Строение Солнечной системы

 просмотров

Строение Солнечной системы

Небесные тела и системы тел

Астрономия - древняя наука, всесторонне изучающая небесные тела - материальные объекты, естественным образом сформировавшийся в космическом пространстве. К небесным телам относятся звёзды, планеты, метеориты, астероиды, кометы. В астрономии изучаемые небесные тела называют также астрономическими объектами. Небесные тела, связанные силами тяготения и часто общим происхождением, образуют системы разного масштаба. Солнечную систему образуют Солнце, планеты, которые движутся вокруг него, спутники, которые движутся вокруг планет, малые тела - астероиды, кометы, метеориты и метеорное вещество, межпланетные пыль и газ, космические частицы.

Как устроена Солнечная система в представлении ученых древности

К современному представлению о Солнечной системе человечество пришло в результате упорного труда астрономов разных эпох. Тысячелетия назад разные народы, создавая картину мироустройства, полагали в ее основу божественные силы, обеспечивающие гармонию движения небесных тел. Земля, как место обитания человека, представлялась плоской или гористой поверхностью, поддерживаемой сильными животными - китами, слонами, - или Мировым Океаном. Систематические наблюдения, которые проводили халдеи, так называли астрономов (звездочетов) в древнем Вавилоне, позволили им разделить небесные объекты на два типа – на неподвижные звезды и движущиеся среди них тела – планеты, которых всего было пять. Халдеи называли их «вожаками» звездного стада, поэтому и приходилось им бегать по небу. Позже закрепилось греческое название «планета», т. е. блуждающая. Конечно, планеты были известны и другим народам. Всего в древности насчитывали 7 планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, а также причисляли к ним Солнце и Луну. Земля занимала центральное положение в картине мира. Халдейские жрецы создали первые обсерватории для наблюдения за планетами и звездами. Они размещались на верхних этажах культовых каменных башен, посвященных богам – зиккуратах. Самой высокой среди них была вавилонская семиэтажная башня, ее высота достигала 90 м. Посвящена она была богу Мардуку. Его четырехметровая статуя из золота возвышалась перед башней. Пять этажей посвящалось пяти богам планет, а два этажа - богам Солнца и Луны, каждый этаж окрашивался в цвет светила. Звезды наблюдали на крыше. Халдеи первыми установили, что утренняя и вечерняя звезда - это одно и то же светило - планета Венера. Они впервые установили, что на длине пути, который проходит Солнце во время летнего солнцестояния от восхода до заката, можно 180 раз поместить два диаметра солнечного диска (шаг Солнца), а значит, полный круг составляет 360 шагов. По латыни шаг - градус, так установилось, что окружность содержит 360 градусов. А деление градуса на 60 минут и 60 секунд отвечало шестидесятиричной системе счета в Вавилоне. Астрономия развивалась как наука об определении положений небесных тел, измерении и создании систем счета времени, изучении солнечных и лунных затмений.

Гелиоцентрическая система мира

Накопление знаний привело к их осмыслению и созданию первой картины мира. Греческий мыслитель Евдокс (410 г. до н. э.) первый заметил, что Земля находится не в центре мира, а является небесным телом, которое движется вокруг Солнца. Пифагор высказал догадки, что Земля шарообразная и вместе с Солнцем и Луной движется вокруг общего центра. Однако победу одержал Аристотель, который поместил каждую планету на свою сферу. По этим сферам планеты вращаются вокруг Земли, которая имеет форму шара. Сфера Солнца находится за сферой Сатурна, звезды занимают 50 сфер, на самой дальней находятся неподвижные звезды. Не все были согласны с этой идеей, прежде всего, создатель академии Платон. (3-й век до н. э.) по результатам наблюдений построил систему мироздания, в которой центральное место занимало неподвижное Солнце, а шарообразная Земля и пять планет двигались вокруг Солнца. Он также утверждал, что Земля вращается вокруг своей оси. Считая, что Земля шар, Эратосфен 2200 лет назад определил ее радиус. Опираясь на каталоги наблюдений небесных тел Гиппарха (2-й век до н. э.) и геоцентрическую модель мира Аристотеля, греческий ученый Клавдий Птолемей из Александрии (1-й век до н. э.) построил первую теорию движения планет и превратил умозрительную картину мира Аристотеля в математически обоснованную систему. По мере накопления наблюдений эта система становилась громоздкой и стала вызывать сомнения. Но она просуществовала до, так называемого, великого переворота, совершенного Коперником, который в 1530 г. закончил рукопись, в которой предложил новую, гелиоцентрическую систему. Мир узнал об этом в 1540 году.

Солнечная система Коперника и множественность миров

В своем учении Коперник доказал, что Земля - такая же планета, как и другие, и движется, как и они, вокруг Солнца, а также вращается вокруг своей оси. Орбиты планет Коперник считал круговыми. Завершала картину мира в его теории сфера неподвижных звезд. Сторонник теории Коперника Джордано Бруно высказал мысль о бесконечности Вселенной и множественности миров, в том числе, подобных Солнечной системе. Наблюдения Тихо Браге позволили сделать следующий шаг в совершенствовании труда Коперника и установить, что Марс движется по эллиптической орбите, а не круговой. Эти достижения привели Кеплера ( гг.) к открытию его знаменитых законов движения планет, а в дальнейшем Ньютона ( гг.) к открытию закона всемирного тяготения.

Получить полный текст

В области наблюдений прорыв был сделан итальянским физиком Галилео Галилеем ( гг.). В 1609 г. он впервые начал наблюдения небесных тел с помощью линзового телескопа. Началась новая эра в астрономии – изучение небесных тел с помощью инструментов и приборов. В 1610 г. Галилей открыл 4 больших спутника Юпитера - Ио, Европа, Ганимед и Каллисто, получивших также название Галилеевы луны. Это было первое открытие того, что небесные тела движутся не вокруг Земли. До этого Луна была единственным телом, которое обращалось не непосредственно вокруг Солнца, а вокруг планеты. Галилей наблюдал фазы Венеры, доказал, что эта планета отражает свет Солнца и вращается вокруг него, а не вокруг Земли.

Современное строение Солнечной системы

Планеты

В 1781 г. английский астроном Вильям Гершель с помощью изготовленного им зеркального телескопа изучал двойные звезды и случайно обнаружил похожий на звезду объект, который сначала принял за комету. Но наблюдения гринвичских астрономов показали, что это планета, которая находится в 19 раз дальше от Солнца, чем Земля. Планету назвали "Гершель", но закрепилось имя "Уран". Оно было предложено Боде для сохранения традиции давать планетам имена из классической мифологии и с 1850 г. стало общепринятым. После открытия Урана границы Солнечной системы расширились почти вдвое. Наблюдения за движением Урана привело к открытию возмущений его орбиты, что наводило на мысль о существовании неизвестной планеты. Астроном Леверье и математик Адамс вычислили ее возможное положение и в 1846 г. по этим данным берлинский астроном Галле нашел новую планету, которую назвали Нептун. В 1930 г. Клайд Томбо, астроном Ловелловской обсерватории, анализируя полученные им фотопластинки с изображениями неба в плоскости эклиптики, открыл планету Плутон. Ее существование предсказал за 15 лет до открытия основатель этой обсерватории Персиваль Ловелл, который обнаружил отклонения между расчетными орбитами Урана и Нептуна и наблюдениями.

Наземные телескопические исследования позволили получить данные о характеристиках планет, открыть спутники планет, кольца Сатурна, изучать детали на поверхности. Центральным объектом Солнечной системы является Солнце - звезда с температурой поверхности 5800 К. Вокруг Солнца движутся восемь планет, имеющих почти круговые орбиты. Направление их движения совпадает с направлением осевого вращения Солнца, а плоскости орбит наклонены друг к другу и плоскости солнечного экватора под малыми углами, т. е. находятся в плоскости эклиптики. Эти факты говорят о едином, общем для всех планет, способе образования. Самая далекая планета находится на расстоянии 40 а. е. Близкие планеты - в порядке их расположения от Солнца – Меркурий, Венера, Земля и Марс - относятся к планетам земной группы по своим физическим характеристикам. Вместе с поясом астероидов они составляют внутреннюю часть Солнечной системы. Внешняя часть начинается за пределами пояса астероидов и включает четыре газовых гиганта. Это далекие планеты - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Каждая из внешних планет окружена кольцами пыли и других частиц. Спутники обнаружены у девяти планет, в том числе, у трех карликовых.

В 2006 году принята следующая классификации обращающихся вокруг Солнца небесных тел: планета – тело, у которого достаточно массы, чтобы приобрести сферическую форму, но не достаточно для начала термоядерного синтеза, и не имеющее в окрестности своей орбиты планетезималей; карликовая планета — тело, которое не является спутником планеты, имеет достаточную массу, чтобы под действием собственных сил гравитации поддерживать близкую к округлой форму; но не достаточную, чтобы расчистить окрестности своей орбиты от других тел; малые тела - объекты, у которых недостаточно массы для достижения гидростатического равновесия. Международным астрономическим союзом официально признаны пять карликовых планет: Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке, Эрида; однако возможно, что, по меньшей мере, ещё 40 из известных объектов в Солнечной системе принадлежат к этой категории.

