ПЛАНЕТЫ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ.


Солнечная система это дом, в котором мы живем. А что мы знаем о нашем доме? Много, на протяжении долгих лет человечество хранило и преумножало свои знания. Годами накапливая информацию астрономы хранили все сведения о вселенной, постоянно добавляя к ним все новые и новые сведения. На сегодня эти знания достаточно обширны и для обыкновенного человека, не специалиста, достаточно запутаны. А знать о своем доме нужно, поэтому давайте поговорим о нашем доме простым, понятным для всех языком.
Солнечная система образовалась около 4,6 млрд. лет назад, и состоит из 9 планет – Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон, вращающихся вокруг своего центра – Солнца. Все планеты условно разделены на две большие группы имеющие схожий химический состав, среднюю плотность и сопоставимые размеры.
Внутренняя или земная группа - в нее входят Меркурий, Венера, Земля, Марс.
Внешняя группа - в нее входят Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
Планета Плутон, из-за своих особенностей ни входит, ни в одну из групп и рассматривается обособленно.
В астрономии принято измерять расстояние в астрономических единицах. Одна астрономическая единица равна среднему расстоянию от земли до солнца и составляет 149,6 млн. км. По нашим оценкам, размеры солнечной системы огромны.  Расстояние от солнца, до самой далекой планеты Плутона равняется 39,4 а.е.  Но зона влияния Солнца, на самом деле гораздо больше, оно способно, своим гравитационном полем удерживать планеты на расстоянии 230 000 а.е.
Самое массивное тело солнечной системы, это конечно же, Солнце. Если не считать космической пыли, то на массу солнца приходится 99, 87 % общей массы.
Все планеты солнечной системы не находятся в покое, а вращаются вокруг собственной оси и движутся вокруг солнца.
Сама солнечная система, в свою очередь, движется вокруг центра галактики со скоростью 250 км. сек. с полным периодом обращения около 200 млн. лет.
Конечно помимо планет в солнечной системе имеются множество других объектов, это спутники планет, малые планеты или астероиды, кометы, и космическая пыль.
Сравнительная таблица планет солнечной системы
В настоящее время существует множество способов наблюдения за космосом, это оптические телескопы, радиотелескопы, математические расчеты, обработка данных с искусственных спутником, иными словами используются достаточно различные косвенные методы получения информации…
 Но, на сегодняшний день, нам известно не так уж много, и предстоит потратить много времени и сил чтобы изучить, если не всю вселенную, то хотя бы ближайшее к нам окружение - солнечную систему.
                                                                   
                                                                            Солнце

Солнце — основное тело Солнечной системы, ближайшая к нам звезда (среднее расстояние от Земли примерно 149,6 млн. км), плазменный шар, удерживающий вокруг себя все остальные её тела своим тяготением. Излучение Солнца является основным источником энергии для жизни на Земле.

Солнце — одна из 100 миллиардов звёзд нашей Галактики; расположено в одном из её рукавов примерно в 25 000—28 000 световых годах от центра Млечного Пути и совершает один оборот примерно за 226 млн. лет. Возраст Солнца — 5 млрд. лет. Спектральный класс Солнца G2V, оно является жёлтым карликом.

                                                                    ПЛАНЕТА МЕРКУРИЙ

Меркурий первая планета солнечной системы. Среднее расстояние от Солнца 0,387 астрономических единиц (58 млн. км). Движение планеты происходит по сильно вытянутой эллиптической орбите с перигелием (кратчайшее расстояние от планеты до Солнца) 45,9 млн. км. и афелием (максимальное расстояние от планеты до Солнца) 69,7 млн. км. Расстояние планеты до Земли изменяется от 82 до 217 млн. км.

 Поскольку Меркурий ближайшая планета к Солнцу, то на его поверхность приходиться большая доля солнечного излучения, примерно в 10 раз, больше, чем на землю, поэтому температура на его поверхности достаточно высокая и достигает 467°C. Ночная температура гораздо ниже и понижается до минус 183°C.

 Меркурий движется  по орбите со средней скоростью 47,9 км./сек и совершает полный оборот вокруг Солнца за 87,97 земных суток, вокруг собственной оси планета вращается достаточно медленно, за два оборота вокруг Солнца планета совершает приблизительно три оборота, что составляет 58,65 земных суток.

 Атмосфера Меркурия своеобразна и состоит, в основном, из кислорода, натрия и гелия. Из-за высокой температуры планеты атомы атмосферы все время улетучиваются в космос, но также постоянно пополняются за счет атомов, приносимых солнечным ветром.
 Из-за очень сильного разрежения, понятие – атмосфера Меркурия, носит скорей условный характер, атмосферное давление Меркурия меньше земного в 500 000 000 000 раз, а это сравнимо с обыкновенным вакуумом.

 Поверхность Меркурия покрыта тысячами кратеров, возникших вследствие столкновения с метеорами. В условиях почти отсутствующей атмосферы, падающие метеоры не сгорают от трения и благополучно достигают поверхности планеты. Наряду с этим Меркурий содержит возвышенности и равнины. Одна из самых заметных равнин Меркурия это Равнина Жары. Ее размер составляет 1300 км. в диаметре. Появление равнины предписывают столкновением планеты с массивным астероидом.

