Химический состав планет солнечной системы


Вместе с праздником, который нам принесла серия статей о том, как SpaceX собирается колонизировать Марс, мы совсем забыли рассказать о месте, где все это будет происходить: о Солнечной системе. По правде говоря, очень немногие люди отдают себе полный отчет в том, как устроена наша планетарная система. И поскольку мы вот-вот окажемся в эпохе, когда космические корабли будут бороздить космические просторы (без шуток), пора заниматься космическим ликбезом.

Вселенная — очень большое место, в котором мы ютимся в небольшом уголочке. Он называется Солнечной системой и является не только крошечной долей известной нам Вселенной, но и очень небольшой частью наших галактических окрестностей — галактики Млечный Путь. Короче говоря, мы точка в бескрайнем космическом море.

Тем не менее Солнечная система остается относительно большим местом, в котором (пока) скрывается множество тайн. Мы только недавно начали плотно заниматься изучением скрытой природы нашего маленького мира. В плане изучения Солнечной системы мы едва ли оцарапали поверхность этого ящика.

Понимание Солнечной системы


За малым исключением, до эпохи современной астрономии лишь немногие люди или цивилизации понимали, что такое Солнечная система. Подавляющее большинство астрономических систем постулировало, что Земля — неподвижный объект, вокруг которого вращаются все известные небесные объекты. Кроме того, она существенно отличалась от других звездных объектов, которые считались эфирными или божественными по своей природе.

Хотя во времена античного и средневекового периода были некоторые греческие, арабские и азиатские астрономы, которые верили, что Вселенная гелиоцентрична (то есть что Земля и другие тела вращаются вокруг Солнца), только когда Николай Коперник разработал математическую предиктивную модель гелиоцентрической системы в 16 веке, эта идея получила широкое распространение.

В течение 17 века ученые вроде Галилео Галилея, Иоганна Кеплера и Исаака Ньютона разработали понимание физики, которое постепенно привело к принятию того, что Земля вращается вокруг Солнца. Развитие теорий вроде гравитации также привело к осознанию того, что другие планеты подчиняются тем же физическим законам, что и Земля.

Широкое распространение телескопов также привело к революции в астрономии. После открытия Галилеем спутников Юпитера в 1610 году, Кристиан Гюйгенс обнаружил, что и Сатурн обладает лунами в 1655 году. Также были обнаружены новые планеты (Уран и Нептун), кометы (комета Галлея) и пояс астероидов.


К 19 веку три наблюдения, сделанные тремя отдельными астрономами, определили истинную природу Солнечной системы и ее место во Вселенной. Первое сделал в 1839 году немецкий астроном Фридрих Бессель, успешно измеривший кажущийся сдвиг в позиции звезды, созданный движением Земли вокруг Солнца (звездный параллакс). Это не только подтвердило гелиоцентрическую моедль, но и показало гигантское расстояние между Солнцем и звездами.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.

В 1859 году Роберт Бунзен и Густав Кирхгоф (немецкие химик и физик) использовали недавно изобретенный спектроскоп для определения спектральной сигнатуры Солнца. Они обнаружили, что Солнце состоит из тех же элементов, что существуют на Земле, тем самым доказав, что твердь земная и твердь небесная сделаны из одной материи.

Затем отец Анджело Секки — итальянский астроном и директор Папского Григорианского университета — сравнил спектральную сигнатуру Солнца с сигнатурами других звезд и обнаружил, что те практически идентичны. Это убедительно показало, что наше Солнце состоит из тех же материалов, что и любая другая звезда во Вселенной.

Дальнейшие очевидные расхождения в орбитах внешних планет привели американского астронома Персиваля Лоуэлла к выводу, что за пределами Нептуна должна лежат «планета Х». После его смерти обсерватория Лоуэлла провела необходимые исследования, которые в конечном итоге привели Клайда Томбо к открытию Плутона в 1930 году.


В 1992 году астрономы Дэвид К. Джевитт из Гавайского университета и Джейн Луу из Массачусетского технологического института обнаружили транснептуновый объект (ТНО), известный как (15760) 1992 QB1. Он вошел в новую популяцию, известную как пояс Койпера, о котором долгое время говорили астрономы и который должен лежать на краю Солнечной системы.

Дальнейшее исследование пояса Койпера на рубеже веков привело к дополнительным открытиям. Открытие Эриды и другие «плутоидов» Майком Брауном, Чадом Трухильо, Давидом Рабиновичем и другими астрономами привело к суровой дискуссии между Международным астрономическим союзом и некоторыми астрономами на тему обозначения планет, больших и малых.

А вы знаете, что случится с Солнцем в будущем? Мы знаем!

Из чего состоит Солнечная система

В ядре Солнечной системы расположено Солнце (звезда главной последовательности типа G2), которое окружено четырьмя планетами земной группы (внутренние планеты), главным поясом астероидов, четырьмя газовыми гигантами (внешние планеты), массивным полем небольших тел, простирающимся от 30 а. е. до 50 а. е. от Солнца (пояс Койпера) и сферическим облаком ледяных планетезималей, которое, как полагают, вытянулось на расстояние до 100 000 а. е. от Солнца (облако Оорта).


Солнце содержит 99,86% известной массы системы, и его гравитация влияет на всю систему. Большинство крупных объектов на орбите вокруг Солнца лежат вблизи плоскости орбиты Земли (эклиптики), и большинство тел и планет вращаются вокруг него в одном направлении (против часовой стрелки, если смотреть с северного полюса Земли). Планеты очень близки к эклиптике, тогда как кометы и объекты пояса Койпера часто находятся под большим углом к ней.

На четыре крупнейших вращающихся тела (газовые гиганты) приходится 99% оставшейся массы, причем на Юпитер и Сатурн в сумме приходится больше 90%. Остальные объекты Солнечной системы (включая четыре планеты земной группы, карликовые планеты, луны, астероиды и кометы) вместе составляют меньше 0,002% общей массы Солнечной системы.

Солнце и планеты

Давайте вместе получшаем, как звучит Солнце

Иногда астрономы неформально делят эту структуру на отдельные регионы. Первый, внутренняя Солнечная система, включает четыре планеты земной группы и пояс астероидов. За ним лежит внешняя Солнечная система, которая включает четыре газовых гиганта. Между тем есть и крайние части Солнечной системы, которые считают отдельным регионом, содержащим транснептуновые объекты, то есть объекты за Нептуном.


Большинство планет Солнечной системы обладают собственными вторичными системами, вокруг них вращаются планетарные объекты — естественные спутники (луны). У четырех планет-гигантов также есть планетарные кольца — тонкие полосы мельчайших частиц, вращающихся в унисон. Большинство крупнейших естественных спутников находятся в синхронном вращении, будучи постоянно повернутыми одной стороной к своей планете.

Солнце, которое содержит почти всю материю Солнечной системы, на 98% состоит из водорода и гелия. Планеты земной группы внутренней Солнечной системы состоят в основном из силикатных пород, железа и никеля. За поясом астероидов планеты состоят в основном из газов (водорода, гелия) и льдов — метана, воды, аммиака, сероводорода и диоксида углерода.

Объекты подальше от Солнца состоят в основном из материалов с более низкими точками плавления. Ледяные вещества составляют большинство спутников планет-гигантов, а также Урана и Нептуна (поэтому иногда мы называем их «ледяными гигантами») и многочисленных объектов, лежащих за орбитой Нептуна.

Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.

Газы и льды считаются летучими веществами. Граница Солнечной системы, за которой эти летучие вещества конденсируются, известна как «снеговая линия», находится в 5 а. е. от Солнца. Объекты и планетезимали в поясе Койпера и облака Оорта состоят по большей части из этих материалов и камня.

Как появилась Солнечная система, и как она развивалась


Солнечная система образовалась 4,568 миллиарда лет назад в процессе гравитационного коллапса региона в гигантском молекулярном облаке из водорода, гелия и небольших количеств элементов потяжелее, синтезированных предыдущими поколениями звезд. Когда этот регион, который должен был стать Солнечной системой, коллапсировал, сохранение углового момента заставило его вращаться быстрее.

Центр, где собралась большая часть массы, начал становиться все горячее и горячее окружающего диска. По мере того как сжимающаяся туманность вращалась быстрее, она начала выравниваться в протопланетарный диск с горячей, плотной протозвездой в центре. Планеты образовались аккрецией этого диска, в котором пыль и газ стягивались вместе и объединялись, чтобы сформировать более крупные тела.

Из-за более высокой температуры кипения, только металлы и силикаты могут существовать в твердой форме близко к Солнцу и в конечном итоге образуют планеты земной группы — Меркурий, Венеру, Землю и Марс. Поскольку металлические элементы были лишь небольшой частью солнечной туманности, планеты земной группы не смогли стать очень большими.

В отличие от этого, планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) образовались за точкой между орбитами Марса и Юпитера, где материалы были достаточно холодными, чтобы летучие ледовитые компоненты оставались твердыми (на снеговой линии).


Льды, которые сформировали эти планеты, были более многочисленны, чем металлы и силикаты, которые сформировали внутренние планеты земной группы, что позволило им расти достаточно массивными, чтобы захватить крупные атмосферы из водорода и гелия. Оставшийся мусор, который никогда не станет планетами, собрался в регионах вроде пояса астероида, пояса Койпера и облака Оорта.

Под поверхностью Луны могут скрываться останки древней планеты Солнечной системы

За 50 миллионов лет давление и плотность водорода в центре протозвезды стали достаточно высокими, чтобы начался термоядерный синтез. Температура, скорость реакции, давление и плотность увеличивались, пока не было достигнуто гидростатическое равновесие.

В этот момент Солнце стало звездой главной последовательности. Солнечный ветер от Солнца создал гелиосферу и смел оставшиеся газ и пыль протопланетарного диска в межзвездное пространство, заканчивая процесс формирования планет.

Солнечная система будет оставаться практически такой же, какой мы ее знаем, пока водород в ядре Солнца не будет полностью преобразован в гелий. Это произойдет примерно через 5 миллиардов лет и ознаменует конец главной последовательности жизни Солнца. В это время ядро Солнца коллапсирует и выход энергии будет значительно больше, чем сейчас.


Наружные слои Солнца расширятся примерно в 260 раз шире текущего диаметра, и Солнце станет красным гигантом. Расширение Солнца, как ожидается, испарит Меркурий и Венеру и сделает Землю непригодной для жизни, поскольку обитаемая зона выйдет за орбиту Марса. В конце концов, ядро станет достаточно горячим, чтобы начался гелиевый синтез, Солнце еще немного пожжет гелий, но потом ядро станет сокращаться.

В этот момент внешние слои Солнца направятся в космос, оставив позади белый карлик — чрезвычайно плотный объект, который будет иметь половину изначальной массы Солнца, но по размерам будет с Землю. Выброшенные внешние слои сформируют планетарную туманность, вернув часть материала, сформировавшего Солнце, в межзвездное пространство.

Что такое внутренняя Солнечная система

Во внутренней Солнечной системе мы находим «внутренние планеты» — Меркурий, Венеру, Землю и Марс — которые названы так потому, что вращаются ближе к Солнцу. В дополнение к своей близости, эти планеты имеют ряд ключевых отличий от других планет в Солнечной системе.

Заходите в наш специальный Telegram-чат. Там всегда есть с кем обсудить новости из мира высоких технологий.

Для начала: внутренние планеты твердые и землистые, состоят в основном из силикатов и металлов, тогда как внешние планеты — газовые гиганты. Внутренние планеты расположены ближе друг к другу, чем их внешние коллеги. Радиус всей это области меньше дистанции между орбитами Юпитера и Сатурна.


Как правило, внутренние планеты меньше и плотнее своих коллег и обладают небольшим числом лун. Внешние планеты имеют десятки спутников и кольца из льда и камня.

Внутренние планеты земной группы состоят по большей части из огнеупорных минералов вроде силикатов, которые образуют их кору и мантию, и металлов — железа и никеля — которые лежат в ядре. Три из четырех внутренних планет (Венера, Земля и Марс) имеют достаточно существенные атмосферы, чтобы формировать погоду. Все усеяны ударными кратерами и обладают поверхностной тектоникой, рифтовыми долинами и вулканами.

Из внутренних планет Меркурий является ближайшей к нашему Солнцу и наименьшей из планет земной группы. Его магнитное поле составляет лишь 1% от земного, и очень тонкая атмосфера диктует температуру в 430 градусов по Цельсию днем и -187 ночью, поскольку атмосфера не может удержать тепло. Он не имеет спутников и состоит по большей части из железа и никеля. Меркурий — одна из самых плотных планет Солнечной системы.

Венера, которая по размерам примерно с Землю, имеет плотную токсичную атмосферу, которая удерживает тепло и делает планету самой горячей в Солнечной системе. Ее атмосфера состоит на 96% из углекислого газа, а также азота и нескольких других газов. Плотные облака в пределах атмосферы Венеры состоят из серной кислоты и других агрессивных соединений, с малым добавлением воды. Большая часть поверхности Венеры отмечена вулканами и глубокими каньонами — самый большой свыше 6400 километров длиной.

Получены самые детальные фотографии поверхности Солнца

Земля является третьей внутренней планетой и лучше всех изученной. Из четырех планет земной группы Земля самая крупная и единственная обладает жидкой водой, необходимой для жизни. Атмосфера Земли защищает планету от опасного излучения и помогает удержать ценный солнечный свет и тепло под оболочкой, что также необходимо для существования жизни.

Как и другие планеты земной группы, Земля имеет каменистую поверхность с горами и каньонами и тяжелое металлическое ядро. Атмосфера Земли содержит водяной пар, который помогает смягчить суточные температуры. Как и Меркурий, Земля обладает внутренним магнитным полем. А наша Луна, единственный спутник, состоит из смеси различных пород и минералов.

Марс — четвертая и последняя внутренняя планета, известная также как «Красная планета», благодаря окисленным богатым железом материалам, лежащим на поверхности планеты. Марс также обладает набором интереснейших свойств поверхности. На планете расположилась крупнейшая в Солнечной системе гора (Олимп) высотой в 21 229 метров над поверхностью и гигантский каньон Valles Marineris в 4000 км длиной и глубиной до 7 км.

Большая часть поверхности Марса очень стара и заполнена кратерами, но есть и геологически новые зоны. На марсианских полюсах расположены полярные шапки, которые уменьшаются в размерах во время марсианских весны и лета. Марс менее плотный, чем Земля, и располагает слабым магнитным полем, что говорит скорее о твердом ядре, нежели о жидком.

Тонкая атмосфера Марса привела некоторых астрономов к мысли о том, что на поверхности планеты существовала жидкая вода, только испарилась в космос. Планета имеет две небольшие луны — Фобос и Деймос.

Как выглядит внешняя Солнечная система

Внешние планеты (иногда называемые троянскими планетами, планетами-гигантами или газовыми гигантами) — это огромные планеты, окутанные газом, имеющие кольца и множество спутников. Несмотря на свои размеры, только две из них видны без телескопов: Юпитер и Сатурн. Уран и Нептун стали первыми планетами, обнаруженными с древних времен, которые показали астрономам, что Солнечная система намного больше, чем думали.

Юпитер — крупнейшая планета нашей Солнечной системы, которая вращается очень быстро (10 земных часов) относительно своей орбиты вокруг Солнца (прохождение которой занимает 12 земных лет). Ее плотная атмосфера состоит из водорода и гелия, возможно, окружая земное ядро размером с Землю. Планета имеет десятки лун, несколькими слабыми кольцами и Большим Красным Пятном — бушующим штормом, который держится уже лет 400.

Ученые впервые зафиксировали магнитный взрыв на Солнце

Сатурн известен своей выдающейся системой колец — семь известных колец с четко определенными разделениями и пробелами между ними. Как образовались кольца, пока не совсем понятно. Также планета имеет десятки спутников. Ее атмосфера состоит по большей части из водорода и гелия, и вращается она довольно быстро (10,7 земных часов) относительно своего времени вращения вокруг Солнца (29 земных лет).

Уран был впервые обнаружен Уильямом Гершелем в 1781 году. День планеты протекает примерно на 17 земных часов, а одна орбита вокруг Солнца занимает 84 земных года. Уран содержит воду, метан, аммиак, водород и гелий вокруг твердого ядра. Также у планеты десятки спутников и слабая кольцевая система. Единственный аппарат, который посетил планету, это «Вояджер-2» в 1986 году.

Заходите в наш специальный Telegram-чат. Там всегда есть с кем обсудить новости из мира высоких технологий.

