Размещено на http://allbest.ru/

Размещено на http://allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Характеристика космических тел
• 1.1 Галактики
• 1.2 Общая характеристика звезд
• 1.3 Кометы
• Заключение
• Список использованных источников

Введение

Тема контрольной работы «Характеристика космических тел».

Изучение физических характеристик космических тел, входящих в Солнечную систему, стало возможным только после изобретения Г. Галилеем телескопа: в 1609 г.

Солнце вместе с планетной системой входят в нашу Галактику, наблюдаемую в форме Млечного Пути. Наша Галактика чрезвычайно велика: от одного ее края до другого световой луч путешествует около 100 тыс. земных лет. Большая часть ее звезд сосредоточена в гигантском диске толщиной около 1500 световых лет. На расстоянии около30 тыс. световых лет от центра Галактики расположено наше Солнце. Основное «население» галактик -- звезды.

По физическим характеристикам большие планеты разделяются на внутренние (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и внешние планеты-гиганты (Юпитер, Сатрун, Уран, Нептун). Физические характеристики Плутона качественно отличны от характеристик планет-гигантов, и потому он не может быть отнесен к их числу.

Кометы по внешнему виду, размерам и характеристикам своих орбит резко отличаются от других тел Солнечной системы. Общее количество комет оценивается сотнями миллиардов.

Цель контрольной работы - рассмотреть основные космические тела.

1. Дать определение галактики как главной составляющей Вселенной.

2. Рассмотреть общую характеристику звезд.

3. Рассмотреть такое космическое тело как комета.

При написании контрольной работы были использованы учебные материалы отечественных авторов, таких как Кунафин М. С., Найдыш В. М., Рузавин Г. И. и др.

1. Характеристика космических тел

1.1 Галактики

Галактика (греч. galaktikos - млечный, молочный) - Млечный путь, наша звездная система, включающая в себя 2 * 10¹¹ звезд, в том числе Солнце со всеми планетами. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ, 2000. - с. 278

Главные составляющие Вселенной -- галактики -- громадные звездные системы, содержащие десятки, сотни миллиардов звезд. Те отдельные звезды, которые мы можем различить на ночном небе,-- просто ближайшие к нам звезды нашей Галактики. Большая же часть Галактики видна лишь как размытая световая полоса, пересекающая небо. Это так называемый Млечный Путь. Благодаря этому (в отличие от других галактик) нашу Галактику может легко наблюдать на небе каждый: на ночном небе светящаяся полоса Млечного Пути представляет собой огромное количество удаленных звезд нашей Галактики, диск которой мы видим как бы «с ребра». Средний телескоп позволяет различить в Млечном Пути мириады отдельных звезд.

Галактика -- гигантская звездная система, состоящая приблизительно из 200 млрд звезд, среди них и Солнце. Кроме звезд и планет Галактика содержит разреженный газ и космическую пыль. Млечный Путь хорошо виден в безлунную ночь. Он кажется скоплением светящихся туманных масс, протянувшимся от одной стороны горизонта до другой, и состоит примерно из 150 млрд. звезд. По форме он напоминает сплюснутый шар. В центре его находится ядро, от которого отходит несколько спиральных звездных ветвей. Возраст Галактики около 15 млрд лет.

Чрезвычайно многообразны формы галактик. Типология форм галактик, разработанная еще Э. Хабблом, в основном сохранилась до настоящего времени. Хаббл выделял три основных типа галактик:

- эллиптические;

- спиральные;

- неправильные галактики.

Более половины галактик - спиральные. В центре их находится яркое ядро (большое тесное скопление звёзд). Из ядра выходят спиральные, закручивающиеся вокруг него ветви, состоящие из молодых звёзд и облаков нейтрального газа. Все ветви лежат в плоскости вращения галактики. Поэтому она имеет вид сплющенного диска.

Эллиптические галактики на фотографиях выглядят как эллипсы с разной степенью сжатия. Примерно четверть из наиболее ярких галактик относится к их числу.

Неправильные галактики отличаются хаотической клочковатой структурой и не имеют какой-либо определённой формы. Хотя неправильные галактики самый немногочисленный класс галактик, исследование их очень важно. Астрофизика постоянно обнаруживает в них что-нибудь интересное: вспышка сверхновой в Большом Магеллановом облаке, открытия в туманности Тарантул. Кунафин М. С. Концепции современного естествознания: Учебное пособие. Изд-е . - Уфа, 2003. - с. 345

Форма и структура галактик связаны с их основными физическими характеристиками: размером, массой, светимостью. И по этим характеристикам мир галактик оказался поразительно разнообразным.

В центрах галактик обычно сосредоточено огромное количество вещества (до 10% всей ее массы). Здесь происходят выбросы большого количества вещества, что приводит к интенсивному движению от центра туч водорода. В отдельных галактиках ядро, по-видимому, может представлять собой черную дыру.

Звездный состав Галактики очень разнообразный. Звезды различаются по физическим, химическим характеристикам, особенностям орбит, возрасту и др. Есть старые звезды и молодые (около 100 тыс. лет), некоторые звезды рождаются в настоящее время. Подавляющее большинство звезд имеет «средний» возраст -- несколько миллиардов лет. К ним относится и наше Солнце -- рядовая звезда нашей Галактики, -- которое расположено ближе к ее краю, примерно в 25 000 световых лет от ядра Галактики.

Солнечная система обращается вокруг центра Галактики со скоростью около 220 км/с. Центр нашей Галактики лежит в направлении на созвездие Стрельца (хотя расположен гораздо дальше). Солнце совершает один оборот вокруг центра Галактики за 250 млн лет. Этот период может быть назван галактическим годом. История человечества по сравнению с этим периодом -- только краткий миг. Вся наша Галактика вращается вокруг центра Местной системы галактик. Найдыш В. М. Концепции современного естествознания. - М.: Гардарики, 2003. - с. 417

1.2 Общая характеристика звезд

Земля -- спутник Солнца в мировом пространстве, вечно кружащийся вокруг этого источника тепла и света. Самыми яркими из постоянно наблюдаемых нами небесных объектов, кроме Солнца и Луны, являются соседние с нами планеты. Они принадлежат к числу тех девяти миров (включая Землю), которые обращаются вокруг Солнца (а его радиус 700 тыс. км, т.е. в 100 раз больше радиуса Земли) на расстояниях, достигающих нескольких миллиардов километров. Группа планет вместе с Солнцем составляет Солнечную систему. Планеты хотя и кажутся похожими на звезды, в действительности гораздо меньше последних и темнее. Они видны только потому, что отражают солнечный свет, который кажется очень яркими, поскольку планеты гораздо ближе к Земле, чем звезды.

Кроме планет, в солнечную «семью» входят спутники планет (в том числе и наш спутник -- Луна), астероиды, кометы, метеорные тела. Планеты расположены в следующем порядке: Меркурий, Венера, Земля (один спутник -- Луна), Марс (два спутника), Юпитер (15 спутников), Сатурн (16 спутников), Уран (5 спутников), Нептун (2 спутника) и Плутон (1 спутник). Земля в 40 раз ближе к Солнцу, чем Плутон, и в 2,5 раза дальше, чем Меркурий. Возможно, что за Плутоном есть еще одна или несколько планет, но поиски их среди множества звезд слабее 15-й величины слишком кропотливы и не оправдывают затраченного времени. Возможно, они будут открыты «на кончике пера», как это уже было с Ураном, Нептуном и Плутоном.

Важную роль в Солнечной системе играет межпланетная среда, те формы вещества и поля, которые заполняют пространство Солнечной системы. Основные компоненты этой среды -- солнечный ветер (поток заряженных частиц, в основном протонов и электронов, истекающих с поверхности Солнца); заряженные частицы высокой энергии, приходящие из глубин космоса; межпланетное магнитное поле; межпланетная пыль (большая часть с массой 10^-3--10^-5 г), основным источником которой являются кометы; нейтральный газ (атомы водорода и гелия).

С 1962 г. планеты и их спутники успешно исследуются космическими аппаратами. Изучены атмосферы и поверхность Венеры и Марса, сфотографированы поверхность Меркурия, облачный покров Венеры, Юпитера, Сатурна, вся поверхность Луны, получены изображения спутников Марса, Юпитера, Сатурна, колец Сатурна и Юпитера. Спускаемые космические аппараты исследовали физические и химические свойства пород, слагающих поверхность Марса, Венеры, Луны (образцы лунных пород были доставлены на Землю и тщательно изучены). С конца 1970-х гг. космическими станциями («Вояджер», «Галилео» и др.) исследовались планеты-гиганты и их спутники. Полученная информация значительно обогатила наши представления о строении и происхождении Солнечной системы.

По физическим характеристикам планеты делятся на две группы: планеты земного типа (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун). О Плутоне известно мало, но, по-видимому, он ближе по своему строению к планетам земной группы.

Звезды -- это огромные раскаленные солнца, но столь удаленные от нас по сравнению с планетами Солнечной системы, что, хотя они сияют в миллионы раз ярче, их свет кажется нам относительно тусклым.

В ночном небе невооруженным глазом можно видеть около 6000 звезд. С уменьшением блеска звезд число их растет, и даже простой их счет становится затруднительным. «Поштучно» сосчитаны и занесены в астрономические каталоги все звезды ярче 11-й звездной величины. Их около миллиона. А всего нашему наблюдению доступно около двух миллиардов звезд. Общее количество звезд во Вселенной оценивается в 10²².

Различны размеры звезд, их строение, химический состав, масса, температура, светимость и др. Самые большие звезды (сверхгиганты) превосходят размер Солнца в сотни и тысячи раз. Звезды-карлики имеют размеры Земли и меньше (около 10 км). Предельная максимальная масса звезд равна примерно 60 солнечным массам, а минимальная примерно 0,03 солнечной массы.

Весьма различны и расстояния до звезд. Свет звезд некоторых далеких звездных систем идет до нас сотни миллионов световых лет. Самая близкая к нам звезда -- Проксима Центавра, не видимая с территории России. Проксима Центавра -- маленькая звезда, ее масса в 7 раз меньше, чем масса нашего Солнца, а поверхностная температура (3000°) в два раза меньше, чем температура на поверхности Солнца. Поэтому она светит на небе очень тускло и не видна невооруженным глазом, хотя и является самой близкой к нам звездой. Она отстоит от Земли на расстоянии всего 4,2 световых лет.

Звезды в космическом пространстве распределены неравномерно. Они образуют звездные системы: кратные звезды (двойные, тройные и т.д.); звездные скопления (от нескольких десятков звезд до миллионов); галактики -- грандиозные звездные системы, в которых содержатся миллиарды и сотни миллиардов звезд. Обычно в галактиках звездная плотность также весьма неравномерна. Выше всего она в области галактического ядра.

Большинство звезд находятся в стационарном состоянии, т.е. не наблюдается изменений их физических характеристик. Это отвечает состоянию равновесия. Однако существуют и такие звезды, свойства которых меняются видимым образом. Их называют переменными звездами и нестационарными звездами. Переменность и нестационарность -- проявления неустойчивости состояния равновесия звезды. Переменные звезды изменяют свое состояние (блеск, излучение в различных диапазонах электромагнитных волн, магнитное поле и др.) регулярным или нерегулярным образом. В некоторых случаях нестационарность может быть вызвана взаимодействием с другими звездами, перетеканием вещества от одной близкой соседки к другой. Следует отметить также и новые звезды, в которых непрерывно или время от времени происходят вспышки. При вспышках (взрывах) сверхновых звезд вещество звезд в некоторых случаях может быть полностью рассеяно в пространстве.

Основные эмпирические знания о свойствах звезд получены из анализа их спектров, которые несут информацию о состоянии внешних слоев звезд. Они позволяют определить химический состав, температуру поверхности, магнитные поля, скорость движения и вращения, расстояние до звезды. Эти данные соотносятся с теоретическими моделями, расчетами. В настоящее время разработана детальная и убедительная теория строения и эволюции звезд, предсказавшая ряд фундаментальных закономерностей, присущих звездной материи (например, существование нейтронных звезд).

Звезда -- плазменный шар. В звездах сосредоточена основная масса (98--99%) видимого вещества в известной нам части Вселенной. Звезды -- мощные источники энергии. В частности, жизнь на Земле обязана своим существованием энергии излучения Солнца.

Вещество звезд представляет собой плазму, т.е. находится в ином состоянии, чем вещество в привычных для нас земных условиях. Плазма -- это четвертое (наряду с твердым, жидким, газообразным) состояние вещества, представляющее собой ионизированный газ, в котором положительные (ионы) и отрицательные заряды (электроны) в среднем нейтрализуют друг друга. В земных условиях плазма встречается очень редко -- в электрических разрядах в газах, молнии, в процессах горения и взрыва и др. Около Земли плазма существует в виде солнечного ветра, радиационных поясов, ионосферы и др. Зато во Вселенной в состоянии плазмы находится подавляющая часть вещества. Кроме звезд, это -- межзвездная среда, галактические туманности и др. Итак, строго говоря, звезда -- это не просто газовый шар, а плазменный шар.

Звезда -- динамическая, направленным образом изменяющаяся плазменная система. В ходе жизни звезды ее химический состав и распределение химических элементов значительно изменяются. На поздних стадиях развития звездное вещество переходит в состояние вырожденного газа (в котором квантово-механическое влияние частиц друг на друга существенным образом сказывается на его физических свойствах -- давлении, теплоемкости и др.), а иногда и нейтронного вещества (пульсары -- нейтронные звезды, барстеры -- источники рентгеновского излучения и др.).

Высокая светимость звезд, поддерживаемая в течение длительного времени, свидетельствует о выделении в них огромных количеств энергии. Современная физика указывает на два возможных источника энергии -- гравитационное сжатие, приводящее к выделению гравитационной энергии, и термоядерные реакции, в результате которых из ядер легких элементов синтезируются ядра более тяжелых элементов и выделяется большое количество энергии.

Как показывают расчеты, энергии гравитационного сжатия было бы достаточно для поддержания светимости Солнца в течение всего лишь 30 млн лет. Но из геологических и других данных следует, что светимость Солнца оставалась примерно постоянной в течение миллиардов лет. Гравитационное сжатие может служить источником энергии лишь для очень молодых звезд. С другой стороны, термоядерные реакции протекают с достаточной скоростью лишь при температурах, в тысячи раз превышающих температуру поверхности звезд. Так, для Солнца температура, при которой термоядерные реакции могут выделять необходимое количество энергии, составляет, по различным расчетам, от 12 до 15 млн К. Такая колоссальная температура достигается в результате гравитационного сжатия, которое и «зажигает» термоядерную реакцию. Таким образом, в настоящее время наше Солнце является медленно горящей водородной бомбой. Найдыш В. М. Концепции современного естествознания. - М.: Гардарики, 2003. - с. 395

космический солнечный галактика звезда

1.3 Кометы

К числу наиболее красивых небесных тел принадлежат кометы. Появление их на небе сразу привлекает к себе всеобщее внимание. Светлые туманные оболочки, окружающие небольшое ядро, длинный хвост, тянущийся иногда на полнеба, быстрое движение среди звезд -- все это делает комету непохожей на остальные небесные светила. Необычный вид комет и неожиданность их появления служили в течение многих веков источниками всевозможных суеверий. Ядра комет представляют собой сравнительно небольшие тела, состоящие из замерзших газов, перемешанных с нелетучими каменистыми веществами. Потеев М.И. Концепции современного естествознания. - СПб.:, Издательство «Питер», 2000.-- с. 159

Кометы (от греч., букв. -- длинноволосый) -- тела Солнечной системы, имеющие вид туманных объектов обычно со светлым сгустком -- ядром в центре и хвостом.

Кометы наблюдаются тогда, когда небольшое ледяное тело, называемое ядром кометы, приближается к Солнцу на расстояние, меньшее 4--5 а. е., прогревается его лучами и из него начинают выделяться газы и пыль. Последние создают вокруг ядра туманную оболочку (атмосферу кометы), иногда называемую комой и составляющую вместе с ядром голову кометы. Атмосфера кометы непрерывно рассеивается в пространство и существует лишь тогда, когда происходит выделение газа и пыли из ядра. Под действием светового давления, а также вследствие взаимодействия с солнечным ветром газы и пыль уносятся прочь от ядра, образуя хвосты кометы.

У большинства комет в середине головы наблюдается яркое «ядро», представляющее собой свечение центральной, наиболее плотной зоны газов вокруг истинного ядра кометы. Голова кометы и её хвосты не имеют резких очертаний, и их видимые размеры зависят, с одной стороны, от общей интенсивности выделения газов и пыли из ядра и его близостью к Солнцу, а с другой стороны -- от обстоятельств наблюдений, в первую очередь от яркости фона неба.

Неожиданные появления необычных небесных светил, какими представляются яркие кометы, всегда производили сильное впечатление. Поэтому неудивительно, что появления комет суеверные люди принимали за разного рода предзнаменования, связывали их с различными земными событиями, причём в разных местах -- с разными. Так, появление яркой кометы в 1811--1812 гг. в России связывалось с нашествием полчищ Наполеона, в Испании -- с хорошим урожаем винограда, в Мексике -- с открытием серебряных руд и т. п.

Кометы содержат воду и органическое вещество, являющееся превосходной питательной средой для некоторых видов микроорганизмов. Исследования комет показали, что в них неопределенно долго могут сохраняться почти все формы микроорганизмов, известных в настоящее время на Земле. Самыгин С. И. Концепции современного естествознания. - Ростов н/Д: «Феникс», 2003. -- с.278

По современным представлениям, ядра комет состоят из водяного газа с примесью «льдов» других газов (CO2, NH3 и др.), а также каменистых веществ. Пылинки частично выделяются из ядра при испарении (сублимации) льдов, частично образуются в его окрестностях в результате конденсации молекул нелетучих и умеренно летучих веществ. Пылевые частицы рассеивают солнечный свет, атомы же и молекулы газов поглощают излучения в некоторых длинных волнах из освещающего солнечного света, а затем переизлучают их. В результате выделения из нагретого Солнцем ядра газа и пылинок возникает реактивная сила, которая, возможно, порождает негравитационые эффекты в движении комет. Интенсивные выделения происходят из наиболее нагретого участка ядра, который, вследствие вращения ядра, расположен не точно с солнечной стороны, а несколько смещён в сторону вращения. В результате появляется компонента реактивной силы, которая либо ускоряет движение кометы, если вращение ядра происходит в том же направлении, что и обращение кометы около Солнца, или замедляет его, если вращение и обращение происходит в противоположных направлениях.

Заключение

Таким образом, можно сделать следующие выводы.

Галактика -- гигантская звездная система, состоящая приблизительно из 200 млрд звезд. Кроме звезд и планет Галактика содержит разреженный газ и космическую пыль. Многообразны формы галактик. Типология форм галактик, разработанная еще Э. Хабблом, в основном сохранилась до настоящего времени:

- эллиптические;

- спиральные;

- неправильные галактики.

Более половины галактик - спиральные. Форма и структура галактик связаны с их основными физическими характеристиками. Звездный состав Галактики очень разнообразный. Звезды различаются по физическим, химическим характеристикам, особенностям орбит, возрасту и др. Звезда -- плазменный шар. В звездах сосредоточена основная масса (98--99%) видимого вещества в известной нам части Вселенной. Звезды -- мощные источники энергии. Вещество звезд представляет собой плазму, т.е. находится в ином состоянии, чем вещество в привычных для нас земных условиях. Различны размеры звезд, их строение, химический состав, масса, температура, светимость и др.

Кометы представляют собой тела Солнечной системы, имеющие вид туманных объектов обычно со светлым сгустком -- ядром в центре и хвостом. У большинства комет в середине головы наблюдается яркое «ядро», представляющее собой свечение центральной, наиболее плотной зоны газов вокруг истинного ядра кометы. Кометы содержат воду и органическое вещество, являющееся превосходной питательной средой для некоторых видов микроорганизмов. Ядра комет состоят из водяного газа с примесью «льдов» других газов (CO2, NH3 и др.), а также каменистых веществ.

Список использованных источников

1) Кунафин М. С. Концепции современного естествознания: Учебное пособие. Изд-е . - Уфа, 2003. - с. 488

2) Найдыш В. М. Концепции современного естествознания. - М.: Гардарики, 2003. - 476 с.

3) Потеев М.И. Концепции современного естествознания. - СПб.:, Издательство «Питер», 2000.-- 352 с.

4) Рузавин Г. И. Концепции современного естествознания. - М.: ЮНИТИ, 2001. - 287 с.

5) Самыгин С. И. Концепции современного естествознания. - Ростов н/Д: «Феникс», 2003. -- 448 с.

Размещено на Allbest.ru