Солнечная система и планеты, входящие в нее

                                             Нептун

  НЕПТУН, планета, среднее расстояние от Солнца 30,06 а. е. (4500 млн. км), период обращения 164,8 года, период вращения 17,8 ч, экваториальный диаметр 49 500 км, масса 1,03.1026 кг, состав атмосферы: CH4, H2, Нe. Нептун имеет 6 спутников. Открыт в 1846 И. Галле по теоретическим предсказаниям У. Ж. Леверье и Дж. К. Адамса. Удаленность Нептуна от Земли существенно ограничивает возможности его исследования. НЕПТУН, восьмая от Солнца большая планета Солнечной системы, относится к планетам-гигантам. Некоторые параметры планеты Нептун движется вокруг Солнца по эллиптической, близкой к круговой (эксцентриситет 0,009), орбите; его среднее расстояние от Солнца в 30,058 раз больше, чем у Земли, что составляет примерно 4500 млн. км. Это значит, что свет от Солнца доходит до Нептуна немногим более чем за 4 часа. Продолжительность года, то есть время одного полного оборота вокруг Солнца 164,8 земных лет. Экваториальный радиус планеты 24750 км, что почти в четыре раза превосходит радиус Земли, притом собственное вращение настолько быстрое, что сутки на Нептуне длятся всего 17,8 часов. Хотя средняя плотность Нептуна, равная 1,67 г/см3, почти втрое меньше земной, его масса из-за больших размеров планеты в 17,2 раза больше, чем у Земли. Нептун выглядит на небе как звезда 7,8 звездной величины (недоступна невооруженному глазу); при сильном увеличении имеет вид зеленоватого диска, лишенного каких-либо деталей. Нептун обладает магнитным полем, напряженность которого на полюсах примерно вдвое больше, чем на Земле. Эффективная температура поверхностных областей ок. 38 К, но по мере приближения к центру планеты она возрастает до (12-14)·103 К при давлении 7-8 мегабар. Состав и внутреннее строение. Спутники Нептуна. Из всех элементов на Нептуне преобладают водород и гелий примерно в таком же соотношении, как и на Солнце: на один атом гелия приходится около 20 атомов водорода. В несвязанном состоянии водорода на Нептуне значительно меньше, чем на Юпитере и Сатурне. Присутствуют и другие элементы, в основном легкие. На Нептуне, как и на других планетах-гигантах, произошла многослойная дифференциация вещества, в процессе которой образовалась протяженная ледяная оболочка как на Уране. По теоретическим оценкам, имеется и мантия, и ядро. Масса ядра вместе с ледяной оболочкой согласно расчетным моделям может достигать 90% всей массы планеты. Около Нептуна движутся 8 спутников. Сейчас известно 8 спутников Нептуна. Вот их названия в порядке удаления их от Нептуна: Наяда, Таласса, Галатея, Деспина, Ларисса, Протей, Тритон, Нереида. Самый крупный из них Тритон имеет радиус 1600 км, что немногим (на 138 км) меньше радиуса Луны, хотя масса его на порядок меньше. Второй по величине спутник, Нереида, значительно меньших размеров (радиус 100 км) и в 20000 раз меньше по массе, чем Луна. История открытия После того, как в 1781 У. Гершель открыл Уран и рассчитал параметры его орбиты, довольно скоро обнаружились загадочные аномалии в движении этой планеты оно то «отставало» от расчетного, то опережало его. В 1832 в отчете Британской Ассоциации развития науки Дж. Эри, впоследствии ставший королевским астрономом, отмечал, что за 11 лет ошибка в положении Урана достигла почти полминуты дуги. Вскоре после опубликования отчета Эри получил от британского астронома-любителя, преподобного доктора Хассея, письмо, в котором выдвигалось предположение, что эти аномалии обусловлены воздействием пока еще неоткрытой «заурановой» планеты. По-видимому, это было первым предложением искать «возмущающую» планету. Эри не одобрил идею Хассея, и поиски не были начаты. А еще за год до этого талантливый молодой студент Дж. К. Адамс отметил в своих записях: «В начале этой недели появилась мысль заняться сразу же после получения степени исследованием аномалий в движении Урана, которые до сих пор не объяснены. Надо найти, могут ли они быть обусловлены влиянием находящейся за ним неоткрытой планеты и, если возможно, определить хотя бы приблизительно элементы ее орбиты, что может привести к ее открытию». Адамс получил возможность приступить к решению этой задачи только через два года, и к октябрю 1843 предварительные вычисления были закончены. Адамс решил показать их Эри, однако встретиться с королевским астрономом ему не удалось. Адамсу оставалось лишь вернуться в Кембридж, оставив для Эри результаты проведенных расчетов. По непонятным причинам Эри отреагировал на работу Адамса отрицательно, ценой чего явилась потеря Англией приоритета в открытии новой планеты. Независимо от Адамса над проблемой заурановой планеты работал во Франции У. Ж. Леверье. 10 ноября 1845 он представил Французской АН результаты своего теоретического анализа движения Урана, заметив в заключение о расхождении между данными наблюдений и расчетов: «Это можно объяснить воздействием внешнего фактора, который я оценю во втором трактате». Такие оценки были проведены в первой половине 1846. Успеху дела помогло предположение, что искомая планета движется, в соответствии с эмпирическим Тициуса Боде правилом, по орбите, радиус которой равен утроенному радиусу орбиты Урана, и что орбита имеет очень малый наклон к плоскости эклиптики. Леверье выступил с указанием, где следует искать новую планету. Получив второй трактат Леверье, Эри обратил внимание на очень близкое совпадение результатов исследований Адамса и Леверье, относящихся к движению предполагаемой планеты, возмущающей движение Урана, и даже подчеркнул это на специальном заседании Совета инспекторов Гринвича. Но он, как и ранее, не торопился начать поиски и стал хлопотать о них только в июле 1846, поняв, какое негодование может вызвать впоследствии его пассивность. Тем временем Леверье 31 августа 1846 закончил еще одно исследование, в котором была получена окончательная система элементов орбиты искомой планеты и указано ее место на небе. Но во Франции, как и в Англии, астрономы все не приступали к поискам, и 18 сентября Леверье обратился к И. Галле, ассистенту Берлинской обсерватории, который, получив разрешение директора обсерватории, 23 сентября вместе со студентом ДАрре начал поиски. В первый же вечер планета была обнаружена, она находилась всего в 52 от предполагаемого места. Весть об открытии планеты «на кончике пера», что явилось одним из ярчайших триумфов небесной механики, вскоре облетела весь научный мир. По установившейся традиции планета получила название Нептун в честь античного бога. Около года между Францией и Англией шла борьба за приоритет открытия, к которой, как это часто бывает, сами герои непосредственного отношения не имели. В частности, между Адамсом и Леверье установилось полное взаимопонимание, и они оставались друзьями до конца жизни.

