Строение солнечной системы

Так же, как и у Меркурия, спутников у Венеры не обнаружено.³

 

Земля.

 

Земля является третьей  по счёту, следующей за Венерой, планетой Солнечной системы. Она является самой крупной, и по размерам, и по массе планетой из всех планет, имеющих твёрдую поверхность (планеты-гиганты состоят из газа и по своему составу подобны скорее Солнцу, чем планетам земной группы).  
Земля образовалась около 4,6 млрд. лет назад из того же газопылевого облака, что и Солнце и другие планеты Солнечной системы. С самого начала она обладала рядом уникальных условий, которые выделили её среди других планет Солнечной системы и сделали возможным возникновение на Земле жизни. Первоначально возникнув из холодного твёрдого вещества, в результате сжатия и ядерных реакций распада в её недрах тяжёлых радиоактивных элементов, Земля стала разогреваться, в результате твёрдые породы в её недрах расплавились, а в её центре образовалось жидкое металлическое ядро. На Земле началась крайне интенсивная тектоническая и вулканическая деятельность, сопровождавшаяся выбросом в атмосферу различных газов и водяных паров. Затем Земля несколько остыла и водяные пары выпали из атмосферу на поверхность планеты, сформировав большой океан. В океане, в воде которого было растворено огромное количество органических соединений, возникли идеальные условия для зарождения жизни, и очень скоро, совсем через небольшой промежуток времени после возникновения Земли, на ней появились первые микроорганизмы.  
Первоначально в атмосфере Земли было большое количество метана и углекислого газа, однако в результате деятельности живых организмов её состав изменился, в неё было выброшено большое количество кислорода, который закрыл поверхность Земли от жёсткого ультрафиолетового излучения Солнца, и это сделало возможным развитие жизни уже не только в океане, но и на поверхности суши. Сейчас в атмосфере Земли 77% азота, 21% кислорода и небольшое число других газов.

Шарообразность Земли  была установлена довольно давно, ещё  древнегреческими астрономами. С утверждением гелиоцентрической системы стало понятно, что Земля не является центром мира, а одной из планет Солнечной системы. Стало понятно, что происходящая на Земле смена дня и ночи является следствием вращения Земли вокруг своей оси, а движение Земли по орбите вокруг Солнца является причиной смены времён года. Орбита Земли близка к круговой.

Характеристики Земли

средний радиус орбиты: 149,600,000 км  
диаметр: 12,756 км  
масса: 5.97*10^24 кг  
средняя плотность 5,515 г/куб. см. 
наклон плоскости экватора к орбите 23°27'  
период обращения по орбите 1 год = 365,256 суток  
период обращения вокруг своей оси 1 звёздные сутки = 23 часа 56 мин 4,099 сек

 

Марс.

 

В настоящее время  Марс представляется наиболее интересной для изучения планетой Солнечной системы. Климат на Марсе, хотя и малоблагоприятен для жизни, всё же наиболее близок к земному. Именно Марс является наиболее вероятным кандидатом для организации первой пилотируемой экспедиции на другую планету (не считая земного спутника - Луны, на котором люди уже побывали).

Марс является четвёртой  по удалённости от Солнца планетой Солнечной системы, следующей за Землёй, и последней из планет земной группы.

Характеристики Марса

средний радиус орбиты: 227,940,000 км  
диаметр: 6,794 км  
масса: 6.42*10^23 кг

Марс находится примерно в 1,5 раза дальше от Солнца, чем Земля, а его орбита обладает заметным эксцентриситетом (разница между наименьшим и наибольшим от Солнца расстояниями составляет 21 млн. км). Полный оборот по орбите Марс совершает  за 687 дней (чуть меньше, чем два земных года). Интересно, что продолжительность марсианских суток (т. е. период обращения Марса вокруг своей оси) совсем чуть-чуть - на 41 минуту больше земных, а наклон экватора к орбите также очень близок к земному - 25°12?, что означает похожесть в смене времён года. 
По массе Марс в 9 с лишним раз меньше Земли, а по размеру - в 2 раза. Вследствие более слабой гравитации Марс имеет разреженную атмосферу, состоящую, в основном, из углекислого газа. Атмосферное давление у поверхности Марса в среднем примерно в 160 раз меньше земного (но из-за сильного перепада высот на Марсе на отдельных участках поверхности оно может быть в несколько раз выше или ниже). Зимой вблизи полюсов углекислый газ замерзает, вместе с обычным водяным льдом образуя полярные шапки. Из-за этого масса атмосферы Марса не постоянна, а претерпевает некоторые сезонные колебания. Несмотря на разреженность, в атмосфере Марса иногда наблюдаются редкие облака, а ветер, дующий в ней, иногда поднимает пыльные бури.  
Т. к. атмосферное давление на Марсе мало, вода на его поверхности не может существовать в жидком состоянии. Однако, как удалось обнаружить, на Марсе существуют довольно большие запасы водяного льда, а русла, обнаруженные на поверхности (см. фото) позволяют предположить, что раньше, когда атмосфера была плотнее, вода по этим руслам всё же текла.

Для изучения Марса направлялось довольно большое  число космических аппаратов. Первый космический аппарат, пролетевший  вблизи Марса в 1965 г., был "Маринер-4", а первыми аппаратами, осуществившими посадку на поверхность Марса, был "Марс-2" и "Марс-3" в 1971 г. В 1976 г. на Марс совершили посадку космические аппараты "Викинг", на которых имелось снаряжение для поисков признаков жизни в марсианском грунте. Наиболее же значительными экспедициями последнего времени стали две американские экспедиции, в ходе которых на Марс были высажены маленькие колёсные аппараты ("роверы"), способные передвигаться по поверхности Марса. В 1997 г. был высажен "Патчфиндер", а в 2004 - роверы "Спирит" и "Оппортьюнити". Эти роверы позволили детально исследовать микрорельеф поверхности Марса в районе высадки и передали на Землю много высококачественных снимков с поверхности Марса.

 

Юпитер.

 

 

Юпитеру подходит его  название - имя главного бога римского пантеона. Из всех планет Солнечной системы Юпитер самая большая, его масса превосходит массу всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых.

Юпитер является пятой  по удалённости от Солнца планетой Солнечной системы, следующей за Марсом. Он открывает список планет-гигантов.

Характеристики Юпитера

средний радиус орбиты: 778,330,000 км  
диаметр: 142,984 км  
масса: 1.9*10^27 кг

Юпитер находится значительно  дальше (более, чем в 5 раз) от Солнца, чем Земля. Полный оборот вокруг Солнца Юпитер совершает за 11,87 лет. Юпитер быстро вращается вокруг своей оси, делая один оборот за 9 часов 55 минут, причём экваториальная зона Юпитера вращается быстрее, а зоны полюсов - медленнее. Впрочем, это не удивительно, т. к. Юпитер не является твёрдым телом.  
Рзамеры Юпитера очень велики - он в 11 с лишним раз больше Земли по размерам и в 318 раз - по массе. Но, т. к. основные элементы, из которых состоит Юпитер - это лёгкие газы водород и гелий, то плотность его невелика - всего 1,13 г/куб. см., что примерно в 4 раза меньше плотности Земли. 
По своему составу Юпитер похож на Солнце - 89% его атмосферы приходится на водород и 11% - на гелий. Кроме того, в атмосфере имеются и другие вещества - метан, аммиак, ацетилен, а также вода. В атмосфере Юпитера происходят бурные процессы - дуют мощные ветры и образуются вихри. Вихри на Юпитере могут быть очень устойчивыми, например, знаменитое Красное пятно - мощный вихрь в атмосфере Юпитера, открытый более 300 лет назад, продолжает существовать до сих пор.

