Гипотезы о происхождении Солнечной системы

Сущность приливной теории Джинса. Современная теория происхождения Солнечной системы. Характерные параметры планет земной группы: Меркурия, Венеры, Земли, Марса. Период вращения Плутона относительно звёзд. Планетообразный объект Кваоар, пояс Койпера.

Рубрика Астрономия и космонавтика
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 20.12.2012
Размер файла 144,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Гипотезы о происхождении Солнечной системы

Вот уже два века проблема происхождения Солнечной системы волнует выдающихся мыслителей нашей планеты. Этой проблемой занимались, начиная от философа Канта и математика Лапласа, плеяда астрономов и физиков XIX и XX столетий. И все же мы до сих пор довольно далеки от решения этой проблемы. Но за последние три десятилетия прояснился вопрос о путях эволюции звезд. И хотя детали рождения звезды из газово-пылевой туманности еще далеко не ясны, мы теперь четко представляем, что с ней происходит на протяжении миллиардов лет дальнейшей эволюции. Переходя к изложению различных космогонических гипотез, сменявших одна другую на протяжении двух последних столетий, начну с гипотезы великого немецкого философа И. Канта (1724-1804) и теории, которую спустя несколько десятилетий независимо предложил французский математик и физик П. Лаплас (1749-1827). Предпосылки к созданию этих теорий выдержали испытание временем. Точки зрения Канта и Лапласа в ряде важных вопросов резко отличались.

Кант исходил из эволюционного развития холодной пылевой туманности, в ходе которого сначала возникло центральное массивное тело - будущее Солнце, а потом планеты, в то время как Лаплас считал первоначальную туманность газовой и очень горячей с высокой скоростью вращения. Сжимаясь под действием силы всемирного тяготения, туманность, вследствие закона сохранения момента количества движения, вращалась все быстрее и быстрее. Из-за больших центробежных сил от него последовательно отделялись кольца. Потом они конденсировались, образуя планеты. Таким образом, согласно гипотезе Лапласа, планеты образовались раньше Солнца. Однако, несмотря на различия, общей важной особенностью является представление, что Солнечная система возникла в результате закономерного развития туманности. Поэтому и принято называть эту концепцию "гипотезой Канта-Лапласа".

Однако эта теория сталкивается с трудностью. Наша Солнечная система, состоящая из девяти планет разных размеров и масс, обладает особенностью: необычное распределение момента количества движения между центральным телом Солнцем и планетами. Момент количества движения есть одна из важнейших характеристик всякой изолированной от внешнего мира механической системы. Именно как такую систему можно рассмотреть Солнце и окружающие его планеты. Момент количества движения можно определить как "запас вращения" системы. Это вращение складывается из орбитального движения планет и вращения вокруг осей Солнца и планет. Львиная доля момента количества движения Солнечной системы сосредоточена в орбитальном движении планет-гигантов Юпитера и Сатурна. С точки зрения гипотезы Лапласа, это совершенно непонятно. В эпоху, когда от первоначальной, быстро вращающейся туманности отделилось кольцо, слои туманности, из которых потом сконденсировалось Солнце, имели (на единицу массы) примерно такой же момент, как вещество отделившегося кольца (так как угловые скорости кольца и оставшихся частей были примерно одинаковы), так как масса последнего была значительно меньше основной туманности ("протосолнца»), то полный момент количества движения кольца должен быть много меньше, чем у "протосолнца". В гипотезе Лапласа отсутствует какой-либо механизм передачи момента от "протосолнца" к кольцу. Поэтому в течение всей дальнейшей эволюции момент количества движения "протосолнца", а затем и Солнца должен быть много больше, чем у колец и образовавшихся из них планет. Но этот вывод противоречит с фактическим распределением количества движения между Солнцем и планетами. Для гипотезы Лапласа эта трудность оказалась непреодолимой.

Наиболее знаменитая теория была выдвинута сэром Джеймсом Джинсом, известным популяризатором астрономии в годы между Первой и Второй мировыми войнами. Она полностью противоположна гипотезе Канта-Лапласа. Если последняя рисует образование планетарных систем как единственный закономерный процесс эволюции от простого к сложному, то в гипотезе Джинса образование таких систем есть дело случая. Исходная материя, из которой потом образовались планеты, была выброшена Солнца (которое к тому времени было уже достаточно "старым" и похожим на нынешнее) при случайном прохождении вблизи него некоторой звезды. Это прохождение был настолько близким, что его можно рассматривать практически как столкновение. Благодаря приливным силам со стороны налетевшей на Солнце звезды, из поверхностных слоев Солнца выброшена струя газа. Эта струя останется в сфере притяжения Солнца и после того, как звезда уйдет от Солнца. Потом струя сконденсируется и даст начало планетам. Если бы гипотеза Джинса была правильной, число планетарных систем, образовавшихся за десять миллиардов лет ее эволюции, можно было пересчитать по пальцам. Но планетарных систем фактически много, следовательно, эта гипотеза несостоятельна. И ниоткуда не следует, что выброшенная из Солнца струя горячего газа может сконденсироваться в планеты. Таким образом, космологическая гипотеза Джинса оказалась несостоятельной.

Рис. 1 - Приливная теория Джинса. Звезда проходит рядом с Солнцем, вытягивая из него вещество (рис. А и В); планеты формируются из этого материала (рис. С)

Современная теория происхождения Солнечной системы

Согласно современным представлениям, планеты солнечной системы образовались из холодного газопылевого облака, окружавшего Солнце миллиарды лет назад. Такая точка зрения наиболее последовательно отражена в гипотезе российского ученого, академика О.Ю. Шмидта (1891-1956), который показал, что проблемы космологии можно решить согласованными усилиями астрономии и наук о Земле, прежде всего географии, геологии, геохимии. В основе гипотезы О.Ю. Шмидта лежит мысль об образовании планет путем объединения твердых тел и пылевых частиц. Возникшее около Солнца газопылевое облако сначала состояло на 98% из водорода и гелия. Остальные элементы конденсировались в пылевые частицы. Беспорядочное движение газа в облаке быстро прекратилось: оно сменилось спокойным движением облака вокруг Солнца.

Пылевые частицы сконцентрировались в центральной плоскости, образовав слой повышенной плотности. Когда плотность слоя достигла некоторого критического значения, его собственное тяготение стало «соперничать» с тяготением Солнца. Слой пыли оказался неустойчивым и распался на отдельные пылевые сгустки. Сталкиваясь друг с другом, они образовали множество сплошных плотных тел. Наиболее крупные из них приобретали почти круговые орбиты и в своем росте начали обгонять другие тела, став потенциальными зародышами будущих планет. Как более массивные тела, новообразования присоединяли к себе оставшееся вещество газопылевого облака. В конце концов, сформировалось девять больших планет, движение которых по орбитам остается устойчивым на протяжении миллиардов лет.

Начиная с 1961 года, эту гипотезу развивал английский космогонист Литтлтон, который внес в нее существенные улучшения. По обеим гипотезам "почти современное" Солнце сталкивается с более или менее "рыхлым" космическим объектом, захватывая части его вещества. Тем самым образование планет связывается с процессом звездообразования.

Строение Солнечной системы

Солнечная система представляет собой большую семью, состоящую из Солнца, планет и их спутников, комет, астероидов, большого количества пыли, газа и мелких частиц. Если посмотреть на Солнечную систему как бы издалека, то можно увидеть, как около центральной звезды желтого цвета спектрального класса G2 обращаются 9 планет. Солнце - это звезда, огромный газовый шар, в центре которого идут ядерные реакции. Основная доля массы Солнечной системы сосредоточена в Солнце - 99,8%. Именно поэтому Солнце удерживает гравитацией все объекты Солнечной системы, размеры которой не менее шестидесяти миллиардов километров. Размеры орбит планет трудно представить на одном рисунке: настолько различны расстояния и размеры. Поэтому обычно сравнивают средние размеры и расстояния от Солнца планет земной группы, а потом - планет-гигантов. Совсем рядом с Солнцем обращаются четыре маленьких планеты, состоящие, в основном, из горных пород и металлов - Меркурий, Венера, Земля и Марс. Эти планеты называются планетами земной группы. Между планетами земной группы и планетами-гигантами расположен пояс астероидов. Чуть дальше расположены четыре больших планеты, состоящие, в основном, из водорода и гелия. У планет-гигантов нет твердой поверхности, зато они имеют исключительно мощную атмосферу. Юпитер - самая большая из них. Далее следуют Сатурн, Уран и Нептун. Все планеты-гиганты имеют большое количество спутников, а также кольца. Изумительное по красоте кольцо имеет Сатурн. Самой последней планетой Солнечной системы является Плутон, который по своим физическим свойствам ближе к спутникам планет-гигантов. За орбитой Плутона открыт так называемый пояс Койпера, второй пояс астероидов. Кометы проводят за орбитой Нептуна большую часть времени, так как в более дальней точке своей траектории их движение более медленное, чем около Солнца. Различие планет по физическим свойствам, вероятно, обусловлено тем, что планеты земной группы формировались из протопланетного облака рядом с Солнцем. Именно поэтому в них много более тяжелых элементов, металлов, например железа. Планеты-гиганты формировались на более далеких расстояниях от Солнца, поэтому, в основном, состоят из легких элементов. Все планеты, астероиды, кометы вращаются вокруг Солнца в одном направлении (против хода часовой стрелки, если смотреть с северного полюса мира). Орбиты планет практически круговые, их плоскости мало наклонены к плоскости орбиты Земли. Только две планеты - Меркурий и Плутон - имеют орбиты с большим наклоном к эклиптике. Орбиты же комет вытянутые, имеют большой эксцентриситет. Большинство объектов Солнечной системы вращаются вокруг своей оси в одном направлении, которое называется прямым. Однако Венера вращается в обратном направлении, а Уран вращается, как говорят, «лежа на боку».

Рис. 2

Почти все спутники обращаются вокруг планеты в том же направлении, что и планеты вокруг Солнца. Исключение составляют спутники Юпитера, чьи названия заканчиваются на «е» - Карме, Синопе, Ананке, Пасифе, и спутник Нептуна Тритон. По-видимому, все они образовывались не вместе со своими планетами, а были захвачены ими позже. Дни и годы на каждой из планет различны по своей продолжительности. Все планеты вращаются вокруг Солнца с разными скоростями. Самая большая скорость у Меркурия, медленнее всего вокруг Солнца вращается планета Плутон со своим спутником Хароном. Самые длинные сутки на Венере, они продолжаются 243 земных суток. Планеты-гиганты вращаются вокруг своей оси очень быстро. Продолжительность суток на Юпитере всего 9,92 часа.

Солнце - центральное тело нашей планетной системы

Солнце - ближайшая к Земле звезда, представляющая собой раскаленный плазменный шар. Это гигантский источник энергии: мощность излучения его очень велика - около 3,861023 кВт. Ежесекундно Солнце излучает такое количество тепла, которого вполне хватило бы, чтобы растопить слой льда, окружающий земной шар, толщиной в тысячу км. Солнце играет исключительную роль в возникновении и развитии жизни на Земле. На Землю попадает ничтожная часть солнечной энергии, благодаря которой поддерживается газообразное состояние земной атмосферы, постоянно нагреваются поверхности суши и водоемов, обеспечивается жизнедеятельность животных и растений. Часть солнечной энергии запасена в недрах Земли в виде каменного угля, нефти, природного газа.

В настоящее время принято считать, что в недрах Солнца при огромнейших температурах (около 15 млн. градусов) и чудовищных давлениях протекают термоядерные реакции, которые сопровождаются выделением огромного количества энергии. Одной из таких реакций может быть синтез ядер водорода, при котором образуются ядра атома гелия. Подсчитано, что в каждую секунду в недрах Солнца 564 млн. т водорода преобразуются в 560 млн. т гелия, а остальные 4 млн. т водорода превращаются в излучение. Термоядерная реакция будет происходить до тех пор, пока не иссякнут запасы водорода. В настоящее время они составляют около 60 % массы Солнца. Такого резерва должно хватить по меньшей мере на несколько миллиардов лет.

Почти вся энергия Солнца генерируется в его центральной области, откуда переносится излучением, а затем во внешнем слое - передается конвекцией. Эффективная температура поверхности Солнца - фотосферы - около 6000 К.

Наше Солнце - источник не только света и тепла: его поверхность излучает потоки невидимых ультрафиолетовых и рентгеновских лучей, а также элементарных частиц. Хотя количество тепла и света, посылаемого на Землю Солнцем, на протяжении многих сотен миллиардов лет остается постоянным, интенсивность его невидимых излучений значительно меняется: она зависит от уровня солнечной активности.

Наблюдаются циклы, в течение которых солнечная активность достигает максимального значения. Их периодичность составляет 11 лет. В годы наибольшей активности увеличивается число пятен и вспышек на солнечной поверхности, на Земле возникают магнитные бури, усиливается ионизация верхних слоев атмосферы и т. д.

Солнце оказывает заметное влияние не только на такие природные процессы, как погода, земной магнетизм, но и на биосферу - животный и растительный мир Земли, в том числе и на человека.

Предполагается, что возраст Солнца не менее 5 млрд. лет. Такое предположение основано на том, что в соответствии с геологическими данными наша планета существует не менее 5 млрд. лет, а Солнце образовалось еще раньше.

Планеты земной группы

Объединенные в одну группу планеты: Меркурий, Венера, Земля, Марс, - хотя и близки по некоторым характеристикам, но всё же каждая из них имеет свои неповторимые особенности. Некоторые характерные параметры планет земной группы представлены в табл. 1.

Таблица 1

Среднее расстояние в табл. 1 дано в астрономических единицах (а.е.); 1 а.е. равна среднему расстоянию Земли от Солнца (1 а.е = 1,5 * 108 км.). Самая массивная из данных планет - Земля: ее масса 5,89 * 1024 кг.

Планета Меркурий

Меркурий - самая близкая к Солнцу планета, и весь свой путь по орбите вокруг Солнца он проходит всего за 88 дней. Меркурий - самая маленькая из всех планет, не считая Плутона. Поверхность этого небольшого мирка достаточно горяча, чтобы расплавить олово и свинец. Максимальная температура поверхности Меркурия, +410°С. Перепады температур из-за смены времен года, вызванной вытянутостью орбиты, на дневной стороне достигают 100°С. Средняя температура ночного полушария равна -162°С (111 К). С другой стороны, температура подсолнечной точки на среднем расстоянии Меркурия от Солнца равна +347°С.Эта планета не смогла сохранить атмосферу в том составе, который характерен для Земли, Венеры, Марса. Ее атмосфера крайне разрежена и содержит Ar, Ne, Не, а твердый грунт весь покрыт кратерами.

Масса: 3,3*1023 кг. (0,055 массы Земли);

Диаметр экватора: 4870 км. (0,38 диаметра экватора Земли);

Плотность: 5,43 г/см3

Температура поверхности: максимум 480°С, минимум -180°С

Период вращения относительно звёзд: 58,65 земных суток

Расстояние от Солнца (среднее): 0,387 а.е., то есть 58 млн км

Период обращения по орбите (год): 88 земных суток

Период обращения вокруг собственной оси (сутки): 176 земных суток

Наклон орбиты к эклиптике: 7°

Эксцентриситет орбиты: 0,206

Средняя скорость движения по орбите:47,9 км/с

Ускорение свободного падения:3,72 м/с2

Планета Венера

Вторая от Солнца планета Солнечной системы. Одна из планет земной группы, по своей природе подобная Земле, но меньше по размеру. Как и Земля, она окружена достаточно плотной атмосферой. Венера подходит к Земле ближе любой другой планеты и представляет собой самый яркий небесный объект (если не считать Солнца и Луны). Свет Венеры столь ярок, что если на небе нет ни Солнца, ни Луны, он заставляет предметы отбрасывать тени. Расположенная ближе к Солнцу, чем наша планета, Венера получает от него в два с лишним раза больше света и тепла, чем Земля. Тем не менее, с теневой стороны на Венере господствует мороз более 20 градусов ниже нуля, так как сюда не попадают солнечные лучи в течение очень долгого времени. Поверхность Венеры постоянно закрыта плотными слоями облаков, из-за которых в видимом свете поверхностных деталей почти не видно.

Масса: 4,87*1024 кг. (0,815 массы Земли);

Диаметр экватора: 12102 км. (0,949 диаметра экватора Земли);

Плотность: 5,25 г/см3

Температура поверхности: максимум 480°С

Период вращения относительно звёзд: 243 земных суток

Расстояние от Солнца (среднее): 0,723 a.e., то есть 108 млн. км

Период обращения по орбите (год): 224,7 земных суток

Период обращения вокруг собственной оси (не равно суткам, сутки на Венере - 116,8 земных суток): 243,02 земных суток

Наклон орбиты к эклиптике: 3.39°

Эксцентриситет орбиты: 0,0068

Средняя скорость движения по орбите:35 км/с

Ускорение свободного падения:8,87 м/с2

Планета Земля

Земля принадлежит к группе земных планет, которая включает также Меркурий, Венеру и Марс. Земля часто сравнивается именно с этой группой, а также с Луной, поскольку их происхождение, структура и эволюция одинаковы. Благодаря своим уникальным, быть может, единственным во Вселенной природным условиям (хотя это сомнительно), стала местом, где возникла и получила развитие органическая жизнь. По современным космогоническим представлениям Земля образовалась примерно 4,566 миллиарда лет (плюс-минус несколько миллионов) назад из газопылевого облака, в котором зародилось Солнце. Из всей массы Земли кора составляет менее 1 %, мантия - около 65 %, ядро - 34 %. Вблизи поверхности Земли возрастание температуры с глубиной составляет примерно 20° на каждый километр. На глубине около 100 км температура примерно 1800 К. Температура на поверхности находится в пределах от -85°C (внутренние районы Антарктиды) до +70°C (Западная Сахара). Средняя температура поверхности Земли - +12°C. Большую часть поверхности Земли (более 2/3) занимает Мировой океан, оставшаяся треть приходится на сушу. Условия на поверхности Земли заметно отличаются от других планет: нигде, кроме как на Земле, нет воды в жидком состоянии, нет атмосферы, богатой кислородом. Именно благодаря воде более 3,8 млрд. лет тому назад на Земле смогла возникнуть жизнь. Жидкая оболочка Земли, которая занимает 361 млн. км2 или 70,8 % поверхности Земли, называется гидросферой. В океанах Земли сосредоточено 97 % всех запасов воды (около 1021 кг). Часть воды находится в виде льда и снега в полярных шапках, а также в атмосфере. Средняя глубина Мирового океана - 3 900 м, максимальная глубина - 11 000 м (Марианский желоб в Тихом океане). Возраст горных пород устанавливается по содержанию изотопов урана и тория. Горы занимают свыше 1/3 поверхности суши. Пустыни покрывают около 20% поверхности суши, саванны и редколесья -около 20%, леса -около 30%, ледники -свыше 10%. Свыше 10% суши занято под сельскохозяйственными угодьями. Значительная часть северных территорий представляет собой вечную мерзлоту.

Масса: 5,974*1024 кг.

Диаметр экватора: 12 756 км.

Плотность: 5,515 г/см3

Температура поверхности: максимум +70°С минимум -85°С

Расстояние от Солнца (среднее): 1 a.e.,то есть 149,6 млн км

Период обращения по орбите (год): 365,256 земных суток

Период обращения вокруг собственной оси относительно звезд: 23ч.56 м.4,099 с.

Наклон орбиты к эклиптике: 23°27'

Эксцентриситет орбиты: 0,017

Средняя скорость движения по орбите:29,77 км/с

Ускорение свободного падения:9.78 м/с2

Планета Марс

Ядро Марса имеет массу до 9 % массы планеты. Оно состоит из железа и его сплавов и пребывает в жидком состоянии. Марс имеет мощную кору толщиной 100 км. Между ними находится силикатная мантия, обогащенная железом. Вследствие малой массы сила тяжести на Марсе почти в три раза ниже, чем на Земле. Атмосфера на Марсе разрежена, так как Марс не способен долго удерживать возле себя молекулы газов. Ее давление у поверхности составляет лишь один процент от нормального земного атмосферного давления.

На Марсе, из-за низкого давления, не может быть жидкой воды. Она там присутствует либо в газообразном состоянии, либо в виде льда. Небо на Марсе желтое или красноватое, из-за взвешенной в атмосфере пыли, рассеивающей свет. Температура на поверхности планеты может колебаться от +25°С до -125°С. Атмосфера Марса является плохим защитником от холодного космоса. Поверхность имеет красноватый цвет из-за значительного количества примесей окислов железа. На Марсе раньше текли реки, от которых остались лишь сухие русла. Кроме этих ископаемых рек, на поверхности Марса есть высокие вулканы, один из которых - Олимп - высочайшая гора в Солнечной системе, его высота - 28 км.

Марс имеет 2 спутника - Фобос и Деймос. Они намного меньше Луны и бесформенны.

Масса: 6,4*1023 кг. (0,107 массы Земли);

Диаметр экватора: 6794 км. (0,53 диаметра экватора Земли);

Плотность: 3,94 г/см3

Температура поверхности: -23°С на большей части поверхности, -150°С на полюсах, 0°С на экваторе.

Расстояние от Солнца (среднее): 1,5237 а.е., то есть 228 млн км

Период обращения по орбите (год): 687 земных суток

Период обращения вокруг собственной оси (сутки): 24,6229 часа

Наклон орбиты к эклиптике: 1°51'

Эксцентриситет орбиты: 0,093

Средняя скорость движения по орбите:24,1 км/с

Ускорение свободного падения:3,72 м/с2

Планеты-гиганты

Планета Юпитер

Юпитер господствует среди девяти планет нашей Солнечной системы, соперничая с Солнцем в своем великолепии. Самая большая планета находится далеко за основным поясом астероидов. Масса Юпитера намного превышает массу всех других планет, вместе взятых. Огромная атмосфера Юпитера создает огромное давление. Оно увеличивается при приближении к центру планеты. В таких экстремальных условиях газы в атмосфере находятся в необычных состояниях. Находящийся достаточно глубоко водород под давлением атмосферы сформировал слой в жидком металлическом состоянии. Это - и не океан, и не атмосфера. Такой слой водорода должен иметь свойства, которые не укладываются в наше привычное понимание. В отличие от простого газообразного водорода, жидкий металлический водород способен проводить электрический ток. Устойчивый радиошум и сильное магнитное поле Юпитера излучаются как раз этим слоем металлической жидкости. Атмосфера Юпитера состоит на 89 % из водорода и на 11 % гелия и напоминает по химическому составу Солнце. Оранжевый цвет атмосфере придают соединения фосфора или серы. Юпитер имеет огромное магнитное поле, намного более сильное, чем у Земли. У Юпитера есть кольца, подобно Сатурну, но намного более слабые. В отличие от Сатурна, кольца Юпитера - темные. Они состоят из очень мелких частиц горных пород. Также в отличие от колец Сатурна они не содержат льда. К началу третьего тысячелетия у Юпитера известно 28 спутников. Четыре из них отличаются большими размерами и массой. Они движутся почти по круговым орбитам в плоскости экватора планеты. 20 внешних спутников настолько далеки от планеты, что невидимы с ее поверхности невооруженным глазом, а Юпитер в небе самого дальнего из них выглядит меньше Луны. Ряд малых спутников движутся по почти одинаковым орбитам. Все они - остатки более крупных спутников Юпитера, разрушенных его тяготением. Внешние же спутники Юпитера вполне могли быть захвачены гравитационным полем планеты: все они обращаются вокруг Юпитера в обратную сторону.

Масса: 1,9*1027 кг. (318 масс Земли);

Диаметр экватора: 143760 км. (11,2 диаметров экватора Земли);

Плотность: 1,31 г/см3

Температура верхних облаков: -160°С - максимум

Расстояние от Солнца (среднее): 5,203 а.е., то есть 778 млн км

Период обращения по орбите (год): 11,867 лет

Период обращения вокруг собственной оси (сутки): 9,93 часа

Наклон орбиты к эклиптике: 1°18'17"

Эксцентриситет орбиты: 0,0489

Средняя скорость движения по орбите:13,1 км/с

Ускорение свободного падения:24,74 м/с2

Планета Сатурн

Планета известна с самых древних времен. Максимальная видимая звездная величина Сатурна +0,7m. Эта планета - один из самых ярких объектов на нашем звездном небе. Кольца Сатурна видимы с Земли в небольшой телескоп. Они состоят из тысяч и тысяч небольших твердых обломков камней и льда, которые вращаются вокруг планеты. Магнитное поле Сатурна более слабое по сравнению с Юпитером. Система спутников Сатурна довольно сложна. Известны 30 спутников. Двенадцать из них открыты за последние несколько лет. Большинство спутников состоит изо льда: их плотность не превышает 1400 кг/м3. У наиболее крупных спутников формируется каменистое ядро. Почти все спутники всегда повернуты к планете одной стороной. Атмосфера Сатурна - в основном, водород и гелий. Ветра на Сатурне очень сильны. Вблизи экватора их скорость: около 500 метров в секунду. Ветра дуют, по большей части, в восточном направлении.

Масса: 5,68*1026 кг. (95 масс Земли);

Диаметр экватора: 120420 км. (9,46 диаметров экватора Земли);

Плотность: 0,71 г/см3

Температура поверхности: -23°С на большей части поверхности, -150°С на полюсах, 0°С на экваторе.

Расстояние от Солнца (среднее): 9,54 а.е., то есть 778 млн. км

Период обращения по орбите (год): 29,666 земных лет

Период обращения вокруг собственной оси (сутки): 10,54 часа

Наклон орбиты к эклиптике: 2°29'

Эксцентриситет орбиты: 0,057

Ускорение свободного падения:9,44 м/с2

Планета Уран

Уран едва видим невооруженным глазом в очень ясные ночи, его нетрудно обнаружить в бинокль. Планета Уран имеет небольшое твердое железно-каменное ядро, над которым сразу начинается плотная атмосфера. Никаких океанов на Уране нет. Такое строение планеты теперь называют двухслойной моделью. Температура в ядре достигает 7000 К, а давление - 6 миллионов атмосфер. Уран почти не имеет внутренних источников энергии. Вскоре после образования Солнечной системы произошло столкновение Урана с другим большим телом. В результате этого столкновения Уран был опрокинут набок. Метан, ацетилен и другие углеводороды в атмосфере планеты встречаются в значительно больших количествах, чем на Юпитере и Сатурне. Именно метановая дымка хорошо поглощает красные лучи, поэтому Уран кажется голубым. Уран имеет полосы облаков, которые очень быстро перемещаются. Ветры в средних широтах на Уране перемещают облака в тех же направлениях, что и на Земле. Эти ветры дуют со скоростью от 40 до 160 м/с. У Урана почти такое же сильное магнитное поле, как у Земли. Уран имеет кольца. Девять основных колец погружены в мелкую пыль. Они очень неярки, но содержат довольно много больших частиц, размеры их колеблются от 10 метров в диаметре до мелкой пыли. Спутниковая система лежит в экваториальной плоскости планеты, то есть почти перпендикулярно к плоскости ее орбиты. Внутренние 10 лун - маленькие по размерам. Спутники Урана Оберон и Титания очень похожи друг на друга. Их радиусы приблизительно вдвое меньше радиуса Луны. Поверхности обеих лун покрыты старыми метеоритными кратерами и сеткой тектонических разломов с признаками древнего вулканизма.

Масса: 8,7*1025 кг. (14,5 масс Земли);

Диаметр экватора: 51000 км. (4 диаметра экватора Земли);

Плотность: 1,27 г/см3

Температура поверхности: -220 °С

Расстояние от Солнца (среднее): 19,2 a.e.,то есть 2,86 млрд км

Период обращения по орбите (год): 84 года

Период обращения вокруг собственной оси: 17 ч 14 мин

Наклон орбиты к эклиптике: 0°46'23"

Эксцентриситет орбиты: 0,0463

Средняя скорость движения по орбите:6,8 км/с

Ускорение свободного падения:9,67 м/с2

Планета Нептун

Нептун - восьмая планета от Солнца и четвертая по размеру среди планет. Температура атмосферы Нептуна составляет около 60 К. Нептун имеет собственный внутренний источник тепла - он излучает в 2,7 раза больше энергии, нежели получает от Солнца. Атмосфера Нептуна - это водород и гелий с небольшой примесью метана (1 %). Синий цвет Нептуна является результатом поглощения красного света в атмосфере этим газом. На Нептуне наблюдаются сильнейшие ветры, параллельные экватору планеты, большие бури и вихри. На планете самые быстрые в Солнечной системе ветры, достигающие 700 км/час. Вокруг Нептуна обнаружены кольца в виде арок. Спутник Тритон по размерам превосходит Луну. Обращение вокруг Нептуна обратное, Тритон был захвачен Нептуном из пояса Койпера. В Тритоне сосредоточена почти вся масса спутниковой системы Нептуна. Тритон имеет разреженную азотную атмосферу Температура на Тритоне -235°C.

Масса: 1,02*1026 кг. (17,14 масс Земли);

Диаметр экватора: 49520 км. (3,88 диаметра экватора Земли);

Плотность: 1,64 г/см3

Температура поверхности: -231°С

Период вращения относительно звёзд: 19,2 часа

Расстояние от Солнца (среднее): 30,06 а.е., то есть 4,497 млрд. км

Период обращения по орбите (год): 164,491 земных лет

Период обращения вокруг собственной оси (сутки): 15,8 часов

Наклон орбиты к эклиптике: 1°46'22"

Эксцентриситет орбиты: 0,011

Средняя скорость движения по орбите:5,43 км/с

Ускорение свободного падения:3,72 м/с2

Планета Плутон

Идея о существовании в Солнечной системе девятой планеты появилась в результате обнаружения отклонений в орбитальном движении Урана и Нептуна, которые могли быть объяснены воздействием более удаленной массивной планеты. Вскоре после открытия Плутона стало ясно, что его масса слишком мала, чтобы оказать заметное влияние на движение Нептуна или Урана. Возникло предположение, что за неправильности в их движениях несет ответственность более массивная, ещё не обнаруженная «планета Х». Были предприняты её поиски, оказавшиеся безуспешными. Позже оказалось, что погрешности исчезают, если использовать в расчетах уточненное значение массы Нептуна.

24 августа 2006 - Плутон лишили статуса планеты

Международный астрономический союз (МАС) официально лишил Плутон статуса планеты.

Масса: 1,29*1022 кг. (0,0022 массы Земли);

Диаметр экватора: 2324 км. (0,18 диаметра экватора Земли);

Плотность: 2 г/см3

Температура поверхности: -233° С

Период вращения относительно звёзд (обратное вращение): 6,39 земных суток

Расстояние от Солнца (среднее): 39,53 а.е., то есть 2,871 млрд. км

Период обращения по орбите (год): 248,54 земных лет

Наклон орбиты к эклиптике: 17,14°

Эксцентриситет орбиты: 0,25

Средняя скорость движения по орбите:4,74 км/с

Ускорение свободного падения:0,06 м/с2

Плутон отражает свет так, как будто он покрыт замороженным болотным газом. А если есть метановый иней, то тело планеты холодное, и в случае, если Плутон весь состоит из метана, плотность его должна быть меньше единицы. Плутон представляет собой как бы неполноценную планету, во многом очень напоминающую спутник. На полный оборот вокруг собственной оси у него уходит 6 суток 9 часов 17 минут, а это слишком много для столь небольшого тела. Еще одно свидетельство: все четыре планеты, лежащие непосредственно за Марсом и за поясом астероидов, - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун - обладают гигантскими размерами, огромной массой, общим газо-жидким строением решительно отличаются от внутренних - Меркурия, Венеры, Земли и Марса. А Плутон, хотя и расположен во внешней части Солнечной системы, всеми этими параметрами, как кажется, схож с меньшими и твердотельными околосолнечными планетами, а не со своими соседями.

В настоящее время у Плутона известно три спутника - Харон и два небольших спутника. Диаметр Харона составляет около 1200 км, что в два раза меньше диаметра Плутона. Плутон и Харон вращаются синхронно, то есть всегда повернуты друг к другу одной стороной.

В Солнечной системе - прибавление: астрономы обнаружили объект, похожий на планету, который обращается вокруг Солнца на расстоянии полутора миллиардов километров от Плутона.

Находка была сделана специалистами Калифорнийского института технологии в Пасадене 4 июня 2002 года. Майкл Браун и Чадвик Трухильо обнаружили Кваоар сначала при помощи Паломарской обсерватории, а затем их находка была подтверждена фотографиями, полученными космическим телескопом "Хаббл".

Первые изображения Кваоара были получены еще в 1982 году. Но тогда не удалось понять, что же находится за полученными изображениями.

Это еще более удивительно, если принять во внимание тот факт, что если "сложить" вместе все известные астероиды, то они окажутся меньше Кваоара.

Новый планетообразный объект, получивший название Кваоар, имеет около 1280 километров в диаметре (в 10 раз меньше диаметра Земли). Это самая крупная находка в Солнечной системе после обнаружения Плутона 72 года назад. Но Кваоар больше примечателен даже не этим. Лед, обнаруженный на его поверхности обладает кристаллической структурой такой же, как водяной лед Земли. Раньше считалось, что на расстоянии в миллиарды километров от Солнца температуры настолько низкие, что лед не сможет сформироваться: он образуется при - 1600 С, а на Кваоаре царит -2200 С. Аморфный лед на поверхности означает, что Кваоар некогда был разогрет аж на 60 градусов. Причины такой внезапной «вспышки» не ясны ученым. Вероятней всего, это была энергия от столкновения с метеоритами, но возможно - и процессы ядерного распада в ядре Кваоара. Недаром, видимо, еще только открытый планетоид так назвали: Кваоар - имя великой творящей силы в языке индейцев тонгва. Разогреться на 60 градусов без помощи светила - нешуточное дело.

Период обращения небесного тела вокруг Солнца составляет 288 лет.

Однако Кваоар пока официально не закреплено в качестве названия вновь обнаруженного небесного тела. Через несколько месяцев Международный союз астрономов рассмотрит это предложение - а пока новинке присвоен номер 2002 LM60.

Кваоар находится в так называемом Поясе Койпера, который представляет собой ряд объектов изо льда и скальной породы, участвовавших в образовании Солнечной системы около 5 миллиардов лет назад.

Открытие Пояса Койпера поставило под сомнение тот факт, что Плутон является планетой. Некоторые специалисты говорят, что это просто более крупное по своим размерам тело, находящееся в поясе Койпера.

По словам Брауна, если Плутон был обнаружен теперь, то его, скорее всего, не посчитали бы планетой.

Но многие астрономы по-прежнему склонны считать Плутон планетой Солнечной системы, находящейся на расстоянии 600 миллионов километров от Солнца.

Список использованной литературы

солнечный система планета венера

1. Карпенков С.Х. Концепция современного естествознания: Учебник для вузов/М.: Академический проспект, 2001.

2. Мур П. Астрономия с Патриком Муром. Пер. с англ. К. Савельева/М.: ФАИР-ПРЕСС, 2001.

3. Самыгина С.И. «Концепции современного естествознания»/Ростов н/Д: «Феникс», 1997.

4. Эйнштейн А. Эволюция физики/М.: Устойчивый мир, 2001.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Построение графика распределения официально известных планет. Определение точных расстояний до Плутона и заплутоновых планет. Формула вычисления скорости усадки Солнца. Зарождение планет Солнечной системы: Земли, Марса, Венеры, Меркурия и Вулкана.

    статья [1,5 M], добавлен 23.03.2014

  • Строение Солнечной системы, внешние области. Происхождение естественных спутников планет. Общность газовых планет-гигантов. Характеристика поверхности, атмосферы, состава Меркурия, Сатурна, Венеры, Земли, Луна, Марса, Урана, Плутона. Пояса астероидов.

    реферат [115,6 K], добавлен 07.05.2012

  • Ознакомление с строением Солнечной системы. Анализ научных данных и сведений по планетам земной группы. Рассмотрение особенностей Меркурия, Венеры, Земли и Марса. Изучение размеров, массы, температуры, периодов обращения вокруг оси и вокруг Солнца.

    реферат [26,8 K], добавлен 28.01.2015

  • Проблема изучения солнечной системы. Открыты не все тайны и загадки даже нашей системы. Ресурсы других планет и астероидов нашей системы. Исследование Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна, Плутона.

    реферат [539,9 K], добавлен 22.04.2003

  • Гипотезы о происхождении солнечной системы. Современная теория происхождения солнечной системы. Солнце – центральное тело нашей планетной системы. Планеты-гиганты. Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон.

    реферат [181,9 K], добавлен 21.03.2004

  • Происхождение небесных тел и определение их возраста. Общие сведения о Солнечной системе и ее планетах. Особенности планет земной группы. Планеты, их спутники и пояс астероидов. Основные источники энергии в недрах планет. Характеристика планет-гигантов.

    курсовая работа [75,3 K], добавлен 24.09.2011

  • Концепция происхождения Солнечной системы из газопылевого облака межзвездной среды. Гипотезы происхождения Земли. Планеты, спутники планет, астероиды, кометы, метеоритные тела в составе солнечной системе. Классификация планет по физическим признакам.

    контрольная работа [14,5 K], добавлен 06.09.2009

  • Космогония - научная дисциплина, изучающая происхождение и развитие небесных объектов: галактик, звезд и планет. Гипотезы Лапласа, Шмидта и Джинса о возникновении Солнечной системы. Иоганн Кеплер и его законы о движении планет. Закон всемирного тяготения.

    творческая работа [236,0 K], добавлен 23.05.2009

  • Анализ строения Солнечной системы, гипотез ее происхождения. Монистические теории Лапласа, Канта. Момент количества движения механической системы. Гипотеза о возникновении Солнца из газовой туманности. Происхождение планет земного типа и газовых гигантов.

    курсовая работа [4,7 M], добавлен 06.01.2015

  • Межпланетная система, состоящая из Солнца и естественных космических объектов, вращающихся вокруг него. Характеристика поверхности Меркурия, Венеры и Марса. Место расположения Земли, Юпитера, Сатурна и Урана в системе. Особенности пояса астероидов.

    презентация [1,3 M], добавлен 08.06.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.