Масштабная модель солнечной системы. Происхождение и основные астрофизические параметры
Солнечная система — крошечная структура в масштабах Вселенной. При этом ее размеры для человека поистине грандиозны: каждый из нас, проживая на пятой по величине планете, с трудом может оценить даже масштабы Земли. Скромные габариты нашего дома, пожалуй, ощущаются, только когда смотришь на него из иллюминатора космического корабля. Похожее чувство возникает и во время просматривания снимков телескопа "Хаббл": Вселенная огромна и Солнечная система занимает лишь малый ее участок. Однако именно ее мы можем изучать и исследовать, используя полученные данные для интерпретации феноменов дальнего космоса.
Вселенские координаты
Расположение Солнечной системы ученые определяют по косвенным признакам, поскольку мы не можем наблюдать строение Галактики со стороны. Наш кусочек Вселенной размещается в одном из спиральных рукавов Млечного Пути. Рукав Ориона, названный так потому, что проходит вблизи одноименного созвездия, считается ответвлением одного из основных галактических рукавов. Солнце расположено ближе к краю диска, нежели к его центру: расстояние до последнего составляет примерно 26 тысяч
Ученые предполагают, что местоположение нашего кусочка Вселенной имеет одно преимущество перед прочими. В целом Галактика Солнечной системы, обладает звездами, которые в силу особенностей своего движения и взаимодействия с другими объектами то погружаются в спиральные рукава, то выныривают из них. Однако есть небольшая область, называемая коротационным кругом, где скорость звезд и спиральных рукавов совпадает. Размещенные здесь не подвергаются воздействию бурных процессов, характерных для рукавов. К коротационному кругу относится и Солнце с планетами. Подобное положение считается одним из условий, способствовавших появлению жизни на Земле.
Схема Солнечной системы
Центральное тело любого планетарного сообщества — это звезда. Название Солнечной системы дает исчерпывающий ответ на вопрос, вокруг какого светила движется Земля и ее соседи. Солнце — звезда третьего поколения, находящаяся на середине своего жизненного цикла. Оно светит уже более 4,5 млрд лет. Примерно столько же вокруг него обращаются планеты.
Схема Солнечной системы сегодня включает восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун (о том, куда делся Плутон, чуть ниже). Они условно поделены на две группы: планеты земного типа и газовые гиганты.
«Родственники»
Первый тип планет, как понятно из названия, включает и Землю. Кроме нее к нему принадлежат Меркурий, Венера и Марс.
Все они обладают набором схожих характеристик. Планеты земной группы в основном состоят из силикатов и металлов. Их отличает высокая плотность. Все они имеют схожее строение: железное ядро с примесью никеля обернуто силикатной мантией, верхний слой — кора, включающая соединения кремния и несовместимые элементы. Подобное строение нарушается только у Меркурия. Самая маленькая и не обладает корой: она разрушена метеоритными бомбардировками.
Группы — это Земля, за ней следует Венера, затем Марс. Существует определенный порядок Солнечной системы: планеты земной группы составляют ее внутреннюю часть и отделяются от газовых гигантов астероидным поясом.
Большие планеты
В число газовых гигантов входят Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Все они гораздо крупнее объектов земной группы. Гиганты обладают более низкой плотностью и, в отличие от планет предыдущей группы, состоят из водорода, гелия, аммиака и метана. Планеты-гиганты не имеют как таковой поверхности, ею считается условная граница нижнего слоя атмосферы. Все четыре объекта очень быстро вращаются вокруг своей оси, обладают кольцами и спутниками. Самая внушительная по размерам планета — Юпитер. Он сопровождается наибольшим числом спутников. При этом самые впечатляющие кольца - у Сатурна.
Характеристики газовых гигантов взаимосвязаны. Если бы они по размерам приближались к Земле, то имели бы иной состав. Легкий водород может удержать только планета, обладающая достаточно большой массой.
Карликовые планеты
Самое время для изучения того, что представляет собой Солнечная система, — 6 класс. Когда сегодняшние взрослые были в этом возрасте, космическая картина выглядела для них несколько иначе. Схема Солнечной системы на тот момент включала девять планет. Последним в списке значился Плутон. Так было до 2006 года, когда собрание МАС (Международный астрономический союз) приняло определение планеты и Плутон перестал ему соответствовать. Один из пунктов звучит так: «Планета доминирует на своей орбите». Плутона засорена другими объектами, превосходящими в общей сложности бывшую девятую планету по массе. Для Плутона и еще нескольких объектов было введено понятие «карликовая планета».
После 2006 года все тела в Солнечной системе были, таким образом, поделены на три группы:
планеты — объекты достаточно крупные, сумевшие расчистить свою орбиту;
малые тела Солнечной системы (астероиды) — объекты, обладающими столь небольшими размерами, что не могут достичь гидростатического равновесия, то есть принять округлую или приближенную к ней форму;
карликовые планеты, занимающие промежуточное положение между двумя предыдущими типами: они достигли гидростатического равновесия, но не очистили орбиту.
Последняя категория сегодня официально включает пять тел: Плутон, Эрида, Макемаке, Хаумеа и Церера. Последняя относится к поясу астероидов. Макемаке, Хаумеа и Плутон принадлежат поясу Койпера, а Эрида — рассеянному диску.
Астероидный пояс
Своеобразная граница, отделяющая планеты земной группы от газовых гигантов, на протяжении своего существования подвергается воздействию Юпитера. Из-за присутствия огромной планеты астероидный пояс имеет ряд особенностей. Так, его изображения создают впечатление, то это очень опасная для космических аппаратов зона: корабль может быть поврежден астероидом. Однако это не совсем верно: воздействие Юпитера привело к тому, что пояс представляет собой довольно разреженное скопление астероидов. Причем тела, составляющие его, имеют достаточно скромные размеры. В процессе формирования пояса гравитация Юпитера оказывала влияние на орбиты крупных космических тел, скопившихся здесь. В результате постоянно происходили столкновения, приведшие к появлению небольших осколков. Значительная часть этих обломков под воздействием все того же Юпитера была выдворена за пределы Солнечной системы.
Общая масса тел, составляющих Астероидный пояс, равна всего 4 % от массы Луны. Состоят они в основном из горных пород и металлов. Самым крупным телом на этом участке является карликовая за ней следуют Веста и Гигея.
Пояс Койпера
Схема Солнечной системы включает и еще один участок, заселенный астероидами. Это пояс Койпера, расположенный за орбитой Нептуна. Объекты, размещающиеся здесь, в том числе и Плутон, получили название транснептуновых. В отличие от астероидов пояса, пролегающего между орбитами Марса и Юпитера, они состоят из льда - водяного, аммиачного и метанового. Пояс Койпера в 20 раз шире астероидного и значительно массивнее его.
Плутон по своему строению представляет собой типичный объект пояса Койпера. Он является наиболее крупным телом области. Здесь же размещаются еще две карликовые планеты: Макемаке и Хаумеа.
Рассеянный диск
Размеры Солнечной системы не ограничиваются поясом Койпера. За ним располагается так называемый рассеянный диск и гипотетическое облако Оорта. Первый частично пересекается с поясом Койпера, но пролегает значительно дальше его в космосе. Это место, где зарождаются короткопериодические кометы Солнечной системы. Для них характерен орбитальный период менее 200 лет.
Объекты рассеянного диска, в том числе и кометы, как и тела из пояса Койпера, состоят преимущественно из льда.
Облако Оорта
Пространство, где зарождаются долгопериодические кометы Солнечной системы (с периодом в тысячи лет), называется облаком Оорта. На сегодняшний день нет прямых доказательств его существования. Тем не менее обнаружено множество фактов, косвенно подтверждающих гипотезу.
Астрономы предполагают, что внешние границы облака Оорта удалены от Солнца на расстояние от 50 до 100 тысяч астрономических единиц. По своем размерам оно больше в тысячу раз пояса Койпера и рассеянного диска вместе взятых. Внешняя граница облака Оорта считается и границей Солнечной системы. Расположенные здесь объекты подвергаются воздействию ближайших звезд. В результате этого образуются кометы, орбиты которых проходят через центральные части Солнечной системы.
Уникальная структура
На сегодняшний день Солнечная система — единственная известная нам часть космоса, где есть жизнь. Не в последнюю очередь на возможность ее появления оказала влияние структура планетной системы и ее размещение в коротационной окружности. Земля, располагающаяся в «зоне жизни», где солнечный свет становится не столь губительным, могла быть такой же мертвой, как ее ближайшие соседи. Кометы, возникающие в поясе Койпера, рассеянном диске и облаке Оорта, а также крупные астероиды могли погубить не только динозавров, но и даже саму вероятность возникновения живой материи. От них нас защищает огромный Юпитер, притягивая к себе подобные объекты или изменяя их орбиту.
Во время изучения структуры Солнечной системы трудно не подпасть под влияние антропоцентризма: кажется, будто Вселенная сделала все только для того, чтобы люди смогли появиться. Вероятно, это не совсем так, однако огромное количество условий, малейшее нарушение которых привело бы к гибели всего живого, упорно склоняют к подобным мыслям.
Бескрайний космос, несмотря на кажущийся хаос, представляет собой достаточно стройную структуру. В этом гигантском мире также действуют незыблемые законы физики и математики. Все объекты во Вселенной, от мала до велика, занимают свое определенное место, двигаются по заданным орбитам и траекториям. Такой порядок установился более 15 млрд. лет назад, с момента образования Вселенной. Не является исключением и наша Солнечная система – космический мегаполис, в котором обитаем мы.
Несмотря на колоссальные размеры, Солнечная система вписывается в человеческие рамки восприятия, являясь самой изученной частью космоса, с четко определенными границами.
Происхождение и основные астрофизические параметры
Во Вселенной, где существуют бесконечное количество звезд, безусловно, существуют и другие солнечные системы. Только в одной нашей галактике Млечный Путь насчитывается приблизительно 250-400 миллиардов звезд, поэтому нельзя исключать того, что в глубине космоса могут существовать миры с другими формами жизни.
Еще 150-200 лет назад человек имел о космосе скудные представления. Размеры Вселенной ограничивались объективами телескопов. Солнце, Луна, планеты, кометы и астероиды были единственными известными объектами, а весь космос измерялся размерами нашей галактики. Ситуация кардинально изменилась в начале XX века. Астрофизические исследования космического пространства и работы физиков-ядерщиков последних 100 лет дали ученым представление о том, как возникла Вселенная. Стали известны и понятны процессы, которые привели к образованию звезд, дали строительный материал для образования планет. В этом свете становится понятным и объяснимым происхождение Солнечной системы.
Солнце, как и другие звезды, является продуктом Большого Взрыва, после которого в пространстве шло образование звезд. Появлялись объекты больших и малых размеров. В одном из уголков Вселенной, среди скопления других звезд родилось и наше Солнце. По космическим меркам возраст нашей звезды небольшой, всего 5 млрд. лет. На месте ее рождения образовалась гигантская строительная площадка, где в результате гравитационного сжатия газопылевого облака образовались другие объекты Солнечной системы.
Каждое небесное тело обретало свою форму, занимало отведенное ему место. Одни небесные тела под воздействием притяжения Солнца стали постоянными спутниками, двигаясь по собственной орбите. Другие объекты в результате противодействия центробежных и центростремительных процессов прекратили свое существование. Весь это процесс занял порядка 4,5 млрд. лет. Масса всего солнечного хозяйства составляет 1,0014 М☉.Из этой массы 99,8% приходится на само Солнце. Только 0,2% массы приходится на другие космические объекты: планеты, спутники и астероиды, фрагменты космической пыли, вращающиеся вокруг него.
Орбита Солнечной системы имеет практически круглую форму, а орбитальная скорость совпадает со скоростью движения галактической спирали. Проходя через межзвездную среду, устойчивость Солнечной системы придают гравитационные силы, действующие в пределах нашей галактики. Это в свою очередь обеспечивает другие объекты и тела Солнечной системы стабильностью. Движение Солнечной системы проходит на значительном удалении от сверхплотных звездных скоплений нашей галактики, несущих потенциальную опасность.
По своим размерам и количеству спутников нашу Солнечную систему невозможно назвать маленькой. В космосе имеются малые солнечные системы, которые имеют одну-две планеты и по своим размерам едва заметны в космическом пространстве. Представляя собой массивный галактический объект, звездная система Солнца движется в космосе с огромной скоростью 240 км/с. Даже несмотря на такой стремительный бег, полный оборот вокруг центра галактики Солнечная система совершает за 225 -250 млн. лет.
Точный межгалактический адрес нашей звездной системы следующий:
- местное межзвездное облако;
- местный пузырь в рукаве Ориона-Лебедя;
- галактика Млечный Путь, входящая в Местную группу галактик.
Солнце является центральным объектом нашей системы и входит в число 100 миллиардов звезд, входящих в галактику Млечный Путь. По своим размерам оно является звездой средних размеров и относится к спектральному классу G2V Желтые карлики. Диаметр звезды составляет 1млн. 392 тыс. километров, и она пребывает в середине своего жизненного цикла.
Для сравнения, размеры Сириуса — самой яркой звезды – 2 млн. 381 тыс. км. Альдебаран имеет диаметр почти 60 млн. км. Огромная звезда Бетельгейзе превосходит наше Солнце по размеру в 1000 раз. Размеры этого супергиганта превышают размеры Солнечной системы.
Ближайшей соседкой нашей звезды по кварталу считается Проксима Центавра, до которой потребуется лететь со скоростью света порядка 4 лет.
Солнце, благодаря своей огромной массе, удерживает возле себя восемь планет, многие из которых в свою очередь имеют свои системы. Положение объектов, двигающихся вокруг Солнца, наглядно демонстрирует схема Солнечной системы. Практически все планеты Солнечной системы двигаются вокруг нашей звезды в одном и том же направлении, вместе с вращающимся Солнцем. Орбиты планет находятся практически в одной плоскости, имеют различную форму и двигаются вокруг центра системы с различной скоростью. Движение вокруг Солнца осуществляется против часовой стрелки и в одной плоскости. Только кометы и другие объекты, в основном находящиеся в поясе Койпера, имеют орбиты с большим углом наклона к плоскости эклиптики.
Сегодня мы точно знаем, сколько планет в Солнечной системе, их 8. Все небесные тела Солнечной системы находятся на определенном расстоянии от Солнца, периодически удаляясь или приближаясь к нему. Соответственно, каждая из планет имеет свои, отличные от других, астрофизические параметры и характеристики. Следует отметить, что 6 планет Солнечной системы из 8 вращаются вокруг своей оси в направлении, в котором обращается вокруг собственной оси наша звезда. Только Венера и Уран вращаются в противоположном направлении. К тому же Уран единственная из планет Солнечной системы, которая практически лежит на боку. Ее ось имеет наклон 90° к линии эклиптики.
Первую модель Солнечной системы продемонстрировал Николай Коперник. В его представлении Солнце являлось центральным объектом нашего мира, вокруг которого вращаются другие планеты, в том числе и наша Земля. В последствие Кеплер, Галилей, Ньютон усовершенствовали эту модель, разместив в ней объекты в соответствии с математическими и физическими законами.
Глядя на представленную модель можно представить, что орбиты космических объектов расположены на равных расстояниях друг от друга. Совершенно иначе выглядит Солнечная система в природе. Чем больше расстояние до планет Солнечной системы от Солнца, тем больше расстояние между орбитой предыдущего небесного объекта. Наглядно представить масштабы Солнечной системы, позволяет таблица расстояний объектов от центра нашей звездной системы.
С увеличением расстояния от Солнца замедляется скорость вращения планет вокруг центра Солнечной системы. Меркурий — самая ближайшая к Солнцу планета — всего за 88 земных суток совершает полный оборот вокруг нашей звезды. Нептун, расположенный на расстоянии 4,5 млрд. километров от Солнца совершает полный оборот за 165 земных лет.
Несмотря на то, что мы имеем дело с гелиоцентрической моделью Солнечной системы, многие планеты имеют свои системы, состоящих из естественных спутников и колец. Спутники планет совершают движение вокруг материнских планет и подчиняются тем же законам.
Большая часть спутников Солнечной системы синхронно обращаются вокруг своих планет, повернувшись к ним всегда одной стороной. Луна также всегда повернута к Земле одним боком.
Только две планеты, Меркурий и Венера не имеют естественных спутников. Меркурий по своим размерам даже уступает некоторых спутникам.
Центр и границы Солнечной системы
Главным и центральным объектом нашей системы является Солнце. Оно имеет сложное строение и состоит на 92% из водорода. Всего 7% пригодится на атомы гелия, которые при взаимодействии с атомами водорода становятся топливом для бесконечной ядерной цепной реакции. В центре звезды находится ядро диаметром 150-170 тыс. км, раскаленное до температуры 14 млн. К.
