Рождение солнечной системы

Алан-э-Дейл       05.11.2022 г.

Будущее Солнечной системы

В статье было подробно рассказано о том, что такое Солнечная система. Несмотря на свою кажущуюся стабильность, наше Солнце, как и все в природе, эволюционирует, но процесс этот, по нашим меркам, очень длительный. Запас водородного горючего в его недрах огромен, но не бесконечен. Так, согласно гипотезам ученых, он закончится через 6,4 млрд лет. По мере же его выгорания солнечное ядро будет становиться все плотнее и горячее, а внешняя оболочка светила — все шире. Светимость звезды также будет увеличиваться. Предполагается, что через 3,5 млрд лет из-за этого климат на Земле будет подобен венерианскому, и жизнь на ней в привычном для нас понимании будет уже невозможна. Воды не останется вовсе, под действием высоких температур она улетучится в космическое пространство. Впоследствии, как считают ученые, Земля будет поглощена Солнцем и растворится в его недрах.

Перспектива не слишком радужная. Однако прогресс не стоит на месте, и, возможно, к тому времени новые технологии позволят человечеству освоить другие планеты, над которыми светят иные солнца. Ведь сколько «солнечных» систем в мире, ученым пока не известно. Вероятно, их бесчисленное множество, и среди них вполне можно найти пригодную для обитания людей

Какая «солнечная» система станет нашим новым домом, не столь важно. Человеческая цивилизация будет сохранена, и в ее истории начнется другая страница…

Внешние планеты или планеты-гиганты

Солнце — самое большое тело в Солнечной системе, после него идут планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Также их называют «газовые гиганты».

Газовый гигант — это большая планета, состоящая в основном из газов, таких как водород и гелий, с относительно небольшим ядром.

Внешние планеты расположены дальше от Солнца, чем внутренние.

Газовые гиганты, в отличие от каменистых планет (как Земля), не имеют чётко выраженной поверхности, т. е. у них нет границы между тем, где заканчивается атмосфера и начинается поверхность, поэтому на этих планетах невозможно приземлиться.

Их атмосфера постепенно становится плотнее к ядру (возможно между атмосферой и ядром всё же существуют жидкие или подобные жидкостям состояния).

Ледяные гиганты

Существует ещё один отдельный класс (или подкласс газовых гигантов) — это ледяные гиганты. В Солнечной системе ими считаются две планеты: Уран и Нептун.

Большинство массы других двух планет-газовых гигантов (Юпитера и Сатурна) — это водород и гелий, а у ледяных гигантов — лёд. На Уране температура достигает –220ºC, а средняя температура на Нептуне около –230ºC.

Самая большая планета в нашей Солнечной системе — Юпитер.

Изучение

Настоящий бум связанный с изучением космического пространства и Солнечной системы начался в середине прошлого века, в особенности с космических программ бывшего Советского Союза и США: запуск первых искусственных спутников, полет первых космонавтов, знаменитая высадка американских астронавтов на Луне (что правда некоторые скептики считают фальшивкой) и так далее. Но самым действенным методом в изучении Солнечной системы и тогда и сейчас является отправка специальных исследовательских зондов.

Первый искусственный советский космический аппарат Спутник 1 (на фото), был запущен на орбиту в далеком 1957 году, где провел несколько месяцев, собирая данные об атмосфере и ионосфере Земли. В 1959 году к нему присоединился американский спутник Explorer, именно он сделал первые космические фотоснимки нашей планеты. Затем американцами из НАСА был запущен целый ряд исследовательских зондов к другим планетам:

  • Маринер в 1964 году полетел к Венере.
  • Маринер-4 в 1965 году прибыл к Марсу, а затем уже в 1974 году успешно миновал Меркурий.
  • В 1973 году к Юпитеру был отправлен зонд Пионер-10, началось научное изучение внешних планет.
  • В 1974 году был отправлен первый зонд к Сатурну.
  • В 80-х годах прошлого века подлинным прорывом стали корабли Вояджер, которые первыми облетели газовые гиганты и их спутники.

Активное исследование космического пространства продолжается и в наше время, так совсем недавно, в сентябре этого 2017 года в атмосфере Сатурна погиб космический аппарат Касини, запущенный в 1997 году. За свою двадцатилетнюю исследовательскую миссию он сделал немало интересных наблюдений над атмосферой Сатурна, его спутников и, конечно же, знаменитых колец. Последние часы и минуты жизни аппарата Касини транслировались НАСА в прямом эфире.

Проблемы при изучении образования Солнечной системы

Теория туманности считается наиболее популярной для объяснения того, как появилось Солнце и Солнечная система, но она все еще страдает от проблем, которым не могут найти решение. Возьмем, к примеру, не состыковку с наклонными осями. Небулярная теория говорит о том, что звезды должны быть наклонены одинаково относительно эклиптики. Но ведь мы знаем, что у внешних и внутренних планет они отличаются.

Наклон оси внутренних планет системы практически достигает 0°, а вот Земля и Марс наклонены на 23.4° и 25°. Уран вообще смещен на 97.77° и его полюса смотрят на Солнце.

Список потенциально пригодных для жизни экзопланет

Свою долю скептицизма добавило и изучение экзопланет. Например, раздор вносит наличие «горячих юпитеров», совершающих обороты вокруг звезд за несколько дней. Ученым пришлось корректировать гипотезу, но недочеты еще остаются.

Узнать все подробности о нашем происхождении и прошлой истории Солнечной системы все еще сложно. Как только кажется, что нашли ответ, появляется новая проблема. Но в исследовании Вселенной мы проделали долгий путь. И дальнейшее изучение поможет заполнить пробелы.

  • Интересные факты о Солнечной системе;
  • Диаграмма Солнечной системы
  • Разница между звездами и планетами
  • Что такое Солнечная система?
  • Что собою представляет межпланетное пространство?

Образование Солнечной системы

  • Как образовалась Солнечная система;
  • Формирование Солнечной системы
  • Какая разница между геоцентрической и гелиоцентрической моделями?
  • Геоцентрическая модель Солнечной системы;
  • Гелиоцентрическая модель Солнечной системы;
  • Теория солнечной туманности;
  • Теория Солнечного разрушения
  • Солнечная туманность;

Строение Солнечной системы

  • Диаметр Солнечной системы
  • Какие планеты проживают в Солнечной системе?
  • Орбиты в Солнечной системе
  • Порядок планет в Солнечной системе
  • Плоскость эклиптики

Факты о Солнечной системе

  • Самые большие объекты Солнечной системы;
  • Самый большой вулкан в Солнечной системе
  • Сколько спутников в Солнечной системе;
  • Самый большой спутник в Солнечной системе;
  • Самый маленький спутник в Солнечной системе;
  • Сколько звезд в Солнечной Системе;
  • Размеры Солнечной Системы;
  • Возраст Солнечной системы;

Солнце и его особенности

Наше светило ученые относят к типу желтых карликов (G2V) по спектральной классификации. Это ближайшая к нам звезда, ее свет достигает поверхности планеты всего за 8,31 секунды. С Земли кажется, что излучение имеет желтый оттенок, хотя в действительности оно практически белое.

Основные составляющие нашего светила – гелий и водород. Кроме того, благодаря спектральному анализу было обнаружено, что на Солнце присутствуют железо, неон, хром, кальций, углерод, магний, сера, кремний, азот. Благодаря непрерывно идущей в его недрах термоядерной реакции все живое на Земле получает необходимую энергию. Солнечный свет – неотъемлемая составляющая фотосинтеза, в результате которого образуется кислород. Без солнечных лучей он был бы невозможен, следовательно, не смогла бы образоваться и пригодная для белковой формы жизни атмосфера.

Как появилась Солнечная система, и как она развивалась

Солнечная система образовалась 4,568 миллиарда лет назад в процессе гравитационного коллапса региона в гигантском молекулярном облаке из водорода, гелия и небольших количеств элементов потяжелее, синтезированных предыдущими поколениями звезд. Когда этот регион, который должен был стать Солнечной системой, коллапсировал, сохранение углового момента заставило его вращаться быстрее.

Центр, где собралась большая часть массы, начал становиться все горячее и горячее окружающего диска. По мере того как сжимающаяся туманность вращалась быстрее, она начала выравниваться в протопланетарный диск с горячей, плотной протозвездой в центре. Планеты образовались аккрецией этого диска, в котором пыль и газ стягивались вместе и объединялись, чтобы сформировать более крупные тела.

Из-за более высокой температуры кипения, только металлы и силикаты могут существовать в твердой форме близко к Солнцу и в конечном итоге образуют планеты земной группы — Меркурий, Венеру, Землю и Марс. Поскольку металлические элементы были лишь небольшой частью солнечной туманности, планеты земной группы не смогли стать очень большими.

В отличие от этого, планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) образовались за точкой между орбитами Марса и Юпитера, где материалы были достаточно холодными, чтобы летучие ледовитые компоненты оставались твердыми (на снеговой линии).

Льды, которые сформировали эти планеты, были более многочисленны, чем металлы и силикаты, которые сформировали внутренние планеты земной группы, что позволило им расти достаточно массивными, чтобы захватить крупные атмосферы из водорода и гелия. Оставшийся мусор, который никогда не станет планетами, собрался в регионах вроде пояса астероида, пояса Койпера и облака Оорта.

За 50 миллионов лет давление и плотность водорода в центре протозвезды стали достаточно высокими, чтобы начался термоядерный синтез. Температура, скорость реакции, давление и плотность увеличивались, пока не было достигнуто гидростатическое равновесие.

В этот момент Солнце стало звездой главной последовательности. Солнечный ветер от Солнца создал гелиосферу и смел оставшиеся газ и пыль протопланетарного диска в межзвездное пространство, заканчивая процесс формирования планет.

Солнечная система будет оставаться практически такой же, какой мы ее знаем, пока водород в ядре Солнца не будет полностью преобразован в гелий. Это произойдет примерно через 5 миллиардов лет и ознаменует конец главной последовательности жизни Солнца. В это время ядро Солнца коллапсирует и выход энергии будет значительно больше, чем сейчас.

Наружные слои Солнца расширятся примерно в 260 раз шире текущего диаметра, и Солнце станет красным гигантом. Расширение Солнца, как ожидается, испарит Меркурий и Венеру и сделает Землю непригодной для жизни, поскольку обитаемая зона выйдет за орбиту Марса. В конце концов, ядро станет достаточно горячим, чтобы начался гелиевый синтез, Солнце еще немного пожжет гелий, но потом ядро станет сокращаться.

В этот момент внешние слои Солнца направятся в космос, оставив позади белый карлик — чрезвычайно плотный объект, который будет иметь половину изначальной массы Солнца, но по размерам будет с Землю. Выброшенные внешние слои сформируют планетарную туманность, вернув часть материала, сформировавшего Солнце, в межзвездное пространство.

История изучения образования Солнечной системы

В 1734 году эту гипотезу выдвинул Эммануил Сведенборг. Ее развил Иммануил Кант, утверждавший, что газовые облака медленно вращаются, разрушаются и становятся плотными из-за гравитации и появления планет и звезд.

В меньшем масштабе эту идею обсуждал Пьер-Симон Лаплас в 1796 году. Он полагал, что наша звезда Солнце с самого начала обладала расширенной горячей атмосферой, которая увеличивалась и сокращалась. По мере вращения облако сбрасывало материал, который затем уплотнялся и создавал планеты.

В 19 веке модель Лапласа обрела популярность, но с ней возникали трудности. Главная проблема состояла в распределении углового момента между звездой и планетами. Тем более, Джеймс Максвелл утверждал, что между внешними и внутренними кольцами существует разная скорость вращения, что не позволит материалу конденсироваться. Также против выступил Дэвид Брюстер, утверждавший, что в таком случае, Луна должна была перебрать часть земной воды и обладать атмосферой.

