Вселенная (космос) — это весь окружающий нас мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает вечно движущаяся материя. Безграничность Вселенной отчасти можно представить в ясную ночь с миллиардами разной величины светящихся мерцающих точек на небе, представляющих далекие миры. Лучи света при скорости 300 000 км/с из наиболее отдаленных частей Вселенной доходят до Земли примерно за 10 млрд лет.
По мнению ученых, образовалась Вселенная в результате «Большого Взрыва» 17 млрд лет назад.
Она состоит из скоплений звезд, планет, космической пыли и других космических тел. Эти тела образуют системы: планеты со спутниками (например. Солнечная система), галактики, метагалактики (скопление галактик).
Галактика (позднегреч.galaktikos - молочный, млечный, от греческогоgala - молоко) — обширная звездная система, которая состоит из множества звезд, звездных скоплений и ассоциаций, газовых и пылевых туманностей, а также отдельных атомов и частиц, рассеянных в межзвездном пространстве.
Во Вселенной существует множество галактик различного размера и формы.
Все звезды, видимые с Земли, входят в состав галактики Млечный Путь. Свое название она получила благодаря тому, что большинство звезд можно увидеть ясной ночью в виде Млечного Пути — белесой размытой полосы.
Всего же Галактика Млечный Путь содержит около 100 млрд звезд.
Наша галактика находится в постоянном вращении. Скорость ее движения во Вселенной — 1,5 млн км/ч. Если смотреть на нашу галактику со стороны ее северного полюса, то вращение происходит по часовой стрелке. Солнце и ближайшие к нему звезды совершают полный оборот вокруг центра галактики за 200 млн лет. Этот срок принято считать галактическим годом.
По размеру и форме сходна с галактикой Млечный Путь галактика Андромеды, или Туманность Андромеды, которая находится на расстоянии примерно 2 млн световых лет от нашей галактики. Световой год — расстояние, проходимое светом за год, приблизительно равное 10 13 км (скорость света — 300 000 км/с).
Для наглядности изучения движения и расположения звезд, планет и других небесных тел используется понятие небесной сферы.
Рис. 1. Основные линии небесной сферы
Небесная сфера — это воображаемая сфера сколь угодно большого радиуса, в центре которой находится наблюдатель. На небесную сферу проецируются звезды, Солнце, Луна, планеты.
Важнейшими линиями на небесной сфере являются: отвесная линия, зенит, надир, небесный экватор, эклиптика, небесный меридиан и др. (рис. 1).
Отвесная линия — прямая, проходящая через центр небесной сферы и совпадающая с направлением нити отвеса в месте наблюдения. Для наблюдателя, находящегося на поверхности Земли, отвесная линия проходит через центр Земли и точку наблюдения.
Отвесная линия пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках - зените, над головой наблюдателя, и надире — диаметрально противоположной точке.
Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна к отвесной линии, называется математическим горизонтом. Он делит поверхность небесной сферы на две половины: видимую для наблюдателя, с вершиной в зените, и невидимую, с вершиной в надире.
Диаметр, вокруг которого происходит вращение небесной сферы, - ось мира. Она пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках - северном полюсе мира и южном полюсе мира. Северным полюсом называется тот, со стороны которого вращение небесной сферы происходит по часовой стрелке, если смотреть на сферу извне.
Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира, носит название небесного экватора. Он делит поверхность небесной сферы на два полушария: северное, с вершиной в северном полюсе мира, и южное, с вершиной в южном полюсе мира.
Большой круг небесной сферы, плоскость которого проходит через отвесную линию и ось мира, — небесный меридиан. Он делит поверхность небесной сферы на два полушария - восточное и западное.
Линия пересечения плоскости небесного меридиана и плоскости математического горизонта - полуденная линия.
Эклиптика (от греч.ekieipsis - затмение) — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца, точнее — его центра.
Плоскость эклиптики наклонена к плоскости небесного экватора под углом 23°26"21".
Чтобы легче запомнить местоположение звезд на небе, люди в древности придумали объединять самые яркие из них в созвездия.
В настоящее время известны 88 созвездий, которые носят имена мифических персонажей (Геркулес, Пегас и др.), знаков зодиака (Телец, Рыбы, Рак и др.), предметов (Весы, Лира и др.) (рис. 2).
Рис. 2. Летне-осенние созвездия
Происхождение галактик. Солнечной системы и ее отдельных планет, до сих пор остается неразгаданной тайной природы. Существует несколько гипотез. В настоящее время считается, что наша галактика образовалась из газового облака, состоявшего из водорода. На начальной стадии эволюции галактики из межзвездной газово-пылевой среды образовались первые звезды, а 4,6 млрд лет назад — Солнечная система.
Состав солнечной системы
Совокупность небесных тел, движущихся вокруг Солнца как центрального тела, образует Солнечную систему. Она расположена почти на окраине галактики Млечный Путь. Солнечная система участвует во вращении вокруг центра галактики. Скорость се движения составляет около 220 км/с. Это движение происходит в направлении созвездия Лебедя.
Состав Солнечной системы можно представить в виде упрощенной схемы, приведенной на рис. 3.
Свыше 99,9 % массы вещества Солнечной системы приходится на Солнце и только 0,1 % — на все остальные ее элементы.
|
Гипотеза И. Канта (1775 г.) — П.Лапласа (1796 г.) |
Гипотеза Д. Джинса (начало XX в.) |
Гипотеза академика О. П. Шмидта (40-е гг. XX в.) |
Ги потеза а кале мика В. Г. Фесенкова (30-е гг. XX в.) |
|
Планеты образовались из газово-пылевой материи (в виде раскаленной туманности). Охлаждение сопровождаюсь сжатием и увеличением скорости вращения какой-то оси. На экваторе туманности возникали кольца. Вещество колец собиралось в раскаленные тела и постепенно остывало |
Мимо Солнца когда-то прошла более крупная звезда, сс притяжение вырвало из Солнца струю раскаленного вещества (протуберанец). Образовались сгущения, из которых потом — планеты |
Газово-пылевое облако, вращающееся вокруг Солнца, должно было принять сплошную форму в результате соударения частиц и их движения. Частицы объединились в сгущения. Притяжение более мелких частиц сгущениями должно было способствовать росту окружающего вещества. Орбиты сгущений должны были стать почти круговыми и лежащими почти в одной плоскости. Сгущения явились зародышами планет, вобрав в себя почти всс вещество из промежутков между их орбитами |
Из вращающегося облака возникло само Солнце, а планеты — из вторичных сгущений в этом облаке. Далее Солнце сильно уменьшилось и охладилось до современного состояния |
Рис. 3. Состав Солнечной систем
Солнце
Солнце — это звезда, гигантский раскаленный шар. Его диаметр в 109 раз больше диаметра Земли, масса в 330 000 раз больше массы Земли, зато средняя плотность невелика — всего в 1,4 раза больше плотности воды. Солнце находится на расстоянии около 26 000 световых лет от центра нашей галактики и обращается вокруг него, делая один оборот примерно за 225-250 млн лет. Орбитальная скорость движения Солнца равна 217 км/с — таким образом, оно проходит один световой год за 1400 земных лет.
Рис. 4. Химический состав Солнца
Давление на Солнце в 200 млрд раз выше, чем у поверхности Земли. Плотность солнечного вещества и давление быстро нарастают вглубь; рост давления объясняется весом всех вышележащих слоев. Температура на поверхности Солнца 6000 К, а внутри 13 500 000 К. Характерное время жизни звезды типа Солнца 10 млрд лег.
Таблица 1. Общие сведения о Солнце
Химический состав Солнца примерно такой же, как и у большинства других звезд: около 75 % — это водород, 25 % — гелий и менее 1 % — все другие химические элементы (углерод, кислород, азот и т. д.) (рис. 4).
Центральная часть Солнца с радиусом примерно 150 000 км называется солнечным ядром. Это зона ядерных реакций. Плотность вещества здесь примерно в 150 раз выше плотности воды. Температура превышает 10 млн К (по шкале Кельвина, в пересчете на градусы Цельсия 1 °С = К — 273,1) (рис. 5).
Над ядром, на расстояниях около 0,2-0,7 радиуса Солнца от его центра, находится зона переноса лучистой энергии. Перенос энергии здесь осуществляется путем поглощения и излучения фотонов отдельными слоями частиц (см. рис. 5).
Рис. 5. Строение Солнца
Фотон (от греч.phos - свет), элементарная частица, способная существовать, только двигаясь со скоростью света.
Ближе к поверхности Солнца возникает вихревое перемешивание плазмы, и перенос энергии к поверхности совершается
преимущественно движениями самого вещества. Такой способ передачи энергии называется конвекцией, а слой Солнца, где она происходит, - конвективной зоной. Мощность этого слоя составляет примерно 200 000 км.
Выше конвективной зоны располагается солнечная атмосфера, которая постоянно колеблется. Здесь распространяются как вертикальные, так и горизонтальные волны с длинами в несколько тысяч километров. Колебания происходят с периодом около пяти минут.
Внутренний слой атмосферы Солнца называется фотосферой. Она состоит из светлых пузырьков. Это гранулы. Их размеры невелики — 1000-2000 км, а расстояние между ними — 300- 600 км. На Солнце одновременно может наблюдаться около миллиона гранул, каждая из которых существует несколько минут. Гранулы окружены темными промежутками. Если в гранулах вещество поднимается, то вокруг них — опускается. Гранулы создают общий фон, на котором можно наблюдать такие масштабные образования, как факелы, солнечные пятна, протуберанцы и др.