Нептун — далекая планета, содержащая воду, аммиак, метан, водород и гелий и возможное ядро размером с Землю — имеет более десятка спутников и шесть колец. Космический аппарат «Вояджер-2» также посетил эту планету и ее систему в 1989 году во время прохождения по внешней Солнечной системе.

Транснептуновый регион Солнечной системы

В поясе Койпера было обнаружено более тысячи объектов; также предполагают, что там есть порядка 100 000 объектов крупнее 100 км в диаметре. Учитывая их малый размер и чрезвычайное расстояние до Земли, химический состав объектов пояса Койпера довольно трудно определить.

Но спектрографические исследования региона показали, что его члены по большей части состоят из льдов: смеси легких углеводородов (вроде метана), аммиака и водного льда — таким же составом обладают кометы. Первоначальные исследования также подтвердили широкий диапазон цветов у объектов пояса Койпера, от нейтрального серого до насыщенного красного.

Это говорит о том, что их поверхности состоят из широкого ряда соединений, от грязных льдов до углеводородов. В 1996 году Роберт Браун получил спектроскопические данные о KBO 1993 SC, которые показали, что состав поверхности объекта чрезвычайно похож на плутонов (и спутника Нептуна Тритон) тем, что обладает большим количеством метанового льда.

Водный лед был обнаружен у нескольких объектов пояса Койпера, включая 1996 TO66, 38628 Huya и 2000 Varuna. В 2004 году Майк Браун и др. определили существование кристаллической воды и гидрата аммиака у одного из крупнейших известных объектов Койпера 50000 Quaoar (Квавар). Оба этих вещества были уничтожены в процессе жизни Солнечной системы, а, значит, поверхность Квавара недавно изменилась вследствие тектонической активности или падения метеорита.

Компания Плутона в поясе Койпера достойна упоминания. Квавар, Макемаке, Хаумеа, Эрида и Орк — все это крупные ледяные тела пояса Койпера, у некоторых из них даже есть спутники. Они чрезвычайно далеки, но все же находятся в пределах досягаемости.

NASA нашло новые доказательства того, что наше Солнце — не совсем обычная звезда

Облако Оорта и дальние регионы

Полагают, что облако Оорта простирается от 2000-5000 а. е. до 50 000 а. е. от Солнца, хотя некоторые продлевают этот диапазон до 200 000 а. е. Это облако, как полагают, состоит из двух регионов — сферического внешнего облака Оорта (в пределах 20 000 – 50 000 а. е.) и дискообразного внутреннего облака Оорта (2000 – 20 000 а. е.).

Внешнее облако Оорта может иметь триллионы объектов больше 1 км и миллиарды — больше 20 км в диаметре. Его общая масса неизвестна, но — при условии, что комета Галлея является типичным представлением внешних объектов облака Оорта, — можно очертить ее грубо в 3×10^25 килограммов, или в пять Земель.

На основании анализа последних комет, подавляющее большинство объектов облака Оорта состоит из летучих ледовитых веществ — воды, метана, этана, моноксида углерода, цианистого водорода и аммиака. Появление астероидов, как считают, объясняется облаком Оорта — в популяции объектов может быть 1-2% астероидов.

Первые оценки поместили их массу в рамки 380 земных масс, но расширенное знание распределения комет с длинных периодов понизило эти показатели. Масса внутреннего облака Оорта пока остается не рассчитанной. Содержание пояса Койпера и облака Оорта называется транснептуновыми объектами, поскольку объекты обоих регионов обладают орбитами, которые дальше от Солнца, чем орбита Нептуна.

Источник: Hi-News.ru

Состав объектов нашей планетарной системы

Планеты, находящиеся ближе к Солнцу, называются внутренними, или земной группы, поскольку по размерам, удельной плотности и составу они подобны Земле. К ним относятся Меркурий, Венера, Земля и Марс.
Планетарная система: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и наша Земля-матушка.из чего состоят планеты Солнечной системы

Более отдаленные планеты называются внешними или юпитеровой группы. Они отличаются от планет земной группы, но между собой также имеют много родственных черт.

Если более близкие и меньшие планеты состоят из камня, то более отдаленные — из газообразных веществ.

Если конкретно из чего состоят планеты солнечной системы:

  • Венера из застывшей базальтовой лавы, далее силикатная оболочка и железное ядро поверхность Венеры
  • Марс  состоит из каменистой почвы и кремнезёма (20—25 %) с примесью гидратов оксидов железа 15 %, которые дают красноватый цвет, песка, что видно по пыльным бурям, замёрзшей углекислоты;поверхность Марса
  • Меркурий – из силикатов типа полевого шпата с большим количеством серы,  ядро жидкое железно-никелевое;поверхность Меркурия
  • Юпитер – называют газовым гигантом и состоит из водорода, гелия и примесей аммиака, гидросульфида аммония и воды;
  •  Сатурн – из водорода и гелия, но имеет массивное ядро из твердых и тяжёлых материалов — силикатов, металлов и, возможно, льда;
  • Уран – из различных льдов — водного, аммиачного и метанового состава;
  • Нептун – из льдов воды, аммиака и метана, возможно, горных пород.

Близкие планеты мы знаем гораздо лучше, хотя их изучение весьма непросто.

Даже известные астрономы сетовали на то, что не могли как следует рассмотреть Меркурий, поскольку эта планета видна в течение очень короткого времени перед восходом Солнца и низко над горизонтом, что чрезвычайно осложняет наблюдения.

Наши познания о планетах Солнечной системы в настоящее время несравненно шире, чем несколько десятков лет назад тому назад. Изучение планет – одна из наиболее интересных областей современных научных исследований. И тем не менее, а может быть, именно поэтому здесь еще много белых пятен и, благодаря интенсивным работам, количество их постоянно возрастает.

Каждый день созданные по последнему слову техники автоматические станции посылают много новых данных, которые подтверждают, но часто и изменяют наши представления о ближайших соседях, ставят новые вопросы, на которые ученые должны дать ответ.

Натурные исследования

Современные знания относительно состава поверхности и внутренней структуры планет основываются на  измерениях автоматических станций. При этом используется опыт, полученный в результате изучения структуры и состава Земли.

Но что такое все измерения, проведенные или принятые на расстоянии, по сравнению с подлинным куском породы, привезенным с Луны, который можно взвесить, измерить, над которым можно сидеть и до бесконечности придумывать новые процессы и методы получения от него возможно большего количества информации?

Но у нас на Земле есть не только кусок Луны. Мы располагаем еще одной группой свидетелей, которые могут рассказать гораздо больше, чем поверхность уже готовой Луны, которые это знают, но пока молчат. Это — метеориты, представляющие собой как бы кем-то написанную книгу о развитии нашей системы, отдельные страницы которой сбрасываются на поверхность Земли без соблюдения их последовательности. Хотя мы знаем химический состав метеоритов.

Вот когда нам удастся точно узнать из чего состоят планеты, то сможем правильно сложить страницы и эту планетарную книгу прочитать…

Источник: v-nayke.ru

Солнце 

5 млрд. лет назад после гибели гигантской звезды произошёл взрыв сверхновой. Взрывная волна прошла к водородному облаку. Облако распалось, образуя кольца газа и пыли. В его центре зажглось ядерное пламя – новая  звезда – Солнце. А из частиц газа и пыли сформировались 9 планет.

Солнечное пространство – Гелиосфера – по форме похожа на пузырь, за пределами которого – межзвёздное пространство. Это пространство, в котором плазма солнечного ветра движется со сверхзвуковой скоростью относительно Солнца. Первые 10 млрд км это скорость примерно миллион км/час. Далее, сталкиваясь с межзвёздной средой, скорость плазмы уменьшается. Это происходит за Границей ударной волны. Граница за которой уравновешивается давление солнечного ветра и межзвёздной среды называется Гелиопаузой. За границей Головной ударной волны начинается межзвёздное пространство.

Вся энергия, получаемая на земле – это энергия Солнца.

Внутри Солнца при температуре 15 млн. градусов протекает термоядерная реакция превращения водорода в гелий. Каждую секунду Солнце теряет 4 млн. тонн своей массы, которая высвобождается в виде энергии. Носитель этой энергии – фотон. Это безмассовая элементарная частица – квант электромагнитного излучения. В вакууме его скорость равна скорости света. Из-за высокой плотности и активности солнечного вещества фотон от ядра к поверхности Солнца прорывается несколько тысяч лет, а с поверхности до Земли долетает за 8 минут.

Состав Солнца учёные узнали по анализу спектра солнечного света. Оно содержит 73% водорода, 24% гелия, остальное частицы других элементов.

Фотосфера – поверхность Солнца её температура 6 тыс. градусов. Она покрыта пузырями нагретого газа. Каждый пузырь размером с Техас. Так называемые пятна на солнце это участки с более низкой температурой. Размеры пятен больше размера Земли. Образуются пятна за 10 дней и исчезают за 2 недели. Чем больше магнитная активность Солнца, тем больше на нём пятен, так как в этих местах проходят силовые линии, которые создаются газами и находятся под поверхностью. Поверхность вращается с различной скоростью. На экваторе один оборот происходит за 26 дней, а на полюсах за 37. Это искажает магнитное поле и генерирует энергию. Солнечные вспышки высвобождают энергию 10 млн. водородных бомб.

Как поверхность, так и внутреннее вещество Солнца постоянно перемещаются, вызывая при этом «солнечные ветры» – вспышки электро-магнитых излучений.

 Каждые 11 лет магнитные полюса меняются. В середине этих циклов энергия Солнца максимальна.

Над  фотосферой – внутренняя атмосфера Солнца – хромосфера, которую образуют вспышки – газовые дуги вокруг магнитных силовых линий. Высота дуг – 50 тыс. км. Разрываясь, дуги образуют струи высотой 100 тыс. км (для сравнения средний диаметр Земли менее 13 тыс. км).

Внешняя атмосфера Солнца – корона – видна во время полного солнечного затмения. Когда Луна заслоняет Солнце. Температура короны достигает 2 млн. градусов. Корона отражает колебания на поверхности Солнца – вспышки короны – следствие выбросов изнутри. Осколки сильных выбросов – наэлектризованные частицы Солнца – отлетают в космическое пространство на миллионы километров. Их скорость 400 – 800 км/сек в зависимости от активности Солнца. Землю они достигают за 4 дня. Потоки таких частиц называют – солнечный ветер. Реакция их с внешней атмосферой Солнца видна на Земле как полярное сияние. Через атмосферу они не проходят, благодаря магнитному полю Земли – оно их отталкивает. И только на полюсах силовые линии проводят их к планете – загораются огни полярных сияний.

Солнце пульсирует и меняет форму.

У полюсов возникают торнадо величиной с Землю. Скорость их вращения 500 тыс. км/час.

Через 5 млрд. лет Солнцу будет не хватать водорода. Оно начнёт расширяться. Увеличившись в 200 раз, станет красным гигантом. Ближайшие планеты – Меркурий, Венера и Земля – погибнут. Затем, выдыхая из себя дым, Солнце будет колебаться. Останется только раскалённое ядро, которое сократится до размера Земли – Солнце превратится в белый карлик. Когда угаснет и ядро, Солнце станет чёрным карликом. Из планет Солнечной системы уцелеет только Марс.

Изображение с сайта znaniya-sila.narod.ru

Планеты

Вокруг Солнца вращаются планеты по круговым орбитам, находящимся почти в одной плоскости.


Четыре планеты внутренней земной группы – Меркурий, Венера, Земля, Марс состоят из селикатов и металлов.  Так как они находятся на небольшом удалении от своей зведы, высокие температуры при их образовании испаряли все легкоплавкие летучие вещества, поэтому в их составе преобладают тяжёлые химические элементы.

Четыре планеты внешней группы – газовые гиганты : Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Они намного массивнее, чем планеты земной группы.

Эти планеты зарождались на достаточном удалении от Солнца, так что более низкие температуры не препятствовали конденсации и кристаллизации относительно легких химических элементов, в результате чего у них сформировались сверхмассивные твердокристаллические ядра из скальных пород и льда. Обладая мощным гравитационным полем, они захватили из окрестных газопылевых скоплений значительные объемы легких и летучих веществ — гелия и водорода, образовавших их океаны и атмосферу.

Чем дальше планета удалена от Солнца, тем дольше период ее обращения вокруг него. Так год на Меркурии составляет 88 земных суток, на Юпитере 11 земных лет, а на самой дальней от Солнца планете Нептун – 165 лет.

Уран и Нептун со своими огромными размерами сформировались ближе к Солнцу скорее всего сразу за орбитой Марса. Но влияние ещё более крупных Юпитера и Сатурна их гравитационные вихри оттолкнули Уран и Нептун на более дальние орбиты. Гравитационная тяга планет продолжает нарушать орбиты своих соседей. В результате Солнечная система может рассыпаться.


На изображении с сайта  cybersecurity.ru : сегмент Солнца и планеты в порядке удалённости в едином масштабе для сравнения размеров.

Меркурий.

Планета самая близкая к Солнцу появилась 4,5 млрд. лет назад. Конденсируя самые тяжёлые элементы, она превратилась в твёрдую скалу. Она похожа на Луну – скалистая, покрытая кратерами и трещинами, бесплодная.

Ядро Меркурия размером с Луну на 70% состоит из железа – это сама плотная планета Солнечной системы. Ядро мертво, планета инертна.

Расстояние до Солнца – 50 млн. км. Диаметр 5 тыс. км – самая маленькая планета. Атмосферы почти нет – она слишком разрежена. Сила магнитного поля равна 1% силы поля Земли.

В ясный вечер низко над горизонтом можно видеть яркую Венеру и справа от неё несколько ниже – Меркурий, его видно только в сумерках или на закате. Полный оборот вокруг Солнца он делает за 88 дней. За этот период он всего полтора раза оборачивается вокруг своей оси. Поэтому день на Меркурии длится 176 земных дней, что в 2 раза длиннее, чем его год.

Его орбита – эллиптическая. Подходя на более короткое расстояние к Солнцу, скорость движения увеличивается. За один день на Меркурии солнце восходит дважды.

В полдень на экваторе температура доходит до 400℃, а в полночь на тёмной стороне -270℃. Амплитуда изменения температур 600℃ — самая большая в Солнечной системе.

Предполагают, что на полюсах глубоко в постоянной тени кратеров есть лёд – он виден в телескопах, который возможно принесли кометы.

Изображение с сайта astronomy.net.ua

Венера.

180 млн. км от Солнца.

Диаметр Венеры – 12 тыс. км. – соизмерим с диаметром Земли.

Её атмосфера плотнее атмосферы Земли в 90 раз и состоит из углекислого газа, который не пропускает солнечное тепло. Температура всегда -480℃. Верхние облака состоят из серной кислоты. Плотная атмосфера защищает планету от ударов внешних объектов – они растворяются в такой плотности. Только самые большие куски смогли её преодолеть, и на Венере видны всего три кратера от космических объектов.

На ней много вулканов с радиационными потоками лавы. Поверхность покрыта кусками застывшей лавы. Вулканическая активность самая сильная в Солнечной системе, поэтому в атмосфере так много серы..

Один оборот вокруг своей оси планета делает за 243 дня, а облака её огибают за 4 дня. Направление её вращения противоположно вращению других планет. Вокруг Солнца она обходит за 225 дней.

На Венере 2 континента, поверхность их равнинная, возвышенностей мало.

На ночном небе она выглядит как самая яркая, особенно сразу после захода солнца.

Строение Венеры похоже на земное – кора, мантия, ядро. Но ядро не раскаленное, как на Земле, а твёрдое и состоит предположительно из никеля и железа. Магнитного поля почти нет, либо оно слишком слабое.

На изображении некоторые сведения о Венере на сайте vokrugsveta.ru

Земля.

Находится на расстоянии 150 млн. км от Солнца.

Третья от Солнца планета. Пятая по размеру среди всех планет Солнечной системы. Она является также крупнейшей по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы.

Атмосфера насыщена водным паром. Растения насыщают ее кислородом, который составляет пятую её часть. Азота в атмосфере 4/5.

4,5 млрд.лет назад тяжёлые элементы скопились в центре – ядро состоит их железа и никеля. Вокруг него внешнее ядро, которое в свою очередь окружает мантия. Благодаря твёрдому внутреннему ядру, плавающему в раскалённом внешнем, Земля имеет магнитное поле.

Прорываясь сквозь мантию, раскаленная магма выходила через земную кору на поверхность и перекраивала поверхность. Это привело к формированию континентов.

Ось Земли наклонена, этим объясняется смена сезонов и сезонные колебания долготы дня. Зимой видно, что солнце заходит на юго-западе, а летом – на северо-западе.

 Луна.  Постепенно удаляясь от Земли, Луна замедляет её вращение. Много лет назад день длился 6 часов, а в будущем его длина увеличится в 50 раз. Луна в 4 раза меньше Земли, а масса её меньше в 80 раз. Расстояние до Луны в 10 раз больше диаметра Земли. Полный оборот вокруг Земли Луна делает за 27 дней.

Луна вызывает колебание земной оси, что приводит к смещению полюсов.

Днём температура на Луне 120℃, а ночью -60℃. Сила притяжения в 6 раз меньше, чем на Земле. Ядро Луны металлическое, а на полюсах под её поверхностью большие скопления льда.

Орбита Луны наклонена на 5 градусов от горизонта.

Луна в 400 раз меньше Солнца и в 400 раз ближе к Земле.

30 тысяч кратеров на Луне – следы ударов из космоса. На Земле их не меньше, но они не видны под океанами и растительностью.

На изображении с сайта meganauka.com : внутренне строение Земли.

Марс

Красная пыльная планета. В два раза меньше Земли, но, как и она, имеет атмосферу, времена года из-за того, что ось Марса, как и Земли, имеет наклон, одинаковую длину суток – 24 часа, т.е. период обращения вокруг своей оси. Но оборот вокруг Солнца – 687 дней.

Расстояние до Солнца 228 млн. км.

На южном полюсе зима длиннее и холоднее, чем на северном, а лето короче, но теплее. Во время марсианской зимы на полюсах растут ледяные шапки. В самые тёплые дни температура едва достигает 0℃.

На юге более старый район кратеров, на севере более молодые равнины, образованные лавой.

Фобос и Деймос – спутники Марса. Возможно это древние астероиды, попавшие в поле его притяжения.

Пылевые бури могут продолжаться неделями, покрывая всю планету.

Под поверхностью есть лёд. Каналы на поверхности могут быть следствием существования воды в прошлом. Но следов жизни не обнаружено.

Марсианская долина Маринер – самый большой разлом в Солнечной системе. Его длина равна ширине Южной Америке в самой большой её части. Вулканический кратер Олимп поднимается над поверхностью на 27 км – в три раза выше Эвереста – тоже рекорд Солнечной системы.

Предполагается, что высокая вулканическая  активность когда-то растопила льды, вода вышла на поверхность, благодаря углекислому газу появилась атмосфера. Но активность вулканов прекратилась, и атмосфера перестала подпитываться углекислым газом, он уходил и неё в космос из-за слабого магнитного поля – планета слишком мала. Поэтому жизнь на Марсе не возникла. Сейчас атмосфера Марса в 150 раз тоньше земной.

На изображении: Марс в разрезе. С сайта abc-24.info

Юпитер

Это гигантский газовый шар. Он больше всех остальных планет Солнечной системы вместе взятых.  Его диаметр в 11 раз больше диаметра Земли. Объём больше в 1300 раз. Благодаря такому размеру, у Юпитера большая гравитация и большинство комет и других космических тел он притягивает к себе.

Он быстро вращается, поэтому на нём самый короткий день – всего 10 часов.  Оборот вокруг Солнца – 12 лет.

Расстояние до Солнца – 780 млн. км. Сквозь пылевое облако Юпитера оно светит слабо и тепла даёт мало. Юпитер сам вырабатывает тепла больше, чем получает от Солнца. Температура ядра 30 000℃

Газ, из которого состоит Юпитер, вращается огромными поясами в противоположных направлениях, создавая вихри и штормы. Самая большая буря бушует сотни лет. Называется Красное пятно. Она больше Земли в три раза.

Атмосфера в 10 раз плотнее земной.

Юпитер в основном состоит из водорода – 90% и гелия. В центре у него твёрдое ядро, потом слой твёрдого водорода, слой жидкого, потом газообразные водород и гелий. Верхний слой атмосферы – туман, затем кристаллы аммиака, гидросульфит аммония, водный лёд и капли воды и аммиака. Жидкий металлический водород генерирует магнитное поле.

 Европа – один из 16 спутников Юпитера.

Немного меньше Луны. Европа покрыта водным льдом толщиной до десятков километров. Под ним может быть океан. Вода в нём может быть тёплой, так как нагревается вулканами. В тёплой воде могут быть живые организмы, питающиеся химической энергией.

На спутнике Ио самая активная в Солнечной системе вулканическая деятельность. Атмосфера его полна серы.

Ганимед – самый большой спутник Солнечной системы. Он больше Меркурия.

Самые большие спутники Юпитера повторяют Солнечную систему в миниатюре.

Изображение с сайта edinstvo.org

Сатурн

В 10 раз дальше от Солнца, чем Земля. Один оборот вокруг Солнца длится 30 лет. Вокруг своей оси обращается за 10 часов.

Больше Земли в 750 раз.

Наклон оси Сатурна 26°.

Состоит из газа – 94% водорода, остальное в основном гелий. Состав самой планеты и её атмосферы такой же, как и у Юпитера.

Кольца Сатурна похожие на паутину состоят и космической пыли, ледяных обломков. Диаметр внешнего кольца равен расстоянию от Земли до Луны. Толщина колец около километра. Обнаружено 7 главных колец, внутри каждого ещё сотни. Щель Кассини – самый большой из промежутков между кольцами, его ширина 4 тыс.км. В дальнейшем через несколько миллионов лет кольца могут рассеяться.

Температура внешних облаков достигает -180℃.

У Сатурна 18 спутников. При их столкновении с достаточно крупными космическими объектами они разрушаются и их обломки становятся кольцами.

Титан – самый большой спутник Сатурна. По размеру он больше Меркурия.

Температура на поверхности -200℃. В его облачной атмосфере много углеводородов. В виде снега падает метан и этан. Они вступают в реакцию с ультрафиолетовым светом Солнца и в ходе фотохимической реакции образуются органические молекулы – соединения углерода. Это первый шаг в зарождении жизни, но дальнейшему её развитию мешает слишком низкая температура.

Титан похож на замороженную Землю. В его атмосфере, как и в земной много азота, есть молекулы воды, принесённые кометами.

Через 5 млрд. лет Солнце превратится в красного гиганта, тогда на Титане станет достаточно тепло и может появиться жизнь.

Изображение с сайта skyandtelescope.com

Уран

Газовый гигант с 11-ю кольцами и 17-ю спутниками. Возможно, когда-то произошло столкновение с другой планетой размером с Землю. Это могло привести к образованию спутников и колец, а также к наклону оси Урана на 98°.

Он в 19 раз дальше от Солнца, чем Земля.

Диаметр 51 тыс.км.  – в 11 раз больше чем Земли, но в 3 раза меньше Юпитера. Атмосфера из трех туманных слоёв. В её составе водород, гелий и частицы метана. Верхний слой атмосферы – туман богатый гидрокарбонатами. Ниже водород и метан, ниже аммиак и сероводород.

День длится 19 часов. А год составляет 84 земных года.


На изображении с сайта sistemasolnca.ru Уран со своими спутниками и кольцами.


Нептун.

Последняя крупная планета – газовый гигант.

Оборот вокруг Солнца – 165 лет. Расстояние до Солнца 4.5 млрд. км.

Диаметр около 50 тыс. км. Он несколько меньше соседнего Урана, но влияет на скорость его вращения. Когда Уран догоняет по внутренней орбите Нептун – его скорость увеличивается. А когда обгоняет – скорость уменьшается. Это результат межпланетной взаимной гравитации.

Скорости ветров достигают 2 тыс. км/час.

Сутки на Нептуне длятся 16часов.

Атмосфера состоит на 85% из водорода на 12 % из гелия, остальное в основном – метан. Верхний слой атмосферы – стратосферный туман из углеводорода. Ниже – водород и метан. Затем аммиак и гидросульфид, и переходная зона из газа и жидкости.

Сама газовая планета состоит из 3х слоёв: жидкий водород, ледяная мантия и скальное ядро.

Нептун впервые в истории астрономии в 1846 году был открыт в результате математических расчётов изменений орбиты Урана, которые происходили от водействия гравитации соседней планеты. 

Имеет два основных кольца и 8 спутников. Самый большой – Тритон – диаметр 2700 км. Температура на его поверхности -280℃. Из его глубин бьют гейзеры. Возможно это несостоявшаяся планета, как и Плутон.

Изображение с сайта наглядных пособий для детей 900igr.net

Пояс астероидов

Так же в Солнечной системе перемещается множество малых тел – кометы, метеориты, космическая пыль.


На изображении схема пояса астероидов (с сайта wikipedia.org)

 

Пояс Койпера 

В 20 раз шире пояса астероидов. Как и пояс астероидов, он состоит в основном из малых тел, то есть материала, оставшегося после формирования Солнечной системы. В отличие от объектов пояса астероидов, которые в основном состоят из горных пород и металлов, обьекты пояса Койпера состоят главным образом из летучих веществ (называемых льдами), таких как метан, аммиак и вода

Кометы – смесь льда и камней – это кочевники в Солнечной системе. Некоторые летают по случайным орбитам, маневрируя между планетами. Чем больше планета, мимо которой пролетает комета, тем больше вероятность столкновения. Большое количество комет притягивает Юпитер, защищая тем самым Землю от столкновения. Некоторые кометы, пролетев мимо планет, затягиваются Солнцем.

Изображение с сайта sv-rasseniya.narod.ru

Самая знаменитая комета – Галлея. Каждые 76 лет её приближение видно с Земли. Некоторые считают, что именно её увидели волхвы как Вифлеемскую звезду. Её диаметр от 16 до 9 км. Из пояса Койпера её сместил рывок в гравитационной прослойке между солнцем и соседними звёздами. Ей удаётся отклоняться от Солнца и проходить мимо, несмотря на притяжение. Её орбита зажата между Солнцем и Нептуном. Последний раз она была видна с Земли в 1986 году.

Приближаясь к Солнцу, кометы теряют большое количество своей массы, которая выбрасывается в виде хвоста. Но в холоде у пределов Солнечной системы они восстанавливаются,  хвост исчезает, и они становятся инертными. 

В этой области ближнего космоса находятся по меньшей мере пять карликовых планет: Церера, Эрида, Плутон, который раньше считали полноценной планетой.

Плутон — карликовая планета. Общая масса Плутона и одного из пяти его спутников Харона в 5 раз меньше массы Луны.

Это маленький пограничный мир из метана и замороженной воды. В 40 раз дальше от Солнца, чем Земля. его орбита очень вытянута и имеет наклон в 17 градусов. Диаметр около 2300 км. Оборот вокруг Солнца Плутон делает за 248 земных лет.

Поверхность этой карликовой планеты не нагревается выше 210 градусов по Цельсию.

Изображение с сайта wikiznanie.ru

Область рассеянного диска

Внутренняя область рассеянного диска частично перекрывается с поясом Койпера. Если объекты пояса Койпера находятся на автономных круговых или эллиптических орбитах, то орбиты объектов рассеянного диска могут быть блуждающими и нестабильными и дальнейшая судьба этих объектов — постоянно выбрасываться из середины Солнечной системы в облако Оорта или ещё дальше. Объекты рассеянного диска часто могут путешествовать «по вертикали» почти на такие же расстояния, как и «по горизонтали».

 

Источник: www.sites.google.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.