                                    Плутон

Девятая планета солнечной системы  Плутон, девятая от Солнца большая  планета Солнечной системы, среднее  расстояние от Солнца 39,4 а. е., период обращения 247,7 лет, период вращения 6,4 сут, диаметром ок. 3000 км, масса ок. 1,79.1022 кг. На Плутоне обнаружен метан. Плутон двойная планета, его спутник, примерно в 3 раза меньший по диаметру, движется на расстоянии всего ок. 20 000 км от центра планеты, делая 1 оборот за 6,4 сут. Некоторые Девятая планета солнечной системы Плутондвижется вокруг Солнца по эллиптической орбите со значительным эксцентриситетом, равным 0,25, превосходящим даже эксцентриситет орбиты Меркурия (0,206). Большая полуось орбиты Плутона (среднее расстояние от Солнца) составляет 39,439 а. е. или примерно 5,8 млрд. км. Плоскость орбиты наклонена к эклиптике под углом 17,2°. Одно обращение Плутона вокруг Солнца длится 247,7 земных лет. Экваториальный радиус Плутона (1500 км) примерно вчетверо, а его масса (ок. 1,79·1022 кг) в несколько сотен раз меньше, чем у Земли. Для плотности получаются расчетные значения порядка 0,17 г/см3. Существует гипотеза, что Плутон, подобно ряду спутников планет-гигантов, состоит преимущественно из замерзших летучих веществ. Высказывались также предположения, основанные на данных спектрального анализа, что поверхность Плутона образована слоем метанового льда. В 1978 появилось сенсационное сообщение: на фотографии, полученной Д. Кристи с помощью 155-сантиметрового телескопа, изображение Плутона выглядело удлиненным, то есть имело небольшой выступ. Это дало основание утверждать, что у Плутона есть довольно близко расположенный от него спутник. Этот вывод позже получил подтверждение на снимках с космических аппаратов. Спутник, названный Хароном (согласно греческой мифологии, таким было имя перевозчика душ в царство Плутона Аид через реку Стикс), имеет значительную массу (ок. 1/30 массы планеты), находится на расстоянии всего ок. 20 000 км от центра Плутона и обращается вокруг него с периодом 6,4 земных суток, равным периоду обращения самой планеты. Таким образом, Плутон и Харон вращаются как целое, и поэтому они часто рассматриваются как единая двойная система, что позволяет уточнить значения масс и плотностей. Плутон заметно отличается от всех далеких от Солнца планет. И по размерам, и по многим другим параметрам он скорее похож на захваченный в Солнечную систему астероид (или систему из двух астероидов). Плутон находится примерно в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля, поэтому, естественно, поток солнечной лучистой энергии на этой планете более чем в полторы тысячи раз слабее, чем на Земле. Однако это не значит, что Плутон окутан вечной мглой: Солнце на его небосклоне выглядит более ярким, чем Луна для обитателей Земли. Но, конечно, температура на планете, до которой свет от Солнца идет более пяти часов, низка ее среднее значение порядка 43 К, так что в атмосфере Плутона, не испытывая сжижения, может оставаться только неон (более легкие газы из-за малой силы тяготения из атмосферы улетучиваются). Диоксид углерода, метан и аммиак затвердевают даже при максимальной для этой планеты температуре. В атмосфере Плутона могут быть и незначительные примеси аргона, и еще в более малых количествах азота. Давление у поверхности Плутона по имеющимся теоретическим оценкам составляет менее 0,1 атмосферы. Данные о магнитном поле Плутона пока отсутствуют, но по теории бароэлектрического эффекта его магнитный момент на порядок ниже, чем у Земли. Приливные взаимодействия Плутона и Харона должны приводить и к возникновению электрического поля. Поиск и догадки Открытие планеты Нептун и уточнение параметров ее орбиты позволило в десятки раз уменьшить расхождения между расчетными значениями и результатами наблюдений (так называемые невязки) в движении Урана. Однако полностью устранить, точнее, свести эти невязки до уровня, который бы определялся только ограниченной точностью элементов орбиты и ошибками наблюдений, все еще не удавалось. Первым обратил на это внимание в 1848 американский астроном Б. Пирс, а в 1874 другой астроном, С. Ньюком, приступил к построению новой теории движения Урана, которая учитывала бы возмущающие воздействия на эту планету со стороны Юпитера, Сатурна и Нептуна. Обсуждался и вопрос о возможном влиянии транснептуновой планеты. К этому же вопросу обратился в 1879 в книге «Популярная астрономия» и французский астроном К. Фламмарион, опиравшийся на анализ движения трех комет. Он предсказывал существование большой планеты, движущейся по орбите в 43 раза большего радиуса, чем у Земли, и совершающей полный оборот вокруг Солнца за 330 лет. Однако в большей степени, чем этим исследованиям, открытие девятой планеты обязано П. Ловеллу. В 1915 он опубликовал «Трактат о транснептуновой планете», в котором отражены (почти без упоминания об авторстве) итоги огромной проделанной им работы. Проведенные Ловеллом задолго до 1915 вычисления послужили побудительной причиной начатых еще в 1905 поисков «планеты Х», как он ее называл. После того, как в 1916 Ловелла не стало, работа была продолжена. Тщательная обработка фотографических пластинок с изображением тех участков звездного неба, где предполагалось найти новую планету, однако, успеха тогда не принесла. (Впоследствии, когда Плутон уже был открыт, пластинки 1919 повторно были обработаны, и на них-таки обнаружились четыре очень слабых и потому не замеченных ранее изображения этой планеты). В начале 1929 в Ловелловскую обсерваторию поступил 32,5-сантиметровый объектив с фокусным расстоянием 169 см, что значительно улучшило возможности обнаружения искомого объекта. Наблюдения начались 1 апреля, а первые исследования пластинок в сентябре 1929. Съемка области Водолея продолжалась месяц за месяцем с продвижением в восточном направлении через созвездия Рыб, Овна и Тельца. Обычно интервал между съемками равнялся двум суткам, однако между первым снимком окрестности d Близнецов (21 января 1930) и последующим прошло на четыре дня больше. Когда снимки были обработаны, 18 февраля 1930 проводивший их исследование астроном-любитель К. Тибо смог убедиться, что открыта новая планета. По ее перемещению в течение четырех дней было установлено, что объект расположен за орбитой Нептуна. Опасения, что объект быстро переместится, то есть является каким-то необычным астероидом или кометой, рассеялись, когда подтвердилось, что он неизменно обнаруживается на предвычисленном месте. 12 марта 1930 директором Ловелловской обсерватории В. М. Слайфером была послана телеграмма: «Систематические многолетние поиски, дополняющие исследования Ловелла по транснептуновой планете, привели к обнаружению объекта, который в течение семи недель имел скорость движения и траекторию, согласующиеся с данными транснептунового тела на предписанном ему расстоянии. Пятнадцатая величина. Положение 12 марта в 3 часа Гринвичского среднего времени было семь секунд к западу от d Близнецов в согласии с долготой, предвычисленной Ловеллом». Любопытно, что объявление об открытии новой планеты совпало с днем рождения Ловелла и с 149 годовщиной открытия Урана У. Гершелем. Новая планета имела желтоватый цвет, заметно отличающийся от голубоватого цвета Нептуна. В честь греческого бога тьмы, способного становиться невидимым, ее назвали Плутоном. В качестве символа планеты весьма удачно был избран знак, составленный из латинских букв P и L, которые совпадают с монограммой инициалов П. Ловелла. Открытие Плутона было встречено с энтузиазмом астрономами, хотя появились и скептические высказывания. По мнению ряда исследователей открытие Плутона явилось даже в определенной степени случайным, так как его масса недостаточна, чтобы оказать заметное влияние на движение Урана. Многие проблемы, касающиеся Плутона, получили разрешение только на качественно новом этапе исследований, связанном с появлением космических аппаратов.

