8.2. Строение солнечной системы

В солнечную систему, помимо Солнца и планет со своими спутниками, входят астероиды, кометы и метеорные тела. Кроме этого, в межпланетном пространстве содержатся очень мелкие частицы (пыль), отдельные атомы и молекулы, а также всевозможные элементарные частицы. Суммарная масса планет и всех других тел солнечной системы составляет около 0,14% массы Солнца, поэтому движение любого тела легко рассчитать: оно практически всегда определяется только силой притяжения к Солнцу.

Термин «планета» происходит от греческого слова «planetes», что означает – «блуждающий»: еще в незапамятные времена люди заметили, что пять светлых точек на ночном небосклоне регулярно перемещаются (блуждают) на фоне практически неподвижного узора, образованного множеством других звезд. Современные названия пяти планет (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн), видимых с Земли невооруженным глазом, соответствуют именам главных божеств римской мифологии^*. Еще три планеты, открытые последовательно в 1781, 1846 и 1930 годах, получили свои названия также в соответствии с этой же мифологической традицией^**.

Первой планетой, открытой с помощью телескопа (через 170 лет после его изобретения) был Уран. Справедливости ради нужно отметить, что более далекий Нептун астрономы наблюдали раньше, чем Уран, и первым, кто его увидел, был Галилей. Но в те далекие времена никто, по-видимому, не предполагал, что в составе солнечной системы могут быть и другие планеты. В начале XIX в. было замечено, что форма орбиты Урана несколько отклоняется от расчетной. Причина этого несоответствия вскоре стала понятной, в рассчитанную точку был направлен телескоп, и в 1846 г. новая планета, которую назвали Нептун, была обнаружена, что стало подлинным триумфом небесной механики и теоретической астрономии. Плутон, открытый позднее других планет, лишь в течение 75 лет считался девятой планетой солнечной системы: в 2006 г. решением Международного астрономического союза он был исключен из числа планет^***.

Как уже отмечалось, орбиты всех планет солнечной системы расположены почти в одной плоскости – плоскости солнечного экватора, поэтому солнечную систему называют копланарной. Все планеты движутся вокруг Солнца в одну сторону (в направлении вращения самого Солнца). Орбита каждой планеты представляет собой эллипс, в одном из фокусов которого расположено Солнце (две фокусные точки эллипса лежат на его большой оси, эти точки обладают тем свойством, что сумма расстояний от них до любой точки эллипса есть величина постоянная).

Степень вытянутости эллипсоидальной орбиты (расстояние между фокусами) у разных планет разная. У большинства планет, в том числе у Земли, орбиты близки к окружностям. Ближайшую точку орбиты тел, вращающихся вокруг Солнца, называют перигелий, а наиболее удаленную точку – афелий. В частности, Земля в перигелии (где она находится в начале января) удалена

^* В Древней Греции во времена Пифагора эти планеты имели имена: Искристый, Светоносный, Огненный, Лучезарный и Сияющий. Но еще раньше (4 тысячелетия назад) вавилонские жрецы называли планеты именами своих богов. После завоевательных походов Александра Македонского греки, ознакомившись с вавилонскими названиями планет, присвоили им имена своих богов Гермеса, Афродиты, Арея, Зевса и Крона. Римляне же просто переименовали планеты по-своему (римские божества соответствуют греческим).

^** Сатурн был отцом Юпитера и, поскольку в греческих мифах Уран был отцом Крона (Сатурна), следующую за Сатурном планету назвали Уран. Последние две планеты названы именами братьев Юпитера.

^*** Интересно отметить, что незадолго до этого американские астрономы объявили о наличии в Солнечной системе 10-й планеты, соизмеримой по размерам с Плутоном. Этой планете уже было присвоено имя – Седна (в честь эскимосской богини – повелительницы океана). Будут ли в будущем Плутон и Седна признаны планетами, или же их отнесут к числу крупных астероидов, которых множество на периферии солнечной системы, покажет время.

от Солнца на 147,1 млн. км, а в афелии – на 152,1 млн. км. Для сравнения - у Меркурия орбита более вытянутая – в афелии эта планета примерно в 1,5 дальше от Солнца, чем в перигелии.

Прежде чем рассматривать свойства планет, охарактеризуем кратко другие тела солнечной системы, которые, как полагают, сложены из того же материала, из которого в свое время сформировались планеты. Самые крупные из этих тел – астероиды – имеют железо-каменный состав, их общее число по оценкам на начало 3-го тысячелетия превышает 10⁶. Астероидов с присвоенными номерами более 4000, наиболее крупные из них имеют имена, такие астероиды часто называют малыми планетами. В отличие от планет, астероиды представляют собой бесформенные тела. Размеры самого крупного из астероидов (планета Церера) составляют около 1000 км в поперечнике. Подавляющее большинство астероидов движется в широком промежутке между орбитами Марса Юпитера. Согласно одной из гипотез, в солнечной системе когда-то существовала еще одна планета – Фаэтон, и астероидный пояс между Марсом и Юпитером состоит из обломков этой планеты, разрушившейся в результате какой-то космической катастрофы.

Метеорные тела, пересекая орбиту Земли, могут быть захвачены ее полем тяготения, при этом они либо полностью сгорают в атмосфере (метеоры), либо достигают ее поверхности (метеориты). При столкновении метеорита с поверхностью Земли образуется воронка в форме кратера. Метеориты бывают трех типов: железные, каменные и железо-каменные. Количество метеорных тел, которые могут двигаться как поодиночке, так и "роями" (метеоритный дождь), не поддается исчислению. Число падений метеоритов на Землю, которые удалось наблюдать, больше 700. Некоторые из найденных метеоритов имеют достаточно внушительные размеры, масса самого крупного из них, найденного в пустыне Гоба в Африке, составляет 59 т.

Кометы^* являются наиболее своеобразными небесными телами, они движутся по сильно вытянутым орбитам и могут удаляться от Солнца на

расстояния до одного светового года. Даже самая близкая к Солнцу и самая известная комету Галлея, имеет период обращения около 75 лет, ее мало кому удается увидеть дважды (в марте 1986 г. эта комета находилась всего в 160 млн. км от Земли и была подробно исследована). В строении комет выделяют голову и протяженный хвост (шлейф). Голова содержит небольшое плотное ядро, имеющее размеры до нескольких километров и состоящее из каменных и металлических образований, это ядро заключено в оболочку из смеси льда и пыли. При прохождении вблизи Солнца вещество оболочки испаряется, образуя хвост, который всегда направлен от Солнца. Протяженность хвоста кометы может достигать десятков млн. км, чем ближе комета к Солнцу, тем длиннее и ярче ее хвост.

^* Термин «комета» происходит от греческого слова kometes, что в переводе означает длинноволосый.