Краткое описание звезды сведется к нескольким словам: это огромный термоядерный природный реактор. Двигаясь от центра звезды к его внешнему краю, попадаем в конвективную зону, где происходит перенос энергии и перемешивание плазмы. Этот слой имеет температуру 5800К. Видимую часть Солнца составляет фотосфера и хромосфера. Венчает нашу звезду солнечная корона, являющаяся внешней оболочкой. Процессы, происходящие внутри Солнца, оказывают влияние на все состояние Солнечной системы. Его свет согревает нашу планету, сила притяжения и гравитация удерживают объекты ближнего космоса на определенном расстоянии друг от друга. По мере снижения интенсивности внутренних процессов, наша звезда начнет остывать. Расходуемый звездный материал утратит свою плотность, что приведет к расширению тела звезды. Вместо желтого карлика наше Солнце превратиться в огромного Красного Гиганта. Пока наше Солнце остается такой же горячей и яркой звездой.
Границей царства нашей звезды является пояс Койпера и облако Оорта. Это крайне удаленные области космического пространства, на которые распространяется влияние Солнца. В поясе Койпера и в Облаке Оорта находится масса других объектов различных размеров, которые так или иначе влияют на процессы, происходящие внутри Солнечной системы.
Облако Оорта представляет собой гипотетическое пространство сферической формы, окружающее Солнечную систему по всему внешнему диаметру. Расстояние до этой области космоса составляет более 2 световых лет. Эта область является родиной комет. Именно оттуда к нам прилетают эти редкие космические гости, долгопериодические кометы
В поясе Койпера сосредоточен остаточный материал, который был использован в процессе формирования Солнечной системы. В основном это мелкие частицы космического льда, облако замершего газа(метана и аммиака). Встречаются в этом районе и крупные объекты, часть из которых являются карликовыми планетами, фрагменты поменьше, схожие по своей структуре с астероидами. Основными известными объектами пояса считаются карликовые планеты Солнечной системы Плутон, Хаумеа и Макемаке. Космический корабль долететь до них сможет за один световой год.
Между поясом Койпера и глубоким космосом по внешним краям пояса существует сильно разреженная область, в основном состоящая из остатков космического льда и газа.
На сегодняшний день допускается существование в этом районе нашей звездной системы крупных транснептуновых космических объектов, одним из которых является карликовая планета Седна.
Краткая характеристика планет Солнечной системы
Ученые подсчитали, что масса всех планет, принадлежащих нашей звезде, составляет не более 0,1% от массы Солнца. Однако и среди этого столь малого количества 99% массы приходится на два самых крупных после Солнца космических объекта — планеты Юпитер и Сатурн. Размеры планет Солнечной системы сильно отличаются. Есть среди них малыши и гиганты, по своему строению и астрофизическим параметрам схожие на несостоявшиеся звезды.
В астрономии принято делить все 8 планет на две группы:
- планеты с каменной структурой относятся к планетам Земной группы;
- планеты, представляющие собой плотные сгустки газа, относятся к группе планет газовых гигантов.
Ранее считалось, что в систему нашей звезды входит 9 планет. Только совсем недавно, в конце XX века Плутон был причислен к категории карликовых планет, входящих в пояс Койпера. Поэтому на вопрос, сколько планет в Солнечной системе на сегодняшний день, можно твердо ответить — восемь.
Если расположить планеты Солнечной системы по порядку, карта нашего мира будет выглядеть следующим образом:
- Венера;
- Земля;
- Юпитер;
- Сатурн;
- Уран;
В самой середине этого парада планет располагается пояс астероидов. По мнению ученых, это остатки планеты, существовавшей на ранних этапах Солнечной системы, однако погибшей в результате космического катаклизма.
Внутренние планеты Меркурий, Венера и Земля являются самыми близкими к Солнцу планетам, ближе, чем остальные объекты Солнечной системы, поэтому полностью зависят от процессов, происходящих на нашей звезде. На некотором удалении от них расположился древний Бог войны — планета Марс. Все четыре планеты объединяет сходство в строении и идентичность астрофизических параметров, поэтому их относят к планетам Земной группы.
Меркурий — близкий сосед Солнца — представляет собой раскаленную сковородку. Парадоксальным выглядит тот факт, что, несмотря на свое близкое расположение к раскаленному светилу, на Меркурии наблюдаются самые значительные перепады температур в нашей системе. Днем поверхность планеты нагревается до 350 градусов Цельсия, а ночью лютует космический холод с температурой — 170,2 °C. Венера является настоящим кипящим котлом, где присутствует огромное давление и высокие температуры. Несмотря на свой мрачный и унылый вид, Марс на сегодняшний день представляет наибольший интерес для ученых. Состав его атмосферы, астрофизические параметры, сходные с земными, и наличие сезонов дают надежду на последующее освоение и колонизацию планеты представителями земной цивилизации.
Газовые гиганты, которые в основной своей массе являются планетами без твердой оболочки, интересны своими спутниками. Некоторые из них, по мнению ученых, могут представлять космические территории, на которых в определенных условиях возможно возникновение жизни.
Планеты земной группы отделяет от четверки газовых планет пояс астероидов — внутренняя граница, за которой находится царство газовых гигантов. Следующий за поясом астероидов, находящийся Юпитер своими притяжением, уравновешивает нашу Солнечную систему. Эта планета является самой большой, самой крупнейшей и самой плотной в Солнечной системе. Диаметр Юпитера составляет 140 тыс. км в поперечнике. Это в пять раз больше, чем у нашей планеты. У этого газового гиганта имеется своя система спутников, которых насчитывается около 69 шт. Среди них выделяются настоящие гиганты: два крупнейших спутника Юпитера — Ганимед и Калипсо — своими размерами превосходят планету Меркурий.