 За всю историю освоения космоса, только один космический аппарат, Mariner-10, посещал Меркурий (1974 – 1975). Благодаря его полету была составлена карта около половины поверхности планеты. Mariner-10 обнаружил наличие у планеты слабого магнитного поля, подобное магнитному полю земли, но намного меньше его. Однако если сопоставить размеры планет, то магнитное поле  Земли и Меркурия вполне сравнимы.

В 1991 году астрономы обнаружили на планете водный лед, на северном и южном полюсах планеты. Лед находиться в глубоких кратерах, куда не попадают прямые солнечные лучи.
В августе 2004 года с мыса Канаверал к Меркурию стартовал межпланетный американский космический аппарат Messenger. По расчетам специалистов НАСА Messenger приблизится к планете в 2011 году. Ученые возлагают на эту миссию большие надежды и рассчитывают получить данные о составе поверхности планеты и ее атмосфере а так же составить подробную карту Меркурия.

                                                                    ПЛАНЕТА ВЕНЕРА

Венера вторая планета солнечной системы. Многие её характеристики похожи на земные и до активного изучения планеты допускалась возможность, что Венера подобна нашей Земле. Но после ее изучения  космическими аппаратами все радужные перспективы были разрушены. Как оказалось условия на планете очень сильно отличаются от земных, и о существовании там какой-либо жизни не может быть и речи.

Венера, двигаясь по слабо выраженной эллиптической орбите находиться на среднем расстоянии от Солнца  0,723 астрономических единиц (108 млн. км).
 Климатические условия на планете достаточно суровы.  Температура на её поверхности практически не подвержена суточным колебаниям и находится на уровни 450-480 градусов Цельсия. Венера получает солнечной радиации в пять раз больше Земли, но её температура сравнима с Меркурием (солнечной радиации в 10 раз больше, чем Земля и в 2 раза больше Венеры). Почему же на планете так горячо?
 Все дело в ‘парниковом эффекте”. Из-за особенности Венерианской  атмосферы, излишки тепла не рассеиваются в космос, а остаются на планете. Похожий эффект можно наблюдать в автомобиле, оставленном в жаркий день под солнечными лучами. Давление атмосферы в 90 больше Земного, примерно такое же давление оказывает на человека вода на глубине 900 метров.
 Атмосфера Венеры состоит, в основном из углекислого газа (CO2) – 97%, азота(N2) – 3% и водяного пара (H2O) -0,05%. Предполагается, что облачный слой Венеры содержит  концентрированную (75-80%) серную кислоту и водяной пар.

Венера движется вокруг Солнца по относительно правильной круговой орбите со, скоростью 35 км/сек. Полный оборот вокруг солнца планета совершает за 224,7 суток, вокруг собственной оси за 243 земных суток.   Венера, единственная планета Солнечной системы, у которой собственное  вращение противоположно направлению движения вокруг Солнца. Венеру можно назвать ближайшей планетой к Земле, минимальное расстояние, на которое планета сближается с Землей составляет 38 млн км., максимальное  258 млн км.

Поверхность планеты, до 90% от общей площади, состоит из равнин и холмистой поверхности. Одной из самых обширных равнин является архипелаг Иштар. Он представляет собой огромное вулканическое плато, и его размер сопоставим с материком Австралия. Остальная площадь Венеры представляет собой горную местность. Высочайшая вершина планеты это гора Максвелл, она простирается ввысь на высоту 12 км. Венера содержит множество вулканических кратеров, по предположением ученых, большинство вулканов действуют до сих пор.

                                                                      ЗЕМЛЯ

Земля имеет слоистое строение. Она состоит из твердых силикатных оболочек коры и мантии, и металлического ядра. Внешняя часть ядра жидкая, а внутренняя твердая.

Земная кора

Земная кора это верхняя часть твердой земли. От мантии отделена границей с резким повышением скоростей сейсмических волн - границей Мохоровичича. Бывает два типа коры - континентальная и океаническая. В строении континентальной коры выделяют три геологических слоя: осадочный чехол, гранитный, и базальтовый. Океаническая кора сложена преимущественно породами основного состава, плюс осадочный чехол. Земная кора разделена на различные по величине литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга. Кинематику этих движений описывает тектоника плит.

Мантия земли

Мантия это силикатная оболочка Земли, сложенная преимущественно перидотитами - породами состоящими из силикатов магния, железа, кальция и др. Частичное плавление мантийных пород порождает базальтовые и им подобные расплавы, формирующие при подъеме к поверхности земную кору.

Мантия составляет 80% массы Земли. Она простирается от глубин 5 - 70 километров ниже границы с земной корой, до границы с ядром на глубине 2900 км. Мантия расположена в огромном диапазоне глубин, и с увеличением давления в веществе происходят фазовые переходы, при которых минералы приобретают всё более плотную структуру. Наиболее значительное превращение происходит на глубине 660 километров. Термодинамика этого фазового перехода такова , что мантийное вещество ниже этой границы не может проникнуть через неё, и наоборот. Выше границы 660 километров находится верхняя мантия, а ниже, соответственно, нижняя. Эти две части мантии имеют различный состав и физические свойства. Хотя сведения о составе нижней мантии ограничены, и число прямых данных весьма невелико, можно уверенно утверждать, что её состав со времен формирования Земли изменился значительно меньше, чем верхней мантии, породившей земную кору.