В 20-м веке эта модель потеряла сторонников и ученые стали искать новые объяснения. Но в 1970-м году она возрождается в обновленном виде – модель солнечного небулярного диска (SNDM), созданная Виктором Сафроновым (1972 год). Он сформулировал практически все главные проблемы в процессе формирования планет и большинству нашел объяснения.

Например, она прекрасно разъясняла наличие аккреционных дисков вокруг молодых звезд. Разные модели также демонстрировали, что аккреция материала приводит к появлению тел земного размера. Если сначала идея применялась только для нашей системы, то позже ее масштабировали до размеров Вселенной.

История изучения образования Солнечной системы

В 1734 году эту гипотезу выдвинул Эммануил Сведенборг. Ее развил Иммануил Кант, утверждавший, что газовые облака медленно вращаются, разрушаются и становятся плотными из-за гравитации и появления планет и звезд.

В меньшем масштабе эту идею обсуждал Пьер-Симон Лаплас в 1796 году. Он полагал, что наша звезда Солнце с самого начала обладала расширенной горячей атмосферой, которая увеличивалась и сокращалась. По мере вращения облако сбрасывало материал, который затем уплотнялся и создавал планеты.

Sh 2-106 – район образования звезд в созвездии Лебедь

В 19 веке модель Лапласа обрела популярность, но с ней возникали трудности. Главная проблема состояла в распределении углового момента между звездой и планетами. Тем более, Джеймс Максвелл утверждал, что между внешними и внутренними кольцами существует разная скорость вращения, что не позволит материалу конденсироваться. Также против выступил Дэвид Брюстер, утверждавший, что в таком случае, Луна должна была перебрать часть земной воды и обладать атмосферой.

В 20-м веке эта модель потеряла сторонников и ученые стали искать новые объяснения. Но в 1970-м году она возрождается в обновленном виде – модель солнечного небулярного диска (SNDM), созданная Виктором Сафроновым (1972 год). Он сформулировал практически все главные проблемы в процессе формирования планет и большинству нашел объяснения.

Например, она прекрасно разъясняла наличие аккреционных дисков вокруг молодых звезд. Разные модели также демонстрировали, что аккреция материала приводит к появлению тел земного размера. Если сначала идея применялась только для нашей системы, то позже ее масштабировали до размеров Вселенной.

Знакомство с Солнечной системой

Солнечная система является частью спиралевидной галактики — Млечного пути. В самом ее центре находится Солнце – самый большой обитатель Солнечной системы. Солнце – это горячая звезда, состоящая из газов – водорода и гелия. Оно производит огромное количество тепла и энергии, без которых жизнь на нашей планете была бы просто невозможна. Солнечная система возникла пять млрд. лет назад в результате сжатия газопылевого облака.

Млечный путь

Центральное тело нашей планетной системы — Солнце (по астрономической классификации — желтый карлик), сосредоточило в себе 99,866% всей массы Солнечной системы. Оставшиеся 0,134% вещества представлены девятью большими планетами и несколькими десятками их спутников (в настоящее время их открыто более 100), малыми планетами — астероидами (примерно 100 тысяч), кометами (около 1011 объектов), огромным количеством мелких фрагментов — метеороидов и космической пылью. Все эти объекты объединены в общую систему мощной силой притяжения превосходящей массы Солнца.

Планеты земной группы составляют внутреннюю часть Солнечной системы. Планеты-гиганты образуют ее внешнюю часть. Промежуточное положение занимает пояс астероидов, в котором сосредоточена большая часть малых планет.

Фундаментальной особенностью строения Солнечной системы является то, что все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, совпадающем с направлением осевого вращения Солнца, и в том же направлении они обращаются вокруг своей оси. Исключение составляют Венера, Уран и Плутон, осевое вращение которых противоположно солнечному. Существует корреляция между массой планеты и скоростью осевого вращения. В качестве примеров достаточно упомянуть Меркурий, сутки которого составляют около 59 земных суток, и Юпитер, который успевает сделать полный оборот вокруг своей оси менее, чем за 10 часов.

Планеты солнечной системы

Сколько существует планет?

Планеты и их спутники:

  1. Меркурий,
  2. Венера,
  3. Земля (спутник Луна),
  4. Марс (спутники Фобос и Деймос),
  5. Юпитер (63 спутника),
  6. Сатурн (49 спутника и кольца),
  7. Уран (27 спутника),
  8. Нептун (13 спутников).
  • Астероиды,
  • Объекты пояса Койпера (Квавар и Иксион),
  • Карликовые планеты (Церера, Плутон, Эрида),
  • Объекты облака Орта (Седна, Оркус),
  • Кометы (комета Галлея),
  • Метеорные тела.

Чем отличается земная группа?

К планетам земной группы традиционно относят Меркурий, Венеру, Землю и Марс (в порядке удаления от Солнца). Орбиты этих четырёх планет расположены до Главного пояса астероидов. Эти планеты объединяют в одну группу также из-за схожести их физических свойств — они имеют небольшие размеры и массы, средняя плотность их в несколько раз превосходит плотность воды, они медленно вращаются вокруг своих осей, у них мало или совсем нет спутников (у Земли — один, у Марса — два, у Меркурия и Венеры — ни одного).

Планеты земного типа или группы отличаются от планет-гигантов меньшими размерами, меньшей массой, большей плотностью, более медленным вращением, гораздо более разрежёнными атмосферами (на Меркурии атмосфера практически отсутствует, поэтому его дневное полушарие сильно накаляется. Температура у планет земной группы значительно выше чем у гигантов (на Венере до плюс 500 С). Элементные составы планет земной группы и планет-гигантов также резко отличаются друг от друга. Юпитер и Сатурн состоят их водорода и гелия примерно в той же пропорции, что и Солнце. У планет земной группы имеется много тяжелых элементов. Земля в основном состоит из железа (35 %), кислорода (29 %) и кремния (15 %). Наиболее распространенные соединения в коре — окислы алюминия и кремния. Таким образом, элементный состав Земли резко отличается от солнечного.

Какие есть планеты-гиганты?

К планетам-гигантам относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эти планеты обладают большими размерами, но небольшой плотностью из-за своего газового состава из водорода и гелия. Тем не менее примерно 98 % суммарной массы планет Солнечной системы приходится на массу планет-гигантов!  Тепловой поток из центра Юпитера и Сатурна немного превосходит поток энергии, получаемой планетой от Солнца, тогда как тепловой поток из центра Земли пренебрежимо мал по сравнению с потоком энергии, получаемой Землей от Солнца.Эти планеты удалены на большие расстояния от Солнца, поэтому самые дальние из них — Нептун и Уран, содержат большое количество льда и именуются ледяными гигантами.

Размеры планет солнечной системы

Планеты данного типа обладают большим количеством спутников, в отличие от планет земной группы, и обладают высокой скоростью вращения. Спутниками называются небольшие тела, вращающиеся вокруг планет. Область между планетами наполнена небольшими твердыми частицами и разреженными газами.

Классификация планет по размеру: какая планета земной группы самая большая и самая тяжелая?

Планеты солнечной системы движутся вокруг солнца по своим орбитам. Каждая из них имеет свое название и характеристики.

В зависимости от размера и состава планеты разделяют на две группы:

  • К первой группе относят космические тела небольшого размера, поверхность которых преимущественно состоит из камня. Объекты этой группы имеют небольшую массу и несколько спутников. Такие планеты обладают сильными магнитными полями и объединены в земную группу.
  • Ко второй группе относят гигантские планеты, состоящие из ледяных глыб и плотного газа. Такие объекты окружены большим количеством спутников и колец. Планеты, относящиеся к этой группе получили название газовых гигантов.
  • К группе газовых гигантов относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эти планеты обладают схожими характеристиками и обладают внушительными размерами. Основной составляющей этих объектов является газ, поэтому их строение имеет низкий показатель плотности.
  • В сравнении с земной группой, газовые гиганты удалены от Солнца на более значительное расстояние. Из-за постоянной минусовой температуры, их называют холодными планетами.
  • Планеты этой группы сосредоточили вокруг себя многочисленные лунные семьи. Часть лун притягивается при помощи гравитации. Их движение совпадает с направлением планет. На каждой из планет происходят масштабные бури.
  • Земную группу Солнечной системы представляют четыре планеты — Меркурий, Венера, Земля и Марс.
  • Эти объекты преимущественно состоят из скалистых пород и различных металлов. Ядро этих планет состоит из тяжелого железа.