Солнечные пятна — темные области на Солнце, температура которых по сравнению с окружающим пространством понижена.
Солнечными факелами называют яркие поля, окружающие солнечные пятна.
Протуберанцы (от лат.protubero — вздуваюсь) — плотные конденсации относительно холодного (по сравнению с окружающей температурой) вещества, которые поднимаются и удерживаются над поверхностью Солнца магнитным полем. К возникновению магнитного поля Солнца может приводить то, что различные слои Солнца вращаются с разной скоростью: внутренние части вращаются быстрее; особенно быстро вращается ядро.
Протуберанцы, солнечные пятна и факелы — это не единственные примеры солнечной активности. К ней также относятся магнитные бури и взрывы, которые называют вспышками.
Выше фотосферы располагается хромосфера — внешняя оболочка Солнца. Происхождение названия этой части солнечной атмосферы связано с ее красноватым цветом. Мощность хромосферы составляет 10-15 тыс. км, а плотность вещества в сотни тысяч раз меньше, чем в фотосфере. Температура в хромосфере быстро растет, достигая в верхних ее слоях десятков тысяч градусов. На краю хромосферы наблюдаются спикулы, представляющие собой вытянутые столбики из уплотненного светящегося газа. Температура этих струй выше, чем температура фотосферы. Спикулы сначала поднимаются из нижней хромосферы на 5000-10 000 км, а потом падают обратно, где и затухают. Все это происходит со скоростью около 20 000 м/с. Спи кула живет 5-10 мин. Количество спикул, существующих на Солнце одновременно, составляет около миллиона (рис. 6).
Рис. 6. Строение внешних слоев Солнца
Хромосферу окружает солнечная корона — внешний слой атмосферы Солнца.
Полное количество энергии, излучаемой Солнцем, составляет 3,86 . 1026 Вт, и лишь одну двухмиллиардную часть этой энергии получает Земля.
Солнечная радиация включает корпускулярное и электромагнитное излучения. Корпускулярное основное излучение — это плазменный поток, который состоит из протонов и нейтронов, или по-другому - солнечный ветер, который достигает околоземного пространства и обтекает всю магнитосферу Земли. Электромагнитная радиация — это лучистая энергия Солнца. Она в виде прямой и рассеянной радиации достигает земной поверхности и обеспечивает тепловой режим на нашей планете.
В середине XIX в. швейцарский астроном Рудольф Вольф (1816-1893) (рис. 7) вычислил количественный показатель солнечной активности, известный во всем мире как число Вольфа. Обработав накопленные к середине прошлого века материалы наблюдений за солнечными пятнами, Вольф смог установить средний И-летний цикл солнечной активности. Фактически же интервалы времени между годами максимальных или минимальных чисел Вольфа колеблются от 7 до 17 лет. Одновременно с 11-летним циклом протекает вековой, точнее 80-90-летний, цикл солнечной активности. Несогласованно накладываясь друг на друга, они вносят заметные изменения в процессы, совершающиеся в географической оболочке Земли.
На тесную связь многих земных явлений с солнечной активностью еще в 1936 г. указывал А. Л. Чижевский (1897-1964) (рис. 8), писавший о том, что подавляющее большинство физико-химических процессов на Земле представляет результат воздействия космических сил. Он же был и одним из основоположников такой науки, как гелиобиология (от греч.helios — солнце), изучающей влияние Солнца на живое вещество географической оболочки Земли.
В зависимости от солнечной активности протекают такие физические явления на Земле, как: магнитные бури, частота полярных сияний, количество ультрафиолетовой радиации, интенсивность грозовой деятельности, температура воздуха, атмосферное давление, осадки, уровень озер, рек, грунтовых вод, соленость и деловитость морей и др.
С периодической деятельностью Солнца связана жизнь растений и животных (существует корреляция между солнечной цикличностью и сроком вегетационного периода у растений, размножением и миграцией птиц, грызунов и т. д.), а также человека (заболевания).
В настоящее время взаимосвязи между солнечными и земными процессами продолжают изучаться с помощью искусственных спутников Земли.
Планеты земной группы
Помимо Солнца в составе Солнечной системы выделяют планеты (рис. 9).
По размерам, географическим показателям и химическому составу планеты подразделяются на две группы: планеты земной группы и планеты-гиганты. К планетам земной группы относятся , и . О них и пойдет речь в этом подразделе.
Рис. 9. Планеты Солнечной системы
Земля — третья планета от Солнца. Ей будет посвящен отдельный подраздел.
Давайте обобщим.