Теплоперенос в мантии происходит путем медленной конвекции, посредством пластической деформации минералов. Скорости движения вещества при мантийной конвекции составляют порядка нескольких сантиметров в год. Эта конвекция приводит в движение литосферные плиты. Конвекция в верхней мантии происходит раздельно. Существуют модели, которые предполагают ещё более сложную структуру конвекции.

                                                                    ПЛАНЕТА МАРС

МАРС, планета, среднее расстояние от Солнца 228 млн. км, период обращения 687 суток, период вращения 24,5 ч, средний диаметр 6780 км, масса 6,4*1023 кг;

2 естественных спутника — Фобос и Деймос. Состав атмосферы: СО2 (»95%), N2 (2,5%), Ar(1,5-2%), СО(0,06%), Н2О (до 0,1%); давление на поверхности 5-7 гПа. Участки поверхности Марса, покрытые кратерами, похожи на лунный материк.
Значительный научный материал о Марсе получен с помощью космических аппаратов «Маринер» и «Марс».

Марс движется вокруг Солнца по эллиптической орбите с эксцентриситетом 0,0934. Плоскость орбиты наклонена к плоскости эклиптики под небольшим углом (1° 51'). Среднее расстояние от Солнца равно 227,99 млн. км (1,524 а. е.).
Минимальное расстояние от Солнца примерно 207, максимальное — 249 млн. км; из-за этого различия количество поступающей от Солнца энергии варьируется на 20-30%.
Поскольку наклон экватора к плоскости орбиты значителен (25,2°), на планете существуют заметные сезонные изменения. Период обращения Марса вокруг Солнца почти вдвое больше земного года (686,98 земных суток). Средняя скорость орбитального движения составляет 24,13 км/с. Период суточного обращения Марса вокруг своей оси почти такой же, как у Земли (24 ч 37 мин 22,58 с).
Экваториальный радиус планеты равен 3394 км, полярный — 3376,4 км. Уровень поверхности в южном полушарии в среднем на 3-4 км выше, чем в северном.
Масса Марса составляет 6,44 1023 кг, то есть 0,108 массы Земли. Средняя плотность 3,95 г/см3. Ускорение свободного падения на экваторе 3,76 м/с2.
Марс находится на минимальном расстоянии от Земли во время противостояний, происходящих с интервалами в 779,94 земных суток. Однако раз в 15-17 лет происходит так называемое великое противостояние, когда эти две планеты сближаются примерно на 56 млн. км; последнее такое сближение имело место в 1988.
Во время великих противостояний Марс выглядит самой яркой звездой на полуночном небе (—2,7 звездной величины), оранжево-красного цвета, вследствие чего его стали считать атрибутом бога войны (отсюда название планеты).
Качественно новый уровень исследований Марса начался в 1965, когда для этих целей стали использоваться космические аппараты, которые вначале облетали планету, а затем (с 1971) и опускались на ее поверхность.

                                                                       ПЛАНЕТА ЮПИТЕР

ЮПИТЕР (астрологический знак G), планета, среднее расстояние от Солнца 5,2 а. е. (778,3 млн. км), сидерический период обращения 11,9 года, период вращения (облачного слоя близ экватора) ок. 10 ч, эквивалент диаметра ок. 142 800 км, масса 1,90·1027 кг. Состав атмосферы: H2, CH4, NH3, He.
Юпитер — мощный источник теплового радиоизлучения, обладает радиационным поясом и обширной магнитосферой. Юпитер имеет 16 спутников (Адрастея, Метида, Амальтея, Фива, Ио, Европа, Ганимед, Каллисто, Леда, Гималия, Лиситея, Элара, Ананке, Карме, Пасифе, Синопе), а также кольцо шириной ок. 6 тыс. км, почти вплотную примыкающее к планете.

ЮПИТЕР, пятая от Солнца большая планета Солнечной системы, самая крупная из планет-гигантов.

Юпитер движется вокруг Солнца по близкой к круговой эллиптической орбите, плоскость которой наклонена к плоскости эклиптики под углом 1°18,3'. Минимальное расстояние Юпитера от Солнца 4,95 а. е., максимальное — 5,45 а. е., среднее — 5,2 а. е. (1 а. е. = 149,6 млн. км).
Экватор наклонен к плоскости орбиты под углом 3°5'; из-за малости этого угла сезонные изменения на Юпитере выражены весьма слабо.
Юпитер, двигаясь вокруг Солнца со средней скоростью 13,06 км/с, совершает один оборот за 11, 862 земных года. Расстояние Юпитера от Земли меняется в пределах от 188 до 967 млн. км. В противостоянии Юпитер виден как чуть желтоватая звезда -2,6 звездной величины; из всех планет уступает в блеске только Венере и Марсу во время великого противостояния последнего.
Юпитер не имеет твердой поверхности, поэтому, говоря о его размерах, указывают радиус верхней границы облаков, где давление порядка 10 КПа; радиус Юпитера на экваторе равен 71400км.

