какое внутреннее строение планет земной группы

Планеты земной группы

Существуют четыре планеты Земной группы в нашей Солнечной системе: Меркурий, Венера, Земля и Марс.Они получили свое название за сходство с нашей планетой Земля. Планеты Земной группы нашей Солнечной системы также известны как внутренние планеты, потому что эти планеты расположены в области между Солнцем и главным поясом астероидов. Все планеты Земной группы обладают малыми размерами и массами, высокой плотностью и состоят преимущественно из силикатов и металлического железа. За главным поясом астероидов (во внешней области) находятся планеты-гиганты, по размерам и массе в десятки раз превышающие планеты Земной группы. Согласно ряду космогонических теорий, в значительной части внесолнечных планетных систем экзопланеты тоже делятся на твердотельные планеты во внутренних областях и газовые планеты — во внешних.

Планеты земной группы бедны естественными спутниками. На четыре планеты земной группы приходится всего три спутника. Две самые далёкие планеты от Солнца, из планет земной группы имеют спутники, один большой у Земли и два крохотных у Марса.

Хоть Луна и считается спутником, технически она могла бы считаться планетой, если бы имела орбиту вокруг Солнца. Луна является полноценным участником гравитационной системы Земля-Луна.

У Марса два маленьких спутника: Фобос и Деймос. Оба спутника имеют форму близкую к трёхосному эллипсоиду. Из-за их небольших размеров силы тяготения не хватает, чтобы сжать их до круглой формы.

Самая массивная из планет земной группы – Земля – в 330 000 раз легче Солнца.

Строение и сходство планет земной группы

Некоторые различия планет земной группы

Считается, что землеподобные планеты наиболее благоприятны для возникновения жизни, поэтому их поиск привлекает пристальное внимание общественности. Примером экзопланет земного типа могут служить суперземли. По состоянию на июнь 2012 года найдено более 50 суперземель.

Источник

4.3. Общая характеристика планет Солнечной системы

Все планеты земной группы имеют твёрдые оболочки, в которых сосредоточена почти вся их масса (> 99.99%). Твёрдые оболочки планет находятся в гидростатическом равновесии, несмотря на фазовое состояние, т. к. предел текучести горных пород (для Земли) соответствует весу столба единичного сечения высотой всего около 10 км. Форма небольших спутников планет и астероидов может заметно отличаться от сферической. Модели твёрдых оболочек планет земной группы стоятся на основании данных о свойствах вещества земных недр, характеристики которых хорошо известны благодаря сейсмическим исследованиям.

Внутреннее строение планет земной группы

По аналогии с Землёй выделяются кора – самая внешняя и тонкая (10–100 км) твёрдая оболочка, мантия – твёрдая и толстая (1000–3000 км) оболочка и ядро. У Земли ядро подразделяется на внешнее (жидкое) и внутреннее (твёрдое). Жидкое ядро, вероятнее всего, есть у Меркурия и, вероятнее всего, отсутствует у Венеры. Наиболее распространённые химические элементы твёрдой оболочки Земли: Fe (34.6%), O (29.5%), Si (15.2%), Mg (12.7%). Земная кора состоит в основном из окислов кремния (SiO₂) и алюминия (Al₂O₃). Ядро, по-видимому, состоит из железа. В строении газовых планет-гигантов Юпитера и Сатурна принято выделять следующие слои: 1. Верхний слой, состоящий в основном из газообразных водорода и гелия.

Внутреннее строение планет-гигантов

2. Слой, состоящий их «газожидкого», т. е. находящегося в сверхкритическом состоянии водорода и гелия. Внутренние слои Юпитера и Сатурна содержат водород и гелий практически в той же пропорции (по массе), что и Солнце (

25% гелия и около 5% остальных элементов). Верхние слои (атмосфера) содержат на 10–15% водорода больше. 3. Под газожидким водородом находится слой жидкого металлического (вырожденного) водорода. Протоны и электроны в этом слое существуют раздельно, и он является хорошим проводником электричества. Мощные электрические токи, возникающие в слое металлического водорода, порождают гигантское магнитное поле Юпитера. 4. Твёрдое (каменное) ядро. Ледяные планеты-гиганты Уран и Нептун имеют иное строение: 1. Атмосфера (верхний слой), состоящий в основном из газообразных водорода и гелия. 2. Слой газожидких гидридов (H₂O, NH₃, CH₄) – т. н. «ледяная оболочка», или «океан водного аммиака». 3. Твёрдое (каменное) ядро. В недрах Урана и Нептуна относительное содержание тяжёлых элементов больше солнечного.

4.3.2. Поверхности планет и типичные формы рельефа

Гранд-Каньон (Северная Америка)

Очевидно, что имеет смысл говорить о поверхности планет только земной группы. Поверхности планет формируют две группы процессов – эндогенные (внутренние) и экзогенные (внешние). Основные эндогенные процессы – это тектоническая и вулканическая деятельность.

Маринер – гигантский разлом протяжённостью более 4500 км на поверхности Марса

Складки тектонического происхождения (горные цепи) хорошо выражены только на Земле. Долины тектонического происхождения (разломы) имеются на Земле, Венере, Марсе.

В настоящее время активность вулканических процессов в наибольшей степени характерна для Земли (и спутника Юпитера Ио). Криовулканизм достоверно установлен на спутниках Сатурна Титане и Энцеладе, а также на спутнике Нептуна Тритоне. Кроме Земли, вулканические горы имеются на Марсе, Венере, Луне.

Извержения вулканов на спутнике Юпитера Ио

Один из важнейших экзогенных процессов – переработка поверхности в результате падения метеоритных тел, образующих кратеры и измельчающих материал поверхности. К числу экзогенных процессов относится также механическая эрозия под действием ветра, осадков, воды, ледников.

Выброс водяного пара из криовулкана на спутнике Сатурна Энцеладе

На Земле большой вклад в формирование поверхности вносит атмосферная, водная и ледниковая эрозия. Признаки действия экзогенных процессов такого типа имеются и на Марсе, но они выражены слабее. На поверхности всех тел, лишённых плотной атмосферы и обладающих относительно слабой тектонической активностью, наиболее важный процесс – это метеоритная бомбардировка.

Потухший вулкан Олимп на Марсе – крупнейшая гора в Солнечной системе

Ударные кратеры на поверхности Земли часто называют астроблемами. Наиболее известные кратеры на поверхности Земли: Аризонский (США), Маникуаган (Канада) и др. Диаметр Аризонского кратера составляет 1200 метров, глубина – 170 метров. Он возник около 50 тысяч лет назад после падения 50-метрового метеорита с массой около 300 тысяч тонн и летевшего со скоростью 12–20 км/с. Современный диаметр кратера Маникуаган равен 71 км. Он сформировался 214 млн. лет назад в результате столкновения Земли с астероидом диаметром 5 км.

Кратер Маникуаган (Канада)

Вблизи Минска расположена самая известная астроблема Беларуси – Логойская. Около 40 млн. лет назад вблизи современного Логойска с Землёй столкнулся каменный астероид диаметром около 600 м и массой 400 млн. тонн. В момент столкновения скорость астероида составляла около 18 км/с.

Ударный кратер Гершель на спутнике Сатурна Мимасе

Таким образом, можно выделить следующие типичные формы рельефа планет земной группы и спутников планет: 1. Континентальные блоки и «океанические впадины» имеются на Земле, Марсе и Венере, но только на Земле впадины заполнены водой. 2. Горные цепи (складки тектонического происхождения) ярко выражены только на Земле.

Пылевая буря на Марсе

3. Долины тектонического происхождения (разломы) имеются на Земле, Венере, Марсе. 4. Вулканические горы имеются на Земле, Луне, Марсе, Венере, Ио. Действующие (не криогенные) вулканы (кроме земных) достоверно обнаружены только на Ио. 5. Ударные (метеоритные) кратеры – наиболее распространённая форма рельефа на поверхности тел Солнечной системы, лишённых атмосферы или имеющих достаточно разреженную атмосферу. 6. Бассейны – округлые низменности диаметром от 100 до 2500 км. Имеются на Луне (лунные моря), Марсе, Меркурии. Образовались в результате падения крупных планетезималей (зародышей планет) около 4 млрд. лет назад. 7. Образования, связанные с водой и ледниковой эрозией, с переносом пылевого вещества ветром, наблюдаются только на Земле и Марсе.

4.3.3. Атмосферы планет

Циклон в атмосфере Земли

Три планеты земной группы (Венера, Земля и Марс) обладают плотными газовыми атмосферами. Меркурий практически лишён атмосферы. У планет земной группы атмосферы имеют так называемое вторичное происхождение (тектоническое, вулканическое, биологическое (у Земли) и т. п.). Они состоят в основном из «тяжелых» газов: у Земли – это в основном азот N₂ (78%), кислород O₂ (21%) и аргон Ar (0,9%), у Венеры – углекислый газ CO₂ (96,5%) и азот N₂ (3,5%), у Марса – углекислый газ CO₂ (95%), азот N₂ (2,7%), аргон Ar (1,6%) и кислород O₂ (0,13%).

В отличие от атмосфер Венеры и Марса, в атмосфере Земли аномально много азота и практически отсутствует углекислый газ. Во Вселенной в целом углерода больше, чем азота; кроме этого, в межзвёздной среде (а, следовательно, и в протосолнечной системе) углерод существует в виде графитовых пылинок и органических соединений, а азот – в виде очень летучего газа N₂. Таким образом, зародышам планет гораздо легче захватывать твёрдые углеродистые соединения, чем азот, и поэтому неудивительно, что на Венере и Марсе наблюдаются атмосферы с доминированием углерода в форме СО₂.

На Земле же при помощи и содействии богатой жизнедеятельности морских форм жизни двуокись углерода растворялась в воде и образовывала углеродистые породы. Если экстрагировать весь СО₂, содержащийся в связанном состоянии в известковых породах, то атмосферное содержание СО₂ повысилось бы до 95% при давлении в 70 атмосфер, а земная атмосфера стала бы весьма похожей на венерианскую.

Облачный покров Юпитера

Совсем иной состав атомосферы Юпитера и других планет-гигантов. Там главные составляющие – водород H₂ (84–90%) и гелий He (10–16%), т. е. элементы, наиболее распространенные в космосе. Вертикальная структура планетной атмосферы определяется температурой, составом и силой тяжести. Давление убывает в e раз при изменении высоты на величину H, которая дается формулой: H = RT/(μg), где T – температура, R – газовая постоянная, μ – молекулярная масса, g – ускорение силы тяжести. Эта формула называется барометрической, она выводится из условия гидростатического равновесия атмосферы. Величина H называется шкалой высоты или высотой однородной атмосферы. Если параметры, от которых зависит H, изменяются с высотой, то выражение для шкалы высоты надо применять для бесконечно узких слоев. Верхние слои атмосфер подвергаются сильному воздействию солнечной радиации, что приводит к диссоциации молекул, а также ионизации атомов и молекул. Поэтому верхняя часть атмосферы является ионизованной средой (плазмой) и часто называется ионосферой.

4.3.4. Излучение планет

Солнечное излучение, падающее на планету, частично отражается в космическое пространство, частично поглощается. Поглощенная энергия нагревает поверхность и атмосферу и переизлучается в длинноволновой области спектра. Поэтому спектр излучения планеты содержит два максимума: один из них (более коротковолновой) соответствует отраженному солнечному излучению, второй – тепловому излучению самой планеты. Положение второго максимума определяется эффективной температурой планеты T_eff, в приблизительном соответствии с законом Вина: λ_max = 2886/T_eff (мкм). Уровень, на котором формируется отраженное или тепловое излучение на некоторой длине волны, соотвествует оптической глубине τ = 1 на этой длине волны (так же, как в атмосферах звезд и Солнца). Он может располагаться на той или иной высоте в атмосфере, на некоторой глубине под поверхностью или с ней совпадать. Доля солнечной энергии, отраженная от планеты, определяется величиной сферического альбедо, которая равна A_sph = Ф/Ф₀, где Ф₀ – падающий поток солнечного излучения, Ф – поток, рассеянный планетой во все стороны. Потоки могут быть определены либо в узком участке длин волн, либо проинтегрированы по всем длинам волн. В последнем случае A_sph – интегральное сферическое альбедо. Часть солнечного потока, равная (1 – A_sph)Ф₀, поглощается планетой, нагревает ее и переизлучается в инфракрасном диапазоне. У Земли, как и у других планет земной группы, поток внутреннего тепла пренебрежимо мал по сравнению с притоком энергии от Солнца. Наоборот, у планет-гигантов поток внутреннего тепла на единицу площади примерно равен потоку, получаемому от Солнца, и играет существенную роль в уравнении теплового баланса при определении эффективных температур этих планет. В этом отношении (большой поток внутреннего тепла) планеты-гиганты (особенно – Юпитер) ближе к звездам, чем к планетам земной группы. Однако их источником внутренней энергии являются, конечно, не ядерные реакции. По-видимому, излучается запас энергии, накопленной при гравитационном сжатии планеты. Теплопроводность планетных грунтов достаточно низка, поэтому на Меркурии, Луне, Марсе имеют место сильные суточные изменения температуры: соответственно на этих планетах температуры в полдень и полночь составляют примерно 700 и 100 К, 400 и 120 К, 280 и 170 К. На планетах с плотной атмосферой (таких, как Венера и Земля) значительный вклад в ее температурный баланс вносит так называемый парниковый эффект, который обусловлен сильным поглощением инфракрасного излучения поверхности планеты некоторыми сложными молекулами (CO₂, H₂O, SO₂ и др.) атмосферных газов, что приводит к разогреву приповерхностного слоя атмосферы. Для Венеры такое увеличение средней температуры поверхности по сравнению с эффективной температурой составляет

40 К, для Марса и Титана –

4.3.5. Магнитные поля планет. Магнитосферы. Полярные сияния

Большая часть планет Солнечной системы обладают собственными магнитными полями. Магнитного поля фактически нет только у Венеры, весьма слабое (по сравнению с земным) магнитное поле у Марса. Происхождение магнитных полей планет земной группы связано с теорией гидромагнитного динамо, согласно которой генерация магнитного поля происходит вследствие конвективного движения электропроводящего вещества во внешнем, жидком ядре планеты. Взаимодействие магнитного поля планеты с падающим на неё солнечным ветром формирует магнитосферу планеты. Плазма солнечного ветра, встречая на своём пути планету, частично огибает препятствие и частично им поглощается. Картина обтекания зависит от характеристик препятствия. Имеется три основных варианта: 1) планета (или спутник) не имеет ни атмосферы, ни магнитного поля (Луна); 2) есть атмосфера, нет собственного магнитного поля (Венера); 3) есть значительное магнитное поле; наличие или отсутствие атмосферы не играет существенной роли (Меркурий, Земля, Юпитер). В первом случае за планетой образуется плазменные тень и полутень. Во втором случае солнечный ветер, набегающий на атмосферу, образует ударную волну. За фронтом ударной волны расположена переходная область, в которой скорость частиц солнечного ветра меньше, а концентрация – больше, чем в невозмущённом солнечном ветре. Плазма солнечного ветра прижимает ионосферу ближе к поверхности на дневной стороне планеты.

Схема магнитосферы Земли

Некоторые планеты (в том числе и Земля) имеют сильные магнитные поля. В этом случае также образуется ударная волна и переходная область, но частицы солнечного ветра отклоняются магнитным полем планеты в ней задолго до того, как они вступают в соприкосновение с ионосферой. После запусков первых ИСЗ было обнаружено, что магнитное поле Земли удерживает огромное количество заряженных частиц – электронов (до 10 кг) и протонов. Частицы заполняют огромные кольца, или пояса, охватывающие Землю вокруг геомагнитного экватора. Всю область пространства, заполненную заряженными частицами, движущимися в магнитном поле Земли или другой планеты, называют магнитосферой. Она отделена от межпланетного пространства магнитопаузой. Вдоль магнитопаузы частицы солнечного ветра обтекают магнитосферу. Влияние солнечного ветра на земное магнитное поле иногда бывает очень сильным. Локальные характеристики солнечного ветра изменяются и совершают колебания иногда в течение нескольких часов, а затем восстанавливаются до прежнего уровня. Такие явления возникают в результате вспышек на Солнце и называются магнитными бурями.

Полярное сияние на Земле

В высоких широтах во время возмущений магнитного поля наблюдаются полярные сияния (Aurora). Спектр полярных сияний состоит из эмиссионных линий и полос, прежде всего зелёной и красной линий кислорода (5577 и 6300 Å). Частицы солнечного ветра захватываются магнитным полем Земли и наполняют внешний радиационный пояс. В полярных районах электроны и протоны, двигаясь по спирали вдоль силовых линий, могут проникать в атмосферу даже при относительно малых энергиях. В верхних слоях атмосферы частицы солнечного ветра создают дополнительную ионизацию и возбуждают свечение, наблюдаемое в виде полярных сияний.

Магнитосферы некоторых планет Солнечной системы

Наиболее мощными магнитосферами обладают газовые гиганты – Юпитер и Сатурн. Поперечные размеры магнитосферы Юпитера в области головной ударной волны примерно на два порядка превосходят магнитосферу Земли, а «хвост» юпитерианской магнитосферы достигает орбиты следующей планеты – Сатурна. Размеры магнитосферы Сатурна примерно в 2,5–3 раза меньше юпитерианской. Гигантские магнитосферы этих планет обусловлены наличием в их недрах обладающего высокой проводимостью слоя металлического водорода.

Полярные сияния на Юпитере (комбинация изображений в видимом и УФ диапазонах)

Источник

Солнечная система: строение и характеристика

Рассказываем, как устроена звёздная система, в которой мы живём. Какие планеты вращаются вокруг Солнца, что находится в межпланетном пространстве и другие интересные сведения о нашей Солнечной системе.

Солнечная система — звёздная система в галактике Млечный Путь, включающая Солнце и естественные космические объекты, обращающиеся вокруг него: планеты, их спутники, карликовые планеты, астероиды, метеороиды, кометы и космическую пыль.

Строение Солнечной системы

В состав солнечной системы входит восемь основных планет и пять карликовых, вращающихся приблизительно в одной плоскости. По своим физическим свойствам планеты делятся на земную группу и планеты-гиганты.

Планеты земной группы относительно небольшие и плотные, состоят из металлов и минералов. К ним относятся:

Планеты-гиганты во много раз больше других планет, они состоят из газов и льда. Это:

Орбита Земли делит солнечную систему на две условные области. Во внутренней находятся ближайшие к Солнцу планеты — Меркурий и Венера. Во внешней области — более удалённые от Солнца, чем Земля: Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Пространство между орбитами Марса и Юпитера, а также за Нептуном (пояс Койпера) занимают малые небесные тела: малые планеты и астероиды. Также по пространству Солнечной системы курсируют кометы и потоки метеороидов.

Рассмотрим планеты солнечной системы по порядку.

Состав Солнечной системы

Солнце

Звезда класса «жёлтый карлик». 98% массы Солнца приходится на водород и гелий, но в нём также содержатся все известные химические элементы. Солнце ярче, чем 85% звёзд в галактике, а температура его поверхности превышает 5 700°C.

Солнце почти в 110 раз больше Земли, а его масса в тысячу раз превосходит массу всех планет, вместе взятых. Именно благодаря солнечному свету и теплу на Земле существует жизнь.

Меркурий

Самая близкая к Солнцу и самая маленькая планета солнечной системы — Меркурий лишь немного больше Луны. Меркурий получает в семь раз больше тепла и света, чем Земля, поэтому температура его поверхности колеблется от +430°C днём до −190°C ночью. Это самый большой температурный перепад в солнечной системе.

Несмотря на то что люди наблюдали Меркурий на небе с древнейших времён, известно о нём немного. Первый снимок его поверхности был получен только в 1974 году. Она оказалась покрыта многочисленными кратерами и скалами.

Атмосфера практически отсутствует — возможно, причиной тому солнечное излучение, а может быть, небесное тело такого размера просто не в состоянии удерживать плотную газовую оболочку.

Поскольку для оборота вокруг Солнца Меркурию нужно пройти гораздо меньшее расстояние, чем Земле, год на нём значительно короче — всего 88 земных суток. За один меркурианский день успевает пройти более двух местных лет. Поскольку ось вращения планеты почти не наклонена, год на ней не делится на сезоны.

Меркурий назван по имени древнеримского бога торговли и хитрости.

Венера

Венера окутана очень плотным слоем облаков, за которыми невозможно разглядеть поверхность. Из-за парникового эффекта она нагревается до 480°C — абсолютный рекорд для солнечной системы. Облака проливаются кислотными дождями и пропускают только 40% солнечного света, поэтому на планете царит вечный сумрак.

Из-за сильнейшего атмосферного давления (как на глубине 900 метров в земных океанах) ни один исследовательский аппарат, отправленный на Венеру, не просуществовал дольше двух часов. Тем не менее учёным удалось узнать, что атмосфера планеты на 94% состоит из углекислого газа, а состав грунта не отличается от других планет земной группы. На Венере много вулканов, но почти нет кратеров — все метеориты сгорают в плотной атмосфере.

День на Венере длится дольше, чем на любой другой планете — около 243 земных суток. Продолжительность года чуть уступает дню — 225 земных суток. Как и на Меркурии, сезонов на Венере нет.

Облака Венеры хорошо отражают солнечный свет, поэтому на земном небе планета светится ярче других. Возможно, именно поэтому древние римляне связали её с богиней красоты и любви. Примечательно, что Венера — одна из двух планет солнечной системы, вращающихся вокруг оси по часовой стрелке.

Земля

Земля — третья планета от Солнца и крупнейшая в земной группе. Уникальные условия Земли позволили развиться на планете жизни.

Атмосфера Земли состоит из азота (78%), кислорода (21%), углекислого и других газов (1%). Кислород и азот — необходимые вещества для строительства ДНК. Озоновый слой атмосферы поглощает солнечную радиацию. Кислород на Земле синтезируют растения из углекислого газа. Не будь их, наша планета напоминала бы Венеру. С другой стороны, некоторое количество CO2 в атмосфере обеспечивает на Земле комфортную для жизни температуру.

70% поверхности Земли покрыты водой. В отличие от Луны и Меркурия, на Земле очень мало кратеров. Учёные считают, что они исчезли под воздействием ветра и эрозии почвы.

Из-за наклона Земной оси (23,45°) на Земле хорошо различимы сезоны года. Для оборота вокруг своей оси Земле требуется чуть менее 24 часов — это самый короткий день среди планет земной группы.

Земля имеет спутник — Луну. Её размер составляет ¼ земного диаметра, что довольно много для спутника. Притяжение Луны влияет на земную воду, вызывая приливы и отливы. Вращение Луны вокруг своей оси и вокруг Земли синхронно, поэтому Луна всегда обращена к Земле только одной стороной.

Земля — единственная планета, название которой не связано с мифологией. И русское «земля», и английское «earth», и латинское «terra» обозначают почву или сушу.

Марс — четвертая планета от Солнца — меньше Земли почти в два раза. Долгое время считалось, что на красной планете существует жизнь. Люди наблюдали на его поверхности объекты, казавшиеся им постройками, дорогами и даже гигантскими скульптурами. Однако на поверку марсианская цивилизация оказалась обманом зрения. Многочисленные исследовательские миссии пока тоже не подтвердили наличие какой-либо жизни на поверхности планеты.

Атмосфера Марса по составу напоминает венерианскую — 95% углекислого газа. Но поскольку она очень тонкая и разреженная, парникового эффекта не возникает, поэтому максимальная температура поверхности планеты — около 0°C, а атмосферное давление в 160 раз меньше, чем на Земле. В составе марсианской атмосферы есть водяной пар, а на полюсах лежат шапки ледников, но жидкой воды на поверхности нет.

И всё же учёные считают Марс самой перспективной планетой для освоения, поскольку погодные условия на ней довольно приемлемы для человека. Если не считать низкое содержание кислорода в атмосфере, радиацию и пылевые бури, длящиеся по несколько месяцев. На Марсе находится самая высокая гора в солнечной системе — вулкан Олимп, высота которого 27 километров. Это в три раза выше Эвереста, высочайшей горы Земли.

Из-за удалённости от Солнца год на Марсе почти в два раза длинней земного. Скорость вращения вокруг своей оси почти такая же, как на Земле, так что сутки длятся 24 часа 40 минут. Наклон оси Марса составляет 25,2°, а значит, на нём, как и на Земле, существуют сезоны.

Марс имеет два спутника — Фобос и Деймос, представляющие собой бесформенные каменные глыбы сравнительно небольших размеров. Из-за красного цвета древние римляне назвали планету именем бога войны.

Юпитер

Юпитер, самая большая из планет-гигантов, отделена от Марса поясом астероидов. Масса Юпитера в два раза больше, чем масса всех остальных планет, лун, комет и астероидов системы вместе взятых. По яркости на земном небе он уступает только Венере. Люди наблюдали его с древнейших времён и связывали с сильнейшими богами своих пантеонов. Юпитер — имя римского царя богов.

Юпитер является газовым гигантом. Коричневые и белые полосы — это облака соединений серы, которые движутся в атмосфере планеты с чудовищной скоростью. Большое красное пятно Юпитера — гигантский вихрь. С момента его обнаружения в 1664 году он стал заметно меньше, но и теперь в несколько раз превосходит Землю по размерам.

О структуре планеты учёные пока только догадываются. Предположительно она состоит из газов, плавно переходящих в металлическое состояние по мере приближения к ядру. Считается, что ядро Юпитера каменное. Сильнейшее в системе магнитное поле Юпитера воздействует на частицы в миллионах километрах вокруг и даже достигает орбиты Сатурна. Это одна из причин огромного числа спутников у планеты.

В 1610 году астроном Галилео Галилей обнаружил четыре крупнейших спутника Юпитера. В наше время известно 79 объектов, вращающихся вокруг планеты. Некоторые из них напоминают Луну, другие выглядят как большие астероиды. Особый интерес представляет Ио — планета с мощнейшими в системе вулканами. Более мелкие частицы образуют вокруг Юпитера кольца, хотя они не так заметны, как у соседнего Сатурна.

Сатурн

Шестая планета от Солнца. Как и спутники Юпитера, Сатурн был обнаружен Галилеем в начале XVII века. На сегодняшний день эта планета остаётся одной из наименее изученных.

Атмосфера Сатурна состоит из водорода (96%) и гелия (4%) с незначительными вкраплениями других газов. Скорость ветра на Сатурне достигает 1 800 км/ч — это самые сильные ветра в системе. Облака в его атмосфере тоже образуют полосы и пятна гигантских вихрей, хоть и менее заметные, чем на Юпитере.

О происходящем за атмосферным слоем планеты известно мало. Предположительно, в центре находится металлосиликатное ядро, окружённое спрессованными до состояния металла газами, плотность которых уменьшается по мере удаления от ядра.

Планета находится в 9,5 раз дальше от Солнца, чем Земля, и делает оборот вокруг звезды за 29,5 земных лет. Наклон оси Сатурна напоминает земной. По скорости вращения вокруг своей оси Сатурн уступает только Юпитеру. Как и у других газовых гигантов, скорость вращения на разных широтах у планеты разная. Это происходит потому, что поверхность Сатурна текучая, а не твёрдая. Плотность Сатурна так мала, что он мог бы плавать на поверхности воды.

Главная особенность Сатурна — впечатляющая система из семи колец. Они состоят из миллиардов ледяных осколков, которые отлично отражают свет, а потому хорошо заметны. Радиус колец огромен — 73 000 километров, а толщина — всего 1 километр. Считается, что эти кольца — осколки спутника, разрушенного гравитацией планеты.

Недавние исследования показали, что вокруг Сатурна вращаются 82 спутника — на данный момент это рекорд солнечной системы (до 2016 года лидером считался Юпитер). Все спутники покрыты льдом. Крупнейший, Титан, имеет плотную азотистую атмосферу и озёра жидкого метана на поверхности. На другом спутнике, Энцеладе, обнаружена жидкая вода, выталкиваемая на поверхность гейзерами. Это делает его крайне интересным объектом для изучения.

Сатурн назван именем древнеримского бога времени, отца Юпитера.

Седьмая планета от Солнца. Уран был открыт сравнительно недавно — в 1781 году. В 1986 году его достиг единственный космический аппарат — «Вояджер-2».

Как и Сатурн, Уран окружён кольцами. Они не столь яркие и расположены под углом около 90° к орбите, в то время как сама планета вращается «на боку» (угол отклонения оси — 99°). В результате половину уранианского года на южном полушарии длится день, а на южном — ночь. А следующие полгода — наоборот.

Подобно Венере, Уран вращается вокруг своей оси по часовой стрелке. На настоящий момент известно 23 спутника Урана, все покрыты льдом. Уран назван именем древнегреческого бога неба, отца Сатурна, и продолжает «семейную» линию.

Нептун

Нептун находится так далеко, что его нельзя увидеть с Земли невооружённым глазом. Он был открыт в 1846 году, когда астрономы искали планету, вызывающую орбитальные отклонения Урана.

Достоверные данные о Нептуне получены «Вояджером-2» в 1989 году. Верхние слои его атмосферы состоят из водорода (80%), гелия (19%) и метана (1%). Именно обилием метана объясняется сине-голубое свечение планеты.

Раз в несколько лет в атмосфере планеты появляются и исчезают тёмные пятна штормов. Предположительно в центре Нептуна — ледяное ядро, а мантия состоит из жидкой смеси воды и аммиака. Средняя температура поверхности — −214°С.

Солнечный свет достигает Нептуна почти за 5 часов, а нептунианский год равен 165 земным. Полный оборот вокруг своей оси планета делает довольно быстро — сутки длятся всего 17 часов. Наклон оси Нептуна близок к земному — 28°.

На настоящий момент учёные знают о 14 спутниках Нептуна, лишь один из которых (Тритон) обладает сферической формой. Это единственный в системе крупный спутник с обратным вращением. У Нептуна есть три кольца, хотя выражены они слабо.

За глубокий синий цвет планета была названа именем древнеримского бога морей.

Учите астрономию вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду ASTRO10112021 вы получите бесплатный доступ на одну неделю к курсу астрономии за 10 и 11 классы.

Другие объекты Солнечной системы

Помимо планет и их спутников, в солнечную систему входит множество малых небесных тел — карликовых планет, астероидов, комет и метеороидов.

Большинство астероидов сосредоточено в поясе между орбитами Марса и Юпитера. Это объекты неправильной формы, состоящие из металлов и силикатов. Хотя некоторые астероиды даже имеют собственные спутники, их масса слишком мала, чтобы удерживать атмосферу. Крупнейшие — карликовая планета Церера, астероиды Паллада, Веста и Гигея.

За орбитой Нептуна расположен пояс Койпера — средоточие ещё почти неизученных объектов. Самым крупным из них являются карликовая планета Плутон со спутником Хароном.

Под действием гравитации планет орбиты астероидов могут меняться и пересекаться. Иногда это приводит к столкновению. Планеты притягивают метеорные тела — обломки небесных тел. Если атмосфера планеты плотная — они сгорают при падении, но самые крупные всё же достигают поверхности, образуя кратеры. Последний известный случай падения метеорита на Землю произошёл в Челябинской области в 2013 году.

Кометы — малые небесные тела, движущиеся по вытянутым орбитам. Они состоят из замёрзших газов и космической пыли. По мере приближения к Солнцу частицы вещества нагреваются, образуя горящую голову и хвост кометы. Самая известная комета — Галлея — обращается вокруг Солнца за 76 лет.

Постепенно кометы разрушаются, превращаясь в поток более мелких частиц — метеороидов. Из-за небольших размеров они легко притягиваются планетами, но сгорают в плотной атмосфере. Горящие метеоры выглядят с Земли как падающие звёзды. Поэтому метеорный поток в просторечии называют звездопадом.

Движение объектов солнечной системы

Все объекты солнечной системы вращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам. Наиболее близкую к Солнцу точку орбиты называют перигелием, а самую удалённую — афелием.

Орбиты планет расположены приблизительно в одной плоскости, поэтому периодически на Земном небе можно наблюдать Парад планет — явление, при котором несколько небесных тел будто бы выстраиваются в одну линию на небольшом угловом расстоянии друг от друга.

Межпланетное пространство

Планеты вращаются не в абсолютной пустоте — пространство между ними заполнено малыми небесными телами, вращающимися по собственным орбитам, блуждающими кометами, потоками метеорных тел и космической пылью.

Кроме того, Солнце излучает мощнейший поток заряженных частиц, называемый «солнечным ветром». Он распространяется по системе с чудовищной скоростью — до 1 200 км/с. Именно солнечный ветер порождает магнитные бури, полярные сияния и радиационные пояса планет.

Расположение Солнечной системы в Галактике

Солнце — одна из 200 миллиардов звёзд Млечного Пути, оно находится в одном из его спиральных рукавов — рукаве Ориона — на расстоянии 27 000 световых лет от центра Галактики.

Как планеты вращаются вокруг Солнца, так и Солнце вращается вокруг центра Галактики. Солнечная система движется сквозь космическое пространство со скоростью в 250 км/с — это в сотни тысяч раз быстрее самого мощного сверхзвукового самолёта.

Полный оборот вокруг центра Млечного Пути солнечная система совершает за 226 миллионов лет — эта величина называется галактическим годом.

Изучение Солнечной системы

Долгое время человечество было убеждено, что все звёзды и планеты вращаются вокруг Земли. Система мира с неподвижной Землёй в центре была разработана греческим учёным Птолемеем во 2 веке до нашей эры и просуществовала более полутора тысяч лет.

В 1453 году польский астроном Николай Коперник доказал, что Земля, как и другие планеты (на тот момент их было известно шесть), вращаются вокруг Солнца. Однако вплоть до XVII века церковь считала это учение ересью и боролась с его последователями.

Одним из них был итальянский монах Джордано Бруно. В 1584 году он опубликовал исследование, в котором утверждал, что Вселенная бесконечна, а Солнце подобно остальным звёздам, просто находится гораздо ближе к Земле. Бруно был схвачен инквизицией и приговорён к сожжению на костре как еретик.

Другим последователем Коперника стал итальянский учёный Галилео Галилей. Он создал первый телескоп, который позволил увидеть кратеры Луны, пятна на Солнце, открыть четыре спутника Юпитера и установить, что планеты вращаются вокруг своей оси. Чтобы не повторить судьбу Бруно, Галилей был вынужден отречься от своих идей.

В XVII веке немецкий астроном Иоганн Кеплер открыл законы движения планет — ему удалось установить связь между скоростью вращения планеты и её расстоянием от Солнца. Его идеи воспринял знаменитый английский физик Исаак Ньютон, создатель теории всемирного тяготения.

В XVIII—XIX веках открытия в области оптики позволили создать более мощные телескопы, которые позволили учёным узнать больше о солнечной системе. Были открыты планеты Уран и Нептун.

В 1951 году Советский Союз вывел на орбиту Земли первый искусственный спутник. С этого момента началась Космическая эра — эпоха практического изучения солнечной системы.

В 1961 году Юрий Гагарин стал первым человеком, побывавшем в космосе, а в 1969 году космический корабль «Аполлон-11» доставил людей на Луну.

В 1970-х годах Советский Союз и США запустили несколько десятков аппаратов для исследования Марса, Венеры и Меркурия, а запущенные в 1980-х аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2» позволили получить данные о дальних планетах — Юпитере, Сатурне, Уране, Нептуне и их спутниках. Большую роль в изучении солнечной системы сыграл вывод на орбиту Земли космического телескопа «Хаббл» в 1990 году.

В нынешнем десятилетии космические агентства разных стран планируют пилотируемый полёт на Марс. Экспедиция на другую планету станет величайшим событием в истории освоения солнечной системы. И всё же пока человечество находится в самом начале пути изучения космоса.

Источник

• ← какое море в анапе в июле цветет
• 21 июля православный праздник казанской божьей матери картинки с надписями →