                           Солнце

Планеты солнечной системы вращаются  вокруг солнца с разными радиусами  и скоростью. Всего насчитывается  девять планет солнечной системы.

Cолнце - это обычная звезда, возраст  ее около 5 миллиардов лет. Во  этой звезды вращаются все планеты солнечной системы.

СОЛНЦЕ, центральное тело Солнечной  системы, раскаленный плазменный шар, типичная звезда-карлик спектрального  класса G2; масса М~2.1030кг, радиус R=696 т. км, средняя плотность 1,416.103 кг/м3, светимость L=3,86.1023 кВт, эффективная температура поверхности (фотосферы) ок. 6000 К. Период вращения (синодический) изменяется от 27 сут на экваторе до 32 сут у полюсов, ускорение свободного падения 274 м/с2. Химический состав, определенный из анализа солнечного спектра: водород ок. 90%, гелий 10%, остальные элементы менее 0,1% (по числу атомов). Источник солнечной энергии ядерные превращения водорода в гелий в центральной области Солнца, где температура 15 млн. К (термоядерные реакции). Энергия из недр переносится излучением, а затем во внешнем слое толщиной ок. 0,2 R конвекцией. С конвективным движением плазмы связано существование фотосферной грануляции, солнечных пятен, спикул и т. д. Интенсивность плазменных процессов на Солнце периодически изменяется (11-летний период; см. Солнечная активность). Солнечная атмосфера (хромосфера и солнечная корона) очень динамична, в ней наблюдаются вспышки, протуберанцы, происходит постоянное истечение вещества короны в межпланетное пространство (солнечный ветер). Земля, находящаяся на расстоянии 149 млн. км от Солнца, получает ок. 2.1017 Вт солнечной лучистой энергии. Солнце основной источник энергии для всех процессов, совершающихся на земном шаре. Вся биосфера, жизнь существуют только за счет солнечной энергии. На многие земные процессы влияет корпускулярное излучение Светила. СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА, система космических тел, включающая, помимо центрального светила девять больших планет:

- Меркурий первая планета нашей  солнечной системы. Среднее расстояние  от Солнца 0,387 астрономических единиц (58 млн. км), период обращения 88 сут., период вращения 58,6 сут., средний диаметр 4878 км, масса 3,3·1023 кг, в состав крайне разреженной атмосферы входят: Ar, Ne, He. Поверхность Меркурия по внешнему виду подобна лунной. Особенности движения Меркурий движется вокруг Солнца по сильно вытянутой эллиптической орбите, плоскость которой наклонена к плоскости эклиптики под углом 7°0015. Расстояние Меркурия от Солнца меняется от 46,08 млн. км до 68,86 млн. км. Период обращения (меркурианский год) составляет 87,97 земных суток, а средний интервал между одинаковыми фазами (синодический период) 115,9 земных суток. ;

- Венера вторая планета солнечной  системы. Период обращения 224,7 сут, вращения 243 сут, средний радиус 6050 км, масса 4,9 . 1024 кг. Атмосфера: CO2 (97%), N2 (ок. 3%), H2O (0,05%), примеси CO, SO2, HCl, HF. Температура у поверхности ок. 750 К, давление ок. 107 Па, или 100 ат. На поверхности Венеры обнаружены горы, кратеры, камни. Поверхностные породы Венеры близки по составу к земным осадочным породам. ВЕНЕРА, вторая от Солнца и ближайшая к Земле большая планета Солнечной системы. Особенности движения Венера движется по орбите, располагающейся между орбитами Меркурия и Земли, с сидерическим периодом, равным 224,7 земных суток. ;

- Земля третья планета нашей солнечной системы. Единственная планета на которой существует жизнь. Благодаря своим уникальным, быть может, единственным во Вселенной природным условиям, стала местом, где возникла и получила развитие органическая жизнь. Форма, размеры и движение Земли По форме Земля близка к эллипсоиду, сплюснутому у полюсов и растянутому в экваториальной зоне. ;

- Марс четвертая планета солнечной  системы. За ним ноходится пояс  астеройдов. Среднее расстояние  от Солнца 228 млн. км, период обращения  687 суток, период вращения 24,5 ч, средний диаметр 6780 км, масса 6,4Ч1023 кг; 2 естественных спутника Фобос и Деймос. Состав атмосферы: СО2 (»95%), N2 (2,5%), Ar(1,5-2%), СО(0,06%), Н2О (до 0,1%); давление на поверхности 5-7 гПа. Участки поверхности Марса, покрытые кратерами, похожи на лунный материк. Значительный научный материал о Марсе получен с помощью космических аппаратов «Маринер» и «Марс». Движение, размеры, масса Марс движется вокруг Солнца по эллиптической орбите с эксцентриситетом 0,0934. Плоскость орбиты наклонена к плоскости эклиптики под небольшим углом (1° 51). ;

- Юпитер пятая планета от  солнца нашей солнечной системы.  среднее расстояние от Солнца 5,2 а. е. (778,3 млн. км), сидерический  период обращения 11,9 года, период  вращения (облачного слоя близ  экватора) ок. 10 ч, эквивалент диаметра ок. 142 800 км, масса 1,90·1027 кг. Состав атмосферы: H2, CH4, NH3, He. Юпитер мощный источник теплового радиоизлучения, обладает радиационным поясом и обширной магнитосферой. Юпитер имеет 16 спутников ;

- Сатурн шестая планета от солнца нашей солнечной системы. Период обращения 29,46 года, период вращения на экваторе (облачный слой) 10,2 ч, экваториальный диаметр 120 660 км, масса 5,68·1026 кг, имеет 17 спутников, в состав атмосферы входят СН4, Н2, Не, NН3. У Сатурна обнаружены радиационные пояса. Сатурн планета, имеющая кольца. САТУРН, вторая по размерам после Юпитера большая планета Солнечной системы; относится к планетам-гигантам. Движение, размеры, форма Эллиптическая орбита Сатурна имеет эксцентриситет 0,0556 и средний радиус 9,539 а. е. (1427 млн. км). Максимальное и минимальное расстояния от Солнца равны приблизительно 10 и 9 а. е. Расстояния от Земли меняются от 1,2 до 1,6 млрд. км. Наклон орбиты планеты к плоскости эклиптики 2°29,4. ;