Сатурн — родной брат Юпитера — также имеет огромные размеры — 116 тыс. км. в диаметре. Не менее впечатляющая у Сатурна и свита — 62 спутника. Однако выделяется этот гигант на ночном небосклоне другим — прекрасной системой колец, опоясывающих планету. К наиболее крупным спутникам Солнечной системы относится Титан. Этот гигант имеет диаметр более 10 тыс. км. Среди царства водорода, азота и аммиака никаких известных форм жизни быть не может. Однако в отличие от своего хозяина, спутники Сатурна имеют каменную структуру и твердую поверхность. На некоторых из них существует атмосфера, на Энцеладе даже предполагается наличие воды.
Продолжают ряд планет-гигантов Уран и Нептун. Это холодные мрачные миры. В отличие от Юпитера и Сатурна, где преобладает водород, здесь в атмосфере метан и аммиака. Вместо сгущенного газа на Уране и Нептуне присутствует высокотемпературный лед. Ввиду этого, обе планеты выделили в одну группу — ледяные гиганты. Уран по своим размерам уступает только Юпитеру, Сатурну и Нептуну. Орбита Нептуна имеет диаметр почти 9 млрд. километров. Планете, что бы обогнуть Солнце, требуется 164 земных лет.
Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун представляют сегодня для ученых наиболее интересные объекты для изучения.
Последние известия
Несмотря на огромный багаж знаний, которым сегодня обладает человечество, на достижения современных средств наблюдения и исследования, остается масса нерешенных вопросов. Какая на самом деле Солнечная система, какая из планет может оказаться впоследствии пригодной для жизни?
Человек продолжает наблюдать за ближайшим космосом, делая все новые и новые открытия. В декабре 2012 года весь мир мог наблюдать феерическое астрономическое шоу — парад планет. В этот период на ночном небосклоне можно было увидеть все 7 планет нашей Солнечной системы, включая даже такие далекие, как Уран и Нептун.
Более пристальное изучение сегодня ведется с помощью космических автоматических зондов и аппаратов. Многие из них уже сумели не только долететь до самых крайних районов нашей звездной системы, но и за ее пределы. Первыми искусственно созданными космическими объектами, сумевшими достичь границ Солнечной системы, стали американские зонды «Пионер-10» и «Пионер-11».
Интересно теоретически предположить, насколько глубоко смогут продвинуться эти аппараты за пределы границ? Запущенный в 1977 году американский автоматический зонд «Вояджер-1» после 40 летней работы по изучению планет стал первым космическим аппаратом, покинувшим нашу систему.
Земля, как и все планеты нашей Солнечной Системы, вращается вокруг Солнца. А вокруг планет вращаются их луны.
Начиная с 2006 года, когда из разряда планет и переведен в карликовые планеты, в нашей системе насчитывается 8 планет.
Расположение планет
Все они расположены на почти круговых орбитах и вращаются в направлении вращения самого Солнца, за исключением Венеры. Венера вращается в обратном направлении — с востока на запад, в отличии от Земли, которая вращается с запада на восток, как и большинство других планет.
Однако движущаяся модель Солнечной системы столько мелких подробностей не показывает. Из других странностей, стоит отметить то, что Уран вращается практически лежа на боку (подвижная модель Солнечной системы это тоже не показывает), его ось вращения наклонена на, примерно, 90 градусов. Связывают это с катаклизмом произошедшим очень давно и повлиявшим на наклонение его оси. Это могло быть столкновение с каким-либо крупным космическим телом, которому не посчастливилось пролетать мимо газового гиганта.
Какие существуют группы планет
Планетарная модель Солнечной системы в динамике показывает нам 8 планет, которые делятся на 2 типа: планеты Земной группы (к ним относятся: Меркурий, Венера, Земля и Марс) и планеты газовые гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).
Эта модель хорошо демонстрирует различия в размерах планет. Планеты одной группы объединяют похожие характеристики, начиная от строения и кончая относительными размерами, подробная модель Солнечной системы в пропорциях это наглядно демонстрирует.
Пояса из астероидов и ледяных комет
Помимо планет, наша система содержит сотни спутников (у одного Юпитера их 62 штуки), миллионы астероидов и миллиарды комет. Также между орбитами Марса и Юпитера существует пояс астероидов и интерактивная модель Солнечной системы флеш его наглядно демонстрирует.
Пояс Койпера
Пояс остался со времен образования планетной системы, а после орбиты Нептуна простирается пояс Койпера, в котором до сих пор скрываются десятки ледяных тел, некоторые из которых даже больше Плутона.
И на расстоянии 1-2 светового года располагается облако Оорта, поистине гигантская сфера, опоясывающая Солнце и представляющая собой остатки строительного материала, который был выброшен после окончания формирования планетной системы. Облако Оорта столь велико что мы не в состоянии показать вам его масштаб.
Регулярно поставляет нам долгопериодические кометы, которым требуется порядка 100000 лет чтобы добраться до центра системы и радовать нас своим повелением. Однако не все кометы из облака переживают встречу с Солнцем и прошлогоднее фиаско кометы ISON яркое тому подтверждение. Жаль, что данная модель системы флеш, не отображает столь мелкие объекты как кометы.
Было бы неправильно обойти вниманием столь важную группу небесных тел, которую выделили в отдельную таксономию сравнительно недавно, после того как Международный астрономический союз (MAC) в 2006 году провел свою знаменитую сессию на которой планету Плутон.
Предыстория открытия
А предыстория началась сравнительно недавно, с вводом в начале 90-х годов современных телескопов. Вообще начало 90-х ознаменовалось рядом крупных технологических прорывов.
Во-первых , именно в это время был введен в строй орбитальный телескоп имени Эдвина Хаббла, который своим 2.4 метровым зеркалом, вынесенным за пределы земной атмосферы, открыл совершенно удивительный мир, недоступный наземным телескопам.
Во-вторых , качественное развитие компьютерных и различных оптических систем позволило астрономам не только построить новые телескопы, но и существенно расширить возможности старых. За счет применения цифровых камер, которые полностью вытеснили пленку. Появилась возможность накапливать свет и вести учет практически каждого фотона упавшего на матрицу фотоприемника, с недосягаемой точностью, а компьютерное позиционирование и современные средства обработки быстро перенесли, столь передовую науку как астрономия, на новую ступень развития.
Тревожные звоночки
Благодаря этим успехам стало возможным открывать небесные тела, довольно крупных размеров, за пределами орбиты Нептуна. Это были первые “звоночки”. Ситуация сильно обострилась в начале двухтысячных именно тогда, в 2003-2004 годах были открыты Седна и Эрида, которые по предварительным расчетам имели одинаковый с Плутоном размер, а Эрида и вовсе его превосходила.
Астрономы зашли в тупик: либо признать, что они открыли 10 планету, либо с Плутоном что-то не так. А новые открытия не заставили себя долго ждать. В 2005 году была обнаружена , которая вместе в Кваваром, открытым еще в июне 2002 года, Орком и Варуной буквально заполонили транснептуновое пространство, которое за орбитой Плутона, до этого, считалось чуть ли не пустым.
Международный астрономический союз
Созванный в 2006 году Международный астрономический союз постановил что Плутон, Эрида, Хаумеа и примкнувшая к ним Церера относятся к . Объекты которые находились в орбитальном резонансе с Нептуном в соотношении 2:3 стали называться плутино, а все остальные объекты пояса Койпера – кьюбивано. С тех пор у нас с вами осталось всего 8 планет.
История становления современных астрономических взглядов
Схематическое изображение Солнечной системы и космических аппаратов покидающих ее пределы
Сегодня гелиоцентрическая модель Солнечной системы является непреложной истиной. Но так было не всегда, а до тех пор пока польский астроном Николай Коперник не предложил идею (которую высказывал еще Аристарх) о том, что не Солнце вращается вокруг Земли, а наоборот. Следует помнить, что некоторые до сих пор думают, что Галилео создал первую модель Солнечной системы. Но это заблуждение, Галилей всего лишь высказывался в защиту Коперника.
Модель Солнечной системы по Копернику не всем пришлась по вкусу и многие его последователи, например монах Джордано Бруно, были сожжены. Но модель по Птолемею не могла полностью объяснить наблюдаемых небесных явлений и зерна сомнений, в умах людей, были уже посажены. К примеру геоцентрическая модель не была в состоянии полностью объяснить неравномерность движения небесных тел, например попятные движения планет.
В разные этапы истории существовало множество теорий устройства нашего мира. Все они изображались в виде рисунков, схем, моделей. Тем не менее, время и достижения научно-технического прогресса расставили все на свои места. И гелиоцентрическая математическая модель Солнечной системы это уже аксиома.
Движение планет теперь на экране монитора
Погружаясь в астрономию как науку, человеку неподготовленному бывает трудно представить себе все аспекты космического мироустройства. Для этого оптимально подходит моделирование. Модель Солнечной системы онлайн появилась благодаря развитию компьютерной техники.
Не осталась без внимания и наша планетарная система. Специалистами в области графики была разработана компьютерная модель Солнечной системы с вводом дат, которая доступна каждому. Она представляет собой интерактивное приложение, отображающее движение планет вокруг Солнца. Кроме того, она показывает, как вокруг планет вращаются наиболее крупные спутники. Также мы можем увидеть между Марсом и Юпитером и зодиакальные созвездия.
Как пользоваться схемой
Движение планет и их спутников, соответствуют их реальному суточному и годичному циклу. Также модель учитывает относительные угловые скорости и начальные условия движения космических объектов друг относительно друга. Поэтому в каждый момент времени их относительное положение соответствует реальному.
Интерактивная модель Солнечной системы позволяет ориентироваться во времени с помощью календаря, который изображен в виде внешней окружности. Стрелка на ней указывает на текущую дату. Скорость течения времени можно изменять, перемещая ползунок в левом верхнем углу. Также есть возможность включить отображение фаз Луны, при чем в левом нижнем углу отобразится динамика лунных фаз.
Некоторые допущения
Наш дом родной «Земля» находится среди 7 крупных и 5 карликовых планет движущихся вокруг важнейшей звезды «Солнце»! Название «Солнечная система» пошло, потому что все планеты зависят от Солнца и двигаются по системе.
Планетарная или Солнечная система!
Для тех, кто ещё не ведает о чём сейчас идёт речь, сообщаем: Солнечная система — это такая планетарная система, которая состоит из восьми крупных и пяти карликовых планет, и в центре неё находится одна очень яркая, раскалённая и притягивающая к себе другие планеты — «Звезда». И в данной Солнечной системе планет располагается наша обитель — Земля.
Наша Солнечная система содержит в себе не только далёкие горячие и холодные планеты, но и все прочие объекты обитающие в космосе, включая огромное число комет, астероидов, большое количество спутников, планетоидов и многое, многое другое, в общем всё то, что движется вокруг Солнца и попадает в зону его притяжения и гравитации.
Карта Солнечной системы в современном мире!
Наша система планет образовалась более 4,5 млрд лет назад!
Более 4.5 миллиардов лет назад, когда наша Солнечная система ещё не существовала, появилась первая звезда и вокруг неё был гигантский диск, в котором находилось огромное количество газа, пыли, и прочих материалов. , из газового облака, на обломках диска окружающего нашу звезду и благодаря гравитационному сжатию, стали появляться планеты. Вращение вокруг Солнца сталкивало пылинки, которые всё росли и росли, как снежок, который катится с горы и становится всё крупнее, так и пылинки со временем становились камнями, а через много лет эти камни становились булыжниками и сталкивались с такими же другими. Со временем они приобретали огромные размеры и принимали форму огромных шаров, которые сегодня мы знаем под названием планет. На это формирование ушли миллиарды лет, однако некоторые планеты Солнечной системы были образованы довольно быстро по отношению к другим, и что любопытно, это далеко не всегда зависело от расстояния до огненного гиганта и химического состава физического тела, наука ничего определённо пока об этом сказать не в состоянии.
Действующее строение Солнечной системы.
Не смотря на то, что все планеты Солнечной системы располагаются вблизи от плоскости эклиптики (на латинском — ecliptica), они не движутся вокруг основной звезды строго по экватору (сама звезда имеет ось вращения с наклоном в 7 градусов), некоторые двигаются иначе. К примеру, Плутон на 17 градусов отклоняется от этой плоскости, ведь он находится дальше всех, да и планета не большая (её недавно перестали считать планетой и теперь это планетоид).
Самая маленькая планета Солнечной системы на сегодняшний день — это Меркурий , он имеет отклонение аж в 7 градусов, что совершенно не понятно, ведь располагается ближе всех к Солнцу и на него оказывается огромная гравитационная сила звезды, но тем не менее, Меркурий и большинство других планет стараются находиться во вращении плоского диска.
Почти вся масса Солнечной системы, а это 99,6 процентов массы, приходится на нашу звезду — Солнце, а небольшая оставшаяся часть делится между планетами Солнечной системы и на всё остальное: кометы, метеоры и т.д. Размеры системы не оканчиваются, ни самыми далёкими планетами или планетоидами, а тем местом, где заканчивается притяжение нашего золотого светила, а заканчивается оно на облаке Оорта.
Это огромное расстояние, треть расстояния до следующей для нас звезды Проксимы Центавра, говорит о том, какая огромная наша Солнечная система. Стоит сказать, что облако Оорта существует чисто гипотетически, это сфера окружающая нашу звезду на расстоянии 2 световых лет от него, в котором находится колоссальное количество комет, которые в свою очередь, как предполагает наша наука, попадают под влияние нашего Солнца и устремляются к центру системы неся с собой газы и лёд. Там, на окраине этой огромной сферы уже не действует притяжение нашего гигантского светила, на том месте открытое межзвёздное пространство, звёздный ветер и огромная межзвёздная радиация.
Солнечная система в основном состоит из газовых гигантов!
Следует так же отметить, что в основном в нашей Солнечной системе содержится больше всего газовых гигантов: «Уран», «Нептун», «Юпитер» и «Сатурн». Последняя планета, не смотря на то что она занимает вторую строчку в нашей Солнечной системе по размеру, уступая лишь Юпитеру, она является самой легкой. Если бы, к примеру, на Сатурне был бы океан (хотя этого быть не может так как планета не имеет твердой поверхности), то планета сама бы плавала в этом океане.
Самая большая планета Солнечной системы — это безусловно Юпитер , он же является гигантским пылесосом, засасывающим в себя крупные кометы и другие космические тела. Его сильное притяжение спасает нашу планету, да и все внутренние планеты в Солнечной системе, от ужасающих катаклизмов. Кроме того его огромная сила не даёт сформироваться новой планете между Юпитером и Марсом в поясе астероидов, которая смогла бы собраться воедино из большого количества астероидного материала.
Самая горячая планета нашей Солнечной системы — это однозначно Венера , не смотря на то, что она вдвое дальше отдалена ближайшего к Солнцу Меркурия. Венера самая горячая, и связано это с тем, что у неё очень плотные облака, тепло, которое попадает на поверхность Венеры не может охладится, это своего рода такая гигантская парилка с температурой под 400 градусов по Цельсию. В связи с этим именно Венера очень ярко светится с Земли, и это не только по тому, что она ближайшая к нам планета, но и по тому, что её облака отражают большое количество Солнечного света. На Венере кроме всего прочего, год короче суток, это из-за того, что она вокруг своей оси вращается медленнее, чем вокруг звезды в Солнечной системе. В отличие от всех, она имеет обратное вращение, хотя Уран и того необычнее, он вращается лёжа на торце.
Подробная схема Солнечной системы!
Ученые поведали о том, сколько планет, звезд и спутников в Солнечной системе.
В нашей Солнечной системе находится 8 крупных и 5 карликовых планет. К крупным относятся: «Меркурий», «Венера», «Земля», « », «Юпитер», «Сатурн», «Уран» и «Нептун». К карликовым: «Церера», «Плутон», «Хаумеа», «Макемаке» и «Эрида». Все планеты Солнечной системы имеют свои размеры, массу, возраст и расположение.
Если расположить планеты по порядку, то список будет выглядеть так: «Меркурий», «Венера», «Земля», «Марс», «Церера» (карликовая планета), «Юпитер», «Сатурн», «Уран», «Нептун», и дальше пойдут только карликовые планеты «Плутон», «Хаумеа», «Макемаке» и «Эрида».
В планетарной системе есть только одна значимая звезда — Солнце. Жизнь на Земле зависит именно от Солнца, если эта звезда станет холодной, то жизнь на Земле перестанет существовать.
У нас в Солнечной системе находится 415 спутников, причём, только 172 относятся к планетам, а остальные 243 являются спутниками совсем малых небесных тел.
Модель Солнечной системы в форматах 2D и 3D.
Модель планетарной системы в формате 2D!
Модель планетарной системы в формате 3D!
Солнечная система (Фотоснимки)
Название «Солнечная система» пошло от того, что все планеты зависят от Солнца и двигаются вокруг него по определённой схеме. Планета Земля находится среди 7 крупных и 5 карликовых планет движущихся вокруг важнейшей звезды «Солнце»!
На снимке отображена так называемая правильная карта Солнечной системы в современном мире! На этом снимке видно в каком порядке располагаются планеты от Солнца.
Не смотря на то, что строение Солнечной системы выглядит пугающе и все планеты располагаются вблизи от плоскости эклиптики (на латинском - ecliptica), они не движутся вокруг основной звезды строго по экватору (сама звезда имеет ось вращения с наклоном в 7 градусов), некоторые двигаются иначе.
На снимке изображена подробная официальная схема Солнечной системы, которую чертили сотрудники NASA при помощи специальных алгоритмов и программ.
Привычная многим школьная модель солнечной системы: Солнце из пенопласта, рядом с которым висят девять планет. Хотя эта модель широко распространена, она ошибочна. «Самая частая ошибка в наших представлениях о солнечной системе, это относительный масштаб», – говорит астроном Майк Браун. В центре солнечной системы находится Солнце, звезда диаметром почти полтора миллиона километров, вокруг него вращаются все планеты. «Школьная модель солнечной системы включает планеты расположенные примерно на равном расстоянии от Солнца, чтобы они помещались на подставке. Но на самом деле эти расстояния абсолютно непропорциональны», – поясняет астроном Дэвид Дж. Хелфанд.
Уменьшенная модель солнечной системы
Насколько ошибочна эта уменьшенная модель? Как далеко были бы расположены планеты, если бы Солнце на самом деле было размером с красный шарик? Тогда они не поместились бы даже на футбольном поле. Поставим нашу модель Солнца в самый конец «очковой зоны» на футбольном поле. Орбита ближайшей планеты Меркурия находится в 58 миллионах километрах от Солнца, здесь на футбольном поле это 2,5 метра. Таким образом, 30 сантиметров на футбольном поле соответствует примерно 6,5 миллионам километров в космосе. Венера находится на расстоянии 107 миллионов километров от Солнца или 5 метрах на данной модели. Земля вращается по орбите в 149 миллионах километров от Солнца, и даже не выходит за пределы «очковой зоны», это 6,5 метров. Марс движется по необычной вытянутой орбите, в среднем его удаление от Солнца равно 225 миллионам километров, в модели футбольного поля «красная планета» окажется на двухярдовой линии. На этом заканчивается перечисление небольших каменистых планет, из которых состоит внутренняя солнечная система.Модель солнечной системы: внешние планеты
Юпитер, первая планета внешней солнечной системы, движется по орбите на 27-ярдовой линии в космосе это расстояние равно 772 миллионам километров. Сатурн расположен на 30 метров дальше, то есть в 1 миллиарде 382 миллионах километров от Солнца. Уран находится на расстоянии в 2 миллиарда 720 миллионах километров от Солнца, на футбольном поле он окажется в противоположной «очковой зоне», в 110 метрах от уменьшенной модели Солнца. Наконец мы дошли до Нептуна, он окажется за пределами футбольного поля, Нептун расположен на расстоянии 1 миллиард 600 миллионов километров от Урана, 61 метр в данной модели, и окажется где-то в середине автомобильной парковки рядом с футбольным стадионом.Плутон в современной модели солнечной системы
А как же Плутон? Эта ситуация нуждается в разъяснении, потому что именно тот случай, когда размер имеет значение. «Когда я был маленьким, Плутон был планетой, – говорит астроном Майк Браун. – Это была странная планета, у Плутона вытянутая орбита, которая расположена под другим углом, он не похож ни на что другое. Странное небесное тело на краю солнечной системы, и было непонятно, как его нужно называть».Плутон очень мал, даже меньше нашей Луны. Многие годы он был единственным небесным телом, которое вращается на таком расстоянии от Солнца. Но в 2005 году астроном калифорнийского технологического института Майк Браун обнаружил на дальних рубежах солнечной системы еще один объект. «Я просматривал данные полученные предыдущей ночью, я посмотрел на снимки и неожиданно увидел объект на экране», – рассказывает Майк Браун. Этот неизвестный объект был больше Плутона, но находился в два раза дальше, на 4 миллиарда 800 миллионов километров от него. Ученые назвали его «Эридой», его открытие поставило перед астрономами интересный вопрос. Когда речь идет о планетах имеет ли размер значение?
Модель солнечной системы и особый класс планет
Эрида и Плутон настолько малы, что возможно это не планеты, а что-то совершенно другое? Ученые встретились в Праге, чтобы обсудить этот вопрос и решить судьбу Плутона. Термин планета относится исключительно к телу, обладающему собственной гравитацией в пределах орбитальной зоны. Существует несколько критериев для определения планеты. Мы рекомендуем отнести Плутон к особому классу. После долгих и жарких споров астрономы проголосовали. По итогам голосования Плутон был исключен из солнечной системы. Астрономы посчитали, что и Эрида и Плутон слишком малы, чтобы называться планетами и выделили их в особый класс «карликовых планет» (англ. «Dwarf Planet»). Именно открытие этого объекта большего, чем Плутон, стало причиной, по которой его «разжаловали». Астрономы дали Плутону и Эриде новое название «плутоиды». Как это выяснил маленький Плутон: размер имеет значение.Что касается гигантских размеров, в нашей системе ничто не сравнится с Солнцем. Оно в сотни тысяч раз больше Меркурия, Марса, Венеры и Земли. Даже самые мощные планеты Нептун, Уран, Сатурн и Юпитер не могут сравниться с Солнцем по своей массе. «Солнечная система и есть Солнце, на него приходится более 99% процентов массы нашей солнечной системы», – говорит Луиза Хамлин (планетарный ученый). Наше Солнце это звезда, это самый большой объект в радиусе 38 триллионов километров от нас. Оно настолько огромно, что могло бы вместить более миллиона планет размером с Землю. Мы существуем, потому что орбита Земли проходит на идеальном расстоянии от нашей звезды Солнца.