От местоположения планеты в Солнечной системе зависит плотность вещества планеты, а с учетом ее размеров — и масса. Чем
ближе планета к Солнцу, тем выше у нее средняя плотность вещества. Например, у Меркурия она составляет 5,42 г/см\ Венеры — 5,25, Земли — 5,25, Марса — 3,97 г/см 3 .
Общими характеристиками планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) являются прежде всего: 1) сравнительно небольшие размеры; 2) высокие температуры на поверхности и 3) высокая плотность вещества планет. Эти планеты сравнительно медленно вращаются вокруг своей оси и имеют мало спутников или не имеют их совсем. В строении планет земной группы выделяют четыре главные оболочки: 1) плотное ядро; 2) покрывающую его мантию; 3) кору; 4) легкую газо- во-водную оболочку (исключая Меркурий). На поверхности этих планет обнаружены следы тектонической деятельности.
Планеты-гиганты
Теперь познакомимся с планетами-гигантами, которые тоже входят в нашу Солнечную систему. Это , .
Планеты-гиганты обладают следующими общими характеристиками: 1) большими размерами и массой; 2) быстро вращаются вокруг оси; 3) имеют кольца, много спутников; 4) атмосфера состоит, в основном, из водорода и гелия; 5) в центре имеют горячее ядро из металлов и силикатов.
Их также отличают: 1) низкие температуры на поверхности; 2) малая плотность вещества планет.
Это система планет, в центре которой находится яркая звезда, источник энергии, тепла и света - Солнце.
По одной из теорий Солнце образовалось вместе с Солнечной системой около 4,5 миллиардов лет назад в результате взрыва одной или нескольких сверхновых звезд. Изначально Солнечная система представляла собой облако из газа и частиц пыли, которые в движении и под воздействием своей массы образовали диск, в котором возникла новая звезда Солнце и вся наша Солнечная система.
В центра Солнечной системы находится Солнце, вокруг которого по орбитам вращаются девять крупных планет. Так как Солнце смещено от центра планетарных орбит, то за цикл оборота вокруг Солнца планеты то приближаются, то отдаляются по своим орбитам.
Различают две группы планет :
Планеты земной группы: и . Эти планеты небольшого размера с каменистой поверхностью, они находятся ближе других к Солнцу.
Планеты гиганты: и . Это крупные планеты, состоящие в основном из газа и им характерно наличие колец, состоящих из ледяной пыли и множества скалистых кусков.
А вот не попадает ни в одну группу, т.к., несмотря на свое нахождение в Солнечной системе, слишком далеко расположен от Солнца и имеет совсем небольшой диаметр, всего 2320 км, что в два раза меньше диаметра Меркурия.
Планеты Солнечной системы
Давайте начнем увлекательное знакомство с планетами Солнечной системы по порядку их расположения от Солнца, а также рассмотрим их основные спутники и некоторые другие космические объекты (кометы, астероиды, метеориты) в гигантских просторах нашей планетарной системы.
Кольца и спутники Юпитера:
Европа, Ио, Ганимед, Каллисто и другие...
Планету Юпитер окружает целое семейство из 16 спутников, причем каждый из них имеет свои, непохожие на другие особенности...
Кольца и спутники Сатурна:
Титан, Энцелад и другие...
Характерные кольца есть не только у планеты Сатурн, но и на других планетах-гигантах. Вокруг Сатурна кольца особенно четко видно, потому что состоят из миллиардов мелких частиц, которые вращаются вокруг планеты, помимо нескольких колец у Сатурна есть 18 спутников, один из которых Титан, его диаметр 5000км, что делает его самым большим спутником Солнечной системы...
Кольца и спутники Урана:
Титания, Оберон и другие...
Планета Уран имеет 17 спутников и, как и другие планеты-гиганты, опоясывающие планету тонкие кольца, которые практически не имеют способности отражать свет, поэтому открыты были не так давно в 1977 году совершенно случайно...
Кольца и спутники Нептуна:
Тритон, Нереида и другие...
Изначально до исследования Нептуна космическим аппаратом "Вояджер-2" было известно о двух спутников планеты - Тритон и Нерида. Интересный факт, что спутник Тритон имеет обратное направление орбитального движения, также на спутнике были обнаружены странные вулканы, которые извергали газ азот, словно гейзеры, расстилая массу темного цвета (из жидкого состояния в пар) на много километров в атмосферу. Во время своей миссии "Вояджер-2" обнаружил еще шесть спутников планеты Нептун...
Дом, в котором мы живем, - это наша Солнечная система. Пока неизвестно, одиноки ли мы во Вселенной. Небесные тела рассыпаны по всему Космосу, и жизнь вполне может существовать в других ее проявлениях не только на Земле. Солнечное тепло рождает жизнь на нашей планете, так как Солнце - единственная наша звезда.
Небесные тела нашей системы
Солнце - центр нашей системы. Движение небесных тел осуществляется вокруг Солнца по отдельным орбитам. На планетах не протекают. Солнце же, благодаря реакциям, обогревает планеты, которые вокруг него вращаются. Все планеты велики и имеют сферическую форму, которую они приобрели в результате эволюции.
Раньше астрологи предполагали, что существует только семь планет в солнечной системе. Это - Солнце, Луна, Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн.
Очень давно, до открытия Солнечной системы, люди считали, что Земля - центр всего и все космические небесные тела, включая Солнце, движутся вокруг нее. Такая система была названа геоцентрической.
В XVI веке, Николаем Коперником была предложена новая система построения Мира, названная гелиоцентрической. Коперник заявил, что в центре Мира расположено Солнце, а не Земля. Смена же дня и ночи происходит по причине вращения нашей планеты вокруг собственной оси.
Другие солнечные системы
Изобретение телескопа позволило людям впервые увидеть, что по небосводу движутся кометы, которые приближаются к Земле, а затем ее покидают. Спустя почти 20 веков, ученые определили, что космические небесные тела способны вращаться не только по орбите вокруг Земли или Солнца. Такой вывод последовал, когда открыли существование
Существуют ли другие системы планет у других звезд? Абсолютно точно это пока неизвестно, однако в их существовании можно не сомневаться.
В 1781 г. последовало открытие большой и далекой от Земли планеты Уран, т.е. планет оказалось не семь, и система космической иерархии была пересмотрена.
Долгое время существовало мнение, что распад или формирование некоторой планеты между Марсом и Юпитером породил все астероиды. На сегодняшний день учеными насчитывается больше, чем 15000 астероидов.
За последние годы открыли небесные тела, отнести которые к какому-то определенному классу, кометам или планетам, трудно. У этих объектов орбиты очень вытянуты, но отсутствуют признаки активности хвоста и кометы.
Два вида планет
Планеты нашей системы классифицируются на гиганты и земной группы. Отличие планет группы земной - большая средняя плотность и твердая поверхность. У Меркурия, по сравнению с другими планетами, плотность больше за счет ядра из железа, которое составляет 60% массы всей планеты. Сходна с Землей по массе и плотности Венера.
Земля отличается от других планет довольно сложной структурой мантии, глубина которой составляет 2900 км. Под ней находится ядро, предположительно металлическое. У Марса относительно небольшая плотность, и масса его ядра составляет не более 20%.
Небесные тела, относящиеся к группе планет-гигантов, обладают низкой плотностью и сложным атмосферным химическим составом. Эти планеты состоят из газа и их химический состав близок к солнечному (водород и гелий).
К примеру, знали ли вы, что у Плутона есть двойник? Его название - Орк, что означает имя этрусского бога смерти, а его спутник Вант практически один в один повторяет размеры луны Плутона Харона. Орбитальные периоды, углы наклона и расстояние до Солнца у объектов совпадают.
Также интересным телом является Антиопа - первый в истории астероид со спутником. Шестиугольник Сатурна давно не дает покоя ученым. Он представляет собой ураган идеальноq формы, чей диаметр превосходит диаметр нашей планеты.
Уникальная карликовая планета Хаумея изначально называлась Санта потому, что она была открыта в канун Нового Года. Ее уникальность заключается в скорости вращения - день на Хаумее проходит за 3,9 часа.
Спутники Сатурна Пан и Атлас выглядят не совсем обычно для лун, ведь и[ края сплющены. Ученые прозвали их «пастухами», так как они якобы «пасут» частички колец Сатурна, то отталкивая их, то притягивая к себе.
Астероид 2008 KV42 получил прозвище «Драк» в честь вампира Дракулы, который умел ходить по стенам. Как это взаимосвязано? Дело в том, что Драк движется по ретроградной орбите, то есть он вращается в противоположную от Солнца сторону. Этот феномен встречается крайне редко.
Сиамские близнецы Янус и Эпиметей являются спутниками окольцованной планеты Сатурн. Расстояние между ними равняется 50 километрам, и это меньше, чем диаметры самих объектов. Раньше ученые не различали их и лишь недавно поняли, что они наблюдают не за одним, а за двумя спутниками. Очевидно, давным-давно Янус и Эпиметей были одним целым, но почему-то раскололись на две части.
Круитни - это предполагаемый второй «спутник» нашей планеты. Раз в год орбитальный резонанс Круитни и Земли составляет 1:1, и такой показатель можно назвать идеальной пропорцией. Но поскольку «спутник» то удаляется, то приближается к Земле, его нельзя считать полноценной луной.
Определение и классификация небесных тел, основные физические и химические характеристики астрономических объектов Солнечной системы.
