.

Физические данные Венеры

  • Масса – 4,87·1021 тонн = 0,815 массы Земли.
  • Объём – 9,38·1020 м3 = 0,857 земного объёма.
  • Плотность – 5243 кг/м3 = 0,951 удельного веса земного грунта.
  • Диаметр – 12103,6 км = 0,949 диаметра нашей планеты. Как и на Меркурии, полярное сжатие нулевое.
  • Скорость движения по орбите – 35 км/сек.
  • Смены времён года не происходит, вследствие малого угла наклона оси вращения планеты к плоскости вращения вокруг Солнца.
  • Температура на поверхности Венеры достигает + 464°С.

Атмосфера нашей ближайшей «соседки» чрезвычайно плотная и состоит в основном из CO2.
Внутренне строение планеты является стандартным: кора, мантия, ядро. Единственная особенность, указывающая на твёрдое состояния ядра – отсутствие магнитного поля.

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.

Доклад на тему планеты солнечной системы

Наша Солнечная система включает в себя планеты, их спутники, кометы, астероиды, пыль, газ, мелкие частицы, а так же, Солнце. Так как, Солнце обладает гравитацией, оно удерживает все объекты вокруг себя. Всего известно 8 планет Если посмотреть, на какой удаленности от Солнца они находятся, можно их выстроить в такой ряд – Меркурий – Венера – Земля – Марс – Юпитер – Сатурн – Уран – Нептун. Раньше ученые считали планетой Плутон, но по мере развития науки, планетам дали характеристики, которым Плутон не соответствует и в 2006 году его исключили из списка планет.

Все планеты делятся на две группы. К первой (земной) относятся – Венера, Меркурий, Марс и Земля. Их характеризуют небольшие размеры, твердая поверхность и отсутствие или малое количество спутников. Из этих планет, самой большой является наша Земля.

Ко второй группе относятся планеты – Нептун, Уран, Сатурн, Юпитер, объединенные одним названием – гиганты. Их строение отличается от других планет – у них отсутствует твердая поверхность, в химическом составе присутствует газ. Кроме этого, у всех гигантов есть спутники, среди которых, очень большие.

Планеты из земной группы:

  • Меркурий – среди других планет, эта самая маленькая и находится ближе всех к Солнцу, оборот вокруг которого составляет 88 дн. Вес Меркурия гораздо меньше веса Земли – в 20 раз. Атмосфера на планете отсутствует, ночью свирепствует сильный холод, а днем очень жарко. Поверхность Меркурия испещрена кратерами, несколько из которых, достигают не один километр в ширину.
  • Венеру закрывают густые облака ядовитого газа, которые простираются на 100 км вверх. Это вторая планета (после Меркурия) от Солнца. На Венере очень жарко (более 500 градусов). Спутники у нее отсутствуют. После Луны и Солнца, Венера является самой ярким космическим объектом в нашей Солнечной системе. Она настолько медленно вращается, что ее сутки составляют 243 дня, а год – 225, если сравнивать с Землей.
  • Марс – расположен после Земли, по счету – это четвертая планета от Солнца. У Марса есть спутники, их всего два – Деймос и Фобос. Знаменита планета своим красным цветом, так как в ее почве большое количество окиси железа. Сутки длятся 24 часа, а вот год – 668 дней, что вдвое больше, чем у Земли. Это единственная планета, которая более всех похожа на Землю, здесь, так же, происходит смена времен года, присутствует тонкий слой атмосферы и, возможно, есть вода (но, это предположение).

Гиганты:

  • Юпитер считается самым крупным космическим объектом, имеет кольца (всего их 5), состоящие из космической пыли. Отмечено, что планета имеет более 60-ти спутников. Юпитер тяжелее Земли, приблизительно в 300 раз и имеет 11 земных радиусов. Если говорить обо всех планетах, то следует сказать, что они, все вместе взятые, в 2,5 раза легче, чем гигант Юпитер. Не смотря на свои огромные размеры, оборот вокруг оси Юпитер совершает за 10 часов, а вокруг Солнца оборачивается за 12 лет (земных).
  • Сатурн виден с Земли невооруженным глазом, а кольца (состоят из льда и пыли) можно разглядеть в телескоп. Количество спутников – более 60-ти, один из которых, даже, больше Меркурия. Сатурн сжат у полюсов и расширен у экватора, по этой причине его вращение происходит очень быстро. В сутках планеты всего 10 земных часов, а год длится – 30 лет.
  • Уран характерен тем, что его ось отклонена на 98 гр., в отличие от других планет. Из-за этого, освещение Южного и Северного полюсов происходит попеременно, длительностью, 42 года. Есть предположение, что планета столкнулась с неизвестным космическим объектом, поэтому она так движется. В составе Урана смесь газов, переходящая в жидкость, которая зафиксирована на протяжении 8-ми тысяч километров. Наиболее низкая температура здесь была на уровне 224 гр. Спутников на Уране – 27, колец – 13.
  • Нептун самая крайняя планета в Солнечной системе, находящаяся на самом большом расстоянии от Солнца. Интересно, что планета, была открыта путем математических вычислений и в телескоп она не была видна. Нептун, довольно массивная и плотная планета, солнечного света получает в 400 раз меньше, чем Земля. Здесь всегда страшный холод и царят сумерки. Один оборот вокруг Солнца длится 164 года, следует сказать, что с тех пор, когда планета была открыта (в 1846 г.), она облетела Солнце только один раз. Длительность суток – 16 часов.
Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий