Солнечная система является частью. Солнечная система. Планеты солнечной системы. Парад планет. Виды парадов
Солнечная система - это центральная звезда Солнце и все космические тела, которые вращаются вокруг нее.
В солнечной системе 8 наиболее крупных небесных тел, или планет. Наша Земля тоже планета. Кроме нее, вокруг Солнца совершают свое путешествие в космосе еще 7 планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Две последние с Земли можно наблюдать только в телескоп. Остальные видны невооруженным глазом.
Еще совсем недавно к числу планет причисляли еще одно небесное тело - Плутон. Он находится очень далеко от Солнца, за орбитой Нептуна, и был открыт лишь в 1930 году. Однако в 2006 году астрономы ввели новое определение классической планеты, и Плутон под него не попал.
Планеты известны людям с древних времен. Ближайшие соседи Земли - Венера и Марс, самые дальние от нее - Уран и Нептун.
Большие планеты принято делить на две группы. В первую группу входят планеты, находящиеся наиболее близко к Солнцу: это планеты земной группы , или внутренние планеты , - Меркурий, Венера, Земля и Марс. Все эти планеты имеют высокую плотность и твёрдую поверхность (хотя под ней и находится жидкое ядро). Самая большая в этой группе планета - Земля. Однако дальние от Солнца планеты - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун значительно превосходят Землю по размеру. Поэтому они получили название планеты-гиганты . Их также называют внешними планетами . Так, масса Юпитера превышает массу Земли более чем в 300 раз. Планеты-гиганты значительно отличаются от планет земной группы по своему строению: они состоят не из тяжёлых элементов, а из газа, в основном из водорода и гелия, подобно Солнцу и другим звёздам. Планеты-гиганты не имеют твёрдой поверхности - это просто газовые шары. Поэтому их еще называют газовыми планетами .
Между Марсом и Юпитером находится пояс астероидов , или малых планет . Астероид – это небольшое планетоподобное тело Солнечной системы, размером от нескольких метров до тысячи километров. Крупнейшие астероиды этого пояса - Церера, Паллада и Юнона.
За орбитой Нептуна находится еще один пояс малых небесных тел, который называют поясом Койпера. Он в 20 раз шире пояса астероидов. Плутон, который потерял статус планеты и был отнесен к карликовым планетам , как раз находится в этом поясе. В поясе Койпера есть и другие карликовые планеты, похожие на Плутон, в 2008 году их так и назвали - плутоиды . Это Макемаке и Хаумеа. Кстати, Цереру из пояса астероидов тоже относят к классу карликовых планет (но не плутоидов!).
Еще один плутоид - Эрида - по размерам сравним с Плутоном, но находится гораздо дальше от Солнца - за поясом Койпера. Интересно, что Эрида одно время даже была кандидатом на роль 10-ой планеты в Солнечной системе. Но в результате именно открытие Эриды стало причиной пересмотра статуса Плутона в 2006 году, когда Международный астрономический союз (МАС) ввел новую классификацию небесных тел Солнечной системы. По этой классификации Эрида и Плутон не попали под понятие классической планеты, а "заслужили" лишь звание карликовых планет - небесных тел, которые вращаются вокруг Солнца, не являются спутниками планет и имеют достаточно большую массу для того, чтобы поддерживать почти округлую форму, но, в отличие от планет, не способны расчистить свою орбиту от других космических объектов.
В состав Солнечной системы, помимо планет, входят их спутники, которые вращаются вокруг них. Всего спутников сейчас насчитывают 415. Неизменная спутница Земли - Луна. У Марса 2 спутника - Фобос и Деймос. У Юпитера 67 спутников, а у Сатурна - 62. 27 спутников имеет Уран. И только у Венеры и Меркурия спутников нет. А вот у "карликов" Плутона и Эриды спутники есть: у Плутона это Харон, а у Эриды - Дисномия. Впрочем, астрономы еще не пришли к окончательному выводу, является ли Харон спутником Плутона или система Плутон-Харон - это так называемая двойная планета. Даже у некоторых астероидов есть спутники. Чемпион по размерам среди спутников - Ганимед, спутник Юпитера, ненамного отстает от него спутник Сатурна Титан. И Ганимед, и Титан превосходят размерами Меркурий.
Кроме планет и спутников, Солнечную систему бороздят десятки, а то и сотни тысяч различных малых тел : хвостатые небесные тела - кометы, огромное количество метеоритов, частиц газопылевой материи, рассеянных атомов различных химических элементов, потоков атомных частиц и другие.
Все объекты Солнечной системы удерживаются в ней засчет силы притяжения Солнца, и все они вращаются вокруг него, причем в одном направлении с вращением самого Солнца и практически в одной плоскости, которая называется плоскостью эклиптики . Исключение - некоторые кометы и объекты пояса Койпера. Кроме этого, практически все объекты Солнечной системы вращаются и вокруг своей оси, причем в ту же сторону, что и вокруг Солнца (исключение - Венера и Уран; последний и вовсе вращается "лежа на боку").
Планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца в одной плоскости - плоскости эклиптики
Орбита Плутона сильно наклонена относительно эклиптики (на 17°) и сильно вытянута
В Солнце сосредоточена практически вся масса Солнечной системы – 99,8%. Четыре крупнейших объекта - газовые гиганты - составляют 99% оставшейся массы (при этом большая часть - около 90% - приходится на Юпитер и Сатурн). Что касается размеров Солнечной системы, астрономы пока не пришли к единому мнению по этому вопросу. По современным оценкам, размер Солнечной системы составляет не менее 60 млрд. километров. Чтобы хотя бы приблизительно представить себе масштабы Солнечной системы, приведем более наглядный пример. В пределах Солнечной системы за единицу расстояний принимают астрономическую единицу (а. е.) - среднее расстояние от Земли до Солнца. Оно равно приблизительно 150 млн. км (свет проходит это расстояние за 8 мин 19 с). Внешняя граница пояса Койпера находится на расстоянии 55 а. е. от Солнца.
Еще один способ представить себе реальные размеры Солнечной системы - это вообразить модель, в которой все размеры и расстояния сокращены в миллиард раз . В этом случае Земля будет около 1,3 см в диаметре (размером с виноградину). Луна будет вращаться на расстоянии около 30 см от нее. Солнце будет 1,5 метров в диаметре (примерно рост человека) и находиться на расстоянии 150 метров от Земли (примерно городской квартал). Юпитер - 15 см в диаметре (размер большого грейпфрута) и на расстоянии 5 городских кварталов от Солнца. Сатурн (размером с апельсин) - на расстоянии 10 кварталов. Уран и Нептун (лимоны) - 20 и 30 кварталов. Человек на этой шкале будет размером с атом; а ближайшая звезда - на расстоянии 40 000 км.
Издавна внимание людей привлекает космос. Планеты Солнечной системы астрономы начали изучать еще в средние века, рассматривая их в примитивные телескопы. Но тщательную классификацию, описание особенностей строения и движения небесных тел стало возможно сделать только в 20 веке. С появлением мощного оборудования, оснащенных по последнему слову техники обсерваторий и космических кораблей было открыто несколько ранее неизвестных объектов. Теперь каждый школьник может перечислить все планеты Солнечной системы по порядку. Почти на все из них опускался космический зонд, а человек пока побывал только на Луне.
Что такое Солнечная система
Вселенная огромна и включает в себя множество галактик. Наша Солнечная система входит в состав галактики в которой более 100 миллиардов звезд. Но очень мало таких, которые похожи на Солнце. В основном все они - красные карлики, которые и по размеру меньше него, и светят не так ярко. Ученые высказали предположение, что Солнечная система образовалась после возникновения Солнца. Его огромное поле притяжения захватило газо-пылевое облако, из которого в результате постепенного охлаждения образовались частички твердого вещества. Со временем из них сформировались небесные тела. Считается, что Солнце сейчас пребывает на середине своего жизненного пути, поэтому существовать оно, равно как и все зависимые от него небесные тела, будет еще несколько миллиардов лет. Ближний космос астрономами изучен давно, и любой человек знает, какие существуют планеты Солнечной системы. Фото их, сделанные с космических спутников, можно найти на страницах всевозможных информационных ресурсов, посвященных данной тематике. Все небесные тела удерживаются сильным полем притяжения Солнца, которое составляет более 99 % объема Солнечной системы. Крупные небесные тела вращаются вокруг светила и вокруг своей оси в одном направлении и в одной плоскости, которую называют плоскостью эклиптики.
Планеты Солнечной системы по порядку
В современной астрономии принято считать небесные тела, начиная от Солнца. В 20 веке была создана классификация, в которую входит 9 планет Солнечной системы. Но последние исследования космоса и новейшие открытия подтолкнули ученых к пересмотру многих положений в астрономии. И в 2006 году на международном конгрессе, из-за своих маленьких размеров (карлик, в диаметре не превышающий трех тыс. км), Плутон был исключен из числа классических планет, и их осталось восемь. Теперь строение нашей Солнечной системы приняло симметричный, стройный вид. Она включает в себя четыре планеты земной группы: Меркурий, Венеру, Землю и Марс, потом идет пояс астероидов, после него следуют четыре планеты-гиганта: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. На окраине Солнечной системы тоже проходит который ученые назвали поясом Койпера. Именно в нем и расположен Плутон. Эти места еще мало изучены из-за своей отдаленности от Солнца.
Особенности планет земной группы
Что же позволяет отнести эти небесные тела к одной группе? Перечислим основные характеристики внутренних планет:
- относительно небольшие размеры;
- твердая поверхность, высокая плотность и схожий состав (кислород, кремний, алюминий, железо, магний и прочие тяжелые элементы);
- наличие атмосферы;
- одинаковое строение: ядро из железа с примесями никеля, мантия, состоящая из силикатов, и кора из силикатных пород (кроме Меркурия - у него коры нет);
- малое количество спутников - всего 3 на четыре планеты;
- довольно слабое магнитное поле.
Особенности планет-гигантов
Что же касается внешних планет, или газовых гигантов, то им присущи такие схожие характеристики:
- большие размеры и массы;
- они не имеют твердой поверхности и состоят из газов, в основном это гелий и водород (поэтому их еще называют газовыми гигантами);
- жидкое ядро, состоящее из металлического водорода;
- высокая скорость вращения;
- сильное магнитное поле, чем объясняется необычность многих процессов, протекающих на них;
- в этой группе 98 спутников, большинство из которых принадлежат Юпитеру;
- самая характерная особенность газовых гигантов - это наличие колец. Они есть у всех четырех планет, правда, не всегда заметны.
Первая по счету планета - Меркурий
Расположен он ближе всех к Солнцу. Поэтому с его поверхности светило выглядит в три раза большим, нежели с Земли. Этим же объясняются сильные перепады температур: от -180 до +430 градусов. Меркурий очень быстро движется по орбите. Может, поэтому он получил такое название, ведь в греческой мифологии Меркурий - это вестник богов. Здесь практически нет атмосферы, и небо всегда черное, но Солнце светит очень ярко. Впрочем, на полюсах есть места, куда его лучи не попадают никогда. Этот феномен можно объяснить наклоном оси вращения. Воды на поверхности не нашли. Это обстоятельство, а также аномально высокая дневная температура (равно как и низкая ночная) вполне объясняют факт отсутствия жизни на планете.
Венера
Если изучать планеты Солнечной системы по порядку, то второй по счету идет Венера. Ее люди могли наблюдать на небе еще в древности, но, поскольку показывалась она только утром и вечером, считалось, что это 2 разных объекта. Кстати, наши предки-славяне называли её Мерцаной. Это третий по яркости объект в нашей Солнечной системе. Раньше люди называли ее утренней и вечерней звездой, ведь лучше всего она видна перед восходом и закатом Солнца. Венера и Земля очень похожи по строению, составу, размерам и силе тяжести. Вокруг своей оси эта планета движется очень медленно, делая полный оборот за 243.02 земных суток. Конечно, условия на Венере сильно отличаются от земных. Она находится в два раза ближе к Солнцу, поэтому там очень жарко. Высокая температура объясняется еще и тем, что густая облачность из серной кислоты и атмосфера из углекислого газа создают на планете парниковый эффект. Кроме того, давление у поверхности больше, чем на Земле, в 95 раз. Поэтому первый корабль, посетивший Венеру в 70-е годы 20 века, выдержал там не более часа. Особенностью планеты является еще и то, что вращается она в противоположном направлении, по сравнению с большинством планет. Больше астрономам об этом небесном объекте пока ничего не известно.
Третья от Солнца планета
Единственное место в Солнечной системе, да и во всей известной астрономам Вселенной, где существует жизнь, - Земля. В земной группе она имеет самые большие размеры. Каковы еще ее
- Самая большая гравитация среди планет земной группы.
- Очень сильное магнитное поле.
- Высокая плотность.
- Она единственная среди всех планет обладает гидросферой, что способствовало образованию жизни.
- Она имеет самый большой, по сравнению со своими размерами, спутник, который стабилизирует ее наклон относительно Солнца и влияет на природные процессы.
Планета Марс
Это одна из самых маленьких планет нашей Галактики. Если рассматривать планеты Солнечной системы по порядку, то Марс - четвертая от Солнца. Атмосфера у нее сильно разреженная, а давление на поверхности почти в 200 раз меньше, чем на Земле. По этой же причине наблюдаются очень сильные перепады температур. Планета Марс мало изучена, хотя издавна привлекала внимание людей. По мнению ученых, это единственное небесное тело, на котором могла бы существовать жизнь. Ведь в прошлом на поверхности планеты была вода. Такой вывод можно сделать на основании того, что на полюсах существуют большие ледяные шапки, а поверхность покрыта множеством борозд, которые могли быть высохшими руслами рек. Кроме того, на Марсе существуют некоторые минералы, образование которых возможно только в присутствии воды. Еще одной особенностью четвертой планеты является наличие двух спутников. Необычность их в том, что Фобос постепенно замедляет свое вращение и приближается к планете, а Деймос, наоборот, отдаляется.
Чем знаменит Юпитер
Пятая по счету планета является самой большой. В объем Юпитера поместилось бы 1300 Земель, а масса его в 317 раз больше земной. Как и у всех газовых гигантов, его структура водородно-гелиевая, напоминающая состав звезд. Юпитер - самая интересная планета, которая имеет много характерных особенностей:
- это третье по яркости небесное тело после Луны и Венеры;
- на Юпитере самое сильное магнитное поле среди всех планет;
- полный оборот вокруг оси он совершает всего за 10 земных часов - быстрее, чем другие планеты;
- интересной особенностью Юпитера является большое красное пятно - так виден с Земли атмосферный вихрь, вращающийся против часовой стрелки;
- как и все планеты-гиганты, он имеет кольца, правда, не такие яркие, как у Сатурна;
- эта планета имеет самое большое большое количество спутников. Их у него 63. Самые известные - это Европа, на которой нашли воду, Ганимед - самый большой спутник планеты Юпитер, а также Ио и Калисто;
- еще одна особенность планеты - это то, что в тени температура поверхности выше, чем в местах, освещенных Солнцем.
Планета Сатурн
Это второй по величине газовый гигант, также названный в честь античного бога. Он состоит из водорода и гелия, но на его поверхности были обнаружены следы метана, аммиака и воды. Ученые выяснили, что Сатурн - это самая разреженная планета. Ее плотность меньше, чем у воды. Вращается этот газовый гигант очень быстро - один оборот совершает за 10 земных часов, в результате чего планета сплющивается с боков. Огромные скорости на Сатурне и у ветра - до 2000 километров в час. Это больше скорости звука. У Сатурна есть еще одна отличительная особенность - он держит в поле своего притяжения 60 спутников. Самый крупный из них - Титан - является вторым по величине во всей Солнечной системе. Уникальность данного объекта заключается в том, что, исследуя его поверхность, ученые впервые обнаружили небесное тело с условиями, схожими с теми, что существовали на Земле около 4 миллиардов лет назад. Но самая главная особенность Сатурна - это наличие ярких колец. Они опоясывают планету вокруг экватора и отражают больше света, чем она сама. Четыре - это самое удивительное явление в Солнечной системе. Необычно то, что внутренние кольца движутся быстрее, чем наружные.
- Уран
Итак, продолжаем рассматривать планеты Солнечной системы по порядку. Седьмая от Солнца планета - Уран. Она самая холодная из всех - температура опускается до -224 °С. Кроме того, ученые не обнаружили в ее составе металлического водорода, а нашли модифицированный лед. Потому Уран относят к отдельной категории ледяных гигантов. Удивительная особенность данного небесного тела в том, что вращается оно, лежа на боку. Необычна также смена времен года на планете: целых 42 земных года там царит зима, и Солнце не показывается совсем, лето также длится 42 года, и Солнце в это время не заходит. Весной же и осенью светило появляется каждые 9 часов. Как и у всех планет-гигантов, у Урана есть кольца и много спутников. Целых 13 колец вращается вокруг него, но они не такие яркие, как у Сатурна, а спутников планета удерживает всего 27. Если сравнивать Уран с Землей, то он в 4 раза больше ее, в 14 раз тяжелее и находится от Солнца на расстоянии, в 19 раз превышающем путь к светилу от нашей планеты.
Нептун: планета-невидимка
После того как Плутон исключили из числа планет, последним от Солнца в системе стал Нептун. Расположен он в 30 раз дальше от светила, чем Земля, и с нашей планеты не виден даже в телескоп. Открыли его ученые, так сказать, случайно: наблюдая за особенностями движения ближайших к нему планет и их спутников, они сделали вывод, что за орбитой Урана должно быть еще одно крупное небесное тело. После обнаружения и исследования выяснились интересные особенности этой планеты:
- из-за наличия в атмосфере большого количества метана цвет планеты из космоса кажется сине-зеленым;
- орбита Нептуна почти идеально круглая;
- вращается планета очень медленно - один круг совершает за 165 лет;
- Нептун в 4 раза больше Земли и в 17 раз тяжелее, но сила притяжения почти такая же, как и на нашей планете;
- самый большой из 13 спутников этого гиганта - Тритон. Он всегда повернут к планете одной стороной и медленно к ней приближается. По этим признакам ученые предположили, что он был захвачен притяжением Нептуна.
Во всей галактике Млечный Путь - около ста миллиардов планет. Пока ученые не могут изучить даже некоторые из них. А вот количество планет Солнечной системы известно почти всем людям на Земле. Правда, в 21 веке интерес к астрономии немного угас, но даже дети знают название планет Солнечной системы.
От поверхности к ядру: восемь путешествий по недрам планет Солнечной системы.
Восемь планет нашей Солнечной системы принято разделять на внутренние (Меркурий, Венера, Земля, Марс), расположенные ближе к звезде, и внешние (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун). Отличаются они не только расстоянием до Солнца, но и рядом других характеристик. Внутренние планеты − плотные и каменистые, небольших размеров; внешние − газовые гиганты. У внутренних совсем немного естественных спутников, или нет вовсе; у внешних их десятки, а у Сатурна есть еще и кольца.
Сравнительные размеры планет (слева направо: Меркурий, Венера, Земля, Марс)
NASA
Базовая «анатомия» внутренних планет Солнечной системы проста: все они состоят из коры, мантии и ядра. Кроме того, у некоторых ядро разделяется на внутреннее и внешнее. Например, как устроена Земля? Твердая кора покрывает полурасплавленную мантию, а в центре находится «двухслойное» ядро − жидкое внешнее и твердое внутреннее. Кстати, именно наличие жидкого металлического ядра создает на планете глобальное магнитное поле. На Марсе, к примеру, все немного иначе: твердая кора, твердая мантия, твердое ядро − он напоминает цельный бильярдный шар, и никакого магнитного поля у него нет.
Газовые гиганты − Сатурн и Юпитер − сложены совершенно иначе. Из самого названия этого типа планет понятно, что они представляют собой огромные шары газа, не имеющие твердой поверхности. Если б кому-нибудь довелось спускаться на одну из таких планет, он падал бы и падал к ее центру, где расположено небольшое твердое ядро. На Уране и Нептуне аммиак, метан и другие знакомые нам газы могут существовать лишь в твердой форме, поэтому две дальние планеты представляют собой огромные шары из льда и твердых фрагментов − ледяные гиганты. Впрочем, давайте рассмотрим их все по порядку, одну за другой.
Меркурий: громадное ядро
Ближайшая к Солнцу планета − одна из самых плотных в нашем списке: будучи чуть меньше спутника Сатурна Титана, она более чем вдвое тяжелее его. Плотнее Меркурия только Земля, но Земля достаточно велика для того, чтобы ее уплотняла еще и собственная гравитация, а если б этот эффект не проявлялся, то Меркурий был бы чемпионом.
Здесь царит тяжелое железо-никелевое ядро. Оно исключительно велико для планеты таких размеров − по некоторым предположениям, ядро может занимать основную часть объема Меркурия и иметь радиус около 1800-1900 км, примерно с Луну. Зато окружающие его кремниевые мантия и кора сравнительно тонки, не более 500-600 км в толщину. Судя по тому, что планета вращается слегка неравномерно (как сырое яйцо), ядро ее расплавлено и создает на планете глобальное магнитное поле.
Происхождение большого, плотного, исключительно богатого железом ядра Меркурия остается загадкой. Возможно, некогда Меркурий был в несколько раз крупнее, и ядро его не было чем-то аномальным, но в результате столкновения с неизвестным телом от него «отвалился» изрядный кусок коры и мантии. К сожалению, подтвердить эту теорию пока не удается.
1. Кора, толщина — 100-300 км. 2. Мантия, толщина — 600 км. 3. Ядро, радиус — 1800 км.
Joel Holdsworth
Венера: толстая кора
Самая беспокойная и горячая планета Солнечной системы. Ее чрезвычайно плотная и бурная атмосфера состоит из углекислого газа, метана и сероводорода, который выбрасывают многочисленные активные вулканы. Поверхность Венеры на 90% покрыта базальтовой лавой, здесь имеются обширные возвышенности на манер земных материков − жаль, что вода в жидком виде здесь существовать не может, вся она давно испарилась.
Внутреннее строение Венеры изучено плохо. Считается, что ее толстая силикатная кора уходит в глубину на несколько десятков километров. Судя по некоторым данным, 300-500 млн лет назад планета полностью обновила кору в результате катастрофических масштабов вулканизма. Предположено, что тепло, которое вырабатывается в недрах планеты из-за радиоактивного распада, не может на Венере «стравливаться» постепенно, как на Земле, посредством тектоники плит. Тектоники плит здесь нет, и энергия эта накапливается подолгу, и время от времени «прорывается» такими глобальными вулканическими «бурями».
Под корой Венеры начинается 3000-километровый слой расплавленной мантии неустановленного состава. А раз Венера относится к тому же типу планет, что и Земля, у нее предполагается и наличие железо-никелевого ядра диаметром около 3000 км. С другой стороны, наблюдения не обнаружили у Венеры собственного магнитного поля. Это может означать, что заряженные частицы в ядре не двигаются, и оно находится в твердом состоянии.
Возможное внутреннее строение Венеры
Wikimedia/ Vzb83
Земля: всё идеально
Наша любимая родная планета изучена, конечно, лучше всех, в том числе и геологически. Если двигаться от ее поверхности в глубину, твердая кора будет тянуться до примерно 40 км. Резко отличаются континентальная и океаническая кора: толщина первой может доходить до 70 км, а второй − практически не бывает более 10 км. Первая содержит немало вулканических пород, вторая покрыта толстым слоем осадочных.
Кора, как потрескавшаяся сухая грязь, разделена на литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга. Судя по современным данным, тектоника плит − уникальное в Солнечной системе явление, которое обеспечивает постоянное и некатастрофическое, в целом спокойное обновление ее поверхности. Очень удобно для всех!
Ниже начинаются слои мантии: верхняя (40-400 км), нижняя (до 2700 км). На мантию приходится львиная доля массы планеты − почти 70%. По объему мантия еще внушительнее: если не считать атмосферу, она занимает около 83% нашей планеты. Состав мантии, скорее всего, напоминает состав каменистых метеоритов, она богата кремнием, железом, кислородом, магнием. Несмотря на постоянное перемешивание, не стоит считать мантию жидкой в привычном понимании этого слова. Из-за огромного давления почти все ее вещество находится в кристаллическом состоянии.
Наконец, мы попадем в железо-никелевое ядро: расплавленное внешнее (на глубине до 5100 км) и твердое внутреннее (вплоть до 6400 км). На ядро приходится почти 30% массы Земли, а конвекция жидкого металла во внешнем ядре создает на планете глобальное магнитное поле.
Общая структура планеты Земля
Wikimedia/ Jeremy Kemp
Марс: застывшие плиты
Хотя сам Марс заметно меньше Земли, интересно, что площадь его поверхности примерно равна площади земной суши. Но перепады высот здесь куда заметнее: на Красной планете расположены самые высокие в Солнечной системе горы. Местный Эверест − Олимпус Монс − поднимается на высоту 24 км, а громадные горные хребты выше 10 км могут тянуться на тысячи километров.
Покрытая базальтовыми породами кора планеты в северном полушарии имеет толщину около 35 км, а в южном − аж до 130 км. Считается, что некогда на Марсе также существовало движение литосферных плит, однако с какого-то момента они остановились. Из-за этого вулканические точки перестали менять свое расположение, и вулканы стали расти и расти сотни миллионов лет, создавая исключительно могучие горные вершины.
Средняя плотность планеты довольно невелика − видимо, из-за небольших размеров ядра и наличия в нем немалого (до 20%) количества легких элементов − скажем, серы. Судя по имеющимся данным, ядро Марса имеет радиус около 1500-1700 км и остается жидким лишь частично, а значит − способно создавать на планете лишь очень слабое магнитное поле.
Сравнение строения Марса и других планет земной группы
NASA
Юпитер: сила тяжести и легкие газы
Сегодня не существует технических возможностей исследовать строение Юпитера: слишком уж велика эта планета, слишком сильна ее гравитация, слишком плотна и неспокойна атмосфера. Впрочем, где здесь кончается атмосфера и начинается сама планета, сказать трудно: этот газовый гигант, по сути, не имеет никаких четких внутренних границ.
По существующим теориям, в центре Юпитера имеется твердое ядро по массе в 10-15 раз больше Земли и в полтора раза крупнее ее по размерам. Впрочем, на фоне планеты-великана (масса Юпитера больше массы всех остальных планет Солнечной системы вместе взятых) эта величина совсем незначительна. Вообще же Юпитер состоит на 90% из обычного водорода, а на оставшиеся 10% − из гелия, с некоторым количеством простых углеводородов, азота, серы, кислорода. Но не стоит думать, что из-за этого структура газового гиганта «проста».
При колоссальном давлении и температуре водород (а по некоторым данным, и гелий) здесь должен существовать, в основном, в необычной металлической форме − этот слой, возможно, тянется на глубину в 40-50 тыс. км. Здесь электрон отрывается от протона и начинает вести себя свободно, как в металлах. Такой жидкий металлический водород, естественно, является отличным проводником и создает на планете исключительно мощное магнитное поле.
Модель внутренней структуры Юпитера
NASA
Сатурн: саморазогревающаяся система
Несмотря на все внешние различия, отсутствие знаменитого Красного пятна и наличие еще более знаменитых колец, Сатурн очень похож на соседний Юпитер. Он состоит из водорода на 75%, и на 25% из гелия, со следовым количеством воды, метана, аммиака и твердых веществ, в основном сосредоточенных в горячем ядре. Как и на Юпитере, здесь имеется толстый слой металлического водорода, создающий мощное магнитное поле.
Пожалуй, главным отличием двух газовых гигантов являются теплые недра Сатурна: процессы в глубине поставляют планете уже больше энергии, чем солнечное излучение − он излучает в 2,5 раза больше энергии сам, чем получает от Солнца.
Этих процессов, видимо, два (отметим, что и на Юпитере они также работают, просто на Сатурне имеют большее значение) − радиоактивный распад и механизм Кельвина − Гельмгольца. Работу этого механизма можно представить довольно легко: планета охлаждается, давление в ней падает, и она немного сжимается, а сжатие создает дополнительное тепло. Впрочем, нельзя исключать и наличие других эффектов, создающих энергию в недрах Сатурна.
Внутреннее строение Сатурна
Wikimedia
Уран: лед и камень
А вот на Уране внутреннего тепла явно недостаточно, причем настолько, что это до сих пор требует специального объяснения и озадачивает ученых. Даже Нептун, на Уран очень похожий, излучает тепло в разы больше, Уран же мало того, что получает от Солнца совсем немного, так и отдает порядка 1% этой энергии. Это самая холодная планета Солнечной системы, температура здесь может падать до 50 Кельвин.
Считается, что основная масса Урана приходится на смесь льдов − водного, метанового и аммиачного. Вдесятеро меньше по массе здесь водорода с гелием, и еще меньше твердых пород, скорее всего, сосредоточенных в сравнительно небольшом каменном ядре. Основная доля приходится на ледяную мантию. Правда, этот лед − не совсем та субстанция, к которой мы привыкли, он текуч и плотен.
Это означает, что у ледяного гиганта тоже нет никакой твердой поверхности: газообразная, состоящая из водорода и гелия атмосфера без явной границы переходит в жидкие верхние слои самой планеты.
Внутреннее строение Урана
Wikimedia/ FrancescoA
Нептун: алмазный дождь
Как и у Урана, у Нептуна атмосфера особенно заметна, она составляет 10-20% всей массы планеты и простирается на 10-20% расстояния до ядра в ее центре. Состоит она из водорода, гелия и метана, который придает планете голубоватый цвет. Опускаясь сквозь нее вглубь, мы заметим, как атмосфера постепенно уплотняется, медленно переходя в жидкую и горячую электропроводящую мантию.
Мантия Нептуна в десяток раз тяжелее всей нашей Земли и богата аммиаком, водой, метаном. Она действительно горяча − температура может достигать тысяч градусов − но традиционно вещество это называют ледяным, а Нептун, как и Уран, относят к ледяным гигантам.
Существует гипотеза, согласно которой ближе к ядру давление и температура достигают такой величины, что метан «рассыпается» и «спрессовывается» в кристаллы алмазов, которые на глубине ниже 7000 км образуют океан «алмазной жидкости», который проливается «дождями» на ядро планеты. Железо-никелевое ядро Нептуна богато силикатами и лишь немногим больше земного, хотя давление в центральных областях гиганта намного выше.
1. Верхняя атмосфера, верхние облака 2. Атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана 3. Мантия, состоящая из воды, аммиака и метанового льда 4. Железо-никелевое ядро
Naked Science
http://naked-science.ru/article/nakedscience/kak-ustroeny-planety
В состав Солнечной системы входят: Солнце – центральное тело; девять больших планет с их спутниками (более 60); малые планеты – астероиды (50-60 тысяч); кометы и метеорные тела (метеориты и метеоры).
Солнце – ближайшая к нам звезда. Расстояние от Земли до Солнца составляет 149,6 миллионов километров. Это расстояние условно называют одной астрономической единицей – 1 а.е. Свет проходит его за 8 минут и 19 секунд.
Масса Солнца в 770 раз превышает массу всех планет вместе взятых. В объеме Солнца мог бы уместиться 1 миллион таких шаров, как Земля. В Солнце сосредоточено 99,9% всей массы Солнечной системы.
Солнце представляет собой огромный плазменный шар (радиус его приблизительно 700 000 км), состоящий на 80% из водорода и почти на 20% из гелия. В недрах Солнца происходят термоядерные реакции: водород превращается в гелий, что сопровождается колоссальным выделением энергии.
Температура на поверхности Солнца приблизительно 6000 о С, а в его недрах – 15-20 млн. градусов.
Интенсивность процессов, протекающих на поверхности Солнца, периодически меняется, при этом говорят, что изменяется солнечная активность. Период изменения активности Солнца составляет в среднем 11 лет. Одновременно с одиннадцатилетним циклом протекает вековой, точнее, 80-90-летний цикл солнечной активности. Несогласованно накладываясь друг на друга, они вносят заметные изменения в процессы, совершающиеся в географической оболочке.
В причинную зависимость от степени напряженности солнечной активности поставлены следующие физические явления: магнитные бури, частоты полярных сияний, количество ультрафиолетовой радиации, интенсивность грозовой деятельности, температура воздуха, атмосферное давление, осадки и др. В конечном итоге изменение солнечной активности может влиять на изменение климата, на прирост древесины, массовое появление вредителей леса и сельскохозяйственных культур, размножение грызунов, промысловых рыб и т.д. С периодической деятельностью Солнца связаны многие заболевания человека (сердечно-сосудистые, нервно-психические, вирусные и др.).
Вокруг Солнца, согласно законам небесной механики, движутся восемь больших планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
В соответствии с законами И.Кеплера, во-первых, каждая планета обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце; во-вторых, радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает равные площади (т.е. вблизи Солнца планеты движутся быстрее, чем вдали от него); в-третьих, отношение кубов больших полуосей орбит двух любых планет Солнечной системы равно отношению квадратов их обращений вокруг Солнца.
Движение планет подчинено закону всемирного тяготения, открытому И.Ньютоном. Согласно этому закону, все тела взаимодействуют между собой с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратнопропорциональной квадрату расстояния между ними:
F= f ---------, где f –постоянная величина, m 1 и m 2 – массы двух взаимо-
действующих тел, r – расстояние между ними.
По своим размерам и физико-химическим свойствам планеты делятся на две группы: 1) планеты «земной» группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) имеют сравнительно небольшие размеры, относительно непродолжительный период обращения вокруг Солнца, обладают высокой плотностью вещества (от 4,0 до 5,5 г/см 3); 2) планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) имеют гигантские размеры, малую плотность (1,3 –1,6 г/см 3), однотипный химический состав и большое количество спутников. Плутон следует отнести к третьей группе, т.к. по своим размерам он примыкает к планетам «земной» группы, а по физико-химическим свойствам сближается с планетами-гигантами. Вероятно, за орбитой Плутона могут существовать другие тела, орбиты которых представляют собой сильно вытянутые эллипсы.
По отношению к Земной орбите планеты делятся тоже на две группы: 1) внутренние (Меркурий, Венера) находятся всегда вблизи Солнца и поэтому их можно наблюдать на небе либо на востоке перед восходом Солнца, либо на западе после его захода; 2) внешние (Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, невооруженным глазом видны только первые три, остальные можно наблюдать лишь в телескоп.
Меркурий – планета самая близкая к Солнцу (расстояние почти 58 млн.км или 0,4 а.е.). Период обращения вокруг Солнца составляет 88 суток. Атмосфера сильно разрежена (практически ее нет, т.к. сила тяжести мала и не может удерживать газовую оболочку). Температура на солнечной стороне +400 о С (ночью ниже –100 о С). Поверхность напоминает лунный ландшафт, т.к. сильно «изрыта» кратерами.
Венера – ближайшая к Земле планета, ее размеры почти такие же, как у Земли (диаметр Венеры составляет около 12 112 км). Расстояние от Солнца до Венеры 108 млн. км (0,7 а.е.); период обращения равен 225 суткам. Венера имеет мощную атмосферу, состоящую из углекислого газа (97%), азота, инертных газов и др. Углекислый газ и водяной пар (0,1%) создают парниковый эффект, в результате чего температура на Венере почти +500 о С. Поверхность планеты всегда скрыта от наблюдателей плотным слоем облаков.
Земля – третья от Солнца планета (расстояние до Солнца приблизительно 150 млн.км, или 1 а.е.). Средний диаметр Земли около 12 742 км; период обращения вокруг Солнца – 1 год. Земля имеет 1 спутник – Луну. (Подробнее см. в главе «Характеристика Земли как планеты»).
Марс – четвертая от Солнца планета (расстояние до Солнца составляет около 228 млн. км, или 1,5 а.е.; период обращения приблизительно 2 года). По диаметру Марс вдвое меньше Земли. Атмосфера его состоит из углекислого газа, аргона и др., плотность ее меньше земной (атмосферное давление у поверхности Марса такое же, как на Земле на высоте 35 км). Температура колеблется от +20 о С до –120 о С. Поверхность Марса имеет красноватый оттенок, а у полюсов видны белые шапки (вероятно, из замерзшей углекислости). Поскольку Марс имеет наклон оси такой же, как у Земли, то на нем хорошо выражена смена времен года (таяние «шапок»). Марс имеет два спутника: Фобос и Деймос.
Юпитер – самая большая планета в Солнечной системе. Расстояние до Солнца 780 млн.км (5 а.е.), период обращения приблизительно 12 лет. Диаметр Юпитера в 11 раз больше диаметра Земли. Из-за быстрого вращения вокруг своей оси Юпитер сильно сжат у полюсов. Атмосфера его состоит из водорода, гелия, метана, аммиака. Температура –140 о С. Юпитер имеет систему небольших колец и 16 спутников (Ио, Европа, Каллисто, Ганимед и др.), причем Ганимед и Каллисто по размерам превышают планету Меркурий.
Сатурн – вторая по величине планета в Солнечной системе. Расстояние до Солнца 1 млрд. 430 млн. км (10 а.е.), период обращения около 30 лет. Атмосфера по составу газов близка к атмосфере Юпитера; температура –170 о С. Сатурн имеет систему колец (внешние, средние, внутренние). Кольца не сплошные, они представляют собой совокупность тел, вращающихся вокруг планеты. У Сатурна есть 18 спутников (Титан, Янус, Рея и др.).
Уран – седьмая от Солнца планета (расстояние до Солнца 2 млрд. 869 млн. км, или 19 а.е.; период обращения приблизительно 84 года). Атмосфера аналогична атмосферам других планет-гигантов, температура –215 о С. Уран имеет систему небольших колец и 17 спутников (Ариель и др.).
Нептун находится на расстоянии 4 млрд. 497 млн. км от Солнца (30 а.е.), период его обращения составляет 165 лет. По размерам и физическим условиям Нептун близок к Урану. Имеет 11 спутников (Тритон, Нереида и др.).
Кроме больших планет, вокруг Солнца движутся и малые планеты – астероиды . Они образуют самостоятельный пояс между орбитами Марса и Юпитера. Астероиды не имеют определенной формы, а представляют собой угловатые глыбы или обломки. Вероятно, что это осколки небольшой разрушенной планеты. Орбиты их достаточно эллиптичны. Крупных астероидов известно около 2000 (Церера, Веста, Паллада, Юнона и др.), а общее их количество более 60 тысяч.
Кометы (в переводе с греческого означает хвостатые). Большинство комет движется вокруг Солнца по сильно вытянутым эллиптическим орбитам. Согласно гипотезе голландского ученого Оорта, на окраинах Солнечной системы остались сгустки вещества, из которого образовались кометы («облако Оорта»). Некоторые кометы являются пришельцами из космоса, их орбиты представляют собой параболы и гиперболы. Кометы имеют вид туманных объектов со светящимся ядром в центре и хвостом, длина которого увеличивается с приближением кометы к Солнцу. Состоят кометы из смерзшихся камней и газов (СО, СО 2, N 2 , СН и др.). При приближении к Солнцу вокруг ядра кометы образуется газовая оболочка (голова, которая может быть размером с Солнце) и хвост – испаряющиеся газы (длина хвоста может достигать десятков млн. км). Наиболее известна комета Галлея с периодом обращения вокруг Солнца 76 лет (последний раз она проходила вблизи Земли в 1986 г. В конце марта 1996 года вблизи Земли прошла комета, которая была видна невооруженным глазом. В 1997 году, в марте-апреле, наблюдалась комета Хёйла-Боппа. Эта комета была открыта в июле 1995 г. американскими учеными А.Хёйлом и Т.Боппом. Оказалось, что данная комета имеет эллиптическую орбиту с периодом около 3000 лет. 23 марта 1997 г. комета проходила мимо Земли на расстоянии 195 млн. км, в это время блеск кометы достигал максимума. Таким образом, в конце марта – начале апреля 1997 года комета Хёйла-Боппа была также хорошо видна на небе.
Метеорные тела – это метеориты и метеоры. Метеориты – тела, поступающие из межпланетного пространства, они выпадают в виде осколков. Крупные метеориты называют болидами. Считают, что метеориты являются обломками астероидов. Метеоры – мельчайшие твердые частицы, вторгающиеся в атмосферу Земли (наблюдаемые в виде «падающих» звезд). Их происхождение связано с распавшимися ядрами комет. Особенно много метеоров появляется каждый год в начале января, конце апреля, середине августа и середине ноября («метеорные дожди»). За год на Землю выпадает несколько тонн метеоритного вещества.
Вопросы:
1. Строение и состав Солнечной системы.
2. Рождение Солнечной системы.
3. Планеты Земной группы: Меркурий, Венера, Марс.
4. Планеты Юпитерианской группы.
5. Луна - спутник Земли.
1. Строение и состав Солнечной системы
Солнечная система является частицей в галактике Млечный путь.
Солнечная система – это спаянная силами взаимного притяжения система небесных тел. Планеты, входящие в систему движутся почти в одной плоскости и в одном направлении по эллиптической орбите.
О существовании Солнечной системы впервые заявил в 1543 г. польский астроном Николай Коперник, опровергнув господствовавшее на протяжении нескольких веков представление, что Земля – центр Вселенной.
Центром Солнечной системы является рядовая звезда Солнце, в котором сосредоточена основная масса вещества системы. Ее масса в 750 раз превосходит массу всех планет Солнечной системы и в 330000 раз – массу Земли. Под воздействием гравитационного притяжения Солнца планеты образуют группу, вращаясь вокруг своей оси (каждая со своей скоростью) и совершая оборот вокруг Солнца, не отклоняясь от своей орбиты. Эллиптические орбиты планет находятся на разных расстояниях от нашей звезды.
Порядок расположения планет:
Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
По физическим характеристикам крупные 8 планет разделяются на две группы: Земля и сходные с ней Меркурий, Марс и Венера. Во вторую группу входят планеты гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Самая далекая планета Плутон, как и обнаруженные еще 3 планеты с 2006 г. относят к малым планетам Солнечной системы.
Планеты 1 группы (земного типа) состоят из плотных пород, а второй – из газа, льда и других частиц.
2. Рождение Солнечной системы.
Во внутренних разогретых областях образовывались плотные глыбы и срастались друг с другом, образуя планеты земного типа. Пыльные частицы сталкивались, разбивались и вновь слипались, образуя глыбы. Они были слишком малы, обладали маленьким гравитационным полем и не могли притянуть к себе легкие газы водород и гелий. Вследствие этого планеты 1-го типа небольшие по объему, но очень плотные.
Дальше от центра диска температура была значительно ниже. Летучие вещества налипали на пылевые частицы. Большое содержание водорода и гелия послужило основой для образования планет-гигантов. Образовавшиеся там планеты притягивали к себе газы. В настоящее время они также имеют обширные атмосферы.
Часть газопылевого облака превратилось в метеориты и кометы. Постоянная бомбардировка метеоритами космических тел – продолжение процесса образования Вселенной.
Как возникла Солнечная система
3. Планеты Земной группы: Меркурий, Венера, Марс.
Все планеты земной группы имеют литосферу – твердую оболочку планеты, включающую земную кору и часть мантии.
Венера, Марс, как и Земля имеют атмосферу, по наличию химических элементов сходную между собой. Разница заключается только в концентрации веществ. На Земле атмосфера изменилась благодаря деятельности живых организмов. Основу атмосферы Венеры и Марса составляет углекислый газ – 95%, а Земли – азот. Плотность атмосферы Земли в 100 раз меньше Венеры и в 100 раз больше Марса. Облака Венеры – концентрированная серная кислота. Большое количество углекислого газа способно создавать парниковый эффект, поэтому там такие высокие температуры.
планета Х-ка атмосфер | Венера | Земля | Марс |
|||
Основные составляющие атмосферы | N 2 O 2 CO 2 H 2 O | 3-5% 0,0 01 95 -97 0 , 01-0 , 1 0 , 01 | N 2 O 2 CO 2 H 2 O |
0,03 0,1-1 0,93 | N 2 O 2 CO 2 H 2 O | 2-3% 0,1-0,4 0,001-0,1 |
Давление у поверхности (атм.) | 0,006 |
|||||
Температура на поверхности (ср. шир.) | От + 40 до -30 о С | От 0 до - 70 о С |
||||
Cравнение величин планет земной группы (слева направо -Меркурий, Венера, Земля, Марс)
Меркурий.
Расстояние до Солнца: 57,9 млн. км
Диаметр: 4.860 км
Период вращения вокруг оси (сутки): 176
Пер. обращения вокруг Солнца (год): 88 сут.
Температура: + 350-426 о С на солнечной стороне и - 180 о С на ночной.
Атмосферы почти нет, есть очень слабое магнитное поле.
Средняя скорость движения планеты по орбите — 48 км/с, постоянно меняется. Ось вращения планеты находится под почти прямым углом к плоскости орбиты. Поверхность Меркурия похожа на Луну. Поверхность формировалась вулканической деятельностью и метеоритными ударами из-за отсутствия атмосферы. Размеры кратеров от нескольких метров до сотен км в поперечнике. Самый большой кратер на Меркурии назван в честь великого голландского живописца Рембрандта, его поперечник составляет 716 км. В телескоп наблюдаются фазы как у Луны. Есть низменности – «моря» и неровные возвышенности – «материки». Горные хребты достигают высоты несколько километров. Небо на Меркурии черное из-за сильно разряженной атмосферы, которой почти нет.
Меркурий имеет крупное железное ядро, каменную мантию и кору.
Венера.
Расстояние до Солнца: 108 млн. км
Диаметр 12104 км
243 сут.
225 сут.
Ось вращения вертикальная
Температура: средняя + 464 о С.
Атмосфера: СО 2 97%.
Вращается по часовой стрелке
На Венере есть обширные плоскогорья, расположенные на них горные массивы поднимаются на высоту 7-8 км. Самые высокие горы – 11 км. Имеются следы тектонической и вулканической деятельности. Около 1000 кратеров метеоритного происхождения. 85% поверхности планеты занимают вулканические равнины.
Поверхность Венеры скрыта плотным облачным слоем из серной кислоты. На темном оранжевом небе едва заметно солнце. По ночам звезд совсем не видно. Облака обходят вокруг планеты за 4-5 дней. Толщина атмосферы 250 км.
Строение Венеры: твердое металлическое ядро, силикатная мантия и кора. Магнитное поле почти отсутствует.
Марс.
Расстояние до Солнца: 228 млн. км
Диаметр: 6794 км
Период вращения вокруг оси (сутки): 24 ч 37 мин
Пер. обращения вокруг Солнца (год): 687 суток
Температура: Средняя - 60 о С; на экваторе 0 о С; на полюсах - 140 о С
Атмосфера: СО 2, давление в 160 раз меньше Земного.
Спутники: Фобос, Деймос.
Наклон оси Марса 25 градусов.
На поверхности Марса можно выделить «моря» д. 2000 км и возвышенные области – «материки». Помимо метеоритных кратеров обнаружены гигантские вулканические конусы высотой 15-20 км, диаметр которых достигает 500-600 км - гора Олимп. Долина Маринер - гигантский каньон, видимый из космоса. Обнаружены горные цепи и каньоны. Осыпи, дюны и другие образования атмосферной эрозии говорят о пыльных бурях. Красная окраска марсианской пыли – наличие оксида железа (вещество лимонит). Долины, похожие на русла высохших рек свидетельствуют, что на Марсе когда-то было теплее и существовала вода. Она и сейчас есть в полярных льдах. А кислород – в оксидах.
В северном полушарии Марса обнаружен самый крупный метеоритный кратер в Солнечной системе. Его длина — 10,6 тыс. км, а ширина — 8,5 тыс. км.
Смена времен года вызывает таяние марсианских ледников, сопровождающаяся выделение углекислоты и повышением давления в атмосфере. Вследствие появляются ветры и ураганы, скорость которых достигает 10-40, а иногда 100 м/с.
Строение Марса: есть железное ядро, мантия и кора.
У Марса есть два спутника, имеющих неправильную форму. Они состоят из богатой углеродом породы и считаются астероидами, захваченными притяжением Марса. Поперечник Фобоса составляет около 27 км. Это наиболее крупный и близкий к Марсу спутник. Поперечник Деймоса – около 15 км.
4. Планеты Юпитерианской группы
Расстояние до Солнца: 778 млн. км
Диаметр: 143 тыс. км
Период вращения вокруг оси (сутки): 9 ч 50 мин
Пер. обращения вокруг Солнца (год): » 12 лет
Температура: –140 о С
Атмосфера: Водород, метан, аммиак, гелий.
Кольцо из пыли и камней еле заметно
Спутники: 67 – Ганимед, Ио, Европа, Каллисто и др.
Планета очень быстро вращается. Ось слегка наклонена. Строение:
жидкий водород, жидкий металлический водород, железное ядро.
Атмосфера газовая: на 87% состоит из водорода, присутствует аммиак и гелий. Высокое давление. Облака из аммиака красноватого цвета, сильные грозы. Толщина облачного слоя 1000 км. Скорость ветра 100 м/с (650 км/ч), циклоны (Большое Красное Пятно шириной 30 тыс. км). Планета излучает тепло, но в центре не происходит термоядерных реакций, как на Солнце.
Быстрое вращение Юпитера и тепло, исходящее изнутри, порождают мощные атмосферные движения. В атмосфере возникают пояса с различным давлением (полосы), бушуют ураганы. Поверхность – жидкий водород с температурой –140 оС, бурлящий. Плотность в 4 раза меньше плотности воды – 1330 кг/м3. Внутри водородного океана температура +11.000 оС. Сжиженный водород под большим давлением становится металлическим (очень плотным), создает сильное магнитное поле. Температура ядра 30 тыс. оС, состоит из железа.
Юпитер имеет еле заметное кольцо, состоящее из пыли и камней. Отражаясь от кольца, солнечный свет создает гало – свечение. Разглядеть кольцо в телескоп нельзя – оно перпендикулярно.
По данным на январь 2012 года, у Юпитера известно 67 спутников — наибольшее значение среди планет Солнечной системы. Самые крупные:
Ио
– самый близкий, совершает оборот вокруг Юпитера за 42,5 ч. Плотность высока, в ядре есть железо. По объему похож на Луну. Ио – вулканически активна, наблюд. 12 действующих вулканов. Соединения серы окрасили поверхность в желто-оранжевый цвет. Температура поверхности около вулканов 300 оС. В оранжевых берегах колышутся черные моря расплавленной серы. Обращена к Юпитеру всегда одной стороной. Образует 2 приливных горба вследствие силы тяготения, которые перемещаются, что привело к разогреву недр.
Европа
меньше Ио. Имеет гладкую поверхность, состоящую из замерзшего водяного льда, испещренного трещинами и полосами. Ядро силикатное, кратеров мало. Европа по возрасту молода – ок 100 млн. лет.
Ганимед
– самый крупный спутник Солнечной системы. Его радиус 2.631 км. 4% поверхности – это ледяная кора, покрытая кратерами. Возраст как Ио. Имеет каменное ядро и м;антию из водяного льда. На поверхности лежит каменно-ледяная пыль.
Каллисто – 2-й по величине спутник Юпитера. Поверхность ледяная, густо испещрена кратерами, похожа на Ганимед.
Все спутники обращены к Юпитеру одной стороной.
Сатурн
Расстояние до Солнца: 9,54 а.е. (1 астрономическая единица а.е.=150 млн км - расстояние от Земли до Солнца, используется для больших расстояний)
Диаметр:
120.660 км
Период вращения вокруг оси (сутки): 10,2 ч
Пер. обращения в округ Солнца (год): » 29,46 лет
Температура: –180 о С
Атмосфера: Водород 93%, метан, аммиак, гелий.
Поверхность из жидкого водорода и гелия
Спутники: 62 .
Сатурн - газовый шар светло-желтого цвета, состоит из водорода и гелия (в основном жидкий молекулярный водород). Из-за быстрого вращения шар сильно сплюснут у полюсов. День – 10 ч 16 мин. Ядро состоит из железа. Сатурн имеет сильное магнитное поле, генерируемое металлическим водородом в мантии. Поверхность Сатурна – жидкий водород. У поверхности концентрируются кристаллы аммиака, которые мешают из космоса видеть поверхность.
Строение: ядро, жидкий металлический водород, жидкий водород, атмосфера.
Структура атмосферы почти как у Юпитера. Она состоит из 94-93% водорода, гелия, аммиака, метана, воды, примесей фосфора и других элементов. Наблюдаются полосы, параллельные экватору – гигантские атмосферные течения, скорость которых 500 м/с.
Сатурн имеет кольца – остатки огромного околопланетного облака, состоящие из пылинок, льда и камней. Кольца моложе планеты. Полагают, что это остатки взорвавшихся спутника или кометы, захваченные Сатурном. Полосатость определена составом колец. Кольца колышутся и изгибаются под гравитационным напором спутников. Скорость частиц 10 км/с. Комья постоянно сталкиваются и рассыпаются, слипаясь вновь. Их структура рыхлая. Толщина колец – 10-20 м, а ширина – 60 тыс. км.
У Сатурна 62 спутника, состоящих из водяного льда светлого цвета. Спутники обращены к Сатурну всегда одной стороной. Мимас имеет огромный кратер шириной 130 км, Тефия имеет два своих спутника, а Диона – один. Самый крупный спутник Сатурна – Титан. (2-й после Ганимеда). Его диаметр 5.150 км (больше Меркурия). По строению он похож на Юпитерианские: каменное ядро и ледяная мантия. Обладает мощной атмосферой из азота и метана. Поверхность – океан из метана -180 оС. Феба – дальний спутник Сатурна, вращается в обратном направлении.
Уран
Диаметр: 51.200 км
Период вращения вокруг оси (сутки): » 17ч
Пер . обращен ия вокруг Солнца (год): 84 года
Температура: –218 оС
Атмосфера: водород и гелий - основные компоненты, метан, аммиак и др.
Поверхность из жидкого водорода и метана
Кольца - 9 (11) рядов
Спутники: 27 – Миранда, Ариэль, Титания, Оберон, Умбриэль и др.
Планета зелено-голубого цвета. Это обусловлено наличием в атмосфере метана. Метан поглощает красные лучи, а отражает голубые и зеленые. Атмосфера состоит из водорода, гелия и метана. Ее толщина 8 тыс. км. Поверхность скрыта от наблюдения из-за метановой дымки. Скорость облаков в атмосфере – 10 м/с. Мантия Урана представляет собой замерзший океан, состоящий из воды, аммиака и метана. Давление 200 тыс. земных атмосфер. Температура около - 200 оС. Железо-силикатное ядро имеет температуру 7.000°С.
Уран имеет сильное магнитное поле. Наклон оси 98 °. Уран имеет 27 спутников, движущихся перпендикулярно орбите эклиптики. Самые далекие Оберон и Титания имеют ледяную поверхность.
У Урана есть узкие черные кольца, расположенные в 9 рядов. Они состоят из камня. Толщина – десятки метров, радиусом 40-50 тыс. км.
Спутники:
14
– Тритон, Нереида и др.
По строению и составу похож на Уран: ядро, ледяная мантия и атмосфера. Имеет сильное магнитное поле. Атмосфера содержит много водорода, гелий, а также больше метана, чем Уран, поэтому планета голубого цвета. Заметны атмосферные циклоны – Большое Темное Пятно с белыми облаками по краям. На Нептуне самые сильные ветры в Солнечной системе – 2200 км/ч.
Нептун имеет 14 спутников. Тритон движется в противоположном направлении по отношению к Нептуну. Его диаметр 4950 км. Имеет атмосферу, температура поверхности – 235-238 °С. Вулканически активен – гейзеры.
Нептун имеет 4 разряженных узких кольца, которые нам видны в виде дуг, т.к. возможно вещество распределено неравномерно. Кольца состоят из ледяных частиц или силикатов красноватого цвета.
Строение: железное ядро, ледяная мантия и атмосфера (водород, гелий, метан).
Плутон – это каменный шар, поверхность которого покрыта замерзшими газами - метановым льдом сероватого цвета. Диаметр планеты
2290 км
. Атмосфера из метана и азота сильно разряжена. Единственный спутник Плутона по сравнению с планетой очень велик (Харон). Состоит из водяного льда и скальных пород красноватого цвета. Температура поверхности – 228 - 206°С. На полюсах – шапки из замерзших газов. Солнце с поверхности Плутона и Харона видится в
1000 раз меньше, чем с Земли.
5. Луна – спутник Земли
Единственный спутник Земли – Луна отстает от нее на 385.000 км. Светится отраженным свечением. Вдвое меньше Плутона и почти с Меркурий. Диаметр Луны 3474 км (более ¼ Земли). Масса 1/81 массы Земли (7,34х1022 кг), а сила притяжения составляет 1/6 земного притяжения. Возраст Луны 4,36 млрд. лет. Магнитного поля нет.
Полный оборот вокруг Земли Луна совершает за 27 суток 7 час 43 мин. День длится 2 земных недели. На Луне нет воды и воздуха, поэтому лунным днем температура + 120 оС, а ночью падает до – 160 оС.
Луна имеет ядро и толстую кору толщиной около 60 км. Следовательно, Луна и Земля имеют схожее происхождение. Анализ грунта, доставленного американскими астронавтами на космическом корабле «Аполлон» показал, что в его состав входят минералы, схожие с земными. Грунт беднее по количеству минералов, т.к. отсутствует вода, которая создает оксиды.
Образцы лунной породы свидетельствуют, что она образовалась из расплавленной, остывшей и кристаллизовавшейся массы. Лунный грунт – реголит – мелкораздробленное вещество, образовавшееся в результате постоянной бомбардировкой поверхности космическими телами. Поверхность Луны испещрена кратерами (их 30 тыс). Один из крупных кратеров находится на обратной стороне спутника, в диаметре достигает 80 км. Кратеры названы в честь известных ученых, деятелей разных эпох: Платон, Аристотель, Коперник, Галилей, Ломоносов, Гагарин, Павлов и др.
Светлые области Луны называются «сушей», а темные – впадины – «морями» (Океан Бурь, Море Дождей, Море Спокойствия, Залив Зноя, Море Кризисов и др.). Есть на Луне горы и даже горные хребты. Они названы, как и на Земле: Альпы, Карпаты, Кавказ, Пиренеи.
На Луне можно наблюдать растрескивания поверхности из-за резких перепадов температур, лунотрясения. В трещинах – застывшая лава.
Существует три гипотезы происхождения Луны.
1. «Захват». Пролетавшее мимо космическое тело было захвачено силами притяжения Земли и превратилось в спутник.
2. «Сестры». Земля и Луна образовались из одного сгустка материи, но развивались каждая сама по себе в непосредственной близости друг от друга.
3. «Мать и дочь». Когда-то часть материи отделилась от Земли, оставив глубокую впадину (на месте Тихого океана). Космические снимки поверхности Луны и анализ грунта показывают, что он образовался под воздействием высоких температур в результате удара космических тел. Значит, этот отрыв произошел очень давно. По этой гипотезе 4 млрд. лет назад в Землю врезался огромный астероид или небольшая планета. Отбитые куски земной коры и «странник» разлетелись обломками в пространство. Под действием сил тяготения со временем образовался спутник. Верность этой гипотезы доказывает два факта: небольшое количество железа на Луне и наличие двух пылевых спутников, вращающихся по лунной орбите (обн. в 1956 г.).
Происхождение Луны
Луна тоже влияет на Землю. Она влияет на наше самочувствие, вызывает приливы и отливы. Это связано с усилением действия Луны Солнцем, когда они находятся в одной плоскости.
Лунный облик постоянно меняется. Это связано с различным положением Луны относительно светила.
Полный цикл фазы Луна проходит за 29,5 дней. Каждая фаза длится около недели.
1. Новолуние – Луна не видна.
2. Первая четверть – от тонкого полумесяца справа до полукруга.
3. Полнолуние – круглая Луна.
4. Последняя четверть – уменьшение от половины до узкого полумесяца.
Затмение Луны
происходит, когда Земля оказывается на прямой линии между Солнцем и Луной. Луна находится в тени Земли. Земная атмосфера пропускает к Луне только красные лучи, поэтому Луна видится красной. Это явлене длится примерно полтора часа.
Затмение Солнца происходит, когда Луна закрывает своим диском Солнце. Полное затмение в одной точке земного шара бывает редко. Можно видеть частичные солнечные затмения, которые встречаются чаще. Тень Луны имеет длину 250 км . Длительность 7 мин 40 сек.
