Что такое Солнечная система? Это наш общий дом. Из чего она состоит? Как и когда сформировалась? Каждому важно знать побольше о том уголке Галактики, в котором мы живем.
От большего к меньшему
Урок «Солнечная система» стоит начать с того, что последняя является частью огромной и безграничной Вселенной. Масштабы ее человеческий ум постичь не в состоянии. Чем сильнее становятся наши телескопы, чем глубже мы заглядываем в космос, тем больше мы видим там звезд и галактик. По современным представлениям Вселенная обладает определенной структурой. А состоит она из галактик и их скоплений. Место, где находится Солнечная система – галактика Млечный Путь. Она состоит из ста миллиардов звезд, многие из которых похожи на Солнце. Наше светило – довольно заурядный желтый карлик. Но во многом благодаря именно скромным размерам и стабильной температуре в его системе смогла зародиться жизнь.
Возникновение
Современные теории появления Солнечной системы неотъемлемо связаны с гипотезами об эволюции Вселенной. Возникновение ее о сих пор остается загадкой. Есть лишь различные математические модели. По самой распространенной из них наша Вселенная возникла семнадцать миллиардов лет назад в результате Большого Взрыва. Считается, что нашей звезде 4,7 млрд лет. Примерно такого же возраста и Солнечная система. Сколько ей осталось жить? Через миллиард лет Солнце перейдет в следующий цикл своего развития и превратится в красного гиганта. По расчетам большинства ученых, верхняя граница его атмосферы будет находиться как раз на расстоянии орбиты Земли. И если через такой огромный промежуток времени человечество еще будет существовать, то для людей это станет катастрофой поистине вселенского масштаба. Но все это в отдаленном будущем. Какова ситуация на сегодняшний день?
Тела солнечной системы
Итак, в первую очередь, это, конечно, наша звезда. Люди еще с древности дали ей имя и назвали Солнцем. В нем сосредоточено девяносто девять процентов массы все системы. И только один приходится на планеты, их спутники, метеориты, астероиды, кометы и тела пояса Койпера. Так что такое Солнечная система? Это Солнце и все, что вокруг него обращается. Но обо всем по порядку.
Солнце
Как уже было сказано выше, звезда – это центр нашей системы. Размеры ее поражают воображение. Солнце тяжелее Земли в триста тридцать тысяч раз! А его диаметр превышает земной в сто девять раз. Средняя плотность вещества Солнца всего лишь в 1,4 раза выше плотности воды. Но это не должно вводить в заблуждение. Ведь в центральных районах звезды плотность в сто пятьдесят раз больше, там благодаря колоссальному давлению и начинаются ядерные реакции. Здесь из водорода образуется гелий.
Затем высвободившаяся в результате этого энергия с помощью конвекции переносится к наружным слоям и рассеивается в космическом пространстве. По данным ученых, наше Солнце сейчас на семьдесят пять процентов состоит из водорода, и примерно на 25 % из гелия, остальных элементов не более 1 %. В первую очередь это говорит о том, что Солнце находится в полном расцвете сил, ведь топлива еще очень много. Обычно время жизни для звезды этого класса (желтый карлик) составляет десять миллиардов лет. Нельзя не сказать пару слов и о структуре Солнца. В центре его находится массивное ядро, затем следуют зоны переноса лучистой энергии, конвекции, фотосфера и хромосфера. На последней часто возникают протуберанцы. Солнечные пятна – это зоны на поверхности звезды, где температура заметно ниже, потому они и выглядят темнее. Наше светило вращается вокруг своей оси с периодом двадцать пять земных суток. Вряд ли будет преувеличением сказать, что от состояния этой звезды зависит вся Солнечная система. Фотолаборатории для изучения процессов на ней созданы даже на орбите.
Меркурий
Это первое космическое тело, которое мы встретим, отдаляясь от Солнца. И как следствие его близости, на поверхности очень жарко и практически нет атмосферы. Он относится к так называемым планетам земной группы. Их общие характеристики: довольно большая плотность, присутствие газово-водной атмосферы, малое число спутников, наличие ядра, мантии и коры. Однако, как уже было сказано выше, атмосферой Меркурий практически обделен – ее сдувает солнечный ветер. Напомним, что Землю от него защищает сильное магнитное поле и расстояние. Но несмотря на это, газовую оболочку на Меркурии все же можно обнаружить, состоит она из ионов металлов, которые испаряются с поверхности планеты. Есть там (в небольших количествах) кислород, азот и инертные газы.
Вокруг Солнца Меркурий движется по удлиненной орбите. Период его обращения составляет 88 земных суток. А вот чтобы повернуться вокруг оси планете требуется почти 59 дней. Во многом благодаря этому на Меркурии наблюдается большая разница температур: от минус 1830 до плюс 4270 по Цельсию.
Поверхность планеты покрыта кратерами, невысокими горами и долинами. Встречаются и следы сжатия Меркурия (из-за остывания металлического ядра) - в виде протяженных уступов). Ученые предполагают наличие водяного льда в некоторых затененных участках планеты.
Венера
Вторая по счету планета земного типа от Солнца. По размеру значительно превышает Меркурий, но чуть меньше Земли как по массе, так и по диаметру. Спутники отсутствуют. Зато в наличии плотная атмосфера, которая практически полностью скрывает от наших глаз поверхность Венеры. Благодаря ей температура на поверхности гораздо выше оной на Меркурии: средние величины достигают +4750 по Цельсию, без серьезных суточных перепадов. Еще одна особенность атмосферы - сильнейшие ветры на высоте в несколько километров (до ста пятидесяти метров в секунду), настоящие ураганы. Что вызывает их - пока непонятно. Состоит атмосфера на девяносто шесть процентов из углекислого газа. Кислорода и паров воды ничтожно мало. Благодаря полетам к планете нескольких космических аппаратов, ученым удалось составить довольно подробную карту Венеры. Поверхность планеты делится на равнины и возвышенности. Можно выделить два крупных материка. Есть множество ударных кратеров.
Земля
Подробно останавливаться на нашей планете мы не будем, поскольку она все же наиболее изучена и известна читателю. Но что такое Солнечная система без Земли?.. Надо сказать, что наш дом до сих пор таит в себе немало загадок. Кроме того, Земля – планета Солнечной системы, которая по массе уступает лишь газовым гигантам, и единственная, имеющая водную оболочку. Период обращения вокруг звезды составляет 365 суток, а расстояние до нее – 150 000 000 километров - принято за астрономическую единицу. Скажем еще, что Земля - планета Солнечной системы, которая имеет значительный по размерам единственный спутник, и отправимся дальше.
Марс
И вот перед нами красная планета – мечта всех фантастов и небесное тело, о котором человек не перестает задумываться. Сейчас на поверхности Марса работает космический аппарат. А через десять лет туда уже собираются отправить пилотируемый корабль. Почему же людей так интересует Марс? Да потому, что по условиям эта планета ближе всего к Земле. Астрономы прошлого вообще предполагали, что на Марсе есть водяные каналы и растительная жизнь. Поиски последней, кстати, продолжаются до сих пор. Пожалуй, это будет первая планета, с которой человек начнет исследование Солнечной системы.
По массе Марс в два раза меньше Земли. Его атмосфера довольно разрежена и состоит в основном из углекислого газа. Средняя температура на поверхности – минус 60 градусов по Цельсию. Правда, в некоторых района экватора она может подниматься до нуля. Марсианский год длится шестьсот восемьдесят семь земных дней. И поскольку орбита планеты довольно вытянута, времена года на ней разные по продолжительности. Полюса планеты покрыты тонкими шапками льдов. Поверхность Марса богата кратерами и возвышенностями. На Красной планете находится самая высокая гора в Солнечной системе – Олимп. Ее высота примерно 12 километров. А еще у Марса есть два маленьких спутника – Фобос и Деймос.
Пояс астероидов
Он расположился между орбитами Марса и Юпитера. На самом деле это очень обширная и интересная зона. В ней можно обнаружить миллион различных объектов, в основном небольших – до нескольких сот метров. Но встречаются и великаны, такие как Церера (диаметр – 950 км), Веста или Паллада. Сначала их тоже считали астероидами, но в 2006 году признали карликовыми планетами, как и Плутон. Образовались все эти объекты в момент формирования Солнечной системы. Возможно, все астероиды - то, что так и не стало планетой из-за сильного влияния быстро формировавшегося Юпитера. Существует множество различных видов и семейств астероидов. Среди них есть состоящие из различных металлов, так что в отдаленном будущем их можно использовать в промышленности.
Планеты-гиганты
В отличие от такого космического тела, как Земля, планеты Солнечной системы, находящиеся за поясом астероидов, имеют гораздо большую массу. И в первую очередь это, конечно, Юпитер и Сатурн. Эти гиганты имеют множество спутников, некоторые из которых вообще напоминают по размерам планеты земной группы. Сатурн знаменит своими кольцами, которые на самом деле состоят из множества мелких объектов. Плотность этих планет гораздо меньше земной. Вещество Сатурна, вообще, легче воды. Практически все гиганты имеют твердое ядро. Их атмосферы состоят из водорода, гелия, аммиака, метана и небольшого количества других газов. Причем состав Юпитера и Сатурна во многом схож с составом нашего Солнца.
Истинными газовыми гигантами Уран и Нептун можно считать лишь условно, поскольку у них мощная атмосфера. Однако, судя по всему, они все же имеют твердую поверхность. А вот где начинается таковая у Юпитера - сказать сложно. Предполагают, что ядро у самой крупной планеты Солнечной системы состоит из металлического водорода. Практически все гиганты излучают собственную энергию (тепло), причем в количествах больших, чем получают от Солнца. У всех есть кольца и множество спутников. В их атмосферах бушуют невиданные по мощи ураганы (чем дальше планета от Солнца, тем сильнее).
Пояс Койпера
Совсем уже задворки Солнечной системы. Здесь находится бывшая планета Плутон (в 2006-м ее лишили этого статуса) , а также сравнимые с ней по массе и величине Макемаке, Эрида, Хуамеа. Это так называемые новые планеты Солнечной системы. А также тысячи, если не миллионы других тел меньшего размера. По всей видимости, пояс Койпера не простирается дальше 100 астрономических единиц. По предположению ученых, отсюда приходят коротко-периодичные кометы. Облаком Оорта заканчивается Солнечная система. Фото-отчет из этих мест, вполне возможно, мы скоро получим с космического аппарата "Новые горизонты".
Вот так, вкратце, мы показали, что такое Солнечная система, и из каких элементов она состоит. Сейчас в нее входят пять больших планет, наша звезда, и множество меньших объектов. Однако современная наука активно развивается. И вероятно, завтра мы сможем узнать, что открыты новые планеты Солнечной системы.
