Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
309
Добавлен:
07.07.2018
Размер:
2.65 Mб
Скачать

1. Основные представления о Солнечной системе и планетах

Солнечная система состоит из центральной звезды – Солнца, восьми планет, более 60 (2002 г. число составило 100) спутников, более 40 000 астероидов и около 1 000 000 комет. Радиус Солнечной системы до орбиты Плутона составляет 5,9 млрд км. Если определять границу Солнечной системы по орбитам комет, вращающихся вокруг Солнца, то радиус Солнечной системы намного больше. Ученые предполагают, что в Солнечной системе есть еще одна – десятая планета?!, но пока точные ее размеры и расстояние до Солнца неизвестны. Предположение выдвинуто на основе изучения орбиты Плутона: ее возмущения нельзя объяснить только воздействием известных планет.

Планеты расположены от Солнца в такой последовательности:

  1. Меркурий,

  2. Венера,

  3. Земля,

  4. Марс,

  5. Юпитер,

  6. Сатурн,

  7. Уран,

  8. Нептун.

Все планеты имеют общие свойства и особенности. К общим свойствам можно отнести следующие:

  • все планеты имеют шарообразную форму;

  • все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении против часовой стрелки для наблюдателя, смотрящего со стороны Северного полюса Мира. Это направление называется прямым. В таком же направлении движутся почти все спутники и астероиды;

  • осевое вращение большинства планет происходит в том же направлении – против часовой стрелки. Исключение составляют Венера и Уран, они вращаются по часовой стрелке;

  • на долю планет приходится 98 % момента количества движения всей Солнечной системы, Солнце обладает лишь 2 % момента количества движения;

  • орбиты большинства планет близки по форме к окружности, эксцентриситет (эксцентриситет – отношение расстояния между центром и фокусом эллипса к длине большой полуоси) их мал. Поэтому планеты не подходят близко друг к другу, их гравитационное воздействие мало. Только у Меркурия орбиты сильно вытянуты;

  • орбиты всех планет находятся примерно в одной плоскости, близкой к плоскости эклиптики. Причем каждая следующая планета – примерно в два раза дальше от Солнца, чем предыдущая.

Эту закономерность установили два ученых: И. Тициус (1729 – 1796) и И. Боде (1747– 1826). По правилу Тициуса–Боде, расстояние от Солнца до планеты r [а.е.] можно определить по формуле:

r =0,4 + 0,3-2n,

где п = 0 для Венеры; п = 1 для Земли; п = 2 для Марса; п = 4 для Юпитера.

В указанную последовательность не вписываются Меркурий, Нептун; п = 3 соответствует поясу астероидов, планеты на этом расстоянии от Солнца нет. По одной из гипотез предполагается, что на данном месте когда-то существовала планета Фаэтон, но гравитационное воздействие Юпитера привело к ее распаду. Более вероятно предположение, что здесь эта планета образоваться не могла из-за сильного влияния огромной планеты.

Планеты условно делятся на две большие группы:

  • планеты земной группы

  • планеты-гиганты.

К первой группе относятся Меркурий, Венера, Земля, Марс.

Вторую группу образуют Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.

Различие планет по физическим свойствам обусловлено тем, что планеты земной группы формировались ближе к Солнцу, а планеты-гиганты – на очень холодной периферии Солнечной системы.

  1. Планеты земной группы имеют небольшие размеры, диаметр Земли – самой большой из них – составляет 12735 км.

  2. Они имеют большую плотность (плотность Земли – 5,5 г/см3). Основными их составляющими являются силикаты (соединения кремния) и железо. Следовательно, планеты земной группы – твердые тела.

  3. Планеты медленно вращаются вокруг своей оси. У Меркурия период вращения равен 58,7 земных суток, у Венеры – 243 суткам, у Марса – немного больше суток. Из-за медленного вращения полярное сжатие у планет небольшое, т. е. они имеют близкую к шару форму.

  4. Планеты земной группы обладают значительной скоростью орбитального движения. Самая большая скорость у Меркурия – 48 км/с, у Венеры – 35 км/с, у Марса – 24 км/с.

  5. Планеты имеют всего три спутника: у Земли – Луна, у Марса – Фобос и Деймос. Есть предположение, что когда-то Меркурий был спутником Венеры, но из-за близкого расстояния к Солнцу был притянут к звезде и теперь обращается вокруг Солнца.

Само название «планеты-гиганты» говорит о том, что планеты этой группы имеют огромные размеры: диаметр Юпитера равен 142 800 км. Однако плотность планет небольшая, у Юпитера она составляет 1,3 г/см3. Наиболее распространенными на них химическими элементами являются водород и гелий. Следовательно, планеты-гиганты представляют собой газовые шары. Водород при высоких давлениях и температурах из газообразного состояния переходит в металлизированное. Возможно, планеты могут иметь небольшое твердое ядро.

Планеты-гиганты с большой скоростью вращаются вокруг своей оси, период осевого вращения планет колеблется от 10 ч – у Юпитера, до 17 ч – у Урана. Благодаря быстрому вращению планеты имеют большое полярное сжатие (у Сатурна – 1/10). Скорость орбитального движения у планет небольшая, полный оборот вокруг Солнца Юпитер совершает за 11,86 года, а Нептун – за 165 лет.

Все планеты-гиганты имеют кольца и большое количество спутников. С каждым новым полетом космических аппаратов число вновь открытых спутников увеличивается, сейчас их известно более 60.

Звездные аналоги Солнечной системы. Крупнейшим достижением ученых в XX в. является открытие в космическом пространстве аналогов Солнечной системы – долгоживущих, подобных Солнцу, небольших звезд, которые окружены массивными флюидными планетами, соизмеримыми по размеру с Юпитером. Получены доказательства наличия планет-гигантов, обращающихся по круговым орбитам вокруг звезд и создающих их периодические смещения, фиксируемые доплеровским эффектом.

К таким звездно-планетным системам в настоящее время причисляют: 55 Canceri, HD 114762, 70 Virginis, 47 Ursae Majoris, т Bootis, p Coronae Borealis, и Andromedae, 16 Cygni B, 51 Pegasi. К середине 2002 г. было известно о более чем 30 планетных системах на расстоянии от 65 до 192 световых лет от Земли. Минимум пять из них имеют окружающую обстановку, близкую к земным условиям, что позволяет предполагать возможность существования жизни.