Солнечная система энциклопедия: СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА • Большая российская энциклопедия

Что и где находится солнечная система?

Инвентаризация солнечной системы

Гипотеза солнечной туманности

Проблема углового момента

Создание планет

Ресурсы

Солнечная система определяется как все небесные тела, вращающиеся вокруг Солнца, включая само Солнце. Он состоит из Солнца, восьми больших планет, множества карликовых планет, спутников, вращающихся вокруг планетных тел, примерно 100 000 астероидов размером больше 0.6 миль (1 км) в диаметре и, возможно, 1 триллион кометных ядер. (В 2006 году Плутон был понижен до карликовой планеты Международным астрономическим союзом, в результате чего количество планет в Солнечной системе сократилось до восьми.) В то время как основные планеты находятся в пределах 30 астрономических единиц (а.е.) от Солнца, самая внешняя граница Солнечной системы простирается до миллиона а.е., что составляет одну треть расстояния до ближайшей звезды (Проксимы Центавра), не считая Солнца. Считается, что Солнечная система образовалась в результате коллапса вращающегося облака межзвездного газа и пыли.(Солнечная система также может использоваться для описания любой звездной системы, однако традиционно она зарезервирована для солнечной системы.)

Центральным и наиболее важным объектом в солнечной системе является Солнце. Это самый крупный и массивный объект в Солнечной системе — его диаметр в 109 раз больше диаметра Земли и в 333000 раз массивнее. Протяженность Солнечной системы определяется гравитационным притяжением Солнца. Действительно, граница Солнечной системы определяется как поверхность, на которой гравитационное притяжение Солнца преобладает над гравитационным притяжением галактики Млечный Путь.Согласно этому определению, Солнечная система простирается от Солнца на расстояние около 100 000 а.е. Следовательно, Солнечная система намного больше, чем расстояние до самой удаленной из известных (и крупнейших) карликовых планет, Эриды, которая вращается вокруг Солнца на самом дальнем расстоянии 97,56 а. е.

Солнце и солнечная система расположены примерно в 26 000 световых лет (расстояние, которое свет проходит за один год в вакууме) от центра галактики Млечный Путь. Двигаясь со скоростью 137 миль в час (220 км / ч), Солнцу требуется около 240 миллионов лет, чтобы совершить один оборот вокруг галактического центра, а с момента своего образования Солнце совершило около 19 таких путешествий.Обращаясь к центру галактики, Солнце также колеблется над и под галактической плоскостью (движение Солнца похоже на движение по карусельной ярмарке) с периодом около 30 миллионов лет. Во время своих периодических путешествий над и под плоскостью галактики Солнце и солнечная система страдают от гравитационных столкновений с другими звездами и гигантскими молекулярными облаками. Эти близкие столкновения приводят к потере объектов (по существу, спящих кометных ядер, расположенных во внешнем облаке Оорта), которые находятся на границе Солнечной системы или вблизи нее.Эти встречи также подталкивают некоторые кометные ядра к внутренней части Солнечной системы, где их можно наблюдать как долгопериодические кометы.

Один из центральных и давних вопросов, касающихся Солнечной системы: «Как она образовалась?» С самого начала космологи (ученые, изучающие возраст Вселенной, Галактики, Солнечной системы и т. Д.) Знают что на такой вопрос нет простого ответа, и вместо того, чтобы пытаться объяснить конкретные наблюдения о Солнечной системе, ученые попытались создать общую картину того, как могут образовываться звезды и планеты.Поэтому ученые не пытаются объяснить, почему в солнечной системе есть восемь больших планет или почему вторая планета в 17,8 раз меньше седьмой. Скорее, они стремятся объяснить, например, композиционные различия, существующие между планетами. Действительно, давно осознали, что именно химические и динамические свойства планет налагают самые важные ограничения на любую теорию, которая пытается объяснить происхождение Солнечной системы.

Объекты Солнечной системы демонстрируют несколько важных динамических характеристик. Если смотреть сверху на северный полюс Солнца, все планеты вращаются вокруг Солнца по почти круговой орбите против часовой стрелки

. Солнце также вращается против часовой стрелки. Следовательно, относительно Солнца планеты имеют прямую орбиту. Все большие планеты, астероиды и короткопериодические кометы движутся по орбитам, лишь слегка наклоненными друг к другу. Вот почему, например, если смотреть с Земли, все астероиды и планеты движутся в узкой зодиакальной полосе созвездий.Все большие планеты, за двумя исключениями, вращаются вокруг своих центральных осей в том же направлении, в котором они вращаются вокруг Солнца. То есть планеты в основном вращаются в прямом движении. Планеты Венера и Уран — три исключения, имеющие ретроградное (обратное) вращение. (Кроме того, карликовая планета Плутон является примером карликовой планеты с ретроградной орбитой.)

Расстояния, на которых планеты вращаются вокруг Солнца, геометрически увеличиваются, и кажется, что каждая планета находится примерно на 64% дальше от Солнца, чем его ближайший внутренний сосед.Это наблюдение отражено в так называемом правиле Тициуса-Боде, которое представляет собой математическое соотношение для планетных расстояний. Формула для правила: d (AU) = (4 + 3 × 2 ⁿ ) / 10, где n = 0, 1, 2, 3, … представляет номер каждой планеты, а d — расстояние от Солнца, выраженное в астрономических единицах. Формула дает приблизительное расстояние до Меркурия, когда n = 0, а остальные планетные расстояния следуют последовательно. Здесь следует указать, что не существует известного физического объяснения правила Тициуса-Боде, и это вполне может быть просто числовым совпадением.

Конечно, это правило предсказывает крайне неточные расстояния для планеты Нептун и карликовой планеты Плутон.

Последний пункт на планетных расстояниях заключается в том, что расстояние между последовательными планетами резко увеличивается за пределами орбиты Марса. В то время как внутренние, или планеты земного типа, обычно разделены расстояниями примерно в четыре десятых астрономической единицы, внешние планеты, или планеты Юпитера, обычно разделены расстоянием от пяти до десяти астрономических единиц. Одно это наблюдение предполагает, что процесс формирования планет был другим где-то за пределами орбиты Марса.

Хотя астероиды и короткопериодические кометы удовлетворяют, в общем смысле, тем же динамическим ограничениям, что и большие планеты, ученые должны помнить, что такие объекты претерпели значительную орбитальную эволюцию с момента образования Солнечной системы. Например, астероиды претерпели множество взаимных столкновений и фрагментаций, а ядра комет пострадали от многочисленных гравитационных возмущений со стороны планет. В частности, долгопериодические кометы претерпели значительную динамическую эволюцию, во-первых, чтобы стать членами облака Оорта, а во-вторых, стать кометами, видимыми во внутренней части Солнечной системы.

Состав различных тел Солнечной системы дает несколько важных подсказок об условиях, в которых они образовались. Четыре внутренние планеты — Меркурий, Венера, Земля и Марс —

классифицируются как земные и состоят из скалистого материала, окружающего железо-никелевое металлическое ядро. С другой стороны, Юпитер, Сатурн, Нептун и Уран классифицируются как газовые гиганты и представляют собой большие массы водорода в газообразной, жидкой и твердой форме, окружающие породу размером с Землю и металлические ядра.Карликовая планета Плутон не подходит ни к одной из этих категорий, поскольку ее ледяная поверхность состоит из замороженного метана. Плутон больше напоминает спутники газовых гигантов, которые содержат большие фракции ледяного материала. Это наблюдение предполагает, что начальные условия, при которых могли образоваться льды, преобладали только за пределами орбиты Юпитера.

Таким образом, любая предлагаемая теория формирования Солнечной системы должна объяснять как динамические, так и химические свойства объектов в Солнечной системе.Он также должен обладать достаточной гибкостью, чтобы учесть отличительные особенности, такие как ретроградное вращение и хаотическая миграция кометных орбит.

Астрономы почти повсеместно считают, что наилучшей описательной моделью для формирования Солнечной системы является гипотеза солнечной туманности. Основная идея модели солнечной туманности состоит в том, что Солнце и планеты образовались в результате коллапса вращающегося облака межзвездного газа и пыли. Таким образом, образование планет считается естественным следствием звездообразования.

Гипотеза солнечной туманности — не новое научное предложение. Действительно, немецкий философ Иммануил Кант (1724–1804) впервые обсудил эту идею в 1755 году. Позже французский математик Пьер Симон де Лаплас (1749–1827) разработал модель в своем тексте Система мира , опубликованном в 1796 году. Модель все еще находится в стадии разработки.

Ключевая идея, лежащая в основе гипотезы солнечной туманности, заключается в том, что как только вращающееся межзвездное газовое облако начинает гравитационный коллапс, сохранение углового момента заставит облако образовать массивную центральную конденсацию, окруженную менее массивным сплющенным кольцом. или диск материала.Гипотеза туманности утверждает, что Солнце образуется из центрального конденсата, а планеты накапливаются из материала диска (рис. 1). Модель солнечной туманности естественным образом объясняет, почему Солнце является самым массивным объектом в Солнечной системе и почему планеты вращаются вокруг Солнца в одном и том же смысле, по почти круговым орбитам и по существу в одной плоскости (рис. 2).

Во время гравитационного коллапса межзвездного облака центральные области нагреваются за счет выделения

гравитационной энергии.Это означает, что молодая солнечная туманность горячая, а газ и (испаренная) пыль в центральных областях хорошо перемешаны. Построив модели, отслеживающие постепенное охлаждение солнечной туманности, ученые смогли установить последовательность химической конденсации. Вблизи центрального протосолнца температура туманности будет очень высокой, и, следовательно, твердое вещество не может существовать. Все в газообразном виде. Однако по мере удаления от центрального протосолнца температура туманности падает.На расстоянии более 0,2 а. е. от протосолнца температура опускается ниже 2000 К (3100 ° F; 1700 ° C). При этой температуре могут начать образовываться металлы и оксиды. Еще дальше (около 0,5 а.е.) температура упадет ниже 1000 К (1300 ° F; 730 ° C), и могут начать формироваться силикатные породы. За пределами 5 а.е. от протосолнца температура туманности будет ниже 200 К (-100 ° F; -73 ° C), и лед может начать конденсироваться. Последовательность химической конденсации в солнечной туманности, контролируемая температурой и расстоянием, правильно предсказывает основной химический состав планет (рис. 3).

Возможно, самый важный вопрос, который предстоит решить в будущих версиях модели солнечной туманности, — это вопрос о распределении углового момента. Проблема теории солнечных туманностей в том, что она предсказывает, что большая часть массы и углового момента должна приходиться на Солнце. Другими словами, солнце должно вращаться намного быстрее, чем оно есть. Следовательно, необходим механизм для передачи углового момента от центрального протосолнца и его перераспределения во внешнем планетном диске. Один предложенный механизм переноса предполагает наличие магнитного поля в туманности, в то время как другой механизм предполагает существование вязких напряжений, создаваемых турбулентностью в туманном газе.

Точное датирование метеоритов и образцов лунных горных пород показывает, что возраст Солнечной системы составляет 4,6 миллиарда лет. Возраст метеоритов также составляет около 20 миллионов лет, за это время сформировались сами планеты.

Стандартная модель солнечной туманности предполагает, что планеты были созданы в результате многоступенчатого процесса. Первым важным шагом является коагуляция и осаждение частиц горных пород и льда на средней равнине туманности. Эти зерна и агрегаты, 0.Размер от 4 дюймов (1 см) до 3 футов (1 м), продолжает накапливаться в средней плоскости туманности, образуя рой из примерно 10 триллионов более крупных тел, называемых планетезимали, которые имеют длину около 0,6 мили (1 км). или около того по размеру. Наконец, сами планетезимали накапливаются в более крупные самогравитирующие тела, называемые протопланетами. Протопланеты, вероятно, были размером в несколько сотен километров. Наконец, рост объектов размером с протопланету приводит к появлению планет.

Заключительные стадии формирования планет были явно жестокими — считается, что столкновение с протопланетой размером с Марс произвело на Землю луну.Точно так же считается, что ретроградное вращение Венеры и Урана могло быть вызвано скользящими протопланетными ударами. Каменистые и ледяные планетезимали, не входящие в состав протопланет, теперь вращаются вокруг Солнца как астероиды и ядра комет. Кометные ядра, которые сформировались во внешней солнечной туманности, были в основном выброшены из туманности в результате гравитационных столкновений с большими планетами Юпитера и теперь находятся в облаке Оорта.

Одна проблема, которую еще предстоит решить в рамках парадигмы солнечной туманности, касается образования Юпитера.По оценкам, время накопления Юпитера составляет около 100 миллионов лет, но теперь известно, что сама солнечная туманность, вероятно, просуществовала от 100 000 до 10 миллионов лет. Другими словами, процесс накопления в стандартной модели туманности слишком медленный, по крайней мере, в 10, а может и в 100 раз. На самом деле, еще предстоит многое узнать о том, как образовалась Солнечная система.

Активное изучение солнечной системы продолжается. Несколько зондов и роботов, таких как космический корабль Galileo , миссия Cassini , New Horizons и миссия Mars Pathfinder , были запущены к другим планетам, карликовым планетам и их спутникам.Информация, которую они отправляют, поможет объяснить эволюцию Солнечной системы. Фактически, космический аппарат сближающегося с Землей астероида Rendezvous-Shoemaker (NEAR-Shoemaker) пролетел мимо астероида Матильда и обнаружил, что он имеет удивительно низкую плотность. Позже NEAR-Shoemaker совершил мягкую посадку (12 февраля 2001 г. ) на астероид Эрос. Это была первая мягкая посадка человеческого инструмента на астероид. Его миссия предоставила огромное количество информации об астероидах.

Большое значение для изучения солнечных систем в целом имело открытие в 1999 году всей солнечной системы вокруг звезды, помимо Солнца.На расстоянии сорока четырех световых лет от Земли были обнаружены три большие планеты.

КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ

Аккреция — Процесс увеличения массы тела за счет гравитационного притяжения более мелких объектов.

Угловой момент — Произведение орбитального расстояния, орбитальной скорости и массы. В закрытой системе угловой момент — это сохраняющаяся величина — он может передаваться из одного места в другое, но не может быть создан или уничтожен.

Облако Оорта — Огромное сферическое облако из примерно одного триллиона кометных ядер, вращающихся вокруг Солнца.Облако, названное в честь голландского астронома Яна Оорта, первым предположившего его существование, простирается на расстояние 105 а.е. от Солнца.

Планетезимал — небольшие объекты размером 0,6 мили (1 км), сделанные из камня и / или льда, которые срастаются, образуя протопланеты.

Прогресс вращения —Вращение в том же смысле, что и орбитальное движение. Для объектов Солнечной системы орбитальное движение происходит против часовой стрелки, а прямое вращение приводит к тому, что объект вращается с востока на запад.

Ретроградное вращение. — Осевое вращение направлено в противоположном направлении по отношению к орбитальному движению.

вращается вокруг звезды Ипсилон Андромеды. Астрономы подозревают, что планеты похожи на Юпитер и Сатурн — огромные газовые сферы без твердой поверхности. Открытие других солнечных систем в галактике Млечный Путь дает важное понимание формирования эволюции солнечных систем в целом.

По оценкам астрономов на 2006 год, по крайней мере, у 10% всех звезд, похожих по размеру и характеристикам на Солнце, одна или несколько планет вращаются вокруг них. В 2005 и 2006 годах были обнаружены некоторые внесолнечные планеты: Gliese 876d, вокруг красного карлика Gliese 876; HD 149026 b, самое большое ядро ​​планеты из когда-либо обнаруженных; HD 188753 Ab, планета в тройной звездной системе; и OGLE-2005-BLG-390Lb, самая далекая и холодная внесолнечная планета из когда-либо обнаруженных.

КНИГИ

Арни, Томас. Исследования: Введение в астрономию . Бостон, Массачусетс: McGraw-Hill, 2006.

Bhatnager, Arvind. Основы солнечной астрономии .Хакенсак, Нью-Джерси: World Scientific, 2005.

Кундт, Вольфганг. Астрофизика: новый подход . Берлин и Нью-Йорк: Springer, 2005.

Laureta, D.S., H.Y. Максуин младший, ред. Метеориты и ранняя Солнечная система . Tucson, AR: University of Arizona Press, 2006.

Льюис, Джон С. Физика и химия Солнечной системы . Амстердам и Бостон, Массачусетс: Elsevier Academic Press, 2004.

Морбиделли, Алессандро. Современная небесная механика: аспекты динамики Солнечной системы .Лондон и Нью-Йорк: Тейлор и Фрэнсис, 2002.

ДРУГОЕ

KidsAstronomy.com . «Домашняя страница KidsAstronomy.com». (по состоянию на 1 октября 2006 г.).

Мартин Бич

Энциклопедия Солнечной системы

Предисловие Предисловие Солнечная система и ее место в Галактике Пол Р. Вайсман Лаборатория реактивного движения, Калифорнийский технологический институт, Пасадена, Калифорния, США Происхождение Солнечной системы Алекс Н.Холлидей Оксфордский университет, Великобритания Джон Э. Чемберс Исследовательский центр Эймса НАСА, Моффет-Филд, Калифорния, США История солнечной энергии Системные исследования Дэвид Леверингтон BAE Systems, UK (на пенсии) The Sun Маркус Дж. Ашванден Локхид-Мартин УВД, Пало-Альто, Калифорния, США Солнечный ветер Джон Т.Гослинг Университет Колорадо, Боулдер, США Меркьюри Роберт Г. Стром Университет Аризоны, Тусон, США Венера: атмосфера Дональд М. Хантен Университет Аризоны, Тусон, США Венера: поверхность и интерьер Сюзанна Э. Смрекар Лаборатория реактивного движения, Калифорнийский технологический институт, Пасадена, Калифорния, США Эллен Р.Стофан Proxemy Research, Боуи, Мэриленд, США Земля как планета: атмосфера и океаны Тимоти Э. Даулинг Университет Луисвилля, Кентукки, США Адам Шоумен Университет Аризоны, Тусон, США Земля как планета: поверхность и внутреннее пространство Дэвид К. Пиери < BRCRLF ""> Лаборатория реактивного движения, Калифорнийский технологический институт, Пасадена, Калифорния, США Адам М.Дзевонски Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс, США Соединение Солнца и Земли Джанет Г. Луман Калифорнийский университет, Беркли, США Стэнли С. Соломон Бостонский университет, Массачусетс, США Луна Стюарт Росс Тейлор Австралийский национальный университет, Канберра , Австралия Метеориты Майкл Э.Липшуц Университет Пердью, Западный Лафайет, Индиана, США Людольф Шульц Институт Макса Планка мех Хеми, Майнц, Германия Около- Земные объекты Люси А. Макфадден Мэрилендский университет, Колледж-Парк, США Ричард П. Бинзель Массачусетский технологический институт, Кембридж, США Атмосфера Марса: история и взаимодействие с поверхностью Дэвид К.Кэтлинг и Конвей Леови Вашингтонский университет, Сиэтл, США Марс: поверхность и интерьер Майкл Х. Карр США. Геологическая служба, Менло-Парк, Калифорния, США Марс: геология, минералогия и геохимия места посадки Мэтью П. Голомбек Лаборатория реактивного движения, Калифорнийский институт Technology, Пасадена, Калифорния, США Гарри Максуин, младший Университет Теннесси, Ноксвилл, США Астероиды главного пояса Дэниел Т. .Бритт Университет Центральной Флориды, Орландо, США Ларри Лебофски Университет Аризоны, Тусон, США Спутники планет Бонни Дж. Буратти Лаборатория реактивного движения, Калифорнийский технологический институт, Пасадена, Калифорния, США Питер С. Томас Корнельский университет, Итака, Нью-Йорк, США Атмосферы гигантских планет Роберт А.West Лаборатория реактивного движения, Калифорнийский технологический институт, Пасадена, Калифорния, США Внутренности гигантских планет Марк С. Марли НАСА Исследовательский центр Эймса, Моффетт-Филд, Калифорния, США Джонатан Дж. Фортни Университет Аризоны, Тусон, США Ио: Вулканическая луна Розали М.С. Лопес Лаборатория реактивного движения, Калифорнийский технологический институт, Пасадена, Калифорния, США Европа Луиза М.Проктер Лаборатория прикладной физики, Университет Джона Хопкинса, Лорел, Мэриленд, США Роберт Т. Паппалардо Лаборатория реактивного движения, Калифорнийский технологический институт, Пасадена, Калифорния, США Ганимед и Каллисто Джеффри Коллинз Колледж Уитон, Массачусетс, США Торренс В. Джонсон Лаборатория реактивного движения, Калифорнийский технологический институт , Пасадена, Калифорния, США Титан Афина Кустенис Обсерватория Париж-Медон, Франция Тритон Уильям Б.Маккиннон Вашингтонский университет, Сент-Луис, Миссури, США Рэнди Л. Кирк Геологическая служба США, Флагстафф, Аризона, США Планетарный Рингс Кэролин С. Порко Институт космических наук, Боулдер, Колорадо, США Дуглас П. Гамильтон Университет Мэриленда, Колледж-Парк, США Планетарные магнитосферы Маргарет Галланд Кивельсон Калифорнийский университет, Лос-Анджелес, США Фрэн Багенал Университет Колорадо, Боулдер, США Плутон и Харон Алан Стерн Юго-западный исследовательский институт, Боулдер, Колорадо, США Физика и химия комет Джон Брандт Университет Нью-Мексико, Альбукерке, США Cometary Dynamics Гарольд Ф.Левисон Юго-западный исследовательский институт, Боулдер, Колорадо, США Пояс Койпера: динамика Алессандро Морбиделли CNRS, Ницца, Франция Гарольд Ф. Левисон Юго-западный исследовательский институт, Боулдер, Колорадо, США Объекты пояса Койпера: физические исследования Стивен К. Теглер Северный Университет Аризоны, Флагстафф, США Пыль Солнечной системы Эберхард Грюн Институт ядерной физики Макса Планка, Гейдельберг, Германия Рентгеновские лучи в Солнечной системе Анил Бхардвадж Космический центр Викрама Сарабая, Тривандрам, Индия Кэри М.Лисс Лаборатория прикладной физики, Университет Джона Хопкинса, Лорел, Мэриленд, США Солнечная система в ультрафиолетовых длинах волн Аманда Р. Хендрикс и Роберт М. Нельсон < BRCRLF ""> Лаборатория реактивного движения, Калифорнийский технологический институт, Пасадена, США Дебора Л. Домингу Лаборатория прикладной физики, Университет Джона Хопкинса, Лорел, Мэриленд, США Инфракрасные виды Солнечной системы из космоса Марк В.Сайкс Институт планетных наук, Тусон, Аризона, США Солнечная система в радиоволнах Имке де Патер Калифорнийский университет, Беркли, Калифорния, США Уильям С. Курт Университет Айовы, Айова-Сити, США Оптические / инфракрасные телескопы нового поколения Алан Т. Токунага и Роберт Джедике Гавайский университет, Гонолулу, США Планетарный радар Стивен Дж.Остро Лаборатория реактивного движения, Калифорнийский технологический институт, Пасадена, США Удаленный химический анализ Томас Х. Преттман Лос-Аламосская национальная лаборатория, Нью-Мексико, США Динамика Солнечной системы: регулярное и хаотическое движение Джек Дж. Лиссауэр Исследовательский центр Эймса НАСА, Моффетт-Филд, Калифорния, США Карл Д. Мюррей Лондонский университет, Великобритания Планетарные столкновения Ричард А.Ф. Грив Университет Гумбольдта в Берлине, Германия Марк Дж. Синтала и Роальд Тагле Космический центр НАСА имени Джонсона, Хьюстон, Техас, США Планетарный вулканизм Лайонел Уилсон Ланкастерский университет, Великобритания Планеты и происхождение жизни Кристофер П. Маккей и Ванда Л. Дэвис Исследовательский центр НАСА Эймс, Моффетт-Филд, Калифорния, США Миссии по исследованию планет Джеймс Д.Берк Планетарное общество, Пасадена, Калифорния, США Внесолнечные планеты Майкл Эндл и Уильям Д. Кокран Университет Техаса, Остин, США Приложения Глоссарий Индекс

планета | Национальное географическое общество

Планета — это большой объект, вращающийся вокруг звезды. Чтобы быть планетой, объект должен быть достаточно массивным, чтобы гравитация сжала его до сферической или круглой формы.Он также должен быть достаточно большим, чтобы сила тяжести смела любые каменистые или ледяные объекты со своего пути или орбиты вокруг звезды.

Ученые считают, что планеты начинают формироваться, когда плотное облако пыли и газа, называемое туманностью, вращается вокруг недавно сформированной звезды. Постепенно гравитация заставляет частицы вещества в туманности слипаться. Медленно эти комки накапливаются и разрастаются. В конце концов, эти сгустки становятся планетами.

Земля — ​​одна из восьми планет, которые вращаются вокруг звезды, которую мы называем Солнцем.Вместе Солнце, планеты и более мелкие объекты, такие как луны, составляют нашу солнечную систему.

Четыре ближайших к Солнцу планеты — Меркурий, Венера, Земля и Марс — называются планетами земной группы. Эти планеты твердые и каменистые, как Земля (terra на латыни означает «земля»). Земля — ​​самая большая из четырех планет земной группы, а Меркурий — самая маленькая. Все они окружены слоем газа или атмосферы. Их атмосферы различаются по плотности от чрезвычайно тонкой атмосферы Меркурия до Венеры, которая заполнена облаками серной кислоты.

Четыре планеты, более удаленные от Солнца — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — называются газовыми гигантами. Газовые гиганты огромны по сравнению с Землей, и у них нет твердых поверхностей. Это большие шары газа. Юпитер и Сатурн состоят в основном из водорода и гелия. Уран и Нептун имеют большую долю водяного пара, аммиака и метана. У каждого из четырех газовых гигантов также есть кольцевая система. Кольца планеты состоят из льда, пыли и небольших камней. Кольцевая система Сатурна самая большая.

Каждая планета, кроме Меркурия и Венеры, имеет по крайней мере один естественный спутник или луну. Луна планеты вращается вокруг нее так же, как и вокруг Солнца. У Юпитера, Сатурна и Урана по несколько десятков лун.

Планеты не только вращаются вокруг звезды, но и вращаются вокруг оси. Ось — это невидимая линия, проходящая через центр планеты. Один полный оборот называется днем. В сутках на Земле около 24 часов. День на Юпитере занимает всего 9,8 часа. У Венеры самый длинный день из всех планет нашей солнечной системы.Венере требуется 243 земных дня, чтобы совершить полный оборот вокруг своей оси.

В отличие от звезд, на планетах не происходит ядерного синтеза — процесса объединения крошечных частиц, называемых атомами, для высвобождения энергии. Ядерный синтез создает излучение (тепло и свет) и заставляет звезды светиться. Поскольку планеты не имеют ядерного синтеза, они не излучают свой собственный свет. Вместо этого они светятся светом, отраженным от звезды. Когда мы видим в ночном небе планеты, такие как Венера, так называемая «Вечерняя звезда», мы видим отраженный солнечный свет.

Экзопланеты

Поскольку во Вселенной есть триллионы звезд, вполне вероятно, что существуют миллиарды планет. Но до начала 1990-х годов единственные известные планеты находились в нашей солнечной системе. Однако с тех пор ученые открыли более 400 планет, вращающихся вокруг других звезд. Их называют внесолнечными планетами или экзопланетами.

Экзопланеты кажутся довольно маленькими с нашей точки зрения на Земле. Телескопы обычно не могут наблюдать экзопланеты напрямую, поэтому астрономам пришлось придумать методы их обнаружения.Один из методов, который используют астрономы, — это искать небольшое колебание в движении звезды. Это колебание является результатом гравитационного притяжения соседней планеты. Большинство открытых к настоящему времени экзопланет — газовые гиганты.

Энциклопедия Солнечной системы (Книга, 2007) [WorldCat.org]

Космическая энциклопедия: путешествие по нашей Солнечной системе и за ее пределы (в твердом переплете)

24 доллара.99

Нет в наличии, обычно доступно в течение 1-5 дней

Описание

Об авторе

Факты о солнечной системе для детей

Солнечная система — это Солнце и все объекты, вращающиеся вокруг него.Солнце вращается вокруг планет, астероидов, комет и других объектов.

Возраст Солнечной системы составляет около 4,6 миллиарда лет. Он образовался под действием силы тяжести в большом молекулярном облаке. Большая часть этого вещества собралась в центре, а остальное сплющилось в вращающийся диск, который стал Солнечной системой. Считается, что почти все звезды образуются в результате этого процесса.

Солнце — звезда. Он содержит 99,9% массы Солнечной системы. Это означает, что он имеет сильную гравитацию. Остальные объекты вытягиваются на орбиту вокруг Солнца.Солнце в основном состоит из водорода и небольшого количества гелия.

В Солнечной системе восемь планет. От ближайшего до самого дальнего от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Первые четыре планеты называются планетами земной группы. В основном они сделаны из рока и металла, и в основном они прочны. Последние четыре планеты называют газовыми гигантами. Это потому, что они намного больше других планет и в основном состоят из газа.

В Солнечной системе есть и другие вещи.Есть пояса астероидов, в основном между Марсом и Юпитером. Далее, чем Нептун, есть пояс Койпера и рассеянный диск. В этих областях есть карликовые планеты, в том числе Плутон, МакМаке, Хаумеа, Церера и Эрида. В этих областях находятся тысячи очень маленьких объектов. Есть еще кометы, кентавры, есть межпланетная пыль.

Шесть планет и три карликовые планеты вращаются вокруг Луны. Более того, планетная пыль вращается вокруг газовых гигантов. Было найдено много других систем, таких как Солнечная система.Каждая из миллиардов звезд в галактике Млечный Путь может иметь планетную систему.

Эволюция Солнечной системы

Формирование и эволюция Солнечной системы началось 4,6 миллиарда лет назад с гравитационного коллапса небольшой части гигантского молекулярного облака.

Большая часть коллапсирующей массы собралась в центре, образуя Солнце, в то время как остальная часть сплющилась в протопланетный диск из рыхлой пыли, из которой сформировались планеты, луны, астероиды и другие тела Солнечной системы.

Эта модель, известная как гипотеза туманностей, была разработана в 18 веке (1700-е годы) Эмануэлем Сведенборгом, Иммануэлем Кантом и Пьером-Симоном Лапласом. Он был скорректирован такими научными дисциплинами, как астрономия, физика, геология и планетология. По мере того, как наши познания в космосе росли, модели были изменены с учетом новых наблюдений.

Солнечная система претерпела значительные изменения с момента своего первоначального образования. Многие луны образовались из дисков из газа и пыли, вращающихся вокруг своих родительских планет, в то время как другие луны, как полагают, сформировались и позже были захвачены их планетами.Третьи, как Луна Земли, могут быть результатом гигантских столкновений.

Произошло много столкновений тел, которые сыграли важную роль в эволюции Солнечной системы. На ранних стадиях положение планет иногда менялось, и планеты менялись местами. Считается, что эта планетарная миграция была ответственна за большую часть ранней эволюции Солнечной системы.

Орбита Земли

Орбита Земли вокруг Солнца представляет собой почти идеальный круг, но при нанесении на карту обнаруживается, что Земля движется вокруг Солнца по орбите очень слегка овальной формы, называемой эллиптической орбитой.Другие планеты Солнечной системы также вращаются вокруг Солнца по слегка эллиптическим орбитам. У Меркурия более эллиптическая орбита, чем у других, а некоторые из более мелких объектов вращаются вокруг Солнца по очень эксцентричным орбитам.

Открытия и исследования

На протяжении тысячелетий людям не нужно было давать название «Солнечной системе». Они думали, что Земля остается в центре всего (геоцентризм).Хотя греческий философ Аристарх Самосский предположил, что на небе существует особый порядок, Николай Коперник был первым, кто разработал математическую систему, описывающую то, что мы теперь называем «солнечной системой». Это называлось новой «системой мира».

В 17 веке Галилео Галилей, Иоганн Кеплер и Исаак Ньютон начали помогать людям более ясно понимать физику. Люди начали принимать идею о том, что Земля — ​​это планета, движущаяся вокруг Солнца, и что планеты — это миры с теми же физическими законами, которые управляют Землей.Совсем недавно телескопы и космические зонды привели к открытию гор и кратеров, а также сезонных метеорологических явлений, таких как облака, пыльные бури и ледяные шапки на других планетах.

Строение и состав

Главный компонент Солнечной системы — Солнце, звезда, которая содержит 99,86% известной массы системы и доминирует над ее гравитацией. Четыре крупнейших вращающихся вокруг Солнца тела, планеты-гиганты, составляют 99% оставшейся массы, а Юпитер и Сатурн вместе составляют более 90%.Остальные объекты Солнечной системы, включая четыре планеты земной группы, карликовые планеты, луны, астероиды и кометы, вместе составляют менее 0,002% от общей массы Солнечной системы.

Все планеты и большинство других объектов вращаются вокруг Солнца в том же направлении, что и Солнце (против часовой стрелки, если смотреть с северного полюса Земли). Есть исключения, например комета Галлея.

Большинство планет Солнечной системы имеют собственные вторичные системы, вращающиеся вокруг планетарных объектов, называемых естественными спутниками или лунами, два из которых, Титан и Ганимед, больше планеты Меркурий, а в случае четырех планеты-гиганты, планетарные кольца, тонкие полосы крошечных частиц, которые вращаются вокруг них в унисон.

Солнце

В центре Солнечной системы находится Солнце.

Это звезда, как и миллиарды других звезд на небе.

Солнце важно для нас, потому что оно дает нам тепло и энергию, позволяющую жить. Ни одна жизнь на Земле не могла бы существовать без Солнца.

Остальные объекты на орбите Солнечной системы (перемещаются вокруг) Солнца. Планеты — самые большие из них. Ближайшие к Солнцу планеты называются внутренними планетами. Это Меркурий, Венера, Земля и Марс.Затем идет большое кольцо астероидов, куски породы намного меньше планет. Это кольцо называется поясом астероидов. В поясе астероидов есть карликовая планета (меньше обычной) по имени Церера. Затем идут внешние планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Дальше находятся две карликовые планеты, Плутон и Эрида.

Активность на поверхности Солнца, такая как солнечные вспышки и выбросы корональной массы, нарушает гелиосферу, создавая космическую погоду и вызывая геомагнитные бури.

Внутренние планеты

Первые четыре планеты, ближайшие к Солнцу, называются внутренними планетами. Это маленькие и плотные планеты земной группы с твердыми поверхностями.

Меркурий

Меркурий (7010598391482800000 ♠ 0,4 а.е. от Солнца) — ближайшая к Солнцу планета и самая маленькая планета в Солнечной системе (0,055 M _⊕ ). (Астрономическая единица ( AU ) — это единица длины, полученная с орбиты Земли.Это среднее расстояние, на которое Земля удаляется от Солнца ( по длинной оси эллипса ).

У Меркурия нет естественных спутников; Помимо ударных кратеров, его единственными известными геологическими особенностями являются лопастные гребни или руины, которые, вероятно, образовались в период сжатия в начале его истории.

Венера

Венера (0,7 а.е. от Солнца) близка по размеру к Земле (0,815 M _⊕ ) и, как и Земля, имеет толстую силикатную мантию вокруг железного ядра, значительную атмосферу и свидетельства внутренней геологической активности.

Он намного суше, чем Земля, а его атмосфера в девяносто раз плотнее. У Венеры нет естественных спутников.

Это самая горячая планета с температурой поверхности выше 400 ° C (752 ° F), скорее всего, из-за количества парниковых газов в атмосфере.

Земля

Земля (1 астрономическая единица от Солнца) — самая большая и самая плотная из внутренних планет, единственная известная, где в настоящее время наблюдается геологическая активность, и единственное место, где, как известно, существует жизнь.

Его жидкая гидросфера уникальна среди планет земной группы, и это единственная планета, на которой наблюдалась тектоника плит.

Атмосфера Земли радикально отличается от атмосферы других планет, она была изменена присутствием жизни и теперь содержит 21% свободного кислорода.

У него есть один естественный спутник, Луна, единственный большой спутник планеты земной группы в Солнечной системе.

Марс

Марс (1,5 а.е. от Солнца) меньше Земли и Венеры (0,107 M _⊕ ). Атмосфера состоит в основном из углекислого газа с поверхностным давлением 6,1 миллибар (примерно 0.6% земного).

Его поверхность, усыпанная огромными вулканами, такими как Олимп Монс, и рифтовыми долинами, такими как Валлес Маринеррис, демонстрирует геологическую активность, которая, возможно, сохранялась всего 2 миллиона лет назад.

Его красный цвет обусловлен оксидом железа (ржавчиной) в почве.

У Марса есть два крошечных естественных спутника (Деймос и Фобос), которые считаются либо захваченными астероидами, либо выброшенными обломками в результате мощного столкновения в начале истории Марса.

Пояс астероидов

Астероиды, за исключением самого большого, Цереры, классифицируются как небольшие тела Солнечной системы и состоят в основном из каменистых и металлических минералов с небольшим количеством льда.Их размер варьируется от нескольких метров до сотен километров. Астероиды размером менее одного метра обычно называют метеороидами и микрометеороидами (размером с зерно).

Пояс астероидов занимает орбиту между Марсом и Юпитером. Считается, что это остатки образования Солнечной системы, которые не смогли сформироваться из-за гравитационного вмешательства Юпитера.

Пояс астероидов очень малонаселен; космические корабли обычно проходят без происшествий.

Церера

Церера (2.77 а.е.) — крупнейший астероид, протопланета и карликовая планета. Его масса достаточно велика, чтобы под действием силы тяжести он приобрел сферическую форму.

Церера считалась планетой, когда была открыта в 1801 году, а в 1850-х годах была реклассифицирована как астероид, поскольку дальнейшие наблюдения выявили дополнительные астероиды. Она была классифицирована как карликовая планета в 2006 году, когда было создано определение планеты.

Внешние планеты

Юпитер

Юпитер (5,2 а.е.), 318 M _⊕ , равен 2.В 5 раз больше массы всех остальных планет вместе взятых. Он состоит в основном из водорода и гелия.

Сильное внутреннее тепло Юпитера создает полупостоянные элементы в его атмосфере, такие как полосы облаков и Большое красное пятно.

У Юпитера 79 известных спутников. Четыре крупнейших, Ганимед, Каллисто, Ио и Европа, демонстрируют сходство с планетами земной группы, например, вулканическую активность и внутреннее нагревание. Ганимед, самый большой спутник Солнечной системы, больше Меркурия.

Сатурн

Сатурн (9,5 а.е.) с его обширной системой колец имеет несколько сходств с Юпитером. Хотя Сатурн имеет 60% объема Юпитера, он меньше, чем на треть, на 95 M _⊕ .

Сатурн — единственная планета Солнечной системы, менее плотная, чем вода.

Кольца Сатурна состоят из небольших частиц льда и горных пород.

У Сатурна 62 подтвержденных спутника, состоящих в основном изо льда. Два из них, Титан и Энцелад, демонстрируют признаки геологической активности.Титан, второй по величине спутник в Солнечной системе, больше Меркурия и единственный спутник в Солнечной системе с солидной атмосферой.

Уран

Уран (19,2 а.е.), 14 M _⊕ , самая легкая из внешних планет. В отличие от планет, он вращается вокруг Солнца на своей стороне.

У нее гораздо более холодное ядро, чем у других планет-гигантов, и она излучает в космос очень мало тепла.

Уран имеет 27 известных спутников, крупнейшими из которых являются Титания, Оберон, Умбриэль, Ариэль и Миранда.

Нептун

Нептун (7012450289590807000 ♠ 30,1 а.е.), хотя и немного меньше Урана, более массивен (17 M _⊕ ) и, следовательно, более плотный.

Он излучает больше внутреннего тепла, но не так сильно, как Юпитер или Сатурн.

Нептун имеет 14 известных спутников. Самый большой, Тритон, геологически активен, с гейзерами жидкого азота. Тритон — единственный крупный спутник с ретроградной орбитой.

Нептун на своей орбите сопровождается несколькими малыми планетами, называемыми троянскими конями Нептуна, которые находятся в резонансе с ним 1: 1.

Карликовые планеты

Плутон называли планетой с момента его открытия в 1930 году, но в 2006 году астрономы, собравшиеся в Международном астрономическом союзе, решили, что Плутон не подходит под определение планеты. Вместо этого они назвали ее карликовой планетой вместе с некоторыми другими. Эти маленькие планеты иногда называют плутино.

Транснептуновый регион

За орбитой Нептуна находится область «транснептуновой области» с поясом Койпера в форме пончика, домом Плутона и нескольких других карликовых планет, а также перекрывающимся диском рассеянных объектов, который наклонен к плоскости Солнечной системы и простирается намного дальше пояса Койпера.

Весь регион еще в значительной степени не исследован.

Похоже, что он состоит в подавляющем большинстве из многих тысяч маленьких миров, самый большой из которых имеет диаметр лишь в пятую часть диаметра Земли и массу намного меньше, чем у Луны, состоящих в основном из камней и льда.

Этот регион иногда называют «третьей зоной Солнечной системы», включающей внутреннюю и внешнюю части Солнечной системы.

Ultima Thule — транснептуновый объект, расположенный в поясе Койпера.

С пролетом космического зонда New Horizons 1 января 2019 года (время по всемирному координированному времени) он стал самым дальним и примитивным объектом в Солнечной системе, который посетил космический корабль.

Он был открыт 26 июня 2014 года астрономом Марком Буйе с помощью космического телескопа Хаббла.

Самые дальние регионы

Точка, в которой заканчивается Солнечная система и начинается межзвездное пространство, точно не определена, потому что ее внешние границы формируются двумя отдельными силами: солнечным ветром и гравитацией Солнца.Считается, что он простирается в тысячу раз дальше и содержит облако Оорта.

Облако Оорта

Облако Оорта — это гипотетическое сферическое облако, содержащее до триллиона ледяных объектов. Считается, что он состоит из комет, которые были выброшены из внутренней части Солнечной системы в результате гравитационного взаимодействия с внешними планетами. Объекты облака Оорта движутся очень медленно и могут прерываться из-за нечастых событий, таких как столкновения, гравитационные эффекты проходящей звезды или галактический прилив, приливная сила Млечного Пути.

Границы

См. Также: Вулканоид, Планеты за Нептуном и Девятая планета

Большая часть Солнечной системы все еще неизвестна. По оценкам, гравитационное поле Солнца доминирует над гравитационными силами окружающих звезд на расстоянии до двух световых лет (125 000 а.е.). Объекты еще могут быть обнаружены в неизведанных регионах Солнечной системы.

Галактический контекст

Солнечная система расположена в Млечном Пути, спиральной галактике с перемычкой диаметром около 100 000 световых лет, содержащей около 100 миллиардов звезд.Солнце находится в одном из внешних спиральных рукавов Млечного Пути, известном как Рукав Ориона-Лебедя или Местная шпора.

Расположение Солнечной системы в Млечном Пути — фактор в эволюционной истории жизни на Земле. Его орбита близка к круговой, а орбиты около Солнца имеют примерно такую ​​же скорость, как и у спиральных рукавов.

Разведка

Перед телескопом люди исследовали небо глазами.Они увидели, как планеты будто «блуждают» по небу. Они научились предсказывать, где на небе будут Солнце, Луна и планеты. Они построили несколько обсерваторий — места для наблюдения за небом. Они наблюдали за Солнцем и звездами, чтобы определить время года.

Телескопы были впервые созданы в начале 17 века и с тех пор значительно улучшились. Астрономы увидели, что планеты не похожи на звезды. Это миры, подобные Земле. Они могли видеть, что на некоторых планетах есть луны. Они начали думать о том, на что были похожи эти миры.Сначала некоторые думали, что на других планетах и ​​лунах есть жизнь. В конечном итоге космический корабль был отправлен в космос и обнаружил, что есть жизнь на Луне или на Марсе.

Двенадцать астронавтов ступили на Луну около 35 лет назад. Они принесли на Землю камни и землю. Космический корабль пролетел над Венерой, Марсом и внешними планетами. Снимки, которые они сделали, показали нам многое из того, что мы знаем об этих мирах.

Роботы приземлялись на Марс в 1971, 1976 и 1997 годах. Они сделали тысячи снимков планет.Они также проверяют камни, чтобы узнать, из чего они сделаны.

Пока что мы не нашли никакой жизни, кроме Земли. Может быть, на Марсе когда-то жила крошечная одноклеточная жизнь. Может быть, есть жизнь подо льдом на спутнике Юпитера Европе. Планируется, что новые космические корабли будут искать жизнь в этих мирах.

Визуальное резюме

Образы для детей

• Художественная концепция ранней Солнечной системы

• Серая линия указывает расстояние Земля – Солнце, которое в среднем составляет около 1 астрономической единицы.

Энциклопедия Солнечной системы

« Энциклопедия Солнечной системы , как название, почти на одном уровне с Автостопом по Галактике , и, если подумать, содержание почти такое же умопомрачительное».
— Satellite Evolution Group, сентябрь 2007 г.

«Редакторы собрали огромное количество информации, созданной« Кто есть кто »в планетологии.»
— Небо и телескоп , июль 2007 г.

» Книгу приятно держать в руках и смотреть, она напечатана в великолепных цветах на качественной бумаге. Это одна из тех книг, которые вам просто необходимы. […] Редакторы этой работы взяли на себя обязательство поддерживать ее в актуальном состоянии […] Я рекомендую этот фолиант всем, кто любит информацию о нашем районе — Солнечной системе ».
— Дэвид О. ‘Дрисколл, AAQ Nesletter

«Все, что вы хотите знать о солнечной системе, здесь.Пусть ваши пальцы будут космическим кораблем, пока вы просматриваете эту книгу, посещая все планеты, луны и другие небольшие объекты в солнечной системе. Это прекрасный справочник, богато иллюстрированный и хорошо написанный.