рефераты бесплатно

МЕНЮ


Строение солнечной системы

К.

Полеты американских космических аппаратов “Пионер - 10” и “Пионер -

11” позволили уточнить строение магнитосферы Юпитера (1 мм в год !)

Напряженность магнитного поля у поверхности в полярных областях планеты 10

- 15 эрстед, т.е. в 20 раз больше, чем на Земле.

Юпитер имеет 16 спутников. Первые 4 спутника были открыты еще Г. Галилеем

(ИО, Европа, Ганимед, Каллистро) Они, а также внутренние спутники Амальтея

и открытые в 1979 - 1980 годах маленькие спутники Метис и Адрастея движутся

в плоскости экватора планеты. Внешние спутники обращаются вокруг планеты по

сильно вытянутым орбитам с большими углами наклона к экватору (до 30О). Это

маленькие тела - от 10 до 120 км, по - видимому, неправильной формы. Самые

внешние 4 спутника Юпитера обращаются вокруг планеты в обратном

направлении.

Кроме спутников Юпитер окружен очень слабо светящимся пылевым кольцом. Оно

было обнаружено на снимках, сделанных “против света”, т.е. когда Солнце

светило почти в объектив телевизионной камеры “Вояджер - 2”. Кольцо вокруг

Юпитера - плоское и чрезвычйно тонкое, а его ширина (приблизительно 6,4 км)

очень мала по сравнению с его радиусом по внешней границе (125 тыс.км.) По

своей ширине и яркости кольцо Юпитера сильно уступает системе колец

Сатурна.

Сатурн

Сатурн - вторая по величине и шестая по расстоянию от Солнца планета

Солнечной системы. Его экваториальный диаметр лишь немного меньше, чем у

Юпитера (116000 км), но по массе Сатурн уступает Юпитеру более чем втрое

и имеет очень низкую среднюю плотность - всего 0,70 г/см3. Низкая плотность

Сатурна объясняется тем, что он состоит (как и другие планеты - гиганты) из

водорода и гелия. При этом давление не достигает столь высоких значений,

как на Юпитере, поэтому плотность вещества меньше. Спектроскопические

исследования обнаружили в атмосфере Сатурна некоторые молекулы. Температура

поверхности облаков на Сатурне близка к температуре метана(-184ОС) из

твердых частичек которого состоит облачный слой планеты.

В телескоп видны вытянутые вдоль экватора темные полосы, называемые также

поясами и светлые зоны, но детали менее контрастны, чем на Юпитере и

отдельные пятна в них наблюдаются значительно реже.

Сатурн окружен кольцами, которые видны в телескоп в виде “ушек” по обе

стороны диска планеты. Они были замечены еще Г. Галилеем в 1610 году.

Кольца Сатурна - одно из самых интересных и удивительных образований в

Солнечной системе. Плоскость колец практически совпадает с плоскостью

экватора Сатурна и имеет постоянный наклон к плоскости орбиты, равный

приблизительно 27О С. В зависимости от положений планеты на орбите мы видим

кольца то с одной, то с другой стороны. Полный цикл изменения их вида

завершается в течение 29,5 лет - таков период обращения Сатурна вокруг

Солнца. Время от времени кольца на короткий срок перестают быть видимыми в

телескопы средних размеров. Это происходит либо когда кольца бывают

обращены к наблюдателю “ребром” и выглядят как чрезвычайно тонкая полоска.

Толщина колец, по современным данным, около 1,3 км. Она очень мала по

сравнению с их диаметром который по наружному краю составляет 275 тыс. Км.

В кольцах выделяются три основные концентрические зоны, разграниченные

узкими кольцевыми щелями:

внешнее кольцо “А” имеет ширину 16000 км и отделено от кольца ”В” -

наиболее яркого и плотного, шириной 26000 км - щелью Кассини, имеющей

ширину 5000 км. Полупрозрачное, креповое кольцо “С” светится слабо и

позволяет видеть сквозь него поверхность планеты; его ширина 18000 км.

Сквозь все зоны колец Сатурна просвечивают звезды. Кольца вращаются вокруг

Сатурна, причем скорость движения внутренних зон больше, чем наружных.

Удивительная тонкая структура колец планеты видна на снимках,

переданных на земной шар с американских космических аппаратов “Вояджер - 1”

и “Вояджер - 2”, пролетевших вблизи Сатурна в 1980 - 1981 годах. Оказалось,

что система колец состоит из нескольких тысяч узких светлых колец различной

яркости; некоторые из них имеют очень резкие границы. В зонах “А” и “В” они

расположены настолько тесно, что там трудно что-либо различить. Однако одно

из узких колечек находится на некотором удалении от других, опоясывая зону

“А” вдоль ее внешней границы. Оно получило название кольца “F”. На снимках

можно различить три тесно расположенные светлые нити, составляющие кольцо

”F”. Самая тонкая из них имеет толщину в десятки километров; местами видны

ее пересечения с соседней нитью.

Чтобы объяснить ниточную структуру системы колец Сатурна, было

выдвинуто несколько гипотез. Согласно одной из них, каждое из узких колечек

заполнено ледяным “дымом”, который непрерывно выделяется из массивных

объектов, обладающими свойствами кометного ядра. Кометоподобные объекты

могли появиться на орбитах вокруг планеты как обломки одного из спутников

после его разрушения под действием приливных сил. Кроме колец у Сатурна

известно 17 спутников. Самый внешний спутник - Феба - обращается вокруг

планеты в направлении, противоположном движению всех остальных спутников.

Титан - крупнейший спутник Сатурна и один из величайших спутников в

солнечной системе. Его диаметр (5150 км), почти такой же как у Ганимеда.

Оказалось ,что Титан окружен довольно плотной атмосферой, которая состоит

из азота и молекулярного водорода. Давление в этой атмосфере на уровне

поверхности Титана приблизительно в 1,5 раза больше, чем давление воздуха

возле поверхности земного шара. Такие спутники Сатурна, как Мимас, Диона,

Рея, Тефия, Гиперион, своим внешним видом весьма напоминают Луну или

Меркурий.

Уран

Уран - Седьмая по порядку от Солнца планета Солнечной системы. По

диаметру он почти вчетверо больше Земли (50800 км) и очень далек от Солнца

(19,2 а.е.) Освещен он сравнительно слабо.

Уран был открыт в 1781 году Английским ученым В.Гершелем. Какие - либо

детали на его поверхности различить обычно не удается из-за малых угловых

размеров планеты в поле зрения телескопа. Это затрудняет его исследования,

в том числе и изучение закономерностей вращения. По - видимому, Уран (в

отличие от всех других планет) как бы лежа на боку , вращается вокруг своей

оси. Такой наклон экватора создает необычные условия освещения: на полюсах

в определенный сезон солнечные лучи падают почти отвесно, а полярный день и

полярная ночь охватывают (попеременно) всю поверхность планеты, кроме узкой

полосы вдоль экватора. Так как Уран обращается по орбите вокруг Солнца за

84 года, то полярный день на полюсах планеты продолжается 42 года, а затем

сменяется такой же полярной ночью. Лишь в экваториальном поясе Урана Солнце

регулярно всходит и заходит с периодичностью равномерного осевого вращения

планеты. Даже в тех участках планеты где Солнце расположено в зените,

температура на Уране (точнее, на видимой поверхности облаков) около - 215

ОС

В составе атмосферы Урана по спектроскопическим наблюдениям найдены

водород и небольшая примесь метана. В относительно большом количестве есть,

по косвенным признакам гелий. Средняя плотность Урана 1,58 г/см3 ,

объясняется существованием в недрах планеты ядра из тяжелых элементов.

Одной из необычных особенностей Урана является открытая в 1977 году система

опоясывающих его колец. Они состоят из множества отдельных непрозрачных, и,

по-видимому, очень темных частиц. В отличие от колец Сатурна кольца Урана -

узкие, как бы “ниточные” образования. Они не видны в отраженном свете, и

обнаруживаются только по сильному ослаблению блеска звезд, оказавшихся для

земного наблюдателя позади колец при орбитальном движении Урана.