Содержание статьи:
Небесные тела - это объекты, расположенные в Наблюдаемой Вселенной. Такими объектами могут являться естественные физические тела или их ассоциации. Все они характеризуются обособленностью, а также представляют собой единую структуру, связанную гравитацией или электромагнетизмом. Изучением данной категории занимается астрономия. В этой статье предлагается к вниманию классификация небесных тел Солнечной системы, а также описание их основных характеристик.
Классификация небесных тел Солнечной системы
Каждое небесное тело имеет особые характеристики, например, способ зарождения, химический состав, размеры и др. Это дает возможность классифицировать объекты, объединяя их в группы. Опишем, какие есть небесные тела в Солнечной системе: звезды, планеты, спутники, астероиды, кометы и др.
Классификация небесных тел Солнечной системы по составу:
- Силикатные небесные тела . Данная группа небесных тел именуется силикатной, т.к. основным компонентом всех ее представителей являются каменно-металлические породы (около 99% от всей массы тела). Силикатная составляющая представлена такими тугоплавкими веществами, как кремний, кальций, железо, алюминий, магний, сера и др. Присутствуют также ледяные и газовые компоненты (вода, лед, азот, углекислота, кислород, гелий водород), однако их содержание мизерное. К этой категории относятся 4 планеты (Венера, Меркурий, Земля и Марс), спутники (Луна, Ио, Европа, Тритон, Фобос, Деймос, Амальтея, др), более миллиона астероидов, обращающихся между орбитами двух планет - Юпитера и Марса (Паллада, Гигея, Веста, Церера и др.). Показатель плотности - от 3 грамм на кубический сантиметр и более.
- Ледяные небесные тела . Эта группа является самой многочисленной в Солнечной системе. Основная составляющая - ледяная компонента (углекислота, азот, водяной лед, кислород, аммиак, метан и др.). В меньшем количестве присутствует силикатная компонента, а объем газовой крайне незначительный. Эта группа включает одну планету Плутон, крупные спутники (Ганимед, Титан, Каллисто, Харон и др.), а также все кометы.
- Комбинированные небесные тела . Составу представителей данной группы присуще наличие в больших количествах всех трех компонент, т.е. силикатной, газовой и ледяной. К небесным телам с комбинированным составом относится Солнце и планеты-гиганты (Нептун, Сатурн, Юпитер и Уран). Эти объекты характеризуются быстрым вращением.
Характеристика звезды Солнце
Солнце является звездой, т.е. представляет собой скопление газа с невероятными объемами. Имеет собственную гравитацию (взаимодействие, характеризующееся притяжением), с помощью которой и удерживаются все его компоненты. Внутри любой звезды, а значит, и внутри Солнца, происходят реакции термоядерного синтеза, продуктом которых является колоссальная энергия.
Солнце имеет ядро, вокруг которого образовывается зона излучения, где происходит перенос энергии. Далее следует зона конвекции, в которой зарождаются магнитные поля и движения солнечного вещества. Видимая часть Солнца может быть названа поверхностью этой звезды только условно. Более правильная формулировка - фотосфера или сфера света.
Притяжение внутри Солнца настолько велико, что фотон из его ядра на то, чтобы добраться до поверхности звезды, затрачивает сотни тысяч лет. При этом его путь от поверхности Солнца до Земли составляет всего 8 минут. Плотность и размеры Солнца позволяют притягивать другие объекты Солнечной системы. Ускорение свободного падения (силы тяжести) в поверхностной зоне равно почти 28 м/с 2 .
Характеристика небесного тела звезды Солнце имеет следующий вид:
- Химический состав. Основные компоненты Солнца - это гелий и водород. Естественно, звезда включает и другие элементы, однако их удельный вес очень мизерный.
- Температура. Значение температуры существенно различается в разных зонах, так, в ядре она достигает 15.000.000 градусов Цельсия, а на видимой части - 5.500 градусов Цельсия.
- Плотность. Составляет 1,409 г/см 3 . Самая большая плотность отмечена в ядре, наименьшая - на поверхности.
- Масса. Если описывать массу Солнца без математических сокращений, то число будет выглядеть, как 1.988.920.000.000.000.000.000.000.000.000 кг.
- Объем. Полное значение - 1.412.000.000.000.000.000.000.000.000.000 кубических килограмм.
- Диаметр. Этот показатель составляет 1391000 км.
- Радиус. Радиус звезды Солнце - 695500 км.
- Орбита небесного тела. Солнце имеет собственную орбиту, которая пролегает вокруг центра Млечного пути. Полный оборот занимает 226 миллионов лет. Расчеты ученых показали, что скорость движения невероятно высока - почти 782000 километров в час.