- Уран седьмая планета от  солнца нашей солнечной системы. Относится к планетам-гигантам, среднее расстояние от Солнца 19,18 а. е. (2871 млн. км), период обращения 84 года, период вращения ок. 17 ч, экваториальный диаметр 51 200 км, масса 8,7·1025 кг, состав атмосферы: Н2, Не, СН4. Ось вращения Урана наклонена на угол 98 °. Уран имеет 15 спутников (5 открыты с Земли Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания, Оберон, и 10 открыты космическим аппаратом «Вояджер-2» Корделия, Офелия, Бианка, Крессида, Дездемона, Джульетта, Порция, Розалинда, Белинда, Пэк) и систему колец. Движение, размеры, масса Уран движется вокруг Солнца по эллиптической орбите, большая полуось которой (среднее гелиоцентрическое расстояние) в 19,182 больше, чем у Земли, и составляет 2871 млн. км. ;

- Нептун восьсая планета от  солнца нашей солнечной системы. Период обращения 164,8 года, период вращения 17,8 ч, экваториальный диаметр 49 500 км, масса 1,03.1026 кг, состав атмосферы: CH4, H2, Нe. Нептун имеет 6 спутников. Открыт в 1846 И. Галле по теоретическим предсказаниям У. Ж. Леверье и Дж. К. Адамса. Удаленность Нептуна от Земли существенно ограничивает возможности его исследования. НЕПТУН, восьмая от Солнца большая планета Солнечной системы, относится к планетам-гигантам. Некоторые параметры планеты Нептун движется вокруг Солнца по эллиптической, близкой к круговой (эксцентриситет 0,009), орбите; его среднее расстояние от Солнца в 30,058 раз больше, чем у Земли, что составляет примерно 4500 млн. км. Это значит, что свет от Солнца доходит до Нептуна немногим более чем за 4 часа. ;

- Плутон девятая планета от солнца нашей солнечной системы. Среднее расстояние от Солнца 39,4 а. е., период обращения 247,7 лет, период вращения 6,4 сут, диаметром ок. 3000 км, масса ок. 1,79.1022 кг. На Плутоне обнаружен метан. Плутон двойная планета, его спутник, примерно в 3 раза меньший по диаметру, движется на расстоянии всего ок. 20 000 км от центра планеты, делая 1 оборот за 6,4 сут. Некоторые параметры планеты Плутон движется вокруг Солнца по эллиптической орбите со значительным эксцентриситетом, равным 0,25, превосходящим даже эксцентриситет орбиты Меркурия (0,206). Большая полуось орбиты Плутона составляет 39,439 а. е. или примерно 5,8 млрд. км. Плоскость орбиты наклонена к эклиптике под углом 17,2°. Одно обращение Плутона длится 247,7 земных лет ;

, их спутники, множество малых планет, кометы, мелкие метеорные тела и космическую пыль, движущиеся в области преобладающего гравитационного действия Солнца. Согласно господствующим научным представлениям, образование Солнечной системы началось с возникновения центрального тела Солнца; поле тяготения Солнца привело к захвату налетевшего газово-пылевого облака, из которого в результате гравитационного расслоения и конденсации произошло формирование Солнечной системы. Давление излучения Солнца вызвало неоднородность ее химического состава: более легкие элементы, в первую очередь, водород и гелий, преобладают в периферийных (т. н. внешних, или далеких) планетах. Наиболее достоверно определен возраст Земли: он примерно равен 4,6 млрд. лет. Общая структура Солнечной системы была раскрыта в середине 16 в. Н. Коперником, который обосновал представление о движении планет вокруг Солнца. Такая модель Солнечной системы получила название гелиоцентрической. В 17 в. И. Кеплер открыл законы движения планет, а И. Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения. Изучение физических характеристик космических тел, входящих в состав Солнечной системы, стало возможным только после изобретения Г. Галилеем в 1609 телескопа. Так, наблюдая солнечные пятна, Галилей впервые обнаружил вращение Солнца вокруг своей оси.