Удаленность колец от центра планеты составляет от 1,60 до 1,85 радиуса

Урана .Спутников у Урана 16. Миранда, Ариэль, Умбриэль, Питания, Оберон и

др. Обращаются по орбитам, плоскости которых практически совпадают между

собой.

Нептун

Нептун - восьмая по порядку от Солнца большая планета Солнечной

системы. Планета была открыта необычным образом. Было замечено, что Уран

движется не совсем так как ему полагается двигаться под действием

притяжения Солнца и известных в то время планет. Тогда заподозрили

существование еще одно массивной планеты и попытались предвычислить ее

положение на небе. Эту чрезвычайно сложную математическую задачу

независимо друг от друга успешно решили английский астроном Дж. Адамс и

французский астроном У. Леверье. Получив данные Леверье, ассистент

Берлинской обсерватории И. Балле 23 сентября 1846 года обнаружил планету.

Открытие Нептуна имело величайшее значение прежде всего потому, что оно

послужило блестящим подтверждением правильности закона всемирного

тяготения, положенного в основу расчетов.

Средняя удаленность Нептуна от Солнца - 30,1 а.е., период обращения по

орбите 164 года и 288 дней. Таким образом ,с момента открытия Нептун еще

даже не совершил полного оборота по соей орбите.

Видимый угловой диаметр Нептуна не превышает 2”. При измерении столь малого

диаметра угломерными приспособлениями с поверхности Земли относительная

ошибка очень велика. Уточнить диаметр планеты удалось 7 апреля 1967 года

.,когда Нептун в своем движении на фоне звездного неба заслонил одну из

далеких звезд. Его экваториальный диаметр был определен равным 48600 км.

Новые сведения позволили уточнить среднюю плотность Нептуна: она оказалась

равной 1,69 г/см3. В центре планеты, согласно расчетам, имеется тяжелое

ядро из силикатов, металлов и других элементов, входящих в состав планет

земной группы.

Изучение характера ослабления блеска звезды при ее затмении

атмосферой Нептуна дало много дополнительной информации. В частности, был

найден средний молекулярный вес надоблачных слоев атмосферы планеты. Он

соответствует молекулярному водороду с небольшой примесью метана.

В данный момент у Нептуна открыто 8 спутников. Расстояние от спутников

меняется в пределах от 1,5 до 9,6 млн. Км. Самым первым из открытых

спутников - Тритон, открытый в 1846 году, через две недели после открытия

самого Нептуна. По размерам и массе он больше Луны. Он имеет обратное

направление орбитального движения.

Плутон

Плутон был открыт американским астрономом Клайдом Томбо в 1930 году.

Из 9 известных больших планет Солнечной системы Плутон наиболее удален от

Солнца. Среднее расстояние Плутона от Солнца составляет 39,5 а.е. Плутон

выглядит как точечный объект 15-й звездной величины, т.е. примерно в 4 000

раз слабее тех звезд, которые находятся на пределе видимости невооруженным

глазом. Плутон очень медленно, за 247,7 года совершает оборот по орбите,

которая имеет необычно большой наклон (16С) к плоскости эклиптики и

вытянута настолько, что в перигелии Плутон подходит к Солнцу на более

короткое расстояние чем Нептун. Из-за огромной удаленности и слабой

освещенности изучать Плутон очень сложно. Измерить диаметр Плутона долго не

удавалось. Лишь в 80-е годы, применив новый метод спекл-интерферометрии,

астрономы установили, что он равен примерно 2300 км. Поверхность Плутона,

нагреваемая Солнцем до - 220О С , даже в наименее холодных полуденных

участках покрыта, по-видимому, снегом из замершего метана. Атмосфера

планеты разряженная и состоит из газообразного метана с возможной примесью

инертных газов.

Спутник Плутона - Харон. Он относительно яркий, но расположен

настольно близко к планете , что его изображение на фотоснимках сливается

с изображением Плутона, лишь слегка выступая то с одной, то с другой

стороны. Из периода обращения и расстояния между центрами вычислили массу

системы “Плутон - спутник”. Масса оказалась неожиданно малой 1,7 % массы

Земли. В таком случае средняя плотность составляет 2 г/см3. Харон удалось

обнаружить в 1978 году, но исследовать его очень трудно из-за огромного

расстояния от Земли.

Систему “Плутон - спутник”, по-видимому , нельзя отнести ни к одной из двух

групп. По химическому составу он близок к планетам - гигантам, а по

размерам к планетам земной группы.

Малые планеты (Астероиды).

Малые планеты (Астероиды) - космические тела размером в сотни

километров и меньше, движущиеся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам,

расположенным преимущественно между орбитами Марса и Юпитера. Самые

маленькие астероиды имеют размер несколько меньше 1 км. Число малых планет

быстро растет при переходе от крупных к мелким, которые уже можно считать

крупными метеоритными телами.

Первая малая планета - Церера - была открыта случайно 1 января 1801 года

итальянским астрономом Пиацци. В настоящее время известно уже несколько

тысяч малых планет. Примерно для 2000 из них известны точные орбиты. Общее

число малых планет внутри орбиты Юпитера, доступных наблюдениям,

оцениваются в 100000. Но их суммарная масса меньше 1/1000 массы земного

шара.

Малым планетам с типичными орбитами присваивались женские имена, малые

планеты с теми или иными особенностями движения получали мужские имена. В

последнее время, однако, это правило не соблюдается. У подавляющего

большинства малых планет большие полуоси их орбит заключены между 2,2 и 3,6

а.е. Они образуют так называемое кольцо или пояс малых планет (астероидов).

Орбиты малых планет в среднем более вытянуты и более наклонены по

эклиптике, чем орбиты больших планет. Известно несколько десятков малых

планет движущихся вдоль орбиты Юпитера и образующих две устойчивые группы -

на расстоянии 60О впереди и позади планеты (так называемые Троянцы и Греки

- они все названы именами героев троянской войны). У малой планеты Педальго

имеющей вытянутую орбиту с большой полуосью в 5,8 а.е. афемий расположен

дальше орбиты Сатурна, но благодаря большому наклону орбиты Педальго не

происходит его сближение с Сатурном. Еще большей орбитой обладает малая

планета Хеерон . Ее орбита проходит в основном между орбитами Сатурна и

Урана, но в перигелии заходит внутрь орбиты Сатурна.

Некоторые малые планеты имеют небольшие вытянутые орбиты,

приближающиеся к орбите Земли (малые планеты группы Амура) или даже

заходящие внутрь нее ( малые планеты группы Аполлона и Атона). Малая

планета Икар заходит даже внутрь орбиты Меркурия. Малые планеты группы

Аполлона и некоторые из группы Амура могут сближаться с Землей. Крайне

редко они даже сталкиваются с ней, образуя при уларе о сушу гигантские

“метеоритные” кратеры, а при попадании в океаны и моря порождают гигантские

волны.

Существует гипотеза, согласно которой в том месте, где сейчас движутся

астероиды, когда -то находилась планета. Эта планета (у нее даже есть два

названия: одно традиционное - Фаэтон, а другое - планета Ольберса)

разрушалась либо в результате столкновения с крупным телом, либо под

действием каких-то других сил, например под действием приливных сил

Юпитера. Обломки этой гипотетической планеты и есть астероиды.

Такое предположение в настоящее время высказывают многие ученые. Долгое

время размеры малых планет оценивали приближенно, на основании видимого

блеска и предполагаемой отражательной способности. В последние годы размеры

и отражательные способности крупнейших малых планет определяют путем

измерения инфракрасного излучения и сравнения его с количеством отраженного

видимого света, а также на основе эмпирической зависимости поляризационных

свойств поверхности и от ее отражательной способности. К настоящему времени

получены такие сведения почти о 200 малых планетах поперечником больше 70

км. Самые большие малые планеты имеют следующие размеры: Церера - 1003 км.,

Паллада - 608 км., Веста - 538 км., Тгия -450 км.

Малые планеты, движущиеся внутри орбиты Юпитера, считаются

каменистыми телами, родственными планетам земной группы. Это подтверждаются

спектрофотометрическими наблюдениями, которые показывают, что почти все они

по отражательным свойствам похожи на метеориты тех или иных типов.

Метеориты - вестники космоса.

Метеориты - каменные или железные тела, падающие на Землю из

межпланетного пространства. Падение метеоритов на Землю сопровождается

звуковым, световым и механическим явлением. По небу проносится яркий

огненный шар называемый болидом, сопровождаемый хвостом и разлетающимися

искрами. После того как болид исчезает, через несколько секунд раздаются

похожие на взрывы удары, называемые ударными волнами, которые иногда

вызывают значительное сотрясение грунта и зданий.

Метеориты могут выпадать в тех случаях, когда скорость вторгшегося в

земную атмосферу метеорного тела не превосходит 22 км/с и если это тело

обладает достаточно механической прочностью. В месте падения метеоритов

образуются углубления, размеры и форма которых зависят от массы метеоритов

и скорости из падения.

Самый крупный метеорит был найден в Юго-Западной Африке в 1920 году.

Метеорит этот, Гоба (названия даются по населенному пункту, ближайшему к

месту падения) железный, масса его 60 т. К крупнейшим метеоритам относится

железный Сихотэ - Алинский, упавший в СССР в 1947 году. Он еще в атмосфере

раскололся на тысячи частей и выпал на Землю “железным дождем”. При ударе о

грунт части метеорита раздробили скальные породы, образовав в них кратеры и

воронки. Было обнаружено 200 кратеров и воронок диамтром от 20 см до 26 м.

Масса Сихотэ -Алинского метеорита оценивается в 70 т., собрано более 23 т.

Метеориты состоят из тех же химических элементов, которые имеются на

Земле. Это в основном следующие 8 элементов: Железо, никель, магний,

кремний, сера, алюминий, кальций и кислород. Остальные элементы встречаются

в метеоритах в очень малых количествах. Соединяясь между собой, эти

элементы образуют в метеоритах различные минералы, большинство которых

имеется и на Земле. Но встречаются метеориты с неизвестными на земном шаре

минералами.

Железные метеориты почти целиком состоят из железа . В соединении с

никелем и незначительным количеством кобальта. В каменистых метеоритах

находятся силикаты-минералы, представляющие собой соединения кремния с

кислородом и примесью других элементов (магния, алюминия, кальция и др.).

Железно каменные метеориты состоят почти из равных количеств каменистого

вещества и никелистого железа. В наше время в коллекциях мира собраны

метеориты, представляющие приблизительно 3500 отдельных падений. Около 1/3

из этого числа метеоритов наблюдались при падении; остальные находки.

Кометы

Кометы - тела Солнечной системы, имеющие вид туманных объектов, обычно

со светлым сгустком - ядром в центре и хвостом. Они принадлежат к числу

наиболее красивых небесных тел. Кометы могут наблюдаться тогда, когда

небольшое ледяное тело, называемое ядром кометы, приближается к солнцу на

расстояние, меньше 4-5 а.е., прогреваются его лучами и из него начинают

выделятся газы и пыль, которые видны в результате их освещения Солнцем.

Газы и пыль ,выделяющиеся из ядра, создают вокруг него туманные оболочки -

атмосферу кометы, составляющую вместе с ядром голову кометы. Атмосфера

кометы непрерывно рассеивается в межпланетное пространство: под действием

светового давления и взаимодействия с солнечным ветром газы и пыль уносятся

в направлении от Солнца, образуя хвост комет.

У большинства комет в середине головы наблюдается яркое

звездообразное “ядро”, представляющее собой свечение центрально, Наиболее

плотной зоны газов, вокруг истинного ядра кометы. Голова кометы и ее хвост

не имеют резких очертаний. Их видимые размеры зависят от интенсивности

выделения газов и пыли из ядра, определяемой размерами ядра и его близостью

к Солнцу, а с другой стороны от яркости фона неба. Время от времени та или

иная комета сближается с какой -либо массивной планетой, и это приводит к

резкому изменению ее орбиты.