Существуют разные представления о внутреннем строения Юпитера. Понятно, что внутри гигантской планеты существует огромное давление. Некоторые учёные полагают, что на достаточно большой глубине водород, из которого преимущественно состоит Юпитер, под воздействием этого гигантского давления, переходит в особую фазу - т. н. металлический водород, становясь жидким и проводящим электрический ток. Предположительно, в самом центре Юпитера находится ядро, состоящее из твёрдых пород, которое, хотя и составляет лишь маленькую часть массы Юпитера, вероятно, всё же в несколько раз больше и тяжелее Земли.

Юпитер имеет очень  мощное магнитное поле, намного более  сильное, чем земное. Оно простирается на многие миллионы километров от планеты. Предполагается, что основным генератором  этого мощного магнтиного поля является находящийся в глубинах Юпитера слой металлического водорода.

Окрестности Юпитера  посетили несколько космических  аппаратов. Первым из них был американский "Пионер-10" в 1973 г. Пролетавшие  мимо Юпитера в 1979 г. "Вояджер-1" и "Вояджер-2" обнаружили наличие у Юпитера колец, подобных кольцам Сатурна, но всё же значительно более тонких. Космический аппарат "Галилео" целых восемь лет находился на орбите Юпитера - с 1995 по 2003 год. С его помощью было получено множество новых данных. С борта "Галилео" был впервые направлен к Юпитеру спускаемый аппарат, который измерил температуру и давление в верхних слоях атмосферы. На глубине 130 км температура оказалась равна +150 °C (у поверхности она составляет около -130 °C), а давление - 24 атмосферы. Космический аппарат "Кассини", пролетавший мимо Юпитера в 2000 году, сделал наиболее детальные снимки Юпитера.

У Юпитера имеется  огромное число спутников. На сегодняшний  день их известно более 60, но вполне вероятно, что на самом деле спутников у  Юпитера не менее сотни.

 

Сатурн.

 

 

Сатурн продолжает список планет-гигантов. Он является шестой по удалению от Солнца планетой Солнечной  системы, следующей за Юпитером. Кроме  этого, Сатурн - вторая по величине планета  Солнечной системы, уступающая размером только Юпитеру и самая дальняя из планет, которые видны с Земли невооружённым глазом.

Характеристики  Сатурна

средний радиус орбиты: 1,429,400,000 км  
диаметр: 120,536 км  
масса: 5.68*10^26 кг⁴

Сатурн находится  далеко от Солнца - почти в 10 раз дальше, чем Земля, на расстоянии более миллиарда километров. Своё расстояние по орбите он проходит за 29,46 лет. По размеру Сатурн примерно в 9 раз больше Земли и в 95 раз больше её по массе. Так же, как и Юпитер, он состоит, в основном, из лёгких газов - водорода и гелия, что обуславливает его очень маленькую плотность, которая даже меньше, чем плотность воды - всего 0,63 г/куб. см. Сатурн быстро вращается вокруг своей оси (период обращения около 10 часов), причём, так же, как и у Юпитера, в экваториальной области его вращение быстрее, а вблизи полюсов медленнее. Из-за центробежных сил Сатурн заметно сплющен - его экваториальный радиус превышает 60 тыс. км, а полярный - всего 54 тыс. км.  
И по составу, и по внутреннему строению Сатурн похож на Юпитер. Гелия в атмосфере Сатурна, правда, немного меньше - 7%, а не 11%, как у Юпитера, возможно, потому, что более плотный гелий интенсивнее опускается вглубь планеты по сравнению с водородом. Так же, как и на Юпитере, в атмосфере Сатурна присутствуют облака, состоящие из аммиака, метана, водяных паров и т. д. При этом облачный покров на Сатурне мощнее, чем на Юпитере. В атмосфере Сатурна также дуют сильные ветры и наблюдаются грозовые разряды. Предполагается, что в центре Сатурна, как и в центре Юпитера, под влиянием мощного давления водород переходит в особую фазу - т. н. металлический водород, способный проводить электрический ток. Циркуляции в слое металлического водорода создаёют магнитное поле вокруг Сатурна, однако у него оно значительно менее мощное, чем у Юпитера.

Наиболее известной особенностью Сатурна является наличие у него колец. Эти кольца легко видны с Земли даже в небольшой телескоп. Кольца Сатурна были открыты ещё в 17 в. После полётов "Вояджеров" кольца, подобные кольцам Сатурна, были обнаружены у всех планет-гигантов, однако у Сатурна они несравненно более мощные. Известно, что система колец Сатурна состоит как бы из трёх частей, между которыми имеется щели. Сами кольца состоят из большого числа каменных и ледяных осколков, размеры которых - от размера пылинки до нескольких метров.

Окрестности Сатурна изучались в ходе экспедиций запущенных НАСА космических аппаратов, первым из которых поблизости от Сатурна  пролетел "Пионер-11", а впоследствии снимки Сатурна и его спутников  были сделаны "Вояджерами". Наиболее значительные результаты последнего времени были получены в ходе экспедиции космического аппарата "Кассини", который достиг окрестностей Сатурна в 2004 г. и уже 4 года находится на его орбите.

У Сатурна  имеется большое число спутников (на сегодняшний день их известно около 60).

 

Уран.

 

Уран - седьмая  по расстоянию от Солнца планета Солнечной  системы. Она также относится  к планетам-гигантам, но заметно  меньше Юпитера и Сатурна. Уран - первая планета, открытая уже в Новое  время. До своего открытия она неоднократно наблюдалась различными астрономами, но каждый раз её считали просто ещё одной звездой. Уран был открыт случайно английским астрономом Вильямом Гершелем 13 марта 1781 года, который хотел назвать эту планету в честь своего покровителя короля Георга. Однако затем планета была названа в честь древнегреческого бога Урана, согласно традиции.

Характеристики  Урана

средний радиус орбиты: 2,870,990,000 км  
диаметр: 51,118 км  
масса: 8.68*10^25 кг

Уран находится  более чем в 19 раз дальше от Солнца, чем Земля. Период его обращения по орбите - 84 года. Уран вращается вокруг своей оси, полный оборот он делает примерно за 17 часов. Ось вращения составляет очень небольшой (около 7°), в отличие от других планет, у которых этот угол скорее ближе к 90°. Одна из гипотез, объясняющая такое необычное положение оси вращения Урана, предполагает, что смещение оси произошло из-за столкновения Урана с неким крупным небесным телом. Кроме того, подобно Венере и в отличие от остальных планет, Уран вращается в сторону, обратную своему движению по орбите. 
Уран примерно в 4 раза больше Земли по размеру и в 14 раз по массе. Атмосфера Урана, подобно атмосфере Юпитера и Сатурна, состоит в основном из водорода и гелия, а внутри него, предположительно, находится силикатно-металлическое ядро. Кроме того, в атмосфере Урана много метана (который и придаёт планете голубоватый оттенок) и других примесей. В ней наблюдаются полосы облаков и дуют ветры. 
У Урана имеется магнитное поле, по своей силе оно сопоставимо с магнитным полем Земли. Кроме этого, у Урана есть небольшие кольца, состоящие из мелких твёрдых обломков, как и у всех остальных планет-гигантов.

Окрестности Урана посетил пока только один космический  аппарат, "Вояджер-2", в начале 1986 г.

У Урана имеется  много спутников, на сегодняшний  день их известно 27.⁵

 

Нептун.

 

Нептун является последней  планетой большой Солнечной системы  по расстоянию от Солнца, он, подобно  Юпитеру, Сатурну и Урану относится  к планетам-гигантам. Его нельзя наблюдать невооружённым глазом, и в древности о существовании  этой планеты не было известно. После открытия в конце 18 в. Урана астрономы обратили внимание на то, что его орбита не соответствовала закону всемирного тяготения Ньютона, претерпевая постоянные отклонения. Поэтому было высказано предположение, что за орбитой Урана существует ещё одна большая планета, гравитация которой и вызывает подобные отклонения. Несколько математиков стали делать расчёты, чтобы вычислить примерное местоположение этой планеты. По результатам этих расчётов 23 сентября 1846 года восьмая планета Солнечной системы была найдена. Её назвали Нептун, в честь ещё одного бога.