В атмосфере Юпитера отчетливо просматриваются параллельные плоскости его экватора слои, или зоны, вращающиеся вокруг оси планеты с различными угловыми скоростями. Быстрее всего вращается экваториальная зона — период ее обращения 9 ч 50 мин 30 с, что на 5 мин 11 с меньше периода обращения полярных зон. Так быстро не вращается ни одна другая планета Солнечной системы.
Масса Юпитера составляет 1,899Ч1027кг, что в 317,8 раз превосходит массу Земли, но при этом средняя плотность равна 1,33 г/см3, то есть в 4 раза меньше, чем у Земли. Ускорение свободного падения на экваторе 23,5 м/с2.
В умеренных южных широтах Юпитера медленно перемещается овальное Большое Красное Пятно, поперечные размеры которого 30-40 тыс. км. За сто лет оно совершает примерно 3 оборота. Природа этого феномена до конца неясна.

                                                                ПЛАНЕТА САТУРН

Планета Сатурн. Радиус планеты Сатурн - 60 268 км, масса - 5,685 х 1023 т., плотность - 0,69 г/см3, сутки - 10 часов 11 минут, угол орбиты - 26,73 гр. Температура на планете минус 150 гр. по Цельсию.

Сатурн был замечен людьми, видимо, позднее таких ярких планет, как Юпитер, Марс и Венера. Но в древней Греции о нем уже знали.
Визуальные наблюдения без телескопов не могли привести к серьезным открытиям. Первенство в астрономических открытиях Сатурна принадлежит Галилео Галилею, человеку, который первый направил на небо телескоп. Зрительная труба ученого была настолько несовершенна, что не давала достаточно четкого изображения. Это не позволило итальянцу рассмотреть кольцо Сатурна. Но по бокам от диска планеты Галилей видел неясные придатки. Он посчитал их спутниками Сатурна, по аналогии с уже открытыми им спутниками Юпитера.
Голландский ученый Гюйгенс открыл у Сатурна кольца, а также и самый большой спутник Сатурна - Титан.
Первым космическим аппаратом, посетившим окрестности Сатурна, был Пионер-11, который 1 сентября 1979 г. прошёл на расстоянии 21 400 км от облачного слоя планеты. Магнитное поле Сатурна оказалось сильнее земного, но слабее, чем у Юпитера. Была уточнена масса Сатурна. По характеру поля тяготения сделан вывод, что внутреннее строение Сатурна похоже на строение Юпитера. По данным измерений инфракрасного излучения учёные определили температуру видимой поверхности Сатурна. Она оказалась равной 100 К, и этот факт свидетельствовал о том, что планета излучает приблизительно в два раза больше тепла, чем получает от Солнца.
Более качественные изображения были получены во время пролёта двух Вояджеров, которые под действием притяжения Юпитера изменили свои траектории и направились к Сатурну. На полученных снимках облачного покрова планеты были видны завихряющиеся полосы, вихри, ореолы и пятна разных цветов - от жёлтого до коричневого, напоминающие образования на Юпитере. Обнаружено и красное пятно поперечником около 1250 км, а также быстро исчезающие тёмные овальные образования.

Сатурн с его кольцом - самая удивительная планета в солнечной системе. Широкое, совершенно плоское кольцо окружает экватор планеты, как шляпу - ее поля. Оно расположено наклонно к тому кругу, по которому Сатурн обходит Солнце за 29,5 лет. Поэтому в зависимости от положения Сатурна на его пути кольцо поворачивается к нам то одной стороной, то другой. Каждые 15 лет оно располагается к нам ребром, и тогда его нельзя разглядеть даже в самые сильные телескопы.
Сатурн во многом напоминает своего собрата - Юпитера. Многие странные, на наш взгляд, особенности Юпитера выражены у Сатурна еще более резко. Например, он сжат у полюсов еще сильнее и состоит из вещества, более легкого, чем вода. Сатурн, как и Юпитер, окружен сплошным облачным покровом, но только эта туманная пелена на нем менее пестрая. Полосы и пятна на Сатурне хотя и есть, но они выделяются не так резко, как на диске Юпитера.

Эллиптическая орбита Сатурна имеет эксцентриситет 0,0556 и средний радиус 9,539 а.е. (1427 млн. км). Максимальное и минимальное расстояния от Солнца равны приблизительно 10 и 9 а.е. Расстояния от Земли меняются от 1,2 до 1,6 млрд. км. Наклон орбиты планеты Сатурн к плоскости эклиптики 2 гр. 29,4 мин. Угол между плоскостями экватора и орбиты достигает 26гр. 44 мин. Планета Сатурн движется по своей орбите со средней скоростью 2,64 км/с; период обращения вокруг Солнца составляет 29,46 земных лет.
Планета не имеет четкой твердой поверхности, оптические наблюдения затрудняются непрозрачностью атмосферы. Для экваториального и полярного радиусов приняты значения 60 тыс. км и 53,5 тыс. км. Средний радиус Сатурна в 9,1 раз больше, чем у Земли. На земном небе Сатурн выглядит как желтоватая звезда, блеск которой меняется от нулевой до первой звездной величины. Масса Сатурна составляет 5,68*1026 кг, что в 95,1 раз превосходит массу Земли; при этом средняя плотность Сатурна, равная 0,68 г/см3, почти на порядок меньше, чем плотность Земли. Ускорение свободного падения у поверхности Сатурна на экваторе равно 9,06 м/с2.
Поверхность Сатурна (облачный слой), как и Юпитера, не вращается как единое целое. Тропические области в атмосфере Сатурна обращаются с периодом 10 ч 14 мин земного времени, а на умеренных широтах этот период на 26 мин больше.

Атмосфера планеты Сатурн - в основном, водород и гелий. Но из-за особенности образования планеты большая, нежели на Юпитере, часть Сатурна приходится на другие вещества. Вояджер 1 выяснил, что около 7 процентов объема верхней атмосферы Сатурна - гелий (по сравнению с 11-ю процентами в атмосфере Юпитера), в то время как почти все остальное - водород.
Невысокая контрастность цветов на видимом диске Сатурна могла бы быть результатом более сильного смешивания газов в направлении, перпендикулярном экватору, чего не наблюдается в атмосфере Юпитера, на котором полосы облаков различимы даже в 65-мм зрительную трубу с увеличением лишь 60 крат. Такая особенность в атмосфере Сатурна, видимо, связана с особенностями ветров на нем.
Ветра на Сатурне очень сильны. Вблизи экватора, Вояджеры измерили их скорость: около 500 метров в секунду. Ветра дуют, по большей части, в восточном направлении (напомним, что, как и большинство планет, Сатурн вращается с запада на восток). Сила ветров ослабевает при удалении от экватора. Также, при удалении от экватора, появляется все больше западных течений. Преобладание восточных потоков (по направлению осевого вращения) указывает на то, что ветры не ограничены слоем верхних облаков, они должны распространяться внутрь, по крайней мере, на 2 000 километров. Кроме того, измерения Вояджера 2 показали, что ветра в южном и северном полушариях симметричны относительно экватора. Есть предположение, что симметричные потоки как-то связаны под слоем видимой атмосферы.
Когда Вояджер 2 был по отношению к Земле за Сатурном, радиолуч прошел через верхнюю атмосферу, позволив измерить ее температуру и плотность. Минимальная температура на Сатурне - 82 Кельвина. Температура возрастает при погружении в атмосферу.
Вояджеры обнаружили ультрафиолетовое излучение водорода в атмосфере средних широт и полярные сияния на широтах выше 65 градусов. Подобная активность может привести к образованию сложных углеводородных молекул. Полярные сияния средних широт, которые происходят только в освещенных Солнцем областях, возникают по тем же причинам, что и полярные сияния на Земле. Разница лишь в том, что на нашей планете это явление присуще, в значительной части, более высоким широтам.Магнитосфера Сатурна, как и у других планет, определяется внешним давлением солнечного ветра. Когда Вояджер 2 вошел в магнитосферу планеты, давление солнечного ветра было высоким, и магнитосфера протянулась лишь на 19 радиусов Сатурна (1,1 миллиона километров) в направлении Солнца. Позже, когда Вояджер покидал Сатурн, ветер Солнца ослаб, и магнитосфера Сатурна должна была увеличиться на 70%. В отличие от всех других планет, чьи магнитные поля были измерены, поле Сатурна ориентировано так, что ось его симметрии совпадает с осью вращения планеты вокруг оси. Это редкое явление в Солнечной системе было открыто еще Пионером 11 в 1979-м году, и было подтверждено Вояджерами. В пределах магнитосферы Сатурна были определены отличающиеся друг от друга пояса. Они разнятся набором частиц, которые удерживаются в этих поясах, и их энергией. Частицы эти поставляются как Солнцем, так и спутниками планеты. Магнитосфера планеты Сатурн излучает радиошумы, зафиксированные Вояджером 1. Интересно, что когда магнитосферу изучал Вояджер 2, шумы претерпели изменения и значительно ослабли. Возможно, это связано с сезонными изменениями, активностью Солнца, однако, в тот момент Сатурн также вошел в магнитосферу Юпитера, как известно, раздувающуюся, порою, до таких пределов. И хотя влияние поля Юпитера на таком расстоянии мало, возможно, и он все-таки причастен к изменениям в магнитосфере Сатурна.

К настоящему времени у Сатурна установлено существование 7 колец, три из которых видны с Земли и обнаружены астрономами уже давно. Кольца Сатурна состоят из множества ледяных частиц с размерами от долей миллиметра до нескольких метров. Кольцо Сатурна очень широко: его ширина составляет 137 000 км. В то же время, кольцо имеет в толщину всего несколько десятков метров. Если представить себе планету Сатурн в виде футбольного мяча, кольца бы у такой планеты были гораздо тоньше волоса. Кольцо Сатурна, из-за своей большой ширины и высокой отражательной способности составляющих его частиц, очень яркое. Существует три основных кольца, названных A, B и C. Они различимы без особых проблем с Земли. Есть имена и у более слабых колец - D, E, F. При ближайшем рассмотрении колец оказывается великое множество. Между кольцами существуют щели, где нет частиц. Та из щелей, которую можно увидеть в средний телескоп с Земли (между кольцами А и В), названа щелью Кассини. В ясные ночи с хорошими телескопами можно увидеть менее заметные щели. Кольца являются остатками того допланетного облака, которое скорее всего породило все тела Солнечной системы.

                                                                       Планета Уран

Уран — седьмая планета от Солнца и третья по размеру. Интересно, что
Уран хоть и больше в диаметре, но меньше массой,  чем  Нептун.  Уран  иногда едва  видим  невооруженным  глазом  в  очень  ясные   ночи;   его   нетрудно отождествить в бинокль (если Вы  знаете  точно,  куда  смотреть).  Небольшой астрономический телескоп покажет небольшой диск.
 Расстояние от  Солнца  2870990000  км  (19.218  а.е.),  экваториальный
диаметр: 51,118 км, в 4 раза больше земного, масса: 8.686.10 25 кг, 14  масс
Земли. Период обращения  вокруг  Солнца  —  84  с  четвертью  года.  Средняя температура на Уране — около 60-ти Кельвинов.
 Уран — старинное Греческое божество Неба,  самый  ранний  высший  бог, который был отцом Хроноса  (Сатурна),  Циклопа  и  Титана  (предшественников
Олимпийских богов).

У большинства планет  ось  вращения  почти  перпендикулярна  плоскости эклиптики (эклиптика - видимый годовой путь Солнца  на  небесной  сфере),  но ось Урана почти параллельна этой  плоскости.  Причины  “лежачего”  обращения Урана неизвестны. Зато в действительности существует спор: какой из  полюсов Урана — северный.

 Разговор этот отнюдь не подобен  спору  о  палке  с  двумя концами и двумя началами. То, как же на самом деле сложилась такая  ситуация с  вращением  Урана,  очень  многое  значит  в  теории  возникновения   всей Солнечной системы, ведь почти все гипотезы подразумевают вращение  планет  в одну сторону. Если  Уран  образовался,  лежа  на  боку,  то  это  сильно  не состыкуется с догадками о происхождении  нашей  планетной  системы.  Правда, сейчас  все  больше  полагают,  что  такое  положение  Урана   —   результат столкновения с большим  небесным  телом,  возможно  крупным  астероидом,  на ранних стадиях формирования Урана.

Уран сформировался из первоначальных твердых  тел  и  различных  льдов (подо льдами здесь надо понимать не только водяной  лед),  он  лишь  на  15% состоит из водорода,  а  гелия  нет  почти  совсем  (в  контраст  Юпитеру  и Сатурну, которые, по большей части, — водород).  Метан,  ацетилен  и  другие углеводороды существуют в значительно больших количествах, чем на Юпитере  и Сатурне. Ветры в средних  широтах  на  Уране  перемещают  облака  в  тех  же направлениях, что и на Земле. Эти ветры дуют со скоростью от 40-а до  160-ти метров в секунду; на  Земле  быстрые  потоки  в  атмосфере  перемещаются  со скоростью около 50-ти метров в секунду.
      Толстый слой (дымка) - фотохимический  смог  -  обнаруживается  вокруг освещенного Солнцем полюса.  Освещенный  Солнцем  полушарие  также  излучает больше  ультрафиолета.  Инструменты  “Вояждера”  обнаружили  отчасти   более холодную полосу между 15 и 40-ка градусами широты, где температура на 2-3  K ниже.

      Синий  цвет  Урана  является  результатом  поглощения  красного  света метаном в  верхней  части  атмосферы.  Вероятно,  существуют  облака  других цветов,  но  они  прячутся  от  наблюдателей  перекрывающим  слоем   метана.
Атмосфера Урана (но не Уран в целом!) состоит примерно из 83% водорода,  15% гелия и 2% метана.  Подобно  другим  газовым  планетам,  Уран  имеет  полосы облаков,  которые  очень  быстро  перемещаются.  Но  они  чрезвычайно  плохо различимы и видимы  только  на  снимках  с  большим  разрешением,  сделанные “Вояджером-2” . Последние наблюдения с  HST  позволили  рассмотреть  большие
облака. Есть предположение о том, что эта возможность появилась  в  связи  с сезонными эффектами, ведь как не трудно сообразить, зима от  лета  на  Уране сильно разняться:  целое  полушарие  зимой  на  несколько  лет  прячется  от Солнца! Хотя, Уран получает в 370 раз меньше тепла  от  Солнца,  чем  Земля, так что летом там тоже не бывает жарко. К тому же, Уран  излучает  тепла  не больше, чем получает от Солнца, следовательно, он холоден внутри?

      Кроме того, оказывается, что Уран не имеет твердого ядра,  и  вещество более или менее единообразно распространено по  всему  объему  планеты.  Это отличает Уран (да  и  Нептун  тоже)  от  его  более  крупных  родственников. Возможно, эта обедненность легкими газами —  следствие  недостаточной  массы зародыша планеты, и в ходе образования, Уран не  смог  удержать  возле  себя большее  количество  водорода  и  гелия.  А  может  быть,   в   этом   месте зарождающейся планетной системы вовсе не было  столько  легких  газов,  что, конечно, в свою очередь, тоже  требует  объяснений.  Как  видно,  ответы  на вопросы, связанные с Ураном, могут пролить свет  на  судьбу  всей  Солнечной системы!

                                                                        Планета Нептун
НЕПТУН (астрологический знак J), планета, среднее расстояние от Солнца 30,06 а. е. (4500 млн. км), период обращения 164,8 года, период вращения 17,8 ч, экваториальный диаметр 49 500 км, масса 1,03.1026 кг, состав атмосферы: CH4, H2, Нe. Нептун имеет 6 спутников. Открыт в 1846 И. Галле по теоретическим предсказаниям У. Ж. Леверье и Дж. К. Адамса. Удаленность Нептуна от Земли существенно ограничивает возможности его исследования.

Нептун движется вокруг Солнца по эллиптической, близкой к круговой (эксцентриситет — 0,009), орбите; его среднее расстояние от Солнца в 30,058 раз больше, чем у Земли, что составляет примерно 4500 млн. км. Это значит, что свет от Солнца доходит до Нептуна немногим более чем за 4 часа. Продолжительность года, то есть время одного полного оборота вокруг Солнца 164,8 земных лет. Экваториальный радиус планеты 24750 км, что почти в четыре раза превосходит радиус Земли, притом собственное вращение настолько быстрое, что сутки на Нептуне длятся всего 17,8 часов. Хотя средняя плотность Нептуна, равная 1,67 г/см3, почти втрое меньше земной, его масса из-за больших размеров планеты в 17,2 раза больше, чем у Земли. Нептун выглядит на небе как звезда 7,8 звездной величины (недоступна невооруженному глазу); при сильном увеличении имеет вид зеленоватого диска, лишенного каких-либо деталей.
Нептун обладает магнитным полем, напряженность которого на полюсах примерно вдвое больше, чем на Земле.
Эффективная температура поверхностных областей — ок. 38 К, но по мере приближения к центру планеты она возрастает до (12-14)·103 К при давлении 7-8 мегабар.

Из всех элементов на Нептуне преобладают водород и гелий примерно в таком же соотношении, как и на Солнце: на один атом гелия приходится около 20 атомов водорода. В несвязанном состоянии водорода на Нептуне значительно меньше, чем на Юпитере и Сатурне. Присутствуют и другие элементы, в основном легкие. На Нептуне, как и на других планетах-гигантах, произошла многослойная дифференциация вещества, в процессе которой образовалась протяженная ледяная оболочка как на Уране. По теоретическим оценкам, имеется и мантия, и ядро. Масса ядра вместе с ледяной оболочкой согласно расчетным моделям может достигать 90% всей массы планеты.
Около Нептуна движутся 6 спутников. Самый крупный из них — Тритон — имеет радиус 1600 км, что немногим (на 138 км) меньше радиуса Луны, хотя масса его на порядок меньше. Второй по величине спутник, Нереида, значительно меньших размеров (радиус 100 км) и в 20000 раз меньше по массе, чем Луна.


Планета Плутон
Существование девятой планеты в 1905 году предсказал американец Персиваль Лоуэлл, прославившийся поисками цивилизации на Марсе. Согласно вычислениям Лоуэлла, за орбитой Нептуна находится еще одно крупное небесное тело, имеющее непосредственную связь с солнечной системой.

Лоуэлл заметил отклонения в движениях Урана и Нептуна от рассчитанных орбит и решил, что это происходит из-за влияния более дальней планеты. Объект своей гипотезы Лоуэлл назвал планетой Икс, но до ее «реального» открытия он, увы, не дожил.

Первым планету обнаружил молодой сотрудник Флагстаффской обсерватории штата Аризона Клайд Уильям Томбо. Средь бела дня 18 февраля 1930 года, сравнивая фотографии звездного неба, сделанные с помощью телескопа обсерватории имени Лоуэлла, Томбо обнаружил объект, который перемещался в направлении, противоположном направлению движения звезд. Это и был Плутон. Томбо обнаружил его в месте, предсказанном Лоуэллом.

Позднее планета была найдена и на более ранних фотографиях неба. Интересно, что история открытий Плутона и Нептуна в действительности начинается с открытия Урана, знаменующего начало новой эпохи в астрономии, поскольку Уран был первой планетой, которую именно «открыли», в то время как все другие были видны невооруженным глазом любому человеку, посмотревшему на небо. Таким образом, не будь наблюдений Урана, два более поздних открытия могли бы задержаться на многие годы.

Сразу после открытия девятой планеты был объявлен конкурс на лучшее название. Из множества предложений – Афина, Геракл, Гера, Прометей, Хаос, Атлас и других – было выбрано имя Плутон. Так из мрака окраин солнечной системы, будто из недр подземного царства античного бога, был извлечен новый член нашей планетной семьи. При этом первые буквы названия совпали с инициалами Персиваля Лоуэлла.