Поперечник головы кометы обычно оставляет десятки и сотни тысяч километров,

но, например у кометы 1680 года и у яркой кометы 1811 года он миллион

километров, а хвост был виден на протяжении 300 млн.км., т.е. его длина

была вдвое больше расстояния от Земли до Солнца.

Согласно классификации, предложенной в 70х годах ХIХ века русским

астрономом Ф.А. Бородихиным, все кометные хвосты подразделяются на три

типа: хвосты 1 типа направленные прямо от солнца; хвосты 2 типа изогнуты и

отклоняются назад по отношению к орбитальному движению кометы; хвосты 3

типа почти прямые, но заметно отклоняются назад. Современные исследования

позволили установить, что хвосты 1 типа - плазменные, имеют струйчатую

структуру и состоят из ионизированных молекул, которые с большим ускорением

уносятся прочь от ядра вследствие электромагнитного взаимодействия с

солнечным ветром. Хвосты 2 типа образованы пылевыми частицами разной

величины, непрерывно выделяющиеся из ядра. Хвосты 3 типа появляются в том

случае, когда из ядра одновременно выделяется целое облако пылинок.

Около 1950 года удалось установить, что ядра комет - это сравнительно

небольшие ледяные тела, состоящие из замерзших газов, перемешенных с

некоторым количеством нелетучих каменистых веществ. Поперечником ядер

бывают обычно от нескольких сотен метров до нескольких километров, и

поэтому ядра не видны.

Свечение газов в кометах - это пере излучение солнечного света,

причем пере излучаются лишь лучи определенных длин волн, характерных для

данной молекулы. Как показывает изучение спектров, почти у всех комет

излучение головы порождается нейтральными молекулами, состоящими из двух

или трех атомов. В 70-х годах было установлено присутствие в кометах

атомарного кислорода, водорода и углерода. В 1974 году впервые удалось

обнаружить радиоизлучение кометных молекул.

В настоящее время ежегодно открывают 5-7 новых комет и довольно

часто один раз в 2-3 года вблизи Земли и Солнца проходит яркая комета с

большим хвостом.

В 1996 году 31 января японский любитель астрономии Юи Хиякутаке открыл

новую комету, которая получила официальное обозначение - с/1996В2, которая

25 марта прошла на расстоянии 15 млн. Км. От Земли со скоростью 58 км/с. А

в начале мая космическая путешественница - комета Хиякутаке - скрылась в

лучах Солнца и обогнув его, начала свой обратный путь за пределы Солнечной

системы.

Заканчивая общий обзор Солнечной системы, необходимо отметить еще

одно очень важное обстоятельство. Наша Солнечная система является системой

устойчивой, по крайней мере в течение нескольких сотен миллионов лет. Это

означает, что форма , размеры и взаимодействие планет, взаимная

ориентировка орбит тел, ее составляющих, не могут значительно измениться с

течением времени, претерпевая лишь периодические колебания около своих

средних значений. Конечно, главная причина устойчивости Солнечной системы

заключается в том, что 99,87% всей массы сосредоточено в солнце.

Список литературы.

1) В.А. Браштейн “Планеты и их наблюдение” Москва “Наука” 1979 год.

2) С. Доул “Планеты для людей” Москва “Наука” 1974 год.

3) К.И. Чурюмов “Кометы и их наблюдение” Москва “Наука” 1980 год.

4) Е.Л. Кринов “Железный дождь” Москва “Наука” 1981 год.

5) К.А. Куликов, Н.С. Сидоренков “Планета Земля” Москва “Наука”

6) Б.А. Воронцов - Вельяминов “Очерки о Вселенной” Москва “Наука”

7) Н.П. Ерпылеев “Энциклопедический словарь юного астронома” Москва

“Педагогика” 1986 год.

8) Е.П.Левитан “Астрономия” Москва “Просвещение” 1994 год

9) Журнал “Звездочет” 1996

-----------------------

[pic]

Smaismrmielmepoetaleumibuvnenugttaviras

Salve, umbistineum geminatium Mortia proles.

“Привет вам, близнецы, Марса порождение”

Страницы: 1, 2, 3


Copyright © 2012 г.
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.