Типы планет солнечной системы. Краткие сведения о планетах-гигантах. Метод «Необычная история»

> Солнечная система

Солнечная система – планеты по порядку, Солнце, строение, модель системы, спутники, космические миссии, астероиды, кометы, карликовые планеты, интересные факты.

Солнечная система - место в космическом пространстве, в котором располагается Солнце, планеты по порядку и множество других космических объектов и небесных тел. Солнечная система - самое дорогое место, в котором мы живем, наш дом.

Наша Вселенная представляет собою огромное место, где мы занимаем крошечный уголок. Но для землян Солнечная система кажется самой необъятной территорией, до дальних уголков которой мы лишь начинаем приближаться. И она все еще скрывает массу таинственных и загадочных формирований. Так что, несмотря на вековые изучения, мы лишь приоткрыли дверцу к неизведанному. Так что такое Солнечная система? Сегодня мы рассмотрим этот вопрос.

Обнаружение Солнечной системы

Фактические нужно посмотреть в небо, и вы увидите нашу систему. Но немногие народы и культуры понимали, где именно мы существуем и какое место занимаем в пространстве. Долгое время мы думали, что наша планета статична, расположена в центре, а остальные объекты выполняют обороты вокруг нее.

Но все же еще в древние времена появлялись сторонники гелиоцентризма, чьи идеи вдохновят Николая Коперника на создание истинной модели, где в центре располагалось Солнце.

В 17-м веке Галилей, Кеплер и Ньютон сумели доказать, что планета Земля вращается вокруг звезды Солнце. Обнаружение гравитации помогло понять, что и другие планеты следуют по единым законам физики.

Революционный момент настал с появлением первого телескопа от Галилео Галилея. В 1610-м году он заметил Юпитер и его спутники. За этим последуют обнаружения остальных планет.

В 19-м веке провели три важных наблюдения, которые помогли вычислить истинную природу системы и ее позицию в пространстве. В 1839 году Фридрих Бессель удачно определил кажущийся сдвиг в звездной позиции. Это показало, что между Солнцем и звездами лежит огромная дистанция.

В 1859 году Г. Кирхгоф и Р. Бунсен использовали телескоп для проведения спектрального анализа Солнца. Оказалось, что оно состоит из тех же элементов, что и Земля. Эффект параллакса просматривается на нижнем рисунке.

В итоге, Анджело Секки сумел сопоставить спектральную подпись Солнца со спектрами других звезд. Выяснилось, что они практически сходятся. Персиваль Лоуэлл внимательно изучал отдаленные уголки и орбитальные пути планет. Он догадался, что есть еще нераскрытый объект – Планета Х. В 1930-м году в его обсерватории Клайд Томбо замечает Плутон.

В 1992 году ученые расширяют границы системы, обнаружив транс-нептунианский объект – 1992 QB1. С этого момента начинается заинтересованность поясом Койпера. Далее следуют нахождения Эриды и прочих объектов от команды Майкла Брауна. Все это приведет к собранию МАС и смещению Плутона со статуса планеты. Ниже вы сможете детально изучить состав Солнечной системы, рассмотрев все солнечные планеты по порядку, главную звезду Солнце, пояс астероидов между Марсом и Юпитером, пояс Койпера и Облако Оорта. В Солнечной системе также скрывается самая большая планета (Юпитер) и самая маленькая (Меркурий).

Структура и состав Солнечной системы

Кометы – комки из снега и грязи, наполненные замерзшим газом, скалами и пылью. Чем ближе подходят к Солнцу, тем сильнее нагреваются и выбрасывают пыль и газ, увеличивая свою яркость.

Карликовые планеты выполняют вращение вокруг звезды, но не смогли убрать с орбиты посторонние объекты. Уступают по размерам стандартным планетам. Наиболее известный представитель – Плутон.

Пояс Койпера скрывается за пределом орбиты Нептуна, наполнен ледяными телами и сформировался в виде диска. Наиболее известные представители – Плутон и Эрида. На его территории проживают сотни ледяных карликов. Дальше всего находится Облако Оорта. Вместе выступают источником прибывающих комет.

Солнечная система – лишь малая часть Млечного Пути. За ее границей находится масштабное пространство, заполненное звездами. При световой скорости понадобится 100000 лет, чтобы пролететь всю территорию. Наша галактика – одна из многих во Вселенной.

В центре системы расположена главная и единственная звезда – Солнце (главная последовательность G2). Первыми следуют 4 земных планеты (внутренние), астероидный пояс, 4 газовых гиганта, пояс Койпера (30-50 а.е.) и сферическое Облако Оорта, простирающееся на 100000 а.е. к межзвездной среде.

Солнце вмещает 99.86% всей системной массы, а гравитация превосходит все силы. Большая часть планет расположена вблизи эклиптики и совершают обороты в едином направлении (против часовой стрелки).

Примерно 99% планетарной массы представлено газовыми гигантами, где Юпитер и Сатурн охватывают более 90%.

Неофициально система поделена на несколько участков. Внутренний включает в себя 4 земных планеты и астероидный пояс. Далее идет внешняя система с 4-мя гигантами. Отдельно выделяют зону с транс-нептуновыми объектами (ТНО). То есть, вы легко найдете внешнюю черту, так как ее отмечают большие планеты Солнечной системы.

Многие планеты считаются мини-системами, так как располагают группой спутников. У газовых гигантов наблюдаются также кольца – небольшие полосы мелких частичек, вращающихся вокруг планеты. Обычно крупные луны прибывают в гравитационном блоке. На нижнем макете можно рассмотреть сравнение размеров Солнца и планет системы.

Солнце на 98% представлено водородом и гелием. Планеты земного типа наделены силикатной породой, никелем и железом. Гиганты состоят из газов и льдов (водный, аммиачный, сероводородный и двуокись углерода).

Отдаленные от звезды тела Солнечной системы обладают низкими температурными показателями. Отсюда выделяют ледяные гиганты (Нептун и Уран), а также небольшие объекты за их орбитами. Их газы и льды представляют летучие вещества, способные конденсироваться при дистанции в 5 а.е. от Солнца.

Зарождение и эволюционный процесс Солнечной системы

Наша система появилась 4.568 млрд. лет назад в следствии гравитационного коллапса масштабного молекулярного облака, представленного водородом, гелием и небольшим количеством более тяжелых элементов. Эта масса рухнула, что привело к стремительному вращению.

Большая часть массы собралась в центре. Температурная отметка росла. Туманность сокращалась, повышая ускорение. Это привело к сплющиванию в протопланетный диск с раскаленной протозвездой.

Из-за высокого уровня кипения возле звезды в твердой форме могут существовать лишь металлы и силикаты. В итоге, появились 4 земных планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Металлов было мало, поэтому им не удалось увеличить свой размер.

А вот гиганты появились дальше, где материал был прохладным и позволил летучим ледяным соединениям оставаться в твердом состоянии. Льдов было намного больше, поэтому планеты кардинально увеличили свою масштабность, притянув огромное количество водорода и гелия в атмосферу. Остатки не смогли стать планетами и расположились в поясе Койпера или отошли к Облаку Оорта.

За 50 млн. лет развития давление и плотность водорода в протозвезде запустили ядерный синтез. Таким образом родилось Солнце. Ветер создал гелиосферу и разбрасывал газ и пыль в пространство.

Система пока остается в привычном состоянии. Но Солнце развивается и через 5 млрд. лет полностью трансформирует водород в гелий. Ядро рухнет, высвободив огромный энергетический запас. Звезда увеличится в 260 раз и станет красным гигантом.

Это приведет к гибели Меркурия и Венеры. Наша планета потеряет жизнь, потому что раскалится. В итоге, внешние звездные слои вырвутся в пространство, оставив после себя белый карлик, размером с нашу планету. Сформируется планетарная туманность.

Внутренняя Солнечная система

Это линия с первыми 4-мя планетами от звезды. Все они обладают похожими параметрами. Это скалистый тип, представленный силикатами и металлами. Расположены ближе, чем гиганты. Уступают по плотности и размерам, а также лишены огромных лунных семейств и колец.

Силикаты формируют кору и мантию, а металлы являются частью ядер. Все, кроме Меркурия, располагают атмосферным слоем, который позволяет формировать погодные условия. На поверхности заметны ударные кратеры и тектоническая активность.

Ближе всех к звезде находится Меркурий . Это также наиболее крошечная планета. Магнитное поле достигает всего 1% от земного, а тонкая атмосфера приводит к тому, что планета наполовину раскалена (430°C) и замерзает (-187°C).

Венера сходится по размеру с Землей и обладает плотным атмосферным слоем. Но атмосфера крайне токсична и работает в качестве парника. На 96% состоит из углекислого газа, вместе с азотом и прочими примесями. Плотные облака созданы из серной кислоты. На поверхности много каньонов, наиболее глубокий из которых достигает 6400 км.

Земля изучена лучше всего, потому что это наш дом. Обладает скалистой поверхностью, укрытой горами и углублениями. В центре находится тяжелое ядро из металла. В атмосфере присутствует водяной пар, что сглаживает температурный режим. Рядом вращается Луна.

Из-за внешнего вида Марс получил кличку Красная планета. Окрас создается окислением железных материалов на верхнем слое. Наделен самой крупной горой в системе (Олимп), возвышающейся на 21229 м, а также глубочайшим каньоном – Долина Маринер (4000 км). Большая часть поверхности древняя. На полюсах есть ледяные шапки. Тонкий атмосферный слой намекает на водные залежи. Ядро твердое, а рядом с планетой присутствует два спутника: Фобос и Деймос.

Внешняя Солнечная система

Здесь располагаются газовые гиганты – масштабные планеты с лунными семьями и кольцами. Несмотря на размеры, только Юпитер и Сатурн можно увидеть без использования телескопов.

Самая большая планета Солнечной системы - Юпитер со стремительной вращательной скоростью (10 часов) и орбитальным путем в 12 лет. Плотный атмосферный слой заполнен водородом и гелием. Ядро может достигать земного размера. Есть множество спутников, слабые кольца и Большое Красное Пятно – мощный шторм, который не может успокоиться уже 4-й век.

Сатурн – планета, которую узнают по шикарной кольцевой системе (7 штук). В системе расположены спутники, а водородная и гелиевая атмосфера стремительно вращается (10.7 часов). На обход вокруг звезды тратит 29 лет.

В 1781 году Уильям Гершель нашел Уран . День на гиганте длится 17 часов, а на орбитальный путь уходит 84 года. Вмещает огромное количество воды, метана, аммиака, гелия и водорода. Все это концентрируется вокруг каменного ядра. Есть лунная семья и кольца. В 1986 году к нему летал Вояджер-2.

Нептун – отдаленная планета с водой, метаном, аммонием, водородом и гелием. Есть 6 колец и десятки спутников. Вояджер-2 также пролетел мимо в 1989 году.

Транс-нептуновая область Солнечной системы

В поясе Койпера уже нашли тысячи объектов, но полагают, что там проживают до 100000 с диаметром более 100 км. Они крайне малы и расположены на больших дистанциях, поэтому состав вычислить сложно.

Спектрографы показывают ледяную смесь: углеводороды, водяной лед и аммиак. Изначальный анализ показал широкий цветовой диапазон: от нейтрального к ярко красному. Это намекает на богатство состава. Сравнение Плутона и KBO 1993 SC показало, что по поверхностным элементам они крайне отличаются.

Водный лед сумели найти в 1996 TO66, 38628 Huya и 20000 Varuna, а кристаллический заметили в Кваваре.

Облако Оорта и за пределами Солнечной системы

Полагают, что это облако простирается на 2000-5000 а.е. и до 50000 а.е. от звезды. Внешний край может вытягиваться на 100000-200000 а.е. Облако делится на две части: сферическое внешнее (20000-50000 а.е.) и внутреннее (2000-20000 а.е.).

Во внешнем проживают триллионы тел с диаметром в километр и выше, а также миллиарды с шириной в 20 км. О массе нет точных сведений, но считают, что комета Галлея выступает типичным представителем. Общая масса облака – 3 х 10 25 км (5 земель).

Если ориентироваться на кометы, то большая часть облачных тел представлена этаном, водой, монооксидом углерода, метаном, аммиаком и цианидом водорода. Население на 1-2% состоит из астероидов.

Тела из пояса Койпера и Облака Оорта именуют транс-нептунианскими объектами (ТНО), потому что расположены дальше орбитального пути Нептуна.

Изучение Солнечной системы

Размеры Солнечной системы все еще кажутся необъятными, но наши знания значительно расширились с отправкой зондов в космическое пространство. Бум на изучение космического пространства начался в середине 20-го века. Теперь можно отметить, что ко всем солнечным планетам хотя бы раз приближались земные аппараты. Мы располагаем фото, видео, а также анализом почвы и атмосферы (у некоторых).

Первым искусственным космическим аппаратом стал советский Спутник-1. Его отправили в космос в 1957 году. Потратил несколько месяцев на орбите, собирая данные об атмосфере и ионосфере. В 1959 году присоединились США с Explorer-6, который впервые сделал снимки нашей планеты.

Эти аппараты предоставили огромный информационный массив о планетарных особенностях. На другой объект первым отправился Луна-1. Он промчался мимо нашего спутника в 1959 году. Маринер стала успешной миссией для полета к Венере в 1964 году, Маринер-4 в 1965 году прибыл к Марсу, а 10-й полет в 1974 году миновал Меркурий.

С 1970-х гг. начинается атака на внешние планеты. В 1973 году мимо Юпитера промчался Пионер-10, а следующая миссия посетила Сатурн в 1979-м. Настоящим прорывом стали Вояджеры, облетевшие крупных гигантов и их спутники в 1980-х гг.

Поясом Койпера занимается Новые Горизонты. В 2015 году аппарат успешно добрался к Плутону, прислав первые близкие снимки и много информации. Теперь он мчится к далеким ТНО.

Но мы жаждали сесть на другую планету, поэтому роверы и зонды стали направлять в 1960-х гг. Первым на лунную орбиту вышел Луна-10 в 1966 году. В 1971-м Маринер-9 установился возле Марса, а Верена-9 вращалась вокруг второй планеты в 1975-м.

Возле Юпитера впервые закружился Галилео в 1995-м, а возле Сатурна в 2004-м появился известный Кассини. MESSENGER и Dawn посетили Меркурий и Весту в 2011 году. А последний еще успел облететь карликовую планету Церера в 2015 году.

Первым приземлившимся на поверхность аппаратом стал Луна-2 в 1959-м. Далее шли посадки на Венеру (1966), Марс (1971), астероид 433 Эрос (2001), Титан и Темпель в 2005-м.

Сейчас управляемые аппараты побывали лишь на Марсе и Луне. Но первым роботизированным был Луноход-1 в 1970. На Марсе приземлились Spirit (2004), Opportunity (2004) и Curiosity (2012).

20-й век ознаменовался космической гонкой Америки и СССР. У Советов это была программа Восток. Первая миссия пришлась на 1961 году, когда Юрий Гагарин оказался на орбите. В 1963-м году полетела первая женщина – Валентина Терешкова.

В США развивали проект Меркурий, где также планировали вывести людей в космос. Первым американцем, вышедшим на орбиту, стал Алан Шепард в 1961. После окончания обеих программ, страны сосредоточились на долгосрочных и кратковременных полетах.

Главной целью стала высадка человека на Луну. СССР разрабатывали капсулу на 2-3 человека, а Близнецы пытались создать аппарат для безопасного лунного приземления. Закончилось тем, что в 1969-м Аполлон-11 удачно высадил на спутнике Нила Армстронга и Базза Олдрина. В 1972 году выполнили еще 5 высадок, и все были американцами.

Следующим вызовом стало создание космической станции и многоразовых аппаратов. Советы сформировали станции Салют и Алмаз. Первой станцией с большим числом экипажей стала Skylab НАСА. Первым поселением был советский Мир, функционирующий в 1989-1999-х гг. В 2001 году его сменила Международная космическая станция.

Единственным многоразовым кораблем был Колумбия, выполнивший несколько орбитальных пролетов. 5 шаттлов выполнили 121 миссию, а в 2011-м вышли на пенсию. Из-за несчастных случаев два шаттла потерпели крушение: Челленджер (1986) и Колумбия (2003).

В 2004 году Джордж Буш объявил о намерении возврата на Луну и покорении Красной планеты. Эту идею поддержал и Барак Обама. В итоге сейчас все силы потрачены на исследование Марса и планы по созданию человеческой колонии.

Вращаются вокруг солнца с разными радиусами и скоростью. Всего насчитывается девять планет солнечной системы .

Cолнце - это обычная звезда, возраст ее около 5 миллиардов лет. Во этой звезды вращаются все планеты солнечной системы .
СОЛНЦЕ, центральное тело Солнечной системы, раскаленный плазменный шар, типичная звезда-карлик спектрального класса G2; масса М~2.1030кг, радиус R=696 т. км, средняя плотность 1,416.103 кг/м3, светимость L=3,86.1023 кВт, эффективная температура поверхности (фотосферы) ок. 6000 К. Период вращения (синодический) изменяется от 27 сут на экваторе до 32 сут у полюсов, ускорение свободного падения 274 м/с2. Химический состав, определенный из анализа солнечного спектра: 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. К (термоядерные реакции). Энергия из недр переносится излучением, а затем во внешнем слое толщиной ок. 0,2 R конвекцией. С конвективным движением плазмы связано существование фотосферной грануляции, солнечных пятен, спикул и т. д. Интенсивность плазменных процессов на Солнце периодически изменяется (11-летний период; см. Солнечная активность). Солнечная атмосфера (хромосфера и солнечная корона) очень динамична, в ней наблюдаются вспышки, протуберанцы, происходит постоянное истечение вещества короны в межпланетное пространство (солнечный ветер). Земля, находящаяся на расстоянии 149 млн. км от Солнца, получает ок. 2.1017 Вт солнечной лучистой энергии. Солнце основной источник энергии для всех процессов, совершающихся на земном шаре. Вся биосфера, жизнь существуют только за счет солнечной энергии. На многие земные процессы влияет корпускулярное излучение Светила. СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА, система космических тел, включающая, помимо центрального светила девять больших планет:
- Меркурий первая планета нашей солнечной системы. Среднее расстояние от Солнца 0,387 астрономических единиц (58 млн. км), период обращения 88 сут., период вращения 58,6 сут., средний диаметр 4878 км, масса 3,3·1023 кг, в состав крайне разреженной атмосферы входят: Ar, Ne, He. Поверхность Меркурия по внешнему виду подобна лунной. Особенности движения Меркурий движется вокруг Солнца по сильно вытянутой эллиптической орбите, плоскость которой наклонена к плоскости эклиптики под углом 7°0015. Расстояние Меркурия от Солнца меняется от 46,08 млн. км до 68,86 млн. км. Период обращения (меркурианский год) составляет 87,97 земных суток, а средний интервал между одинаковыми фазами (синодический период) 115,9 земных суток. ;
- Венера вторая планета солнечной системы. Период обращения 224,7 сут, вращения 243 сут, средний радиус 6050 км, масса 4,9 . 1024 кг. Атмосфера: CO2 (97%), N2 (ок. 3%), H2O (0,05%), примеси CO, SO2, HCl, HF. Температура у поверхности ок. 750 К, давление ок. 107 Па, или 100 ат. На поверхности Венеры обнаружены горы, кратеры, камни. Поверхностные породы Венеры близки по составу к земным осадочным породам. ВЕНЕРА, вторая от Солнца и ближайшая к Земле большая планета Солнечной системы . Особенности движения Венера движется по орбите, располагающейся между орбитами Меркурия и Земли, с сидерическим периодом, равным 224,7 земных суток. ;
- Земля третья планета нашей солнечной системы. Единственная планета на которой существует жизнь. Благодаря своим уникальным, быть может, единственным во Вселенной природным условиям, стала местом, где возникла и получила развитие органическая жизнь. Форма, размеры и движение Земли По форме Земля близка к эллипсоиду, сплюснутому у полюсов и растянутому в экваториальной зоне. ;
- Марс четвертая планета солнечной системы. За ним ноходится пояс астеройдов. Среднее расстояние от Солнца 228 млн. км, период обращения 687 суток, период вращения 24,5 ч, средний диаметр 6780 км, масса 6,4Ч1023 кг; 2 естественных спутника Фобос и Деймос. Состав атмосферы: СО2 (»95%), N2 (2,5%), Ar(1,5-2%), СО(0,06%), Н2О (до 0,1%); давление на поверхности 5-7 гПа. Участки поверхности Марса, покрытые кратерами, похожи на лунный материк. Значительный научный материал о Марсе получен с помощью космических аппаратов «Маринер» и «Марс». Движение, размеры, масса Марс движется вокруг Солнца по эллиптической орбите с эксцентриситетом 0,0934. Плоскость орбиты наклонена к плоскости эклиптики под небольшим углом (1° 51). ;
- Юпитер пятая планета от солнца нашей солнечной системы. среднее расстояние от Солнца 5,2 а. е. (778,3 млн. км), сидерический период обращения 11,9 года, период вращения (облачного слоя близ экватора) ок. 10 ч, эквивалент диаметра ок. 142 800 км, масса 1,90·1027 кг. Состав атмосферы: H2, CH4, NH3, He. Юпитер мощный источник теплового радиоизлучения, обладает радиационным поясом и обширной магнитосферой. Юпитер имеет 16 спутников;
- Сатурн шестая планета от солнца нашей солнечной системы. Период обращения 29,46 года, период вращения на экваторе (облачный слой) 10,2 ч, экваториальный диаметр 120 660 км, масса 5,68·1026 кг, имеет 17 спутников, в состав атмосферы входят СН4, Н2, Не, NН3. У Сатурна обнаружены радиационные пояса. Сатурн планета, имеющая кольца. САТУРН, вторая по размерам после Юпитера большая планета Солнечной системы; относится к планетам-гигантам. Движение, размеры, форма Эллиптическая орбита Сатурна имеет эксцентриситет 0,0556 и средний радиус 9,539 а. е. (1427 млн. км). Максимальное и минимальное расстояния от Солнца равны приблизительно 10 и 9 а. е. Расстояния от Земли меняются от 1,2 до 1,6 млрд. км. Наклон орбиты планеты к плоскости эклиптики 2°29,4. ;
- Уран седьмая планета от солнца нашей солнечной системы. Относится к планетам-гигантам, среднее расстояние от Солнца 19,18 а. е. (2871 млн. км), период обращения 84 года, период вращения ок. 17 ч, экваториальный диаметр 51 200 км, масса 8,7·1025 кг, состав атмосферы: Н2, Не, СН4. Ось вращения Урана наклонена на угол 98 °. Уран имеет 15 спутников (5 открыты с Земли Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания, Оберон, и 10 открыты космическим аппаратом «Вояджер-2» Корделия, Офелия, Бианка, Крессида, Дездемона, Джульетта, Порция, Розалинда, Белинда, Пэк) и систему колец. Движение, размеры, масса Уран движется вокруг Солнца по эллиптической орбите, большая полуось которой (среднее гелиоцентрическое расстояние) в 19,182 больше, чем у Земли, и составляет 2871 млн. км. ;
- Нептун восьсая планета от солнца нашей солнечной системы. Период обращения 164,8 года, период вращения 17,8 ч, экваториальный диаметр 49 500 км, масса 1,03.1026 кг, состав атмосферы: CH4, H2, Нe. Нептун имеет 6 спутников. Открыт в 1846 И. Галле по теоретическим предсказаниям У. Ж. Леверье и Дж. К. Адамса. Удаленность Нептуна от Земли существенно ограничивает возможности его исследования. НЕПТУН, восьмая от Солнца большая планета Солнечной системы, относится к планетам-гигантам. Некоторые параметры планеты Нептун движется вокруг Солнца по эллиптической, близкой к круговой (эксцентриситет 0,009), орбите; его среднее расстояние от Солнца в 30,058 раз больше, чем у Земли, что составляет примерно 4500 млн. км. Это значит, что свет от Солнца доходит до Нептуна немногим более чем за 4 часа. ;
- Плутон девятая планета от солнца нашей солнечной системы. Среднее расстояние от Солнца 39,4 а. е., период обращения 247,7 лет, период вращения 6,4 сут, диаметром ок. 3000 км, масса ок. 1,79.1022 кг. На Плутоне обнаружен метан. Плутон двойная планета, его спутник, примерно в 3 раза меньший по диаметру, движется на расстоянии всего ок. 20 000 км от центра планеты, делая 1 оборот за 6,4 сут. Некоторые параметры планеты Плутон движется вокруг Солнца по эллиптической орбите со значительным эксцентриситетом, равным 0,25, превосходящим даже эксцентриситет орбиты Меркурия (0,206). Большая полуось орбиты Плутона составляет 39,439 а. е. или примерно 5,8 млрд. км. Плоскость орбиты наклонена к эклиптике под углом 17,2°. Одно обращение Плутона длится 247,7 земных лет;
, их спутники, множество малых планет, кометы, мелкие метеорные тела и космическую пыль, движущиеся в области преобладающего гравитационного действия Солнца. Согласно господствующим научным представлениям, образование Солнечной системы началось с возникновения центрального тела Солнца; поле тяготения Солнца привело к захвату налетевшего газово-пылевого облака, из которого в результате гравитационного расслоения и конденсации произошло формирование Солнечной системы. Давление излучения Солнца вызвало неоднородность ее химического состава: более легкие элементы, в первую очередь, водород и гелий, преобладают в периферийных (т. н. внешних, или далеких) планетах. Наиболее достоверно определен возраст Земли: он примерно равен 4,6 млрд. лет. Общая структура Солнечной системы была раскрыта в середине 16 в. Н. Коперником, который обосновал представление о движении планет вокруг Солнца. Такая модель Солнечной системы получила название гелиоцентрической. В 17 в. И. Кеплер открыл законы движения планет, а И. Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения. Изучение физических характеристик космических тел, входящих в состав Солнечной системы, стало возможным только после изобретения Г. Галилеем в 1609 телескопа. Так, наблюдая солнечные пятна, Галилей впервые обнаружил вращение Солнца вокруг своей оси.

Размеры и строение планет солнечной системы

Наблюдаемые размеры Солнечной системы определяются расстоянием от Солнца до самой далекой от него планеты Плутона (около 40 а. е.; 1 а. е. = 1,49598Ч1011 м). Однако сфера, в пределах которой возможно устойчивое движение небесных тел вокруг Солнца, занимает гораздо более обширную область пространства, простирающуюся на расстояние порядка 230 000 а. е. и смыкающуюся со сферами влияния ближайших к Солнцу звезд. Большие планеты, движущиеся вокруг Солнца, образуют плоскую подсистему и разделяются на две заметно различающиеся группы. В одну из них, внутреннюю (или земную), входят Меркурий, Венера, Земля и Марс. К внешней группе, которую составляют планеты-гиганты, относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Девятую планету, Плутон, обычно рассматривают обособленно, так как по своим физическим характеристикам она заметно отличается от планет внешней группы. В центральном теле системы Солнце сосредоточено 99,866% всей ее массы, если не учитывать космическую пыль в пределах Солнечной системы, общая масса которой сравнима с массой Солнца. Солнце на 76% состоит из водорода; гелия примерно в 3,4 раза меньше, а на долю всех остальных элементов приходится около 0,75% всей массы. Похожий химический состав имеют и планеты-гиганты . Планеты земной группы по химическому составу, по-видимому, близки к Земле. Планеты и их спутники. Некоторые данные, относящиеся к большим планетам Солнечной системы , приведены в таблице 1. В этой таблице масса Земли, ее средний диаметр, большая полуось орбиты и время обращения вокруг Солнца (в годах) приняты за единицу. Почти у всех планет имеются спутники, причем около 90% их числа группируется вокруг внешних планет. Юпитер и Сатурн сами являются миниатюрными подобиями Солнечной системы. Некоторые из их спутников (Ганимед, Титан) по размерам превосходят планету Меркурий. Сатурн, помимо 17 больших спутников, еще обладает системой колец, состоящих из огромного числа небольших тел, ледяной или силикатной природы; радиус внешнего наблюдаемого кольца составляет примерно 2,3 радиуса Сатурна. Движение тел Солнечной системы Все планеты Солнечной системы, помимо того, что они, подчиняясь притяжению Солнца, вращаются вокруг него, имеют и собственное вращение. Вращается вокруг своей оси и Солнце, хотя и не как единое жесткое целое. Как показывают основанные на эффекте Доплера измерения, скорости вращения различных участков солнечной поверхности несколько различаются. На широте 16° период полного обращения составляет 25,38 земных суток. Направление вращения Солнца совпадает с направлением вращения вокруг него планет и их спутников и с направлением собственного вращения планет вокруг своих осей (за исключением Венеры, Урана и ряда спутников). Масса Солнца в 330 000 раз превосходит массу Земли. Астероиды, кометы и другие малые тела. Между орбитами Земли и Юпитера движется более полутора тысяч малых планет, или астероидов. Это самые массивные из малых тел Солнечной системы, представляющие собой глыбы неправильной формы с поперечниками от 0,5 км (Церера) до 768 км. Орбиты некоторых из астероидов отличаются от орбит больших планет: наклоны к плоскости эклиптики достигают 52°, а эксцентриситеты 0,83, тогда как из всех больших планет наклон орбиты сравнительно велик только у Меркурия (7° 0" 15), Венеры (3° 23" 40") и особенно у Плутона (17° 10"). Среди малых планет Солнечной системы особый интерес представляет Икар, открытый в 1949 и имеющий диаметр ок. 1 км. Его орбита почти пересекается с орбитой Земли, и при наибольшем сближении этих тел расстояние между ними уменьшается до 7 млн. км. Такое сближение Икара с Землей происходит раз в 19 лет (последнее наблюдалось в 1987). Своеобразную группу малых тел образуют кометы. По размерам, форме и виду траекторий они значительно отличаются от больших планет и их спутников. Эти тела малы только по массе. «Хвост» крупной кометы по объему превосходит нашу звезду, в то время как масса может составлять лишь несколько тысяч тонн. Практически вся масса кометы сосредоточена в ее ядре, имеющем, по всей вероятности, размеры небольшого астероида. Ядро кометы состоит преимущественно из замерзших газов метана, аммиака, водяного пара и углекислого газа с вкраплениями метеорных частиц. Продукты сублимации ядра под действием солнечного излучения покидают ядро и образуют кометный хвост, резко увеличивающийся при прохождении ядра через перигелий. В результате распада кометных ядер возникают метеорные рои, при встрече с которыми на Земле наблюдаются «дожди падающих звезд». Периоды обращения комет могут достигать миллионов лет. Порой кометы удаляются от Солнца на такие громадные расстояния, что начинают испытывать гравитационные возмущения от ближайших звезд. Лишь орбиты немногих комет возмущаются настолько, что становятся короткопериодическими. Самой яркой такой кометой является комета Галлея; период ее обращения близок к 76 годам. Общее число комет Солнечной системы оценивается сотнями миллиардов. Метеорные тела, как и космическая пыль, заполняют все пространства 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. Все эти факторы играли определяющую роль и при формировании планетной системы из первоначального пылевого солнечного облака. Внутри орбиты Земли плотность космической пыли возрастает, и она образует облако, видимое с Земли как зодиакальный свет. 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

Вселенная (космос) — это весь окружающий нас мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает вечно движущаяся материя. Безграничность Вселенной отчасти можно представить в ясную ночь с миллиардами разной величины светящихся мерцающих точек на небе, представляющих далекие миры. Лучи света при скорости 300 000 км/с из наиболее отдаленных частей Вселенной доходят до Земли примерно за 10 млрд лет.

По мнению ученых, образовалась Вселенная в результате «Большого Взрыва» 17 млрд лет назад.

Она состоит из скоплений звезд, планет, космической пыли и других космических тел. Эти тела образуют системы: планеты со спутниками (например. Солнечная система), галактики, метагалактики (скопление галактик).

Галактика (позднегреч.galaktikos - молочный, млечный, от греческогоgala - молоко) — обширная звездная система, которая состоит из множества звезд, звездных скоплений и ассоциаций, газовых и пылевых туманностей, а также отдельных атомов и частиц, рассеянных в межзвездном пространстве.

Во Вселенной существует множество галактик различного размера и формы.

Все звезды, видимые с Земли, входят в состав галактики Млечный Путь. Свое название она получила благодаря тому, что большинство звезд можно увидеть ясной ночью в виде Млечного Пути — белесой размытой полосы.

Всего же Галактика Млечный Путь содержит около 100 млрд звезд.

Наша галактика находится в постоянном вращении. Скорость ее движения во Вселенной — 1,5 млн км/ч. Если смотреть на нашу галактику со стороны ее северного полюса, то вращение происходит по часовой стрелке. Солнце и ближайшие к нему звезды совершают полный оборот вокруг центра галактики за 200 млн лет. Этот срок принято считать галактическим годом.

По размеру и форме сходна с галактикой Млечный Путь галактика Андромеды, или Туманность Андромеды, которая находится на расстоянии примерно 2 млн световых лет от нашей галактики. Световой год — расстояние, проходимое светом за год, приблизительно равное 10 13 км (скорость света — 300 000 км/с).

Для наглядности изучения движения и расположения звезд, планет и других небесных тел используется понятие небесной сферы.

Рис. 1. Основные линии небесной сферы

Небесная сфера — это воображаемая сфера сколь угодно большого радиуса, в центре которой находится наблюдатель. На небесную сферу проецируются звезды, Солнце, Луна, планеты.

Важнейшими линиями на небесной сфере являются: отвесная линия, зенит, надир, небесный экватор, эклиптика, небесный меридиан и др. (рис. 1).

Отвесная линия — прямая, проходящая через центр небесной сферы и совпадающая с направлением нити отвеса в месте наблюдения. Для наблюдателя, находящегося на поверхности Земли, отвесная линия проходит через центр Земли и точку наблюдения.

Отвесная линия пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках - зените, над головой наблюдателя, и надире — диаметрально противоположной точке.

Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна к отвесной линии, называется математическим горизонтом. Он делит поверхность небесной сферы на две половины: видимую для наблюдателя, с вершиной в зените, и невидимую, с вершиной в надире.

Диаметр, вокруг которого происходит вращение небесной сферы, - ось мира. Она пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках - северном полюсе мира и южном полюсе мира. Северным полюсом называется тот, со стороны которого вращение небесной сферы происходит по часовой стрелке, если смотреть на сферу извне.

Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира, носит название небесного экватора. Он делит поверхность небесной сферы на два полушария: северное, с вершиной в северном полюсе мира, и южное, с вершиной в южном полюсе мира.

Большой круг небесной сферы, плоскость которого проходит через отвесную линию и ось мира, — небесный меридиан. Он делит поверхность небесной сферы на два полушария - восточное и западное.

Линия пересечения плоскости небесного меридиана и плоскости математического горизонта - полуденная линия.

Эклиптика (от греч.ekieipsis - затмение) — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца, точнее — его центра.

Плоскость эклиптики наклонена к плоскости небесного экватора под углом 23°26"21".

Чтобы легче запомнить местоположение звезд на небе, люди в древности придумали объединять самые яркие из них в созвездия.

В настоящее время известны 88 созвездий, которые носят имена мифических персонажей (Геркулес, Пегас и др.), знаков зодиака (Телец, Рыбы, Рак и др.), предметов (Весы, Лира и др.) (рис. 2).

Рис. 2. Летне-осенние созвездия

Происхождение галактик. Солнечной системы и ее отдельных планет, до сих пор остается неразгаданной тайной природы. Существует несколько гипотез. В настоящее время считается, что наша галактика образовалась из газового облака, состоявшего из водорода. На начальной стадии эволюции галактики из межзвездной газово-пылевой среды образовались первые звезды, а 4,6 млрд лет назад — Солнечная система.

Состав солнечной системы

Совокупность небесных тел, движущихся вокруг Солнца как центрального тела, образует Солнечную систему. Она расположена почти на окраине галактики Млечный Путь. Солнечная система участвует во вращении вокруг центра галактики. Скорость се движения составляет около 220 км/с. Это движение происходит в направлении созвездия Лебедя.

Состав Солнечной системы можно представить в виде упрощенной схемы, приведенной на рис. 3.

Свыше 99,9 % массы вещества Солнечной системы приходится на Солнце и только 0,1 % — на все остальные ее элементы.

Рис. 3. Состав Солнечной систем

Солнце

Солнце — это звезда, гигантский раскаленный шар. Его диаметр в 109 раз больше диаметра Земли, масса в 330 000 раз больше массы Земли, зато средняя плотность невелика — всего в 1,4 раза больше плотности воды. Солнце находится на расстоянии около 26 000 световых лет от центра нашей галактики и обращается вокруг него, делая один оборот примерно за 225-250 млн лет. Орбитальная скорость движения Солнца равна 217 км/с — таким образом, оно проходит один световой год за 1400 земных лет.

Рис. 4. Химический состав Солнца

Давление на Солнце в 200 млрд раз выше, чем у поверхности Земли. Плотность солнечного вещества и давление быстро нарастают вглубь; рост давления объясняется весом всех вышележащих слоев. Температура на поверхности Солнца 6000 К, а внутри 13 500 000 К. Характерное время жизни звезды типа Солнца 10 млрд лег.

Таблица 1. Общие сведения о Солнце

Химический состав Солнца примерно такой же, как и у большинства других звезд: около 75 % — это водород, 25 % — гелий и менее 1 % — все другие химические элементы (углерод, кислород, азот и т. д.) (рис. 4).

Центральная часть Солнца с радиусом примерно 150 000 км называется солнечным ядром. Это зона ядерных реакций. Плотность вещества здесь примерно в 150 раз выше плотности воды. Температура превышает 10 млн К (по шкале Кельвина, в пересчете на градусы Цельсия 1 °С = К — 273,1) (рис. 5).

Над ядром, на расстояниях около 0,2-0,7 радиуса Солнца от его центра, находится зона переноса лучистой энергии. Перенос энергии здесь осуществляется путем поглощения и излучения фотонов отдельными слоями частиц (см. рис. 5).

Рис. 5. Строение Солнца

Фотон (от греч.phos - свет), элементарная частица, способная существовать, только двигаясь со скоростью света.

Ближе к поверхности Солнца возникает вихревое перемешивание плазмы, и перенос энергии к поверхности совершается

преимущественно движениями самого вещества. Такой способ передачи энергии называется конвекцией, а слой Солнца, где она происходит, - конвективной зоной. Мощность этого слоя составляет примерно 200 000 км.

Выше конвективной зоны располагается солнечная атмосфера, которая постоянно колеблется. Здесь распространяются как вертикальные, так и горизонтальные волны с длинами в несколько тысяч километров. Колебания происходят с периодом около пяти минут.

Внутренний слой атмосферы Солнца называется фотосферой. Она состоит из светлых пузырьков. Это гранулы. Их размеры невелики — 1000-2000 км, а расстояние между ними — 300- 600 км. На Солнце одновременно может наблюдаться около миллиона гранул, каждая из которых существует несколько минут. Гранулы окружены темными промежутками. Если в гранулах вещество поднимается, то вокруг них — опускается. Гранулы создают общий фон, на котором можно наблюдать такие масштабные образования, как факелы, солнечные пятна, протуберанцы и др.

Солнечные пятна — темные области на Солнце, температура которых по сравнению с окружающим пространством понижена.

Солнечными факелами называют яркие поля, окружающие солнечные пятна.

Протуберанцы (от лат.protubero — вздуваюсь) — плотные конденсации относительно холодного (по сравнению с окружающей температурой) вещества, которые поднимаются и удерживаются над поверхностью Солнца магнитным полем. К возникновению магнитного поля Солнца может приводить то, что различные слои Солнца вращаются с разной скоростью: внутренние части вращаются быстрее; особенно быстро вращается ядро.

Протуберанцы, солнечные пятна и факелы — это не единственные примеры солнечной активности. К ней также относятся магнитные бури и взрывы, которые называют вспышками.

Выше фотосферы располагается хромосфера — внешняя оболочка Солнца. Происхождение названия этой части солнечной атмосферы связано с ее красноватым цветом. Мощность хромосферы составляет 10-15 тыс. км, а плотность вещества в сотни тысяч раз меньше, чем в фотосфере. Температура в хромосфере быстро растет, достигая в верхних ее слоях десятков тысяч градусов. На краю хромосферы наблюдаются спикулы, представляющие собой вытянутые столбики из уплотненного светящегося газа. Температура этих струй выше, чем температура фотосферы. Спикулы сначала поднимаются из нижней хромосферы на 5000-10 000 км, а потом падают обратно, где и затухают. Все это происходит со скоростью около 20 000 м/с. Спи кула живет 5-10 мин. Количество спикул, существующих на Солнце одновременно, составляет около миллиона (рис. 6).

Рис. 6. Строение внешних слоев Солнца

Хромосферу окружает солнечная корона — внешний слой атмосферы Солнца.

Полное количество энергии, излучаемой Солнцем, составляет 3,86 . 1026 Вт, и лишь одну двухмиллиардную часть этой энергии получает Земля.

Солнечная радиация включает корпускулярное и электромагнитное излучения. Корпускулярное основное излучение — это плазменный поток, который состоит из протонов и нейтронов, или по-другому - солнечный ветер, который достигает околоземного пространства и обтекает всю магнитосферу Земли. Электромагнитная радиация — это лучистая энергия Солнца. Она в виде прямой и рассеянной радиации достигает земной поверхности и обеспечивает тепловой режим на нашей планете.

В середине XIX в. швейцарский астроном Рудольф Вольф (1816-1893) (рис. 7) вычислил количественный показатель солнечной активности, известный во всем мире как число Вольфа. Обработав накопленные к середине прошлого века материалы наблюдений за солнечными пятнами, Вольф смог установить средний И-летний цикл солнечной активности. Фактически же интервалы времени между годами максимальных или минимальных чисел Вольфа колеблются от 7 до 17 лет. Одновременно с 11-летним 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 Земли.

На тесную связь многих земных явлений с солнечной активностью еще в 1936 г. указывал А. Л. Чижевский (1897-1964) (рис. 8), писавший о том, что подавляющее большинство физико-химических процессов на Земле представляет результат воздействия космических сил. Он же был и одним из основоположников такой науки, как гелиобиология (от греч.helios — солнце), изучающей влияние Солнца на живое вещество географической оболочки Земли.

В зависимости от солнечной активности протекают такие физические явления на Земле, как: магнитные бури, частота полярных сияний, количество ультрафиолетовой радиации, интенсивность грозовой деятельности, температура воздуха, атмосферное давление, осадки, уровень озер, рек, грунтовых вод, соленость и деловитость морей и др.

С периодической деятельностью Солнца связана жизнь растений и животных (существует корреляция между солнечной цикличностью и сроком вегетационного периода у растений, размножением и миграцией птиц, грызунов и т. д.), а также человека (заболевания).

В настоящее время взаимосвязи между солнечными и земными процессами продолжают изучаться с помощью искусственных спутников Земли.

Планеты земной группы

Помимо Солнца в составе Солнечной системы выделяют планеты (рис. 9).

По размерам, географическим показателям и химическому составу планеты подразделяются на две группы: планеты земной группы и планеты-гиганты. К планетам земной группы относятся , и . О них и пойдет речь в этом подразделе.

Рис. 9. Планеты Солнечной системы

Земля — третья планета от Солнца. Ей будет посвящен отдельный подраздел.

Давайте обобщим. От местоположения планеты в Солнечной системе зависит плотность вещества планеты, а с учетом ее размеров — и масса. Чем
ближе планета к Солнцу, тем выше у нее средняя плотность вещества. Например, у Меркурия она составляет 5,42 г/см\ Венеры — 5,25, Земли — 5,25, Марса — 3,97 г/см 3 .

Общими характеристиками планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) являются прежде всего: 1) сравнительно небольшие размеры; 2) высокие температуры на поверхности и 3) высокая плотность вещества планет. Эти планеты сравнительно медленно вращаются вокруг своей оси и имеют мало спутников или не имеют их совсем. В строении планет земной группы выделяют четыре главные оболочки: 1) плотное ядро; 2) покрывающую его мантию; 3) кору; 4) легкую газо- во-водную оболочку (исключая Меркурий). На поверхности этих планет обнаружены следы тектонической деятельности.

Планеты-гиганты

Теперь познакомимся с планетами-гигантами, которые тоже входят в нашу Солнечную систему. Это , .

Планеты-гиганты обладают следующими общими характеристиками: 1) большими размерами и массой; 2) быстро вращаются вокруг оси; 3) имеют кольца, много спутников; 4) атмосфера состоит, в основном, из водорода и гелия; 5) в центре имеют горячее ядро из металлов и силикатов.

Их также отличают: 1) низкие температуры на поверхности; 2) малая плотность вещества планет.

> Планеты

Исследуйте все планеты Солнечной системы по порядку и изучите названия, новые научные факты и интересные особенности окружающих миров с фото и видео.

На территории Солнечной системы проживает 8 планет: Меркурий, Венера, Марс, Земля, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Первые 4 относятся к внутренней Солнечной системе и считаются планетами земной группы. Юпитер и Сатурн – большие планеты Солнечной системы и представители газовых гигантов (огромные и наполнены водородом и гелием), а Уран и Нептун – ледяные гиганты (крупные и представлены более тяжелыми элементами).

Ранее девятой планетой считался Плутон, но с 2006 года перешел в разряд карликовых. Впервые эта карликовая планета была найдена Клайдом Томбом. Сейчас это один из крупнейших объектов в поясе Койпера – скопление ледяных тел на внешнем краю нашей системы. Плутон потерял планетарный статус после того, как в МАС (Международный Астрономический Союз) пересмотрели само понятие.

Согласно решению МАС планетой Солнечной системы является тело, которое выполняет орбитальный проход вокруг Солнца, наделена достаточной массой, чтобы сформироваться в виде сферы и очистить территорию вокруг себя от посторонних объектов. Плутон не смог соответствовать последнему требованию, поэтому и стал карликовой планетой. Среди других подобных объектов можно вспомнить Цереру, Макемаке, Хаумеа и Эриду.

При небольшой атмосфере, суровыми поверхностными особенностями и 5-ю спутниками, Плутон считается сложнейшей карликовой планетой и одной из удивительнейших планет в нашей Солнечной системе.

Но ученые не теряют надежды найти загадочную Девятую планету - , после того, как в 2016 году объявили о гипотетическом объекте, влияющем гравитацией на тела из пояса Койпера. По параметрам она в 10 раз превышает земную массу и в 5000 раз массивнее Плутона. Ниже представлен список планет Солнечной системы с фото, названиями, описанием, детальными характеристиками и интересными фактами для детей и взрослых.

Многообразие планет

Астрофизик Сергей Попов о газовых и ледяных гигантах, системах двойных звезд и одиночных планетах:

Горячие планетные короны

Астроном Валерий Шематович об изучении газовых оболочек планет, горячих частицах в атмосфере и открытиях на Титане:

Земные планеты Солнечной системы

Первые 4 планеты от Солнца именуют планетами земного типа, потому что их поверхность скалистая. У Плутона также твердый поверхностный слой (замерзший), но он относится к планетам карликового типа.

Планеты газовые гиганты Солнечной системы

Во внешней Солнечной системе проживают 4 газовых гиганта, так как они достаточно огромные и газообразные. Но Уран и Нептун отличаются, так как в них больше льда. Поэтому их именуют также ледяными гигантами. Однако всех газовых гигантов объединяет один момент: все они состоят из водорода и гелия.

МАС выдвинула определение планеты:

• Объект должен вращаться вокруг Солнца;
• Иметь достаточную массу, чтобы приобрести форму шара;
• Очистить свой орбитальный путь от посторонних объектов;

Плутон не смог соответствовать последнему требованию, так как делит орбитальный путь с огромным количеством тел из пояса Койпера. Но не все были согласны с определением. Однако на арене появились такие карликовые планеты как Эрида, Хаумеа и Макемаке.

Также между Марсом и Юпитером проживает Церера. Ее заметили в 1801 году и посчитали планетой. Некоторые до сих пор считают её 10-й планетой Солнечной системы.

Карликовые планеты Солнечной системы

Образование планетных систем

Астроном Дмитрий Вибе о каменных планетах и планетах-гигантах, многообразии планетных систем и горячих юпитерах:

Планеты Солнечной системы по порядку

Ниже описаны характеристики 8 основных планет Солнечной системы по порядку от Солнца:

Первая планета от Солнца - Меркурий

Меркурий – первая планета от Солнца. Совершает вращение по эллиптической орбите с удаленностью в 46-70 млн. км от Солнца. На один орбитальный пролет тратит 88 дней, а на осевой – 59 дней. Из-за медлительного вращения день охватывает 176 дней. Осевой наклон крайне незначителен.

При диаметре в 4887 км первая планета от Солнца достигает 5% земной массы. Поверхностная гравитация – 1/3 земной. Планета практически лишена атмосферного слоя, поэтому днем раскалена, а ночью замерзает. Температурная отметка колеблется между +430°C и -180°C.

Есть кратерная поверхность и железное ядро. Но по магнитному полю уступает земному. Изначально радары указывали на наличие водяного льда на полюсах. Аппарат Messenger подтвердил предположения и нашел залежи на дне кратеров, которые все время погружены в тень.

Первая планета от Солнца расположена близко к звезде, поэтому её можно заметить перед рассветом и сразу после заката.

• Наименование: посланник богов в римском пантеоне.
• Диаметр: 4878 км.
• Орбита: 88 дней.
• Длительность дня: 58.6 дней.

Вторая планета от Солнца - Венера

Венера – вторая планета от Солнца. Путешествует по практически круговой орбите на дистанции в 108 млн. км. Ближе всех подходит к Земле и может сокращать расстояние до 40 млн. км.

На орбитальный путь тратит 225 дней, а осевой оборот (по часовой стрелке) длится 243 дней. День охватывает 117 земных дней. Осевой наклон составляет 3 градуса.

По диаметру (12100 км) вторая планета от Солнца почти сходится с земным и достигает 80% земной массы. Показатель гравитации – 90% земной. У планеты наблюдается плотный атмосферный слой, где давление в 90 раз превышает земное. Атмосфера наполнена двуокисью углерода с толстыми серными облаками, что создает мощный парниковый эффект. Именно из-за этого поверхность прогревается на 460°C (наиболее раскаленная планета в системе).

Поверхность второй планеты от Солнца скрыта от прямого наблюдения, но ученым удалось создать карту при помощи радара. Укрыта крупными вулканическими равнинами с двумя огромными континентами, горами и долинами. Есть и ударные кратеры. Наблюдается слабое магнитное поле.

• Обнаружение: древние видели без использования инструментов.
• Наименование: римская богиня, отвечающая за любовь и красоту.
• Диаметр: 12104 км.
• Орбита: 225 дней.
• Длительность дня: 241 дней.

Третья планета от Солнца - Земля

Земля - третья планета от Солнца. Это крупнейшая и самая плотная из внутренних планет. Орбитальный путь отдален от Солнца на 150 млн. км. Обладает единственным спутником и развитой жизнью.

На орбитальный облет уходит 365.25 дней, а осевое вращение занимает 23 часа, 56 минут и 4 секунды. Продолжительность дня – 24 часа. Осевой наклон составляет 23.4 градуса, а показатель диаметра – 12742 км.

Третья планета от Солнца сформировалась 4.54 млрд. лет назад и большую часть ее существования рядом находится Луна. Полагают что спутник появился после того, как в Землю врезался огромный объект и вырвал материал на орбиту. Именно Луна стабилизировала земной осевой наклон и выступает источником формирования приливов.

Спутник в диаметре охватывает 3747 км (27% от земного) и расположен на удаленности в 362000-405000 км. Испытывает планетарное гравитационное воздействие, из-за чего замедлил осевое вращение и попал в гравитационный блок (поэтому к Земле повернута одна сторона).

Планета защищена от звездной радиации мощным магнитным полем, сформированным активным ядром (расплавленное железо).

• Диаметр: 12760 км.
• Орбита: 365.24 дней.
• Длительность дня: 23 часа и 56 минут.

Четвертая планета от Солнца - Марс

Марс - четвертая планета от Солнца. Красная планета перемещается по эксцентричному орбитальному пути – 230 млн. км. На один облет вокруг Солнца тратит 686 дней, а осевой оборот – 24 часа и 37 минут. Расположен под наклоном в 25.1 градус, а день длится 24 часа и 39 минут. По наклону напоминает Землю, поэтому располагает сезонами.

По диаметру четвертая планета от Солнца (6792 км) вдвое меньше земного, а масса достигает 1/10 земной. Показатель гравитации – 37%.

Марс лишен защиты в качестве магнитного поля, поэтому изначальная атмосфера уничтожилась солнечным ветром. Аппараты зафиксировали отток атомов в пространство. В итоге, давление достигает 1% земного, а тонкий атмосферный слой представлен 95% углекислого газа.

Четвертая планета от Солнца крайне морозная, где температура опускается зимой до -87°C, а летом поднимается к -5°C. Это пыльное местечко с гигантскими бурями, способными охватить всю поверхность.

• Обнаружение: древние видели без использования инструментов.
• Наименование: бог войны у римлян.
• Диаметр: 6787 км.
• Орбита: 687 дней.
• Длительность дня: 24 часа и 37 минут.

Пятая планета от Солнца - Юпитер

Юпитер – пятая планета от Солнца. Кроме того, перед вами крупнейшая планета в системе, которая в 2.5 раз массивнее всех планет и охватывает 1/1000 солнечной массы.

Отдален от Солнца на 780 млн. км и тратит на орбитальный путь 12 лет. Наполнен водородом (75%) и гелием (24%) и может располагать скалистым ядром, погруженным в жидкий металлический водород с диаметром в 110000 км. Общий планетарный диаметр – 142984 км.

В верхнем слое атмосферы расположены 50-километровые облака, представленные кристаллами аммиака. Они находятся в полосах, перемещающихся на разных скоростях и широтах. Примечательным кажется Большое Красное Пятно – масштабный шторм.

На осевой оборот пятая планета от Солнца тратит 10 часов. Это стремительная скорость, а значит экваториальный диаметр на 9000 км больше полярного.

• Обнаружение: древние видели без использования инструментов.
• Наименование: главный бог в римском пантеоне.
• Диаметр: 139822 км.
• Орбита: 11.9 лет.
• Длительность дня: 9.8 часов.

Шестая планета от Солнца - Сатурн

Сатурн - шестая планета от Солнца. Сатурн стоит на 2-й позиции по масштабности в системе, превосходя земной радиус в 9 раз (57000 км) и в 95 раз массивнее.

Отдален от Солнца на 1400 млн. км и тратит на орбитальный пролет 29 лет. Наполнен водородом (96%) и гелием (3%). Может располагать скалистым ядром в жидком металлическом водороде с диаметром в 56000 км. Верхние слои представлены жидкой водой, водородом, гидросульфидом аммония и гелием.

Ядро раскалено до 11700°C и производит больше тепла, чем планета получает от Солнца. Чем выше поднимаемся, тем ниже падает градус. На верхушке температура удерживается на отметке в -180°C и 0°C на глубине в 350 км.

Облачные слои шестой планеты от Солнца напоминают картину Юпитера, но они слабее и шире. Есть также Большое Белое Пятно – краткая периодическая буря. На осевой оборот тратит 10 часов и 39 минут, но точную цифру назвать сложно, так как нет фиксируемых поверхностных особенностей.

• Обнаружение: древние видели без использования инструментов.
• Наименование: бог хозяйства в римском пантеоне.
• Диаметр: 120500 км.
• Орбита: 29.5 дней.
• Длительность дня: 10.5 часов.

Седьмая планета от Солнца - Уран

Уран - седьмая планета от Солнца. Уран – представитель ледяных гигантов и стоит на 3-й позиции по величине в системе. По диаметру (50000 км) в 4 раза превосходит земной и в 14 раз массивнее.

Отдален на 2900 млн. км и тратит на орбитальный путь 84 года. Удивляет то, что по осевому наклону (97 градусов) планета буквально вращается на боку.

Полагают, что присутствует небольшое скалистое ядро, вокруг которого сконцентрирована мантия из воды, аммиака и метана. Далее следует водородная, гелиевая и метановая атмосфера. Седьмая планета от Солнца выделяется еще тем, что не излучает больше внутреннего тепла, поэтому температурная отметка опускается к -224°C (самая морозная планета).

• Обнаружение: в 1781 году заметил Уильям Гершель.
• Наименование: персонификация неба.
• Диаметр: 51120 км.
• Орбита: 84 лет.
• Длительность дня: 18 часов.

Нептун - восьмая планета от Солнца. Нептун с 2006 года считается официальной последней планетой в Солнечной системе. Диаметр – 49000 км, а по массивности в 17 раз превышает земную.

Отдален на 4500 млн. км и тратит на орбитальный пролет 165 лет. Из-за удаленности к планете поступает лишь 1% солнечного освещения (по сравнению с Землей). Осевой наклон – 28 градусов, а оборот выполняет за 16 часов.

Метеорология восьмой планеты от Солнца более выражена, чем у Урана, поэтому на полюсах можно заметить мощные штормовые действия в виде темных пятен. Ветер разгоняется до 600 м/с, а температурная отметка падает к -220°C. Ядро прогревается до 5200°C.

• Обнаружение: 1846 год.
• Наименование: римский бог воды.
• Диаметр: 49530 км.
• Орбита: 165 лет.
• Длительность дня: 19 часов.

Это небольшой мир, уступающий по размерам земному спутнику. Орбита пересекается с Нептуном и в 1979-1999 гг. можно было считать его 8-й планетой по удаленности от Солнца. Плутон будет пребывать за орбитой Нептуна более двухсот лет. Орбитальный путь расположен под наклоном к плоскости системы в 17.1 градусов. Морозный мир в 2015 году посетил Новые Горизонты.

• Обнаружение: 1930 год – Клайд Томбо.
• Наименование: римский бог подземного мира.
• Диаметр: 2301 км.
• Орбита: 248 лет.
• Длительность дня: 6.4 дней.

Девятая планета – гипотетический объект, проживающей во внешней системе. Ее гравитация должна объяснять поведение транс-нептунианских объектов.

Основные представления о Солнечной системе и планетах. Солнечно-земные связи. Планета Земля, ее основные параметры и их значение для ГО. Суточное движение Земли вокруг оси и его следствия. Движение Земли по орбите вокруг Солнца и его географические следствия.

ГО, сформировавшаяся на планете, испытывает со стороны космоса и недр Земли постоянное воздействие. Факторы формирования можно разделить на космические и планетарные. К космическим факторам относятся: движение галактик, излучение звезд и Солнца, взаимодействие планет и спутников, воздействие небольших небесных тел – астероидов, комет, метеорных потоков. К планетарным – орбитальное движение и осевое вращение Земли, форма и размеры планеты, внутреннее строение Земли, геофизические поля.

КОСМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Космос (Вселенная) – весь существующий материальный мир. Он вечен во времени и бесконечен в пространстве, существует объективно, не зависимо от нашего сознания. Материя во Вселенной сосредоточена в звездах, планетах, астероидах, спутниках, кометах и других небесных телах; 98% всей видимой массы сосредоточено в звездах.

Во вселенной небесные тела образуют системы различной сложности. Например, планета Земля со спутником Луной образует систему. Она входит в более крупную систему – Солнечную, образованную Солнцем и движущимися вокруг него небесными телами – планетами, астероидами, спутниками, кометами. Солнечная система, в свою очередь, является частью Галактики. Галактики образуют еще более сложные системы – скопления галактик. Самая грандиозная звездная система, состоящая из множества галактик – Метагалактика – доступная для человека часть Вселенной (видимая с помощью приборов). По современным представлениям, она имеет диаметр около 100 млн. световых лет, возраст Вселенной 15 млрд. лет, в нее входит 10 22 звезд.

Расстояния во Вселенной определяются, следующими величинами: астрономическая единица, световой год, парсек.

Астрономическая единица – среднее расстояние от Земли до Солнца:

1 а.е. = 149 600 000 км.

Световой год – расстояние, которое свет проходит за год:

1 св. год = 9,46 х 10 12 км.

Парсек – расстояние, с которого средний радиус земной орбиты виден под углом в 1 ’’ (годичный параллакс):

1 пк = 3,26 св. год = 206 265 а.е. – 3,08 х 10 13 км.

Звезды в Метагалактике образуют галактики (от греч. галактикос – млечный) – это большие звездные системы, в которых звезды связаны силами гравитации. Предположение о том, что звезды образуют галактики, высказал И. Кант в 1755 г.

Наша Галактика называется Млечный путь – грандиозное звездное скопление, видимое на ночном небе как туманная, молочная полоса. Размеры галактики постоянно уточняются, в начале 20 века для нее приняли следующие величины: диаметр галактического диска равен 100 тыс. св. лет, толщина – около – 1000 св. лет. В Галактике 150 млрд. звезд, более 100 туманностей. Основным химическим элементом в нашей Галактике является водород, ј приходится на гелий. Остальные химические элементы присутствуют в очень маленьких количествах. Кроме газа в пространстве имеется пыль. Она образует темные туманности. Межзвездная пыль состоит преимущественно из двух видов частиц: углеродных и силикатных. Размер пылинок колеблется от одной миллионной до одной десятитысячной доли см. Межзвездная пыль и газ служат материалом, из которого формируются новые звезды. В газовых облаках под действием сил тяготения образуются сгустки – зародыши будущих звезд. Сгусток продолжает сжиматься до тех пор, пока в его центре температура и плотность не повысятся до такой степени, что начинаются термоядерные реакции. С этого времени сгусток газа превращается в звезду. Межзвездная пыль принимает активное участие в этом процессе – способствует более быстрому остыванию газа, она поглощает энергию, выделяющуюся при сжатии, и переизлучает ее в другом спектре. От свойств и количества пыли зависит масса образующихся звезд.

Расстояние от Солнечной системы до центра Галактики составляет 23-28 тыс. св. лет. Солнце находится на периферии Галактики. Для Земли это обстоятельство очень благоприятно: она расположена в относительно спокойной части Галактики и в течении миллиардов лет не испытывает влияния космических катаклизмов.

Солнечная система вращается вокруг центра Галактики со скоростью 200-220 км/с, совершая один оборот за 180-200 млн. лет. За все время существования Земля облетела вокруг центра Галактики не больше 20 раз. На Земле 200 млн. лет – продолжительность тектонического цикла. Это очень важный этап в жизни Земли, характеризующийся определенной последовательностью тектонических событий. Цикл начинается погружением земной коры. Накоплением мощных толщ осадков, подводным вулканизмом. Далее усиливается тектоническая деятельность, возникают горы, меняются очертания материков, что, в свою очередь, вызывает изменение климата.

Солнечная система состоит из центральной звезды – Солнца, девяти планет, более 60 спутников, более 40 000 астероидов и около 1000 000 комет. Радиус солнечной системы до орбиты Плутона составляет 5,9 млрд. км.

Солнце – центральная звезда Солнечной системы. Это ближайшая к Земле звезда. Диаметр Солнца составляет 1,39 млн. км, масса – 1,989 х 10 30 кг. Солнце является желтым карликом (класс G), возраст Солнца оценивается в 5-4,6 млрд. лет. Солнце вращается вокруг своей оси против часовой стрелки, в том же направлении движутся планеты вокруг Солнца. Основное вещество, образующее солнце – водород (71% массы светила), гелий – 27%, углерод, азот, кислород, металлы – 2%.

Солнце излучает два основных потока энергии – электромагнитное (солнечная радиация) и корпускулярное (солнечный ветер) излучение. Тепловое поле поверхности планет Солнечной системы создается солнечной радиацией. Электромагнитное излучение распространяется со скоростью света и за 8,4 мин достигает поверхности Земли. В спектре излучения выделяют невидимую ультрафиолетовую радиацию (около 7%), видимую световую радиацию (47%), невидимую инфракрасную радиацию (46%). Доля самых коротких волн и радиоволн составляет менее 1% излучения.

На верхнюю границу атмосферы подходит определенное количество солнечной радиации, эта величина называется солнечной постоянной.

Корпускулярное излучение – поток заряженных частиц (электронов и протонов), идущий от Солнца. Скорость его 1500-3000 км/с, он достигает магнитосферы за несколько суток. Магнитное поле Земли задерживает корпускулярное излучение и заряженные частицы начинают двигаться по магнитным силовым линиям.

В пик солнечной активности возрастает поток заряженных частиц. Подходя к магнитосфере поток увеличивает ее напряженность, на Земле начинаются магнитные бури. В это время активизируются тектонические движения, начинаются извержения вулканов. В атмосфере возрастает количество атмосферных вихрей – циклонов, усиливаются грозы. Наиболее ярким и впечатляющим появлением бомбардировки атмосферы солнечными частицами являются полярные сияния – это свечение верхних слоев атмосферы, вызванное ионизацией газов.

Планеты расположены от Солнца в такой последовательности: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Все планеты имеют общие свойства и особенности. К общим свойствам можно отнести следующие:

Все планеты имеют шарообразную форму;

Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении против часовой стрелки для наблюдателя, смотрящего со стороны Северного полюса Мира. Это направление называется прямым. В таком же направлении движутся почти все спутники и астероиды;

Осевое вращение большинства планет происходит в том же направлении – против часовой стрелки. Исключение составляют Венера и Уран, они вращаются по часовой стрелке;

Орбиты большинства планет близки по форме к окружности, эксцентриситет (отношение расстояния между центром и фокусом эллипса к длине большой полуоси) их мал, поэтому планеты не подходят близко друг к другу, их гравитационное воздействие мало (только у Меркурия и Плутона орбиты сильно вытянуты);

Орбиты всех планет находятся примерно в одной плоскости эклиптики. Причем каждая следующая планета – примерно в два раза дальше от Солнца, чем предыдущая.

Эту закономерность установили два ученых: И. Тициус (1729-1796) и И. Боде (1747-1826). По правилу Тициуса-Боде, расстояние от Солнца до планеты можно определить по формуле:

r = 0,4 + 0,3 · 2 n ,

где n = 0 для Венеры; n=1 для Земли; n=2 для Марса; n=4 для Юпитера.

В указанную последовательность не вписываются Меркурий, Нептун и Плутон; n=3 соответствует поясу астероидов, планеты на этом расстоянии от Солнца нет. По одной из гипотез предполагается, что на данном месте когда-то существовала планета Фаэтон, но гравитационное воздействие Юпитера привело к ее распаду.

Планеты условно делятся на две большие группы: планеты земной группы и планеты-гиганты. К первой группе относятся Меркурий, Венера, Земля, Марс. Вторую группу образуют Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Плутон по размерам и свойствам ближе к ледяным спутникам планет-гигантов.

Планеты земной группы отличает близкое расположение к Солнцу, небольшие размеры, высокая плотность вещества (плотность Земли – 5,5 г/см 3); основными их составляющими являются силикаты (соединения кремния) и железо, следовательно, планеты земной группы твердые тела. Планеты медленно вращаются вокруг своей оси (у Меркурия период вращения равен 58,7 земных суток у Венеры – 243. у Марса – немного больше суток). Из-за медленного вращения полярное сжатие у планет небольшое, т.е. они имеют близкую к шару форму. Планеты земной группы обладают значительной скоростью орбитального движения (Меркурий – 48 км/с, Венера – 35 км/с, Марс – 24 км/с). Планеты имеют всего три спутника: у Земли – Луна, у Марса – Фобос и Деймос.

Планеты-гиганты расположены на большом расстоянии от Солнца, имеют большие размеры (размер Юпитера равен 142 800 км), однако плотность планет небольшая (Юпитер – 1,3 г/см 3). Наиболее распространенными на них химическими элементами являются водород и гелий, следовательно, планеты-гиганты представляют собой газовые шары. Все планеты-гиганты с большой скоростью вращаются вокруг своей оси, период осевого вращения планет колеблется от 10 ч – у Юпитера, до 17 ч – у Урана. Благодаря быстрому вращению планеты имеют большое полярное сжатие (у Сатурна – 1/10). Скорость орбитального вращения у планет небольшая (полный оборот вокруг солнца Юпитер совершает за 11,86 года, а Нептун за 165 лет). Все планеты имеют кольца и большое количество спутников.

В Солнечной системе 99,9% массы заключено в Солнце, поэтому основная сила, управляющая движением тел в Солнечной системе – это притяжение Солнца. Так как планеты двигаются вокруг Солнца в одной плоскости практически по круговым орбитам, их взаимное притяжение невелико, но и оно вызывает отклонения в движении планет. Вероятно, большее взаимодействие планет происходит тогда, когда они подходят близко друг к другу. Известно явление, называемое «парадом планет», когда на одной линии выстраивается большинство планет (2002 год – на одну линию «встали» пять планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн).

Астероиды (от греческого astereideis – звездоподобные) – малые планеты Солнечной системы Они образуют тонкое кольцо между орбитами Марса и Юпитера (предположительно образовались после разрушения планеты Фаэтон или за счет сгустков первичного газопылевого облака). Их среднее расстояние от Солнца 2,8 – 3,6 а.е. Первый астероид был назван Церера (1801 год), к 1880 году астероидов было известно уже около 200, сейчас орбиты вычислены для более 40 000 астероидов. Самый большой астероид Церера имеет диаметр 1000 км, диаметр Паллады – 608, Весты – 540, Гигии – 450 км. Практически все астероиды имеют неправильную форму, только самые крупные приближаются к шару.

Кометы (от греч. kometes – хвостатые) небольшие несветящиеся тела Солнечной системы, которые становятся видимыми только при подходе к Солнцу. Движутся по сильно вытянутым эллипсам. Число комет измеряется миллионами. С приближением к Солнцу у них резко обособляется «голова» и «хвост». Головная часть состоит из льда и частиц пыли. В разреженной газо-пылевой среде хвоста обнаружены ионы натрия и углерода. Одна из самых известных комет – комета Галлея, каждые 76 лет она появляется в зоне видимости Земли.

Метеоры – мельчайшие твердые тела массой несколько граммов, вторгшиеся в атмосферу планеты. Мелкие частицы вещества, двигаясь со скоростью 11-12 км/с, из-за трения в атмосфере разогреваются до 1000 0 С,что вызывает их свечение на протяжении нескольких секунд. Они сгорают в атмосфере не долетая до поверхности. Метеоры делятся на единичные и метеорные потоки. Наиболее известны метеорные потоки: Персеиды (падают в августе), Дракониды (октябрь), Леониды (ноябрь). Если Земля пересекает орбиту метеорного потока, частицы «налетают на планету», начинается «звездный дождь». Упавшие на поверхность планеты небесные тела называются метеоритами. Наибольший метеорный кратер на Земле имеет диаметр 1265 м и расположен в Аризоне около каньона Диабло. Наиболее распространенными элементами метеоритов являются кислород, железо, кремний, магний, никель и др.

Солнечно-земные связи (ответные реакции ГО на изменения солнечной активности). К солнечно-земным связям необходимо отнести:

Динамический фактор, т.е. совокупность явлений, обусловленных движением Земли вокруг Солнца по орбите и вековыми изменениями параметров движения (прежде всего положения земной оси в пространстве);

Энергетический фактор, связанный с поступлением солнечной радиации. На уровне земной поверхности изменчивость энергетического фактора определяется известными обстоятельствами – суточным ритмом, сменой времени года и состоянием атмосферы и земной поверхности;

Вещественный поток б- и в-частиц, т.е. протонов и электронов «солнечного ветра», который участвует в материальном балансе верхней части атмосферы (экзосферы и ионосферы).

В настоящее время солнечную активность связывают с регулярным образованием в атмосфере Солнца пятен, факелов, вспышек, протуберанцев. В середине 19 в. швейцарский астроном Р. Вольф вычислил количественный показатель солнечной активности, известный во всем мире как число Вольфа. Уровень солнечной активности изменяется с периодичностью около 11 лет. Главным аспектом влияния Солнца на Землю, энергетической базой солнечно-земных связей, является поток солнечной радиации, энергия электромагнитного и корпускулярного излучения. На пути к поверхности Земли солнечное излучение преодолевает несколько преград: межпланетную среду, нейтральную атмосферу, ионосферу и геомагнитное поле. Одновременно с 11-летним циклом протекает вековой, точнее 80-90 летний, цикл солнечной активности. Несогласованно накладываясь друг на друга они вносят заметные изменения в процессы совершающиеся в ГО. Установлена, в частности, корреляция между 11-летним циклом солнечной активности и землетрясениями, колебаниями уровня озер, рек, грунтовых вод; частотой полярных сияний, интенсивностью грозовой деятельности, температурой воздуха, атмосферным давлением; урожайностью с/х культур, повторяемостью эпидемических заболеваний, смертностью населения и др. Велико воздействие солнечной активности на общую циркуляцию в тропосфере. Установлено, что интенсивность ее изменяется в максимумы 11-летних циклов, а вместе с ней и тип атмосферной циркуляции.

ПЛАНЕТАРНЫЕ ФАКТОРЫ

Планета Земля. Земля – третья от Солнца планета Солнечной системы и самая крупная планета земной группы. Вместе с Луной земля образует двойную планету.

Вокруг Солнца Земля вращается по орбите, эллиптичность которой выражена довольно слабо. Средний радиус орбиты 149,6 млн. км, в перигелии он уменьшается до 147, 117, а в афелии увеличивается до 152, 083 млн. км. Скорость орбитального движения составляет 29,765 км/с, период обращения – 365,24 средних солнечных суток. Планета вращается вокруг оси, наклоненной к плоскости орбиты под углом 66 0 33 / 22 // , делая оборот за 23 ч. 56 мин. 4,1 сек.

Луна находится от Земли на среднем расстоянии 384 400 тыс. км. Земля и Луна совершают совместное движение вокруг общего центра системы по орбитам, радиусы которых обратно пропорциональны массам этих тел.

Положение Земли в пространстве, физические поля, строение поверхности, форма и размеры небесного тела оказывают существенное влияние на ее взаимодействие с Космосом, в котором одной из составляющих является воздействие Космоса на Землю.

Расстояние от Земли до Солнца и площадь сечения нашей планеты определяют важнейший энергетический параметр – количество солнечной радиации, поступающей на верхнюю границу атмосферы. Земля перехватывает 0,5 х 10 -9 часть солнечной радиации, это количество энергии обеспечивает и поддерживает характерную для земной поверхности термодинамическую обстановку.

От положения Земли в ряду планет зависит плотность вещества Земли, а с учетом ее размеров - и масса.

Средняя плотность вещества Земли = 5,5 г/см 3 ;

Объем Земли = 1,08 х 10 12 км 3 ;

Масса Земли = 5,98 х 10 24 кг; (такой массы достаточно, чтобы удерживать атмосферу);

Площадь Земли = 510 млн. км 2 ;

Средний радиус Земли = 6371,032 км.

Земля имеет гравитационное, магнитное и тепловое поле. Потенциальное гравитационное поле обусловлено массой Земли. Максимальная величина гравитационного потенциала в вертикальном направлении наблюдается на глубине около 100 км от поверхности Земли.

Магнитное поле включает несколько составляющих, из которых наиболее выражена дипольная составляющая. Ось магнитного диполя отклоняется от оси вращения на угол около 11 0 , а само поле мигрирует в западном направлении.

Тепловое поле обусловлено внутренними источниками тепла. Наблюдается повышение температуры с глубиной (геотермический градиент в верхней части земной коры равен в среднем 3 0 С/100 м), следовательно, поток теплоты направлен из недр к поверхности.

Большое значение для обеспечения постоянства термодинамической обстановки на земной поверхности имеют атмосфера как фильтр электромагнитного излучения и океан – конденсатор влаги. Существенным астрономическим фактором этого постоянства является круговая форма орбиты нашей планеты. Сжатие орбиты (ее эксцентриситет составляет всего 0,0167) близко к нулю, поэтому количество электромагнитной энергии, поступающей от Солнца, меняется в течение года незначительно, и не влияет на температуру земной поверхности и ее изменения в течение года.

Фигура Земли – понятие модельное, некоторая идеализация с помощью которой стремятся описать форму планеты. В зависимости от цели описания пользуются различными моделями формы планеты – различными фигурами. Расположим известные модели в ряд от наиболее общей ко все более детализированным, считая их последовательными приближениями к истинной форме Земли.

1.Первое приближение – сфера . Это наиболее грубая и наиболее общая модель формы нашей планеты. Сфера не имеет выраженной единственной оси симметрии – все ее оси равноправны, их бесчисленное множество, как и экваторов. Однако Земля, как уже отмечалось, имеет одну ось вращения и экваториальную плоскость – плоскость симметрии (а также плоскости симметрии меридианов). Это несоответствие сферической модели Земли ее реальной форме ощутимо проявляется при изучении горизонтальной структуры ГО, характеризующейся выраженной поясностью и известной симметрией относительно экватора (с элементами диссимметрии).

2.Второе приближение – эллипсоид вращения . Тип симметрии эллипсоида вращения отвечает указанным выше особенностям формы Земли (выраженная ось, экваториальная плоскость симметрии, меридиональные плоскости). Эта модель используется в высшей геодезии для расчета координат, построения картографических сеток и др. вычислений.

Большая полуось = 6378,160 км;

Малая полуось = 6356,777 км;

Разность полуосей эллипсоида вращения = 21 км.

3.Третье приближение – трехосный кардиоидальный эллипсоид вращения. Северный полярный радиус больше южного на 30-100 м.

4.Четвертое приближение – геоид. Геоид – уровенная поверхность, совпадающая со средним уровнем МО и являющаяся геометрическим местом точек пространства, имеющих одинаковый потенциал тяжести. Теоретически поверхность геоида в каждой точке перпендикулярна к направлению силы тяжести (т.е. линии отвеса) и отождествляется со средним положением спокойной водной поверхности в океанах и открытых морях. Мысленно продолженной также и под материками. Поверхность геоида всюду выпуклая (что отвечает выпуклости океанической поверхности). Несмотря на всю сложность своей поверхности, геоид мало отличается от сфероида. Отклонения, за отдельными исключениями, составляют не более +- 100 м, т.е. поверхность геоида редко выступает над поверхностью сфероида более чем на 100 м и редко погружается под поверхность сфероида более чем на такую же величину. Средняя же величина отступления геоида от наиболее удачно подобранного земного эллипсоида не превышает +- 50 м.

Земля совершает множество движений одновременно. В географии принято учитывать и анализировать три из них: орбитальное движение, суточное вращение и движение системы Земля-Луна.

Орбитальное движение Земли. Вокруг Солнца Земля движется по эллиптической орбите (длина 934 млн. км) со скоростью 30 км/с. В афелии (самой удаленной от светила точке) расстояние до Солнца составляет 152 х 10 6 км и приходится на 5 июля, а спустя полгода, в перигелии (январь) оно уменьшается и составляет 147 х 10 6 км. Полный оборот вокруг Солнца Земля совершает в течение года = 365 сут. 6 ч. 9 мин. 9 сек.

Географические следствия годового движения земли:

1.Земная ось наклонена по отношению к плоскости орбиты и образует с нею угол, равный 66 0 33 / . В процессе движения ось перемещается поступательно, поэтому на орбите возникают 4 характерные точки:

21 марта и 23 сентября – дни равноденствий – наклон земной оси оказывается нейтральным по отношению к Солнцу, а обращенные к нему участки планеты равномерно освещены от полюса до полюса. На всех широтах в эти сроки продолжительность дня и ночи равна 12 часам.

21 июня и 22 декабря – дни летнего и зимнего солнцестояний – плоскость экватора наклонена по отношению к солнечному лучу под углом 23 0 27 / , Солнце в этот момент находится в зените над одним из тропиков.

2.С наклоном земной оси к плоскости орбиты связано наличие таких характерных параллелей, как тропики и полярные круги. Полярный круг – параллель, широта которой равна углу наклона земной оси к плоскости орбиты (66 0 33 /) . Тропик – параллель, широта которой дополняет угол наклона земной оси до прямого (23 0 27 /). Полярные круги являются границами распространения полярного дня и полярной ночи. Тропики являются границами зенитального положения солнца в полдень. На тропиках солнце бывает в зените один раз, в пространстве между ними – два раза в году.

2.Смена времен года. Зима, весна, лето, осень – СП; лето, осень, зима и весна – ЮП. Характерно неравномерное распределение года между сезонами (весна содержит 92,8 суток, лето – 93,6, осень – 89,8, зима – 89,0), что объясняется делением эллиптической орбиты Земли линиями солнцестояний и равноденствий на неравные части, для прохождения которых требуется разное время.

3.Образование поясов освещения, которые выделяются по высоте Солнца над горизонтом и продолжительности освещения. В жарком поясе , расположенном между тропиками, Солнце дважды в год в полдень бывает в зените. На линиях тропиков Солнце стоит в зените только один раз в году: на Северном тропике (тропик Рака) Солнце стоит в зените в полдень – 22 июня, на Южном тропике (тропик Козерога) – 22 декабря.

Между тропиками и полярными кругами выделяются два умеренных пояса. В них Солнце никогда не стоит в зените, продолжительность дня и высота Солнца над горизонтом сильно меняются в течение года.

Между полярными кругами и полюсами расположены два холодных пояса, здесь бывают полярные дни и ночи. Следовательно, в году бывают дни, когда Солнце вообще не показывается из-за горизонта или не опускается за горизонт.

4.Смена времен года обусловливает годовой ритм в ГО. В жарком поясе годовой ритм зависит, главным образом, от изменения увлажнения, в умеренном – от температуры, в холодном – от условий освещения.

Суточное вращение Земли вокруг оси и его следствия. Земля вращается с запада на восток против часовой стрелки, совершая полный оборот за сутки. Ось вращения отклонена на 23 0 27 / от перпендикуляра к плоскости эклиптики. Средняя угловая скорость вращения, т.е. угол, на который смещается точка на земной поверхности, для всех широт одинакова и составляет 15 0 за 1 час. Линейная скорость, т.е. путь, проходимый точкой в единицу времени, зависит от широты места. Географические полюсы не вращаются, там скорость равна нулю. На экваторе каждая точка проходит наибольший путь и имеет наибольшую скорость – 455 м/с. Скорость на одном меридиане разная, на одной параллели одинаковая.

Географическими следствиями суточного вращения Земли являются:

1.Смена дня и ночи, т.е. изменение в течение суток положения Солнца относительно плоскости горизонта данной точки. С этим изменением связаны суточный ритм солнечной радиации, интенсивность которой зависит от угла наклона земной оси, ритмы нагревания и охлаждения местной циркуляции воздуха, жизнедеятельности живых организмов.

2.Различное в один и тот же момент местное время на разных меридианах (разница 4 мин. на каждый градус долготы).

3.Существование силы Кориолиса (отклоняющее действие вращения Земли). Сила Кориолиса всегда перпендикулярна движению, направлена вправо в северном полушарии и влево - в Южном. Величина ее зависит от скорости движения и массы движущегося тела, а также от широты места:

где m – масса тела; х – линейная скорость тела; w – угловая скорость вращения Земли (важна только в вековом аспекте, для небольших отрезков времени угловая скорость принимается постоянной); ц – широта места.

На экваторе сила Кориолиса равна нулю, величина ее возрастает к полюсам. Сила Кориолиса способствует образованию атмосферных вихрей, оказывает влияние на отклонение морских течений. Благодаря ей подмываются правые берега рек в СП и левые берега – в ЮП.

4.Сжатие земного сфероида, которое объясняется одновременным воздействием на любую точку планеты двух сил: силы тяготения (направлена к центру) и центробежной (перпендикулярной оси вращения), дающих силу тяжести. Сила тяжести – это векторная разность между силой тяготения и центробежной. Центробежная сила растет от нуля на полюсах до максимального значения на экваторе. В соответствии с уменьшением центробежной силы от экватора к полюсу, сила тяжести увеличивается в том же направлении и достигает максимума на полюсе (равна силе тяготения).