Характеристика планет Солнечной системы
Планеты - это небесные тела, которые вращаются по орбите вокруг звезды или же ее остатков. Большой вес позволяет планетам под воздействием собственной гравитации становиться округлыми. Однако размеры и вес недостаточны для начала термоядерных реакций. Разберем более подробно характеристики планет на примерах некоторых представителей этой категории, входящих в состав Солнечной системы.
Марс занимает второе место по изученности среди планет. Является 4-й по удаленности от Солнца. Его размеры позволяют занимать 7 место в рейтинге самых объемных небесных тел Солнечной системы. Марс имеет внутреннее ядро, окруженное внешним жидким ядром. Далее располагается силикатная мантия планеты. А после промежуточного слоя идет кора, имеющая разную толщину в различных участках небесного тела.
Рассмотрим детальнее характеристики Марса:
- Химический состав небесного тела. Основными элементами, из которых состоит Марс, являются железо, сера, силикаты, базальт, оксид железа.
- Температура. Средний показатель - -50°C.
- Плотность - 3,94 г/см 3 .
- Масса - 641.850.000.000.000.000.000.000 кг.
- Объем - 163.180.000.000 км 3 .
- Диаметр - 6780 км.
- Радиус - 3390 км.
- Ускорение силы тяжести - 3,711 м/с 2 .
- Орбита. Пролегает вокруг Солнца. Имеет округлую траекторию, далекую от идеала, т.к. в разное время расстояние небесного тела от центра Солнечной системы имеет разные показатели - 206 и 249 млн. км.
Плутон отличается такими характеристиками:
- Состав. Основные составляющие - камень и лед.
- Температура. Средний показатель температуры на Плутоне - -229 градусов Цельсия.
- Плотность - около 2 г на 1 см 3 .
- Масса небесного тела - 13.105.000.000.000.000.000.000 кг.
- Объем - 7.150.000.000 км 3 .
- Диаметр - 2374 км.
- Радиус - 1187 км.
- Ускорение силы тяжести - 0,62 м/с 2 .
- Орбита. Планета обращается вокруг Солнца, однако орбита характеризуется эксцентричностью, т.е. в один период она удаляется до 7,4 млрд. км, в другой - приближается до 4,4 млрд. км. Орбитальная скорость небесного тела достигает 4,6691 км/с.
Основные характеристики Урана:
- Химический состав. Эта планета состоит из комбинации химических элементов. В большом количестве включает кремний, металлы, воду, метан, аммиак, водород, др.
- Температура небесного тела. Средняя температура - -224°С.
- Плотность - 1,3 г/см 3 .
- Масса - 86.832.000.000.000.000.000.000 кг.
- Объем - 68.340.000.000 км 3 .
- Диаметр - 50724 км.
- Радиус - 25362 км.
- Ускорение силы тяжести - 8,69 м/с 2 .
- Орбита. Центром, вокруг которого вращается Уран, также является Солнце. Орбита слегка вытянута. Орбитальная скорость составляет 6,81 км/с.
Характеристики спутников небесных тел
Спутник - это объект, находящийся в Видимой Вселенной, который обращается не вокруг звезды, а вокруг другого небесного тела под влиянием его гравитации и по определенной траектории. Опишем некоторые спутники и характеристики этих космических небесных тел.
Деймос - спутник Марса, который считается одним их самых маленьких, описывается так:
- Форма - похож на трехосный эллипсоид.
- Размеры - 15х12,2х10,4 км.
- Масса - 1.480.000.000.000.000 кг.
- Плотность - 1,47 г/см 3 .
- Состав. В состав спутника в основном входят каменистые породы, реголит. Атмосфера отсутствует.
- Ускорение силы тяжести - 0,004 м/с 2 .
- Температура - -40°С.
Характеристики Каллисто:
- Форма - округлая.
- Диаметр - 4820 км.
- Масса - 107.600.000.000.000.000.000.000 кг.
- Плотность - 1,834 г/см 3 .
- Состав - диоксид углерода, молекулярный кислород.
- Ускорение силы тяжести - 1,24 м/с 2 .
- Температура - -139,2°С.
Рассмотрим характеристики Оберона:
- Форма - округлая.
- Диаметр - 1523 км.
- Масса - 3.014.000.000.000.000.000.000 кг.
- Плотность - 1,63 г/см 3 .
- Состав - камень, лед, органика.
- Ускорение силы тяжести - 0,35 м/с 2 .
- Температура - -198°С.
Характеристика астероидов в Солнечной системе
Астероиды - большие каменные глыбы. В основном располагаются в астероидном поясе между орбитами Юпитера и Марса. Могут выходить из своих орбит по направлению к Земле и Солнцу.
