Солнечная система — крошечная структура в масштабах Вселенной. При этом ее размеры для человека поистине грандиозны: каждый из нас, проживая на пятой по величине планете, с трудом может оценить даже масштабы Земли. Скромные габариты нашего дома, пожалуй, ощущаются, только когда смотришь на него из иллюминатора космического корабля. Похожее чувство возникает и во время просматривания снимков телескопа "Хаббл": Вселенная огромна и Солнечная система занимает лишь малый ее участок. Однако именно ее мы можем изучать и исследовать, используя полученные данные для интерпретации феноменов дальнего космоса.
Вселенские координаты
Расположение Солнечной системы ученые определяют по косвенным признакам, поскольку мы не можем наблюдать строение Галактики со стороны. Наш кусочек Вселенной размещается в одном из спиральных рукавов Млечного Пути. Рукав Ориона, названный так потому, что проходит вблизи одноименного созвездия, считается ответвлением одного из основных галактических рукавов. Солнце расположено ближе к краю диска, нежели к его центру: расстояние до последнего составляет примерно 26 тысяч световых лет.
Ученые предполагают, что местоположение нашего кусочка Вселенной имеет одно преимущество перед прочими. В целом Галактика Солнечной системы, Млечный Путь, обладает звездами, которые в силу особенностей своего движения и взаимодействия с другими объектами то погружаются в спиральные рукава, то выныривают из них. Однако есть небольшая область, называемая коротационным кругом, где скорость звезд и спиральных рукавов совпадает. Размещенные здесь космические тела не подвергаются воздействию бурных процессов, характерных для рукавов. К коротационному кругу относится и Солнце с планетами. Подобное положение считается одним из условий, способствовавших появлению жизни на Земле.
Схема Солнечной системы
Центральное тело любого планетарного сообщества — это звезда. Название Солнечной системы дает исчерпывающий ответ на вопрос, вокруг какого светила движется Земля и ее соседи. Солнце — звезда третьего поколения, находящаяся на середине своего жизненного цикла. Оно светит уже более 4,5 млрд лет. Примерно столько же вокруг него обращаются планеты.
Схема Солнечной системы сегодня включает восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун (о том, куда делся Плутон, чуть ниже). Они условно поделены на две группы: планеты земного типа и газовые гиганты.
«Родственники»
Первый тип планет, как понятно из названия, включает и Землю. Кроме нее к нему принадлежат Меркурий, Венера и Марс.
Самая большая планета группы — это Земля, за ней следует Венера, затем Марс. Существует определенный порядок Солнечной системы: планеты земной группы составляют ее внутреннюю часть и отделяются от газовых гигантов астероидным поясом.
Большие планеты
В число газовых гигантов входят Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Все они гораздо крупнее объектов земной группы. Гиганты обладают более низкой плотностью и, в отличие от планет предыдущей группы, состоят из водорода, гелия, аммиака и метана. Планеты-гиганты не имеют как таковой поверхности, ею считается условная граница нижнего слоя атмосферы. Все четыре объекта очень быстро вращаются вокруг своей оси, обладают кольцами и спутниками. Самая внушительная по размерам планета — Юпитер. Он сопровождается наибольшим числом спутников. При этом самые впечатляющие кольца - у Сатурна.
Характеристики газовых гигантов взаимосвязаны. Если бы они по размерам приближались к Земле, то имели бы иной состав. Легкий водород может удержать только планета, обладающая достаточно большой массой.
Карликовые планеты
Самое время для изучения того, что представляет собой Солнечная система, — 6 класс. Когда сегодняшние взрослые были в этом возрасте, космическая картина выглядела для них несколько иначе. Схема Солнечной системы на тот момент включала девять планет. Последним в списке значился Плутон. Так было до 2006 года, когда собрание МАС (Международный астрономический союз) приняло определение планеты и Плутон перестал ему соответствовать. Один из пунктов звучит так: «Планета доминирует на своей орбите». Траектория движения Плутона засорена другими объектами, превосходящими в общей сложности бывшую девятую планету по массе. Для Плутона и еще нескольких объектов было введено понятие «карликовая планета».
После 2006 года все тела в Солнечной системе были, таким образом, поделены на три группы:
планеты — объекты достаточно крупные, сумевшие расчистить свою орбиту;
малые тела Солнечной системы (астероиды) — объекты, обладающими столь небольшими размерами, что не могут достичь гидростатического равновесия, то есть принять округлую или приближенную к ней форму;
карликовые планеты, занимающие промежуточное положение между двумя предыдущими типами: они достигли гидростатического равновесия, но не очистили орбиту.
Последняя категория сегодня официально включает пять тел: Плутон, Эрида, Макемаке, Хаумеа и Церера. Последняя относится к поясу астероидов. Макемаке, Хаумеа и Плутон принадлежат поясу Койпера, а Эрида — рассеянному диску.
Астероидный пояс
Своеобразная граница, отделяющая планеты земной группы от газовых гигантов, на протяжении своего существования подвергается воздействию Юпитера. Из-за присутствия огромной планеты астероидный пояс имеет ряд особенностей. Так, его изображения создают впечатление, то это очень опасная для космических аппаратов зона: корабль может быть поврежден астероидом. Однако это не совсем верно: воздействие Юпитера привело к тому, что пояс представляет собой довольно разреженное скопление астероидов. Причем тела, составляющие его, имеют достаточно скромные размеры. В процессе формирования пояса гравитация Юпитера оказывала влияние на орбиты крупных космических тел, скопившихся здесь. В результате постоянно происходили столкновения, приведшие к появлению небольших осколков. Значительная часть этих обломков под воздействием все того же Юпитера была выдворена за пределы Солнечной системы.
Общая масса тел, составляющих Астероидный пояс, равна всего 4 % от массы Луны. Состоят они в основном из горных пород и металлов. Самым крупным телом на этом участке является карликовая планета Церера, за ней следуют астероиды Паллада, Веста и Гигея.
Пояс Койпера
Схема Солнечной системы включает и еще один участок, заселенный астероидами. Это пояс Койпера, расположенный за орбитой Нептуна. Объекты, размещающиеся здесь, в том числе и Плутон, получили название транснептуновых. В отличие от астероидов пояса, пролегающего между орбитами Марса и Юпитера, они состоят из льда - водяного, аммиачного и метанового. Пояс Койпера в 20 раз шире астероидного и значительно массивнее его.
Плутон по своему строению представляет собой типичный объект пояса Койпера. Он является наиболее крупным телом области. Здесь же размещаются еще две карликовые планеты: Макемаке и Хаумеа.
Рассеянный диск
Размеры Солнечной системы не ограничиваются поясом Койпера. За ним располагается так называемый рассеянный диск и гипотетическое облако Оорта. Первый частично пересекается с поясом Койпера, но пролегает значительно дальше его в космосе. Это место, где зарождаются короткопериодические кометы Солнечной системы. Для них характерен орбитальный период менее 200 лет.
Объекты рассеянного диска, в том числе и кометы, как и тела из пояса Койпера, состоят преимущественно из льда.
Облако Оорта
Пространство, где зарождаются долгопериодические кометы Солнечной системы (с периодом в тысячи лет), называется облаком Оорта. На сегодняшний день нет прямых доказательств его существования. Тем не менее обнаружено множество фактов, косвенно подтверждающих гипотезу.
Астрономы предполагают, что внешние границы облака Оорта удалены от Солнца на расстояние от 50 до 100 тысяч астрономических единиц. По своем размерам оно больше в тысячу раз пояса Койпера и рассеянного диска вместе взятых. Внешняя граница облака Оорта считается и границей Солнечной системы. Расположенные здесь объекты подвергаются воздействию ближайших звезд. В результате этого образуются кометы, орбиты которых проходят через центральные части Солнечной системы.
Уникальная структура
На сегодняшний день Солнечная система — единственная известная нам часть космоса, где есть жизнь. Не в последнюю очередь на возможность ее появления оказала влияние структура планетной системы и ее размещение в коротационной окружности. Земля, располагающаяся в «зоне жизни», где солнечный свет становится не столь губительным, могла быть такой же мертвой, как ее ближайшие соседи. Кометы, возникающие в поясе Койпера, рассеянном диске и облаке Оорта, а также крупные астероиды могли погубить не только динозавров, но и даже саму вероятность возникновения живой материи. От них нас защищает огромный Юпитер, притягивая к себе подобные объекты или изменяя их орбиту.
Во время изучения структуры Солнечной системы трудно не подпасть под влияние антропоцентризма: кажется, будто Вселенная сделала все только для того, чтобы люди смогли появиться. Вероятно, это не совсем так, однако огромное количество условий, малейшее нарушение которых привело бы к гибели всего живого, упорно склоняют к подобным мыслям.
