Солнечная система

Солнце, центральное тело солнечной системы, представляет собой раскаленный плазменный шар. Солнце - ближайшая к нам звезда во Вселенной, относящаяся к разряду желтых карликов. Тем не менее в Солнце сосредоточено 99,8% массы Солнечной системы. Диаметр Солнца составляет 1 400 000 км, что в 109 раз больше диаметра Земли. Средняя плотность Солнца лишь
в 1,4 раза больше плотности воды (средняя плотность Земли – в 5,5 раз больше плотности воды), хотя в центре Солнца плотность вещества значительно увеличивается и становится в 150 раз больше плотности воды. Температура на поверхности Солнца – около 6000 К, в глубине – повышается до 10–15 млн К.

По своему строению Солнце состоит из ряда концентрических сфер. В центре Солнца находится ядро, затем идет конвективная зона и, наконец, атмосфера, которая состоит из трех частей – фотосферы, хромосферы и короны. Фотосфера – нижняя часть солнечной атмосферы, из которой исходит почти все излучение Солнца. Ее толщина около 300 км. Выше идет хромосфера, она видна во время солнечных затмений как розовое кольцо вокруг Солнца. В хромосфере образуются пятна, а также протуберанцы – выбросы из хромосферы. Корона – самая внешняя и наиболее разреженная часть солнечной атмосферы. Форма короны меняется в зависимости от фазы цикла солнечной активности (11-летний цикл, связанный, скорее всего, с обращением Юпитера вокруг Солнца). В годы минимума корона сильно вытянута вдоль экватора, в годы максимума – почти сферична.

История телескопических наблюдений Солнца начинается с наблюдений, выполненных
Г. Галилеем в 1611 году; им были открыты солнечные пятна, определен период вращения Солнца вокруг своей оси. В 1843 году немецкий астроном Г. Швабе обнаружил цикличность солнечной активности. Развитие методов спектрального анализа позволило изучить физические условия на Солнце. В 1814 году Й. Фраунгофер обнаружил темные линии поглощения в спектре Солнца - это положило начало изучению химического состава Солнца.

С 1836 года регулярно ведутся наблюдения затмений Солнца, что привело к обнаружению короны и хромосферы Солнца, а также солнечных протуберанцев. В 1913 году было доказано существование на Солнце магнитных полей. В начале 40-х годов XX века было открыто радиоизлучение Солнца. Существенным толчком для развития физики Солнца во второй половине XX века послужило развитие магнитной гидродинамики и физики плазмы. После начала космической эры изучение ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца ведется методами внеатмосферной астрономии с помощью ракет, автоматических орбитальных обсерваторий на спутниках Земли, космических лабораторий с людьми на борту.

Направление вращения Солнца совпадает с направлением вращения вокруг него всех его планет. Полагают, что содержание водорода в Солнце по массе около 70%, гелия около 27%, содержание всех остальных элементов около 2,5%. Более 70 химических элементов, найденных на Солнце, присутствуют в составе планет Солнечной системы, что доказывает единое происхож-дение Солнца и планет солнечной системы. Источником энергии, пополняющим потери на излучение и поддерживающим высокую температуру Солнца, являются ядерные реакции превращения водорода в гелий, происходящие в недрах Солнца.

Новые открытия в астрономии позволили уточнить строение Солнечной системы. В 1930 г. была открыта девятая планета Солнечной системы – Плутон. Также было открыто множество спутников планет, астероидов, комет и метеорных потоков, являющихся частями Солнечной системы. Таким образом, в Солнечную систему входят: Солнце, девять планет с их спутниками, пояс астероидов, а также кометы и метеориты. Планеты располагаются в следующем порядке: Меркурий, Венера, Земля со своим спутником Луной, Марс с двумя спутниками – Фобосом и Деймосом, Юпитер с пятнадцатью, Сатурн с шестнадцатью, Уран с пятью, Нептун с двумя спутниками и Плутон со спутником Хароном. Земля расположена в 40 раз ближе к Солнцу, чем Плутон, и в 2,5 раза дальше, чем Меркурий. Возможно, за Плутоном есть и другие планеты (притя-жение Солнца может их еще удержать, эта область простирается почти до ближайших звезд, на 230 000 а.е.), но поиски их с помощью телескопов слишком сложны. Поэтому, если эти планеты и будут обнаружены, то только на основе вычислений, как это было с тремя последними планетами Солнечной системы. Поэтому сегодня размеры Солнечной системы оцениваются в 40 а.е.
(1 астрономическая единица равна среднему расстоянию от Земли до Солнца – 149,6 млн км).

В наши дни астрономы особое внимание обращают на пояс астероидов – малых планет, располагающихся между Марсом и Юпитером. Сегодня известно около 40000 малых планет. Всем им присваиваются женские имена. Самые крупные из них – Церера, Паллада, Веста (их диаметр составляет несколько сот километров). Остальные астероиды намного меньше. Есть также группа астероидов, траектории движения которых сильно вытянуты и заходят вглубь орбит планет земной группы. Им присваиваются мужские имена. Таков, например, астероид Гермес, который подходит к Земле на расстояние всего в 700000 км. До сих пор остается загадкой, откуда взялись астероиды в Солнечной системе. Одна из гипотез говорит о возможности существования десятой планеты солнечной системы – Фаэтона, которая в силу каких-то причин взорвалась, а ее обломки и составили пояс астероидов.

Большой интерес исследователей вызывают и кометы – самые загадочные объекты Солнечной системы. Тысячелетиями их появление на небе вызывало смятение и ужас людей. Считалось, что они – предвестники войн, нашествий и эпидемий. Сегодня ученые знают о кометах намного больше, чем раньше, но происхождение комет и их устройство все еще остаются загадкой.

Кометы имеют вид туманных объектов со светлым сгустком-ядром в центре и хвостом. Количество комет в Солнечной системе огромно, хотя мы можем видеть лишь незначительную часть комет, заходящих внутрь орбиты Юпитера. Кометы становятся заметны, когда подходят на расстояние 4–5 а.е. к Солнцу, прогреваются его лучами, тогда из ледяного ядра кометы выделяются газ и пыль, которые видны в виде хвоста. Орбиты комет очень вытянуты. В перигелии (ближайшей точке орбиты) они подходят к Земле и другим планетам земной группы, а в афелии (дальней части орбиты) – выходят далеко за пределы Солнечной системы. Поэтому срок обращения комет вокруг Солнца может составлять несколько сотен лет.

Кометы состоят из водяного льда с примесью углекислого газа, метана и циана, а также каменистых веществ. Кометы быстро теряют вещество и самые стойкие из них живут не больше, чем несколько тысяч