Ярким представителем этого класса является Гигея - один из крупнейших астероидов. Это небесное тело располагается в главном астероидном поясе. Увидеть его можно даже в бинокль, но не всегда. Он хорошо различим в период перигелия, т.е. в тот момент, когда астероид находится в самой ближней к Солнцу точке орбиты. Имеет тусклую темную поверхность.
Основные характеристики Гигеи:
- Диаметр - 4 07 км.
- Плотность - 2,56 г/см 3 .
- Масса - 90.300.000.000.000.000.000 кг.
- Ускорение силы тяжести - 0,15 м/с 2 .
- Орбитальная скорость. Среднее значение - 16,75 км/с.
Основные характеристики Матильды таковы:
- Диаметр - почти 53 км.
- Плотность - 1,3 г/см 3 .
- Масса - 103.300.000.000.000.000 кг.
- Ускорение силы тяжести - 0,01 м/с 2 .
- Орбита. Матильда проходит полный оборот по орбите за 1572 земных суток.
У этого астероида имеется железно-никелевое ядро, покрытое каменной мантией. Протяженность самого большого кратера на Весте составляет 460 км, а глубина - 13 км.
Перечислим основные физические характеристики Весты:
- Диаметр - 525 км.
- Масса. Значение находится в пределах 260.000.000.000.000.000.000 кг.
- Плотность - порядка 3,46 г/см 3 .
- Ускорение свободного падения - 0,22 м/с 2 .
- Орбитальная скорость. Показатель средней орбитальной скорости равен 19,35 км/с. Один оборот вокруг оси Веста проходит за 5,3 часа.
Характеристика комет Солнечной системы
Комета - это небесное тело, имеющее небольшие размеры. Орбиты комет проходят вокруг Солнца и имеют вытянутую форму. Эти объекты, сближаясь с Солнцем, образуют след, состоящий из газа и пыли. Иногда он остается в форме комы, т.е. облака, которое тянется на огромное расстояние - от 100000 до 1,4 млн. км от ядра кометы. В других случаях след остается в форме хвоста, длина которого может достигать 20 млн. км.
Галлея - небесное тело группы комет, известное человечеству еще с древних времен, т.к. ее можно увидеть невооруженным взглядом.
Характеристики Галлеи:
- Масса. Приблизительно равна 220.000.000.000.000 кг.
- Плотность - 600 кг/м 3 .
- Период обращения вокруг Солнца - менее 200 лет. Сближение со звездой происходит приблизительно через 75-76 лет.
- Состав - замерзшая вода, металл и силикаты.
Состав кометы: дейтерий (тяжелая вода), органические соединения (муравьиная, уксусная кислота и др.), аргон, крипто и др. Период обращения вокруг Солнца - 2534 года. Достоверных данных о физических характеристиках этой кометы нет.
Комета Темпеля славится тем, что является первой кометой, на поверхность которой был доставлен зонд с Земли.
Характеристика кометы Темпеля:
- Масса - в пределах 79.000.000.000.000 кг.
- Размеры. Длина - 7,6 км, ширина - 4,9 км.
- Состав. Вода, углекислый газ, органические соединения и др.
- Орбита. Меняется при прохождении кометы вблизи Юпитера, постепенно сокращаясь. Последние данные: один оборот вокруг Солнца составляет 5,52 года.
За годы изучения Солнечной системы учеными было собрано немало интересных фактов о небесных телах. Рассмотрим те из них, которые зависят от химических и физических характеристик:
- Самым большим небесным телом по массе и диаметру является Солнце, на втором месте Юпитер, а на третьем - Сатурн.
- Наибольшая гравитация присуща Солнцу, второе место занимает - Юпитер, а третье - Нептун.
- Гравитация Юпитера способствует активному притяжению космического мусора. Ее уровень настолько велик, что планета способна вытягивать мусор с орбиты Земли.
- Самым жарким небесным телом Солнечной системы является именно Солнце - это ни для кого не секрет. А вот следующий показатель в 480 градусов Цельсия зафиксирован на Венере - второй по удаленности от центра планете. Было бы логичным предположить, что второе место должно быть у Меркурия, орбита которого проходит ближе к Солнцу, но на самом деле показатель температуры там более низкий - 430°С. Это связано с наличием у Венеры и отсутствием у Меркурия атмосферы, которая способна удерживать тепло.
- Самой холодной планетой считается Уран.
- На вопрос, плотность какого небесного тела наибольшая в рамках Солнечной системы, ответ прост - плотность Земли. На втором месте находится Меркурий, а на третьем - Венера.
- Траектория орбиты Меркурия обеспечивает длительность дня на планете, равную 58 земным суткам. Длительность одного дня на Венере равна 243 земным суткам, при этом год длится всего 225.
Изучение характеристик небесных тел позволяет человечеству делать интересные открытия, обосновывать те или иные закономерности, а также расширять общие знания о Вселенной.