Официально свое имя Плутон получил первого мая того же года. Однако прошло более сорока лет до того, как астрономы смогли начать более подробное изучение далекой планеты: знания о ней начали формироваться лишь с развитием техники космических исследований в середине семидесятых годов. Тут-то и стали раскрываться тайны столь необычного небесного тела, каковым является Плутон. 

Плутон и его спутник Харон

Поначалу ученые полагали, что по размеру Плутон примерно равен Земле. Но сегодня известно, что его диаметр составляет всего лишь 2274 километра, что в полтора раза меньше диаметра Луны. Надо сказать, что маленькая масса Плутона недостаточна, чтобы вызвать отклонения гигантских Урана и Нептуна, поэтому многие ученые еще надеются отыскать десятую планету.

Сложности с определением диаметра Плутона были вызваны особым обстоятельством. До 1978 года Плутон считался «полноценной» планетой. Но 22 июня того года Джим Кристи из Морской обсерватории в Вашингтоне решил посмотреть снимки Плутона, сделанные во Флагстаффе за месяц до этого. Цель наблюдений была довольно рутинной – уточнить орбиту этой все еще слабо изученной планеты.

Тут Кристи бросилось в глаза то, что тело Плутона выглядит как-то странно: оно вроде бы вытянуто в одну сторону. Гора? Но даже помыслить невозможно о такой гигантской вершине, которая была бы заметна за миллиарды километров, пускай и в наилучший телескоп. Кристи решил: спутник!

Коллега первооткрывателя Р. Харрингтон занялся вычислениями и пришел к такому же выводу. При этом обнаружилось, что луна Плутона вращается вместе с ним так, что постоянно «висит» над одной точкой поверхности планеты. Тем временем на более ранних фотографиях Кристи обнаружил слабый выступ, который до него никто не сумел разглядеть. Первооткрыватель предложил для спутника имя Харон. Так перевозчик душ через реку Стикс в царство Плутона занял свое место на космическом небосклоне.

Дальнейшие наблюдения и вычисления привели к определению размеров «двойной планеты», как принято ее называть, ведь диаметр Харона оказался всего лишь в два раза меньше диаметра Плутона. Сенсационное открытие Кристи доставило Плутону немало неприятностей, ведь определение истинных размеров «малыша» грозит ему разоблачением. 

Покушение на «двойную планету» 

Еще 50 лет назад американский астроном Джерард Койпер предсказал, что между орбитами Нептуна и Плутона находится астероидный пояс, в котором возможно существование малых планет, подобных Плутону. Пояс Койпера действительно был обнаружен в начале 1990-х годов и на сегодняшний день насчитывает более 300 малых планет.

Открытие пояса перевернуло представление об истории солнечной системы. Астероиды Пояса содержат то протовещество, из которых сформировались Солнце и планеты. Однако сам пояс не стал планетой и не претерпел с тех пор особых изменений. Поэтому изучение Плутона и пояса Койпера сродни раскопкам Шлимана в Трое – это настоящая космическая археология.

В «толкотне» пояса астероидов некоторые ученые видят Плутон лишь как самый крупный из своих собратьев и призывают отказать Плутону в статусе планеты. Ученые из Центра Роуз по исследованию Земли и космоса при Нью-йоркском музее естественной истории заявляют, что Плутон, будучи небольшим по размеру и состоящий изо льда, имеет больше общего с кометами, чем с планетами. При этом музейные власти неохотно объясняют, почему на схеме солнечной системы Плутон отсутствует.

Масла в огонь подлило недавнее открытие в поясе Койпера нового крупного небесного объекта, названного Седной в честь эскимосской богини моря. Диаметр Седны оценивается в 1700 километров, что не намного меньше диаметра самого Плутона. Многие ученые, в том числе и Майк Браун из Калифорнийского технологического института, руководивший группой ученых, открывших Седну, признают, что до полноценной планеты она не дотягивает, и предпочитают называть ее планетоидом, то есть чем-то средним между планетой и астероидом.

Однако как и другие объекты, найденные в последнее время и населяющие пояс Койпера, Седна куда больше типичного астероида. Полагают даже, что открытие в этом районе нового небесного тела, рядом с которым и Седна и Плутон покажутся карликами, – это лишь вопрос времени.

В связи с открытием Седны Международный астрономический союз намерен пересмотреть классификацию планет. Рабочая группа Союза решит, следует ли считать Седну и подобные ей объекты планетами. При этом ученые попытаются определить, какой минимальный размер должно иметь небесное тело, чтобы называться планетой. 

«Если мы начнем эту работу, без сомнения, Плутон перестанет называться планетой, – заявил профессор Айван Уильямс. – Однако существует уже вековая культура, согласно которой Плутон планетой является. Так что Союз учреждает рабочую группу, которая попытается определить неопределимое».

В 1999 году, в последний раз, когда вопрос о деклассификации Плутона обсуждался на серьезном уровне, дискуссия вызвала настоящую бурю. Видимо, астрономическое сообщество и сегодня не готово смириться с потерей планетарного статуса Плутона…












Комментариев нет:

Отправить комментарий