Планеты бывают небольшого размера и гиганты

Характеристики планет разделяют их по размеру:

  • Венера и Земля имеют большую схожесть по множественным признакам. Предполагается, что Венера имеет такую же внутреннюю структуру.
  • Существенным различием этих двух объектов является отсутствие у Венеры литосферных плит, играющих важную роль в тектонических процессах.
  • Для того, чтобы сравнить планеты, рассмотрим их основные параметры.

Земная группа:

  • Земля: диаметр км — 12 765 масса, кг — 5,972E24, расстояние от Солнца, млн. км — 149,6
  • Венера: диаметр км — 12 103,  масса, кг — 4,867E24, расстояние от Солнца, млн. км —  108,2
  • Марс:  диаметр, км — 6786, масса, кг — 6,39E23, расстояние от Солнца, млн. км — 227,9
  • Меркурий: диаметр, км — 4878 масса, кг — 3,30Е23, расстояние от Солнца, млн. км —  57,9

Газовые гиганты:

  • Юпитер: диаметр, км — 143 000  масса, кг — 1,898E27, расстояние от Солнца, млн км — 778.3
  • Сатурн: диаметр, км — 120 000 масса, кг — 5,683E26, расстояние от Солнца, млн. км — 1 427
  • Уран: диаметр, км — 51 118 масса, кг — 8,681E25, расстояние от Солнца, млн. км — 2 896,6
  • Нептун: диаметр, км — 49 528 масса, кг — 1,024E26, расстояние от Солнца, млн. км — 4 496,6

Планеты

­

Таким образом, расположение планет от самой большой к самой маленькой выглядит следующим образом:

1

2

3

4

5

6

7

8

Наибольший размер среди представителей Солнечной системы имеет планета Юпитер. Помимо самого большого размера, эта планета опережает остальные по массе. Если сравнивать с планетой Земля, то Юпитер по размеру больше в 11 раз и массивнее в 318 раз. Внутри планета заполнена материалами высокой плотности.

По мере приближения к ядру показатели температуры и давления повышаются. В научном мире предполагается существование планет, размеры которых превышают Юпитер в 15 раз. Несмотря на свой размер, Юпитер быстрее остальных планет совершает оборот вокруг своей оси.

  • Если Земля делает оборот за сутки, то Юпитеру достаточно 12 часов.
  • Самым маленьким диаметром обладает планета Меркурий. Из-за большой плотности эта планета обладает высокой гравитацией. Поверхность Меркурия по своим характеристикам имеет много общего с поверхностью Луны.
  • Среди представителей земной группы самая большая планета Земля. Наша планета имеет наибольшую гравитацию и магнитное поле. Только на Земле температурный режим разделяется на 4 сезона.
  • На Марсе есть два времени года, но более продолжительные. Планета имеет самое удачное расположение в Солнечной системе, позволяющее воде находится в жидком состоянии. Это и является основой жизни живых организмов.
  • Единственный спутник планеты Луна по своему размеру в 4 раза меньше Земли. Благодаря силе притяжения Луны Земля занимает стабильное положение относительно оси.

Наша галактика

Наша галактика называется Млечный Путь. По словам учёных, Млечный Путь — это спиральная система с диаметром около 100 тыс. световых лет и толщиной 1 световой год.

Также по их подсчётам, в ней 150–200 миллиардов звёзд и ещё огромное количество других, самых разнообразных космических объектов.

Как увидеть Млечный Путь

Теоретически можно увидеть Млечный Путь в любое время года в любой части мира, но самые лучшие месяца для наблюдения — примерно с середины марта до середины октября.

Невозможно увидеть Млечный Путь из городов, и даже деревень, из-за светового загрязнения. Поэтому нужно отъехать как можно дальше от населённых пунктов.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.