Малые тела

Малые тела в Солнечной системе сконцентрированы между Марсом и Юпитером, в так называемом, поясе астероидов, и за орбитой Нептуна – в поясе Койпера, который был открыт в 1992 году. Пояс Койпера примерно в 20 раз шире пояса астероидов, он занимает область от 30 до 44 а. е. и состоит, в основном, из десятков тысяч малых тел. В настоящее время известно около тысячи объектов пояса Койпера, они образованы из остатков после формирования Солнечной системы. Сам крупным из известных объектов является Плутон. В пределах пояса Койпера обнаружены тела, орбиты которых имеют значительный эксцентриситет и наклон к плоскости эклиптики и часто почти перпендикулярны к ней. Их афелии могут простираться до 150 а. е. от Солнца. Они принадлежат рассеянному диску. В отличие от пояса Койпера, который представляет собой относительно устойчивый круглый и плоский «бублик», рассеянный диск - динамически активная область, из которой объекты постоянно выбрасываются в облако Оорта или ещё дальше.

Получить полный текст

Рассеянный диск - главный источник короткопериодических комет с орбитальными периодами менее 200 лет. Кометы относятся к малым телам солнечной системы. Они движутся вокруг Солнца обычно по вытянутым орбитам, с перигелием в пределах орбит внутренних планет и афелием далеко за Плутоном. Близкие к Солнцу кометы образуют семейство околосолнечных комет. С помощью спутника SOHO были открыты сотни новых околосолнечных комет, диаметр самых мелких из них всего несколько метров. Все они полностью разрушаются при приближении к Солнцу. Предполагается, что они образовались в результате распада одного тела, возможно, гигантской кометы. Есть кометы долгопериодические с периодом в тысячи лет, к таким относится комета Хейла — Боппа. Полагают, что источником долгопериодических комет является облако Оорта. Некоторые кометы с гиперболическими орбитами могут попадать в пределы Солнечной системы извне, но определение их точных орбит затруднено.

Межпланетная среда

Всю Солнечную систему наполняет межпланетная среда, которая образуется вследствие непрерывного потока заряженных частиц (плазмы), выбрасываемых Солнцем. Этот поток частиц распространяется со скоростью примерно 1,5 млн км в час, наполняя околосолнечную область и создавая у Солнца некий аналог планетарной атмосферы (гелиосферу), которая обнаруживается на расстоянии по крайней мере 100 а. е. от Солнца, т. е. до края рассеянного диска. Кроме ионизованного газа, в межпланетной среде присутствует пыль. Часть пыли концентрируется во внутренней области Солнечной системы и образует там пылевое облако, которое называется зодиакальным. Присутствие этого облака мы обнаруживаем, наблюдая зодиакальный свет. Еще одна пылевая область простирается приблизительно от 10 до 40 а. е. Происхождение пыли связывают с разрушением и столкновением астероидов.

Объекты наиболее удаленной части Солнечной системы движутся вокруг Солнца по орбитам на расстояниях больших, чем у Нептуна. Они называются транснептуновыми объектами. Таким образом, транснептуновые объекты образуют пояс Койпера, рассеянный диск и гипотетическое облако Оорта.

Где граница Солнечной системы?

Предполагается, что на расстоянии 50000 а. е. (приблизительно 1 световой год) от Солнца существует сферическое облако ледяных объектов (их число оценивается в триллион), которые сформировались около Солнца и были рассеяны далеко в космос гравитационными эффектами планет-гигантов на раннем этапе развития Солнечной системы. Облако простирается до 2 световых лет и считается границей Солнечной системы. Инструментально существование облака Оорта не подтверждено, однако есть косвенные свидетельства его существования. Так, многие астрономы считают, что оно является источником всех долгопериодических комет.

Космические лучи

В межпланетной среде присутствуют потоки заряженных и нейтральных элементарных частиц и ядер атомов, движущихся с высокими энергиями. Это космические лучи, возникающие вне нашей Галактики, в Галактике, на Солнце и в межпланетном пространстве. Галактические космические лучи состоят из ядер различных химических элементов, а также электронов и позитронов. Источником этих частиц являются сверхновые звезды нашей Галактики, хотя некоторые из них образуются, возможно, за счет ускорения в межпланетной среде частиц солнечного ветра и межзвездного газа. Солнечные космические лучи включают энергичные заряженные частицы — электроны, протоны и ядра,— в потоках солнечного ветра и солнечных вспышках.

Масса и размеры Солнечной системы

Основная масса Солнечной системы (около 99,866 %) сосредоточена в Солнце. На планеты-гиганты приходится 99 % оставшейся массы, при том, большая часть - на Юпитер и Сатурн (около 90 %). По оценкам, гравитационное поле Солнца преобладает над гравитационными силами окружающих звезд на расстоянии приблизительно двух световых лет (125000 а. е.). Внешняя область Солнечной системы является местом нахождения газовых гигантов и их спутников, Внутренняя часть включает планеты земной группы и астероиды, это самая малая часть системы — её радиус меньше, чем расстояние между орбитами Юпитера и Сатурна. Во многих моделях Солнечной системы орбиты планет располагают через равные промежутки. В действительности, чем дальше планета или пояс от Солнца, тем больше расстояние между её орбитой и орбитой предыдущего объекта. Например, Венера приблизительно на 0,33 а. е. дальше от Солнца, чем Меркурий, Сатурн же на 4,3 а. е. дальше Юпитера, а Нептун - на 10,5 а. е. дальше Урана. Известно правило Тициуса-Боде, в котором дана эмпирическая формула связи расстояния между планетами и их расстоянием от Солнца, т. е. средним радиусом орбиты. Это правило было получено в 1766 г. и описывало расположение известных в то время планет - от Меркурия до Сатурна. Пропуск был на месте пятой планеты. Правило получило признание в 1781 году. Открытый Уран почти точно лёг на установленную правилом Тициуса-Боде последовательность. Затем, по призыву Боде начали активные поиски недостающей планеты между Марсом и Юпитером и именно в месте предсказания обнаружили Цереру. Когда кроме Цереры примерно на том же расстоянии от Солнца открыли пояс астероидов, была выдвинута гипотеза, что объекты пояса являются остатками разрушенной планеты Фаэтон, вращавшейся раньше на этой орбите. Для Нептуна и более далеких объектов правило Тициуса — Боде утрачивает силу и пока нет теории, устанавливающей связь распределения планет с размерами их орбит.

Следующее занятие посвящено главному объекту Солнечной системы – Солнцу.

Вопросы и задания

Почему в доисторическую эпоху Земля считалась центром мироздания?

Что вы знаете о модели мира, построенной Птолемеем? В чем его заслуга?

Почему Коперник приступил к созданию своей модели Солнечной системы?

Почему в настоящее время в Солнечной системе оказалось 8 планет?

Можно ли кометы считать постоянными «жителями» Солнечной системы?

На каких расстояниях от Солнца обнаруживаются карликовые планеты?

Ждем Ваших ответов и вопросов по теме «Солнечная система».

Несколько фотографий к теме «Строение Солнечной системы»

 

 
 

Планеты земной группы - Меркурий, Венера, Земля,

Марс. Размеры показаны в масштабе, расстояния - нет.

 
 

 
Планеты Солнечной системы

Планеты - гиганты-Юпитер, Сатурн, Уран,

Нептун. Размеры показаны в масштабе,

Расстояния - нет.

 
 

Плутон вместе с Хароном, Никтой и Гидрой

 
 

Размеры планет и Солнца в масштабе.

Файл:SOHO sungrazer with prominent tail.jpg

 
 

Удаленные области Солнечной системы

Околосолнечная комета, движушаяся к Солнцу.

Фотография спутника SOHO.

 
 

Зодиакальный свет.

 

 
 

Солнечная система

 

 

 

 

 
 

Аристотель Птолемей Коперник В. Гершель Томбо

Сатурн

Проекты по теме:

Основные порталы, построенные редакторами

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: • АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика
История: СССРИстория РоссииРоссийская Империя
Окружающий мир: Животный мирДомашние животныеНасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организации
МуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммы
Отчеты: • по упоминаниямДокументная базаЦенные бумаги
Положения: • Финансовые документы
Постановления: • Рубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датам
Регламенты
Термины: • Научная терминологияФинансоваяЭкономическая
Время: • Даты2015 год2016 год
Документы в финансовой сферев инвестиционнойФинансовые документы - программы

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШколаПрофессиональное образованиеМотивация учащихся
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказ
Регионы РоссииПрограммы регионовЭкономика

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумаги: • УправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги - контрольЦенные бумаги - оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудит
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства