Солнечная система

Солнечная система, частью которой является Земля – одна из множеств систем Галактики. Она расположена на расстоянии около 10 кп от центра Галактики, в 25 п к северу от галактической плоскости. Ближайшая звезда – Проксима Центавра находится на расстоянии 1,31 п. Солнце – единственная звезда в планетной системе, в ней сосредоточено 99,86 % всей массы системы и только 2% общего момента количества движения (произведение массы на скорость и расстояние от центра вращения).

Солнечная система участвует во вращении Галактики, двигаясь по приблизительно круговой орбите со скоростью ок. 250 км/с. Период обращения вокруг центра Галактики определяется примерно в 200 млн. лет.

По отношению к ближайшим звездам вся Солнечная система в среднем движется со скоростью 19,4 км/с.

Солнечная система состоит из множества космических тел, в том числе центрального светила – Солнца. Считается, что Солнечная система простирается на 40 а. е. – от Солнца до Плутона (1 а. е. = 149,6 млн. км – среднее расстояние от Земли до Солнца). В то же время ее сфера влияния простирается на 230 000 а. е. (здесь возможно устойчивое движение небесных тел вокруг Солнца).

Вокруг Солнца вращаются 8 планет. Меркурий, Венера, Земля и Марс, ближайшие к Солнцу планеты, относятся к внутренним планетам, или планетам земной группы. За поясом астероидов располагаются планеты внешней группы – гиганты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. За Плутоном находится «щель» – кольцо с внешним радиусом 2000 а.е., где практически нет вещества. Далее, в интервале 2000-200 000 а.е, располагается кольцо с огромным количеством материи в виде ядер комете массой, равной 1100 масс Солнца. Это так называемое облако Орта [область гипотетическая и инструментально не подтверждена], делящееся на внутреннее и внешнее.

Предположительно Солнечная система возникла около 4,6 млрд. лет назад из холодного газопылевого облака. В настоящее время с помощью современных телескопов [Хаббл] обнаружено несколько звезд с подобными протопланетными туманностями, что подтверждает эту космогоническую гипотезу.

Образование Солнца и планет является одним из фундаментальных вопросов естествознания, существует целый ряд гипотез. Первая из них – гипотеза Канта-Лапласа появилась в XVIII в. Согласно современным представлениям звезды типа Солнца формируются при сжатии газопылевых облаков, возникающего например из-за близкого взрыва сверхновой звезды, масса которых должна быть не меньше 105 массы Солнца. Газопылевое облако начало сжиматься и вращаться в массе будущего солнца возникли мощные турбулентные вихри, начались ударные волны, гравитационные приливы, перемешивающие газы облака, которое вследствие этого оставалось однородным. В центральной части диска из-за быстрого коллапса зажглось Солнце. Частицы пыли перемещались к центральной плоскости диска и чем крупнее была пылинка, тем быстрее она падала. Когда плотность пылевых частиц в субдиске достигла некоторого критического значения, диск стал гравитационно неустойчивым и начал распадаться на отдельные сгущения пыли, которые сталкиваясь объединялись в планетезимали, а затем и в планеты.

Центральным телом Солнечной системы является ее звезда – Солнце. Это раскаленный плазменный шар, типичная звезда-карлик спектрального класса G2. Ее масса (М) 2.1027 т (333 тыс. масс Земли), радиус (R) 696 тыс. км, средняя плотность 1,416.103 кг/м3. Ее поверхность имеет температуру около 6000 ºС. Период вращения (синодический) изменяется от 27 сут. на экваторе до 32 сут. у полюсов, Химический состав: водород – ок. 90%, гелий – 10%, остальные элементы – менее 0,1% (по числу атомов). Источник солнечной энергии – ядерные превращения водорода в гелий в центральной области Солнца, где температура 15 млн. ºС и происходят термоядерные реакции. Интенсивность плазменных процессов на Солнце изменяется с 11-летним периодом.

Внешние слои Солнца, видимые с Земли, образуют солнечную атмосферу, состоящую из фотосферы, хромосферы и короны. Фотосфера – светящаяся оболочка, толщиной 200-300 км непрозрачного слоя газа. Температура понижается от 6000 до 4500оС. Фотосфера находится в состоянии лучистого равновесия, она излучает столько энергии, сколько ее поступает из центральной части. На ее поверхности могут наблюдаться относительно холодные участки с температурой примерно на 1500оС ниже окружающей – солнечные пятна. Хромосфера – наружная постоянно волнующаяся поверхность, достигает высоты 15-20 тыс. км. Еще выше поднимаются выбросы плазмы – протуберанцы (до 150 тыс. км). Внешний, практически безграничный слой – корона – представляет собой разреженную плазму с кинетической температурой около 1 млн. ºС. Из короны происходит непрерывное постоянное истечение плазмы со скоростью от 300 до 800 км/сек. Это так называемый солнечный ветер.

Изменение солнечной активности может воздействовать на земные процессы за счет возникновения магнитных бурь, усиления ионизации газов в атмосфере, на урожаи сельскохозяйственных культур, эпидемии и т. д. Это влияние обусловлено усилением коротковолнового и корпускулярного излучений Солнца при солнечных вспышках и других проявлениях солнечной активности.

Меркурий – меньше Земли в 3 раза. Температура на поверхности от -170 до +330 ºС. Спутников не имеет. Его поверхность по виду напоминает лунную

Венера – по размерам, массе, плотности наиболее близка к Земле. Спутников не имеет. Магнитное поле очень незначительно. Ее атмосфера состоит из CO2 (97%), N2 (ок. 3%), воды (0,05%), примеси CO, SO2, HCl, HF. Температура у поверхности ок. 750 К, давление ок. 100 атмосфер На поверхности Венеры обнаружены горы, кратеры, камни. Поверхностные породы Венеры близки по составу к земным осадочным породам. Венера окутана густым облачным покровом и недоступна для непосредственного наблюдения.

Марс – внешняя планета земной группы. Расстояние от Солнца от 200 до 250 млн. км. Марс в 2 раза меньше Земли. У Марса 2 естественных спутника – Фобос и Деймос. Атмосфера состоит в основном их углекислого газа (95%), азота (2,5%), аргона, угарного газа и воды. Имеется гидросфера в виде ледяных шапок на полюсах и вечной мерзлоты. Рельеф сильно расчленен, в том числе понижениями напоминающими русла рек и выположенные ледниками участки.

Юпитер – самая большая планета Солнечной системы. Масса ее составляет 71 % общей массы всех планет. Поверхность скрыта под облачным покровом. Температура на поверхности облаков – 140оС. Атмосфера состоит из водорода с примесью метана и аммиака. Имеет систему из 13 спутников, самый крупный Ганимед – больше Меркурия. На спутнике юпитера Европе обнаружен лед под которым предположительно имеется океан.

Сатурн находится в 2 раза дальше от Солнца, чем Юпитер. По объему превосходит Землю в 760 раз, по массе в 95 раз. Атмосфера в основном водородная. Имеет три полупрозрачных кольца состоящих из обломков льда и силикатов. Имеет 30 спутников. Самый крупный из всех спутников Солнечной системы – Титан (диаметр 4758 км) имеет атмосферу из метана и аммиака.

Уран виден с земли только в телескоп. Расстояние от Солнца в 19 раз больше, чем Земли от Солнца. Больше Земли по массе почти в 15 раз. Атмосфера состоит из водорода, гелия и метана. Имеет 15 спутников и систему колец.

Нептун – расстояние от Солнца в 30 раз больше, чем у Земли. Атмосфера состоит из метана, водорода и гелия. Поверхность сильно выхоложена – до -235оС. Имеет 6 спутников.

Малые космические тела Солнечной системы – это астероиды, кометы и метеориты. Между орбитами Марса и Юпитера имеется скопление несколько тысяч малых планет, или астероидов – составляющих пояс астероидов [планета Фоэтон]. Крупнейший из которых – Церера (1020 км в диаметре). [Астероид Икар с диаметром ок. 1 км. раз в 19 лет приближается к Земле (последнее наблюдалось в 1987)]. Астероиды бывают металлическими – железно-никелевыми и каменными – силикатными.

Кометы состоят из ядра сформировавшегося преимущественно из замерзших газов – метана, аммиака, водяного пара и углекислого газа – с вкраплениями метеорных частиц. В ядре сосредоточена основная масса кометы. При приближении к Солнцу комета тает и у нее появляется хвост. Хвост крупной кометы по объему превосходит Солнце. В результате распада кометных ядер возникают метеорные рои, при встрече с которыми в земной атмосфере наблюдаются «дожди падающих звезд». Периоды обращения комет могут достигать миллионов лет. Общее число комет Солнечной системы оценивается сотнями миллиардов. Орбиты комет в основном эллиптические, а период вращения очень большой. Иногда кометы могут столкнуться с планетами. [комета Шумейкер-Леви, 1994, Юпитер, тунгусский метеорит]

Метеориты (метеоры), как и космическая пыль, заполняют все пространство Солнечной системы. При встрече с Землей их скорости достигают 70 км/с. На их движение и особенно на движение космической пыли влияют гравитационное и (в меньшей степени) магнитные поля, а также потоки радиации и частиц. Наиболее крупные метеориты называются болиды. Метеориты бывают железными (железо+никель), железокаменными, и каменными (хондриты и ахондриты силикатные по составу). Крупнейший из столкнувшихся с землей – Гоба метеорит – весит 60 т. и упал в Намибии. На месте их столкновений и поверхностью Земли образуется метеоритный кратер или астроблема.

 

 

Еще статьи о внеземном космосе

Еще статьи о Земле как планете

 
 
Баннер