Общие сведения о Солнечной системе и её планетах

Гигант-Юпитер. Не только самая  крупная, но и вторая по яркости после  Венеры планета. Но если Венеру можно  видеть только утром или вечером, то Юпитер иногда ярко сверкает всю  ночь. Из-за медленного, величественного  перемещения этой  планеты среди  звезд древние греки дали ей имя своего верховного бога Зевса; в римском пантеоне ему соответствовал Юпитер.

Юпитер – это планета-гигант, которая содержит в себе более 2/3 массы всей нашей планетной системы. Масса Юпитера равна 318 земным. Его объем в 1300 раз больше, чем у Земли. Видимая поверхность планеты в 120 раз превосходит площадь Земли, но застроить Юпитер землянам не удастся: он представляет собой гигантский шар из водорода, практически его химический состав совпадает с солнечным. А вот температура на Юпитере ужасающе низкая: - 1400С. Юпитер быстро вращается. Из-за действия центробежных сил планета заметно расплющилась, и её полярный радиус стал на 4400 километров меньше экваториального, равного 71 400 км. Магнитное поле Юпитера в 12 раз сильнее земного – компас там будет работать отменно, только северный конец стрелки будет всегда направлен на юг.

Особенно впечатляет Большое  Красное Пятно Юпитера[3] – колоссальный атмосферный вихрь эллиптической  формы размером около 15 на 30 тыс. километров. Когда он возник – неизвестно, но в наземные телескопы он наблюдается  уже 300 лет. Этот антициклон иногда почти  исчезает, а затем появляется вновь. Очевидно, он родственник земных антициклонов, но из-за своих размеров гораздо  более долгоживущий. Время жизни  Большого Красного Пятна оценивается  в сотни и даже в тысячи лет. Период круговорота вещества в этом вихре составляет неделю. В атмосфере  Юпитера наблюдались подобные вихри  меньших размеров с небольшим (порядка  двух лет) временем жизни.

Сатурн

Общая характеристика. Шестая большая планета Солнечной системы. Расположен примерно вдвое дальше от Солнца, чем Юпитер. Экваториальный радиус 60330 км, масса  95 земных, ускорение  свободного падения на экваторе 1100 см/с2 . на диске можно различить полосы, зоны и другие более тонкие образования. В атмосфере наблюдаются спектральные линии водорода Н2, метана СН4, ацетилена С2Н2, этана С2Н6. элементарный состав, по-видимому, не отличается от солнечного, то есть на 99% планета состоит из водорода и гелия. По внутреннему строению Сатурн похож на Юпитер. Эффективная температура около 95 К. так же, как и у Юпитера, половина излучаемой энергии обусловлена потоком внутреннего тепла. Сатурн имеет магнитное поле (около 0,5 Э у видимой границы облаков) и радиационные пояса. Он имеет очень красивую систему колец и 17 спутников.

Сатурн представляется невооруженному глазу звездой 1-й звездной величины, он значительно слабее по блеску, чем Венера, Юпитер и Марс. Его тусклый свет, имеющий матово-белый оттенок, а также очень медленное движение по небу создали планете дурную славу, и рождение под знаком Сатурна считалось недобрым предзнаменованием.

Великолепие колец. В июле 1610 года Галилео Галилей опубликовал  зашифрованное сообщение такого содержания: «Отдалённейшую из планет наблюдал тройною» «Отдалённейшей из планет» в то время считали  Сатурн, а его кольца в телескопе  Галилея выглядели двумя туманными  пятнами по краям планеты. Предположение  о том, что планета окружена кольцом, высказал в 1655 году голландец Христиан Гюйгенс, и поначалу его гипотез  вызвала ожесточённую критику со стороны ортодоксов.

Если приблизиться  к  кольцам вплотную, то они потеряют для нас свою монолитность и превратятся  в огромное число отдельных «спутничков» Сатурна – частиц из обычного водяного льда самой разной величины: от мелких пылинок до глыб с поперечником 10-15 метров. Основная масса колец Сатурна заключена в частицах метровых размеров. Но это не цельные куски льда, а снежные комья, такие же рыхлые, как свежевыпавший снег (только там вряд ли есть узорчатые снежинки).

Эти снежные тела вращаются  вокруг Сатурна со скоростью около 10 км/с. Их скорости так хорошо уравнены, что соседние частицы кажутся  неподвижными по отношению друг к  другу. На самом деле они очень медленно перемещаются в разных направлениях – со скоростью 1-2 м/с. Примерно с такой скоростью ползают земные улитки. Время от времени можно наблюдать эффектное зрелище – столкновение двух крупных частиц. Две глыбы размером с садовый домик начинают медленно соприкасаться друг с другом, сдвигая с поверхности целые сугробы рыхлого снега. Им не повезло: они не выдержали взаимного давления при ударе и медленно развалились на части. Типичная для колец «катастрофа» при скорости один миллиметр в секунду! Два больших остатка первоначальных тел продолжают движение, а сброшенные с них сугробы снега, комки и снежная пыль неспешно разлетаются в разные стороны, сверкая в лучах далёкого Солнца. Через несколько дней «пострадавшие» частицы снова врастут, поймав и поглотив огромное количеств более мелких снежков в кольцах.

Сами кольца чрезвычайно  тонки: около 10-20 метров толщиной. По отношению  ширины к толщине листок папиросной бумаги гораздо толще планетных  колец. Если уменьшить кольца Сатурна  до метрового размера, то их толщина  составит тысячную долю миллиметра. 

Уран

Общая характеристика. Седьмая  большая планета нашей Солнечной  системы. Первые шесть планет могут  быть видны на небе невооруженным глазом и принадлежат к числу наиболее ярких объектов, Уран же виден только в телескоп. Масса в 146 раз больше земной, радиус 25560 километров. Средняя плотность больше, чем у Юпитера и Сатурна. По-видимому, в его недрах больше тяжелых элементов. Детали на диске уверенным образом не различаются, но наблюдаются периодические колебания. Спектроскопическим способом в атмосфере Урана обнаружены водород Н2 (вероятно, основной составляющий наряду с гелием), метан СН4 и ацетилен С2Н2. метан имеет полосы поглощения в красной области спектра и его значительно больше над верхней границей облаков, чем на Юпитере и Сатурне. Это объясняет зеленую окраску планеты. Облака Урана состоят, по-видимому, из частиц замерзшего метана, температура вблизи верхней границы около 55 К, газовое давление несколько атмосфер. В 1986 году космический аппарат «Вояжер-2» пролетел на расстоянии 120 000 километров от Урана. Были переданы на Землю изображения самой планеты, её колец и спутников; исследовалась атмосфера планеты (дистанционно) и ее магнитное поле. Уран имеет 15 спутников и систему колец, самый крупный из его спутников – Титания.

В XVIII веке границей Солнечной  системы считался Сатурн, известный  с незапамятных времен. Никому и в голову не приходило, что за ним скрывается ещё одна, неведомая планета. 13 марта 1781 года новую планету – Уран – открыл учитель музыки из Англии Уильям Гершель, до этого совершенно неизвестный в астрономическом мире. Заметив в свой телескоп светлый диск, движущийся по небу, Гершель принял его за комету и сообщил об открытом небесном теле профессиональным астрономам в Гринвич. Довольно быстро выяснилось, что это новая планета, и весть об открытии облетела всю Европу. 

Нептун

Общая характеристика. Восьмая  планета Солнечной системы. По характеристикам  атмосферы и внутреннего строения Нептун очень похож на Уран. Известны восемь спутников и система колец. Из спутников Тритон принадлежит  к числу крупнейших в Солнечной  системе (радиус 2000 км); он имеет обратное обращение вокруг планеты.

Открытие Нептуна было своего рода триумфом небесной механики: его присутствие в Солнечной  системе сначала «высчитали»  теоретики, и лишь потом планету  обнаружили на небе в предсказанном  ими месте.

Нептун почти не меняет свой блеск, соответствующий 8-й звездной величине. Т.ч.  планету можно увидеть в хороший бинокль, если точно знать, где её искать на небе. В атмосфере Нептуна (как и Урана) меньше водорода и гелия, чем у Юпитера и Сатурна, а его красивая синева связана с тем, что атмосферный метан эффективно поглощает красные лучи. На Нептуне заметны пятна антициклонов. Самый крупный из них назван Большим Тёмным Пятном[4]. Он украшен по краю белыми облаками; время кругооборота вещества в нём – 16 дней.

Плутон

Общая характеристика. Плутон – самая малая из больших планет Солнечной системы. Масс составляет около 0,002 массы Земли, радиус 1145 километров. Вместе со своим спутником Хароном  образует двойную систему. При одинаковой природе поверхности размеры Харона должны быть только в 2,5 раза меньше, чем Плутона, а масса меньше раз в 10-20. период обращения Харона вокруг Плутона 6,4 суток, при расстоянии 17 000 километров, наклонение орбиты 550. средняя температура поверхности Плутона 37 К. Она покрыта льдами из метана и азота с примесью углеводородов. Плутон имеет разреженную атмосферу из тех же газов.

Затерянный мир. По представлениям древних греков, Плутон (Аид) – бог  подземного царства, в котором господствует венный мрак. В тех областях Солнечной  системы, где движется Плутон, действительно  очень мрачно. Среднее расстояние от Плутона до Солнца в 40 раз больше расстояния Земли, а значит, света  и тепла он получает в 1600 раз меньше. Солнце на небе Плутона выглядит очень  яркой звездой, не имеющей видимого диска. И всё же оно светит в 300 раз ярче, чем полная Луна на нашем  небе.

В 1995 году американские ученые с помощью специальной аппаратуры, смонтированной на орбитальном Хаббловском космическом телескопе, сфотографировали всю поверхность Плутона и составили его карту. Северный полюс планеты покрыт шапкой из замерзших газов. В других областях светлые и тёмные районы перемежаются яркими вытянутыми полосами. Предполагается, что это связано с отложениями инея: древнейшим из них, успевшим разложиться под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца, соответствует более тёмная окраска, а более свежим – светлая.

Плутон и Харон –  далёкий, затерянный мир, живущий своей  жизнью. Испаряется метановый лёд, поддерживая  редкую атмосферу планеты. Газы увлекают в атмосферу мельчайшие льдинки, создавая дымку из аэрозолей. Падают на Плутон метеориты. Проносятся мимо кометы. На фоне знакомых нам созвездий  тускло светит Харон…