Строение солнечной системы

Время образования солнечной системы – 4.5-5 млрд. лет назад. Наше Солнце – одна из звезд на периферии Галактики вблизи от ее экваториальной плоскости (расстояние от Солнца до ядра Галактики составляет около 30 тыс. световых лет). Представляет из себя раскаленный шар, внутри которого протекают термоядерные реакции при температуре в несколько миллионов градусов. Состоит в основном из водорода и гелия, причем последний как раз и образуется из водорода при термоядерной реакции с огромным выделением энергии. Эта энергия рассеивается в космическое пространство, попадая и на нашу планету. Солнце по размеру в 109 раз больше Земли, а масса его превосходит массу нашей планеты в 333 тысячи раз.

Вокруг Солнца кроме Земли по своим орбитам вращаются планеты.

Планета (от греч. astèr planétes — блуждающая звезда) — небесное тело, прошедшее стадию гравитационной дифференциации вещества на несколько слоев с различной плотностью и невырожденным состоянием вещества, в котором не происходят термоядерные реакции.

На XXVI Ассамблее Международного астрономического союза (МАС) принято решение называть планетами небесные тела, вращающиеся вокруг звезды, не являющиеся звездой, обладающие достаточной гравитацией, чтобы иметь форму, близкую к сфере и вблизи орбит которых имеется «пространство свободное от других тел».

v Планеты Солнечной системы: делятся на две группы — планеты земной группы и планеты-гиганты.

¾ К планетам земной группы относят: Меркурий, Венеру, Землю, Марс – планеты небольшого размера с плотностью p =3-5.5 г/см³; имеют четкую твердую поверхность.

¾ К планетам гигантам относят Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, которые имеют газо-жидкую структуру у поверхности, а внутри, вероятно, содержат твердое ядро. Плотность планет–гигантов p =1-2 г/см³; по размерам они превосходят планеты земной группы. Замечательной особенностью планет-гигантов является наличие, так называемых колец. Это скопление мелких частиц газа и пыли, обращающихся подобно спутникам вокруг планеты. Наиболее отчетливо видно кольцо Сатурна, оно самое большое и плотное. У других планет-гигантов газо-пылевые кольца более разрежены.

¾ Ассамблея Международного астрономического союза (август 2006г) декларировала, что Плутон не является планетой. Харон тоже официально перестал быть тем, чем был, – спутником Плутона. Теперь система «Плутон – Харон» считается двойной карликовой планетой (планетоидом).

v Десятки спутников планет. Вокруг каждой из планет Солнечной системы, кроме Меркурия и Венеры, обращаются спутники. У нашей планеты один естественный спутник – Луна, у Марса их два – Деймос и Фобос, у Юпитера известно 16 спутников, есть спутники и у Сатурна, Урана, Нептуна.

v Пояс астероидов – тысячи малых планет, занимающий место между Марсом и Юпитером. Самый крупный астероид – Церера - был открыт в 1801 году и имеет диаметр чуть более 1000 километров, остальные астероиды значительно меньше.

v Сотни комет. От других тел Солнечной системы кометы резко отличаются не только своим видом, но и формой орбит, большими размерами, а также сравнительно быстрым, иногда бурным развитием. Ядро кометы состоит из камней и замерзшего льда. Кометы движутся по очень вытянутым орбитам, подходя то близко к Солнцу, то удаляясь от него на значительные расстояния. Вид комет меняется по мере приближения к Солнцу. Вдали от него комета видна как слабое туманное пятнышко, которое перемещается на фоне звездного неба. При приближении к Солнцу лед тает и образуется газо-пылевое облако (голова), а затем и хвост кометы, который почти всегда направлен от Солнца. Некоторые кометы движутся по незамкнутым орбитам (параболам и гиперболам), покидают Солнечную систему, уходя к другим звездам. Вероятен, конечно, и приход комет к нам из других звездных систем. Ядра комет по размерам близки небольшим астероидам. Диаметр головы кометы иногда достигает сотен тысяч километров, а хвосты простираются на десятки и сотни миллионов километров.

v Кентавры — ледяные кометоподобные объекты с большой полуосью, большей, чем у Юпитера (5,5 а. е.) и меньшей чем у Нептуна (30 а. е.). У крупнейшего из известных кентавров, Харикло, диаметр приблизительно равен 250 км. Первый обнаруженный кентавр, Хирон, также классифицирован как комета (95P), из-за того что по мере приближения к Солнцу у него возникает кома, как и у комет].

v Регион транснептуновых объектов - пространство за Нептуном, всё ещё мало исследовано. Предположительно, оно содержит только малые тела, состоящие главным образом из камней и льда. Этот регион иногда также включают во «внешнюю Солнечную систему», хотя чаще этот термин используют, чтобы обозначать пространство за поясом астероидов и до орбиты Нептуна.

v Пояс Койпера — область реликтов времён образования Солнечной системы, являющейся большим поясом осколков, подобным поясу астероидов, но состоящий в основном из льда. Он простирается между 30 и 55 а. е. от Солнца. Составлен, главным образом, малыми телами Солнечной системы, но многие из крупнейших объектов пояса Койпера, такие как Квавар, Варуна и Орк, могут быть переклассифицированы в карликовые планеты после уточнения их параметров. По оценкам, более 100 000 объектов пояса Койпера имеют диаметр больше 50 км, но полная масса пояса равна только одной десятой или даже одной сотой массы Земли. Многие объекты пояса обладают множественными спутниками, и у большинства объектов орбиты располагаются вне плоскости эклиптики.

v Множество мелких камней и метеоритных тел. Метеоры – это длинные светящиеся следы, которые прочеркивают в ночном небе космические обломки: куски камней, железа, пылинки от комет. Они падают в атмосферу Земли, раскаляются от трения и сгорают. Некоторые обломки падают на Землю. Их и называют метеоритами.

Основные сведения о планетах Солнечной системы.

Основная масса системы сосредоточена в Солнце (~99.9%), но 99% момента количества движения ("запаса вращения" системы) связано с движением планет. Орбиты всех планет почти круговые, и все они (за исключением орбиты Плутона) лежат примерно в плоскости эклиптики (в плоскости Солнечного экватора). Почти все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении (совпадающем с направлением вращения Солнца), как и почти все спутники вокруг своих планет. Орбиты планет не замкнутые, а спиралевидные, т.е. все планеты удаляются от Солнца. Рожденные первыми Нептун и Плутон, имеющие возраст около 12 млрд. лет успели удалиться на окраину Солнечной системы, а молодой Меркурий, возраст которого 1,7 млрд. лет вращается относительно недалеко от Солнца. Возможно, существует совсем юная планета, имеющая возраст десятки тысяч лет. Ее орбита находится в непосредственной близости Солнца внутри его короны. Юная планета невелика, обладает собственным свечением, и возможно такой же яркости как Солнце и поэтому на фоне Солнца заметить ее довольно сложно.

Планета Земля, общая структура и характеристика основных геосфер

Земля зародилась в плазме Солнца и выведена им на околосолнечную орбиту более 4,5 млрд. лет назад. Новорожденная была довольно шустрой. Она облетала вокруг Солнца примерно за 8 часов, а на оборот вокруг своей оси затрагивала около одного часа.

Юная Земля представляла собой сферу радиусом в 1,5-2 раза меньше радиуса современной Земли. Внутри сфера имела тонкослоистое строение, где каждый слой мощностью от 5 до 500 м (всего 150-200 тыс. слоев) был сложен тем или иным элементом периодической таблицы Менделеева и имел температуру близкую к абсолютному нулю. С поверхности Земля имела тонкий расплавленный слой, образовавшийся вследствие разогрева замороженных атомарных слоев и перехода их в молекулярное состояние еще в плазме Солнца. Поверхностный слой представлял собой магму основного состава с температурой выше 1500 градусов. У Земли была горячая плазменная атмосфера, поэтому юная Земля светилась как звезда. На околосолнечной орбите под действием мощных центробежных сил, имевших место вследствие быстрого осевого вращения Земли, часть расплавленного слоя в виде большой капли отделилась от Земли и стала вращаться вокруг нее. Так образовалась Луна.

За 4,5 млрд. лет Земля и Луна удалились по спирали от Солнца и заняли предопределенные им законом тяготения современные орбиты. Луна за это время изменилась не сильно. Она лишь остыла и увеличила околоземный радиус орбиты. В настоящее время Луна представляет собой практически однородную сферу, выполненную магматическими породами основного состава. В ядре Луны не исключено присутствие еще не остывшей расплавленной магмы также основного состава.

Вследствие теплового расширения слоев (источники тепла солнечная энергия и расплавленный слой), Земля медленно и постоянно увеличивалась в диаметре и замедляла свое суточное вращение. Образованию материков и океанов Земля обязана так же замороженным слоям. По мере удаления Земли от Солнца и, следовательно, уменьшения поступления солнечной энергии, на поверхности расплавленного слоя образовалась базальтовая корка (зачатки будущей литосферы).

Из замороженных слоев в литосферу, гидросферу и атмосферу на всем протяжении геологической истории Земли периодически поступали новые химические элементы и их изотопы, т.е. химический состав названных сфер не был постоянным, а изменялся во времени. Возможно, в замороженных слоях записан генетический код Земли и, разгадав его, мы сможем уверенно нарисовать прошлое Земли и предвидеть ее будущее.

Земля – третья планета от Солнца и пятая по массе среди планет. При наблюдении с других планет Земля – очень яркий объект.

- Земля удалена от Солнца на 1 а.е.;

- диаметр планеты – 12,8 тыс. км;

- масса – 5974 ×10²¹ тонн;

- средняя температура 288 К (+15° С);

- средняя плотность 5.515 г/см³;

- объем Земли 1 083 207×10⁶ км^3;

- гидросфера - 70.98% поверхности планеты Земля (362 033 000 км²);

- средняя глубина гидросферы 3554м;

- вес всей воды = примерно 1.32× 10¹⁸ т, или 0.022% от общего веса Земли.

- максимальная длина окружности по экватору - 40 075,02 км;

- максимальная длина по меридиану 40 007,86 км

- площадь поверхности 510 065 600 км²

- период обращения вокруг оси, т.е. действительный звездный день, продолжается 23 ч 56 мин 4,0996 с.

Расхожее мнение, что Земля имеет форму шара, неверно, она представляет собой сплюснутый сфероид, т.е. не правильная сфера, немного сжатая с полюсов.

Расстояние от Южного до Северного полюса равно 12 713,505 км,, в то время как диаметр Земли на экваторе - 12 756,274 км., что на 42,769 км больше. Но если быть ещё точнее, то Земля имеет форму груши, т.к. ее северный полярный радиус на 45 км длиннее, чем южный. Экватор также имеет небольшую эллиптичность: его длинная ось (проходящая вблизи 37 з.д.) на 159 м длиннее его короткой оси. Наибольшее отклонения от формы правильного эллипсоида у Земли Наблюдаются в районе Папуа-Новая Гвинея. (выпуклость 73 м) и в районе Индийского океана к юга от Шри-Ланки (впадина 105 м).

Земля совершает четыре вида движения:

1- Движение вместе с Солнечной системой вокруг центра Галактики. Один оборот - галактический год (230 или 280 млн лет).

2- Движение вокруг Солнца по эллиптической орбите, близкой к кругу радиусом около 149,6 млн км. Период обращения - год. Плоскость орбиты называется плоскостью эклиптики.

3- Вращение Земли вокруг своей оси - один оборот за сутки.

4- Обращение вокруг общего с Луной центра масс с периодом 27.32 суток.

Земля – единственная планета, на которой обнаружена жизнь. Химический состав Земли схож с составом других планет земной группы. Преобладают на нашей планете такие элементы как железо, кислород, кремний. Содержание легких элементов невелико, молекулы водорода и гелия, обладая большими скоростями, довольно легко преодолевали притяжение скромной по сравнению с планетами-гигантами Земли. Атмосфера Земли более чем на три четверти - азот.

Будущее Земли как планеты. По мере дальнейшего удаления Земли от Солнца и, следовательно, уменьшения поступления Солнечной энергии, Земля должна остыть. На ней практически прекратятся активные геологические процессы. Будущее Земли – это настоящее Марса.

Но будущее землян не так уже мрачно. Проникнув под литосферу, человек может стать обладателем несметных сокровищ в виде замороженных слоев химических элементов. Иными словами, природными ресурсами человечество обеспечено, надо только суметь их взять.

Более того, в будущем, за счет сознательного размораживания элементарных слоев, люди смогут оживить застывшую планету Марс, возродить на ней естественную атмосферу и создать условия пригодные для жизни. Человечество действительно превратиться, согласно мысли высказанной Вернадским, в геологическую и космическую силу.

Поиск по сайту: