Солнечная система

В Китае говорят, что путь в тысячу ли начинается с одного шага. Так что есть смысл начать наше исследование Вселенной с родных астрономических задворок — с нашей Солнечной системы. В этой статье вы увидите потрясающие карты наших соседей с такой степенью подробности, которую еще поколение назад и представить себе было невозможно. Это результат нового метода исследования — с помощью космических аппаратов.

 

Содержание

  1. Кратко о Солнечной системе
  2. Планеты Солнечной системы
  3. Формирование Солнечной системы
  4. Мороз и солнце

 

Кратко о Солнечной системе

  • Рождение солнечной системы возраст: 4,5-4,6 миллиарда лет
  • Расстояние от центра млечного пути: 28 000 световых лет
  • Тип звезды: звезда главной последовательности спектрального класса G2-V
  • Основные химические элементы: водород, гелий, кислород, углерод, азот
  • Число планет: 8
  • Планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля, Марс
  • Газовые и ледяные гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун
  • Число карликовых планет: не меньше 5
  • Число спутников планет: 169
  • Расстояние от солнца до орбиты Нептуна: 30 а. е.
  • Расстояние от солнца до внешней границы облака оорта: ~100 000 а. е.

 

Так художник изобразил планетную систему, которая образуется вокруг звезды ε Эридана

Так художник изобразил планетную систему, которая образуется вокруг звезды ε (эпсилон) Эридана.

 

Планеты Солнечной системы

Вокруг нашего массивного Солнца обращаются восемь планет, не менее пяти карликовых планет, свыше ста спутников планет и бесчисленное количество астероидов и комет. Четыре планеты земной группы образуют сравнительно компактное семейство во внутренней части Солнечной системы. За пределами пояса астероидов вдали от солнечного тепла располагаются газовые внешние планеты. Все планеты обращаются вокруг Солнца примерно в той же плоскости, что и Земля. Это так называемая плоскость эклиптики. Исключением является Плутон, который теперь считается карликовой планетой. Подробнее о планетах Солнечной системы можно узнать в отдельных статьях.

 

Кликните по картинке, она откроется в новом окне и ее можно будет увеличить

Планеты Солнечной системы

 

На этих схематических изображениях внутренней (вверху) и внешней (внизу) частей Солнечной системы сетка из замкнутых овальных и прямых линий изображает плоскость эклиптики. Концентрические круги голубого цвета соответствуют определенным расстояниям от Солнца в астрономических единицах. (Одна астрономическая единица (а. е.) равна расстоянию Земли от Солнца (около 150 миллионов км).) Радиальные лучи соответствуют определенным значениям долготы (в градусах). Показано расположение орбит других планет и карликовых планет относительно «земной» эклиптики. Фрагменты орбит, расположенные над эклиптикой, относятся к восходящему узлу и изображены сплошными линиями, а части, расположенные под плоскостью эклиптики, относятся к нисходящему узлу и изображены пунктирными линиями.

 

Вблизи каждой планеты Солнечной системы хотя бы раз пролетал какой-нибудь космический аппарат, причем некоторые из них совершили посадку на поверхность планеты (например, на Марс и Венеру), а некоторые просто передавали на Землю изображения (как в случае с Юпитером и Сатурном). Мы исследовали не только планеты, но и их спутники и осознали, что у каждого тела в Солнечной системе есть своя уникальная история. Мы отошли от старых представлений о том, что жизнь могла возникнуть (а может быть, существует и сейчас) на Марсе и Венере, и сосредоточили свое внимание на холодных спутниках Юпитера и Сатурна, где, несмотря на низкие температуры, может существовать жизнь, и вы заметите эту смену ориентиров по тому, сколько внимания в уделено спутникам планет в других статьях.

 

Наконец, данные современных исследований расширили наше представление о границах Солнечной системы за пределы орбиты Плутона в область так называемого пояса Койпера и облака Оорта. Там были обнаружены тела планетных размеров, и область внутренних планет теперь представляется как всего лишь небольшая часть всей Солнечной системы. Так, разрекламированное «развенчание» Плутона — это результат нового взгляда на нашу родную систему.

 

Формирование Солнечной системы

Все началось около четырех с половиной миллиардов лет назад с парящего в космосе огромного межзвездного облака. Сегодня мы видим упорядоченную совокупность планет, обращающихся вокруг довольно заурядной звезды. Вопрос: как же все это получилось? Если взглянуть на такую знакомую и родную Солнечную систему, то можно увидеть ряд закономерностей, которые подскажут нам ответ на этот вопрос. Во-первых, все планеты вращаются в одной плоскости; во-вторых, все планеты вращаются в одном направлении; и в-третьих, наиболее близкие к Солнцу планеты имеют небольшие размеры и каменистую поверхность, тогда как более удаленные планеты представляют собой газовые гиганты. Первые объяснения этих, а также многих других закономерностей были предложены в работах ученых XVIII века, прежде всего французского физика Пьера-Симона Лапласа (1749-1827).

 

Лаплас полагал, что в случае диффузного межзвездного облака (астрономы называют такие объекты туманностями) обычные законы тяготения должны привести к образованию чего-то вроде нашей Солнечной системы. Эти светящиеся туманные пятнышки хорошо видны в телескоп и встречаются повсюду на ночном небе, и теория Лапласа о том, как такие облака могли эволюционировать, превращаясь в солнечную систему, получила название небулярной гипотезы (от латинского слова nebula - «туманность»). Со временем эта гипотеза обросла множеством дополнительных деталей и сейчас по сути является общепринятой теорией.

 

Чтобы понять, как сформировалась Солнечная система, нужно начать с изучения ее межзвездного облака. Подобно другим таким облакам, это межзвездное облако состояло в основном из первичных газов (водорода и гелия), образовавшихся во время Большого взрыва, с небольшой примесью более тяжелых элементов, синтезируемых в звездах. Согласно данным современных исследований, в нашем межзвездном облаке взорвались одна или несколько крупных звезд, что привело к образованию областей повышенной плотности. Под действием силы тяготения этих уплотнений к ним стало притягиваться окружающее вещество. В конце концов облако (первоначальный диаметр которого составлял около 10 световых лет) стало распадаться на отдельные фрагменты, которые сжимаются (коллапсируют) вокруг мест, где эти уплотнения возникли, и одно из таких уплотнений, так называемая досолнечная туманность, в конце концов превратилось в нашу Солнечную систему. По мере сжатия этой газовой структуры туманность стала все быстрее вращаться. Предложенная Лапласом картина превращения туманности в Солнечную систему представляет собой весьма спокойный, упорядоченный процесс. Как мы увидим в других статьях, представления о степени упорядоченности этого процесса изменились коренным образом в течение нескольких последних лет.

 

Мороз и солнце

Конечно, тяготение неустранимо и продолжит действовать и после образования досолнечной туманности. По мере продолжения коллапса произошли две важные вещи: во-первых, большая часть массы досолнечной туманности оказалась сконцентрирована в центре, где она, в конце концов, превратилась в звезду, которую мы называем Солнцем. Во-вторых, по мере сжатия облака его вращение ускорялось подобно тому, как ускоряется вращение фигуристки, когда она прижимает к себе руки. Различные силы (тяготение, давление, центробежная сила и даже магнитное поле), действующие на вращающееся и сжимающееся облако, приводят к «уплощению» небольшого количества вещества, которое не стало частью зарождающегося Солнца, оно концентрируется во вращающемся диске вокруг центрального шара. С образованием этого диска Солнечная система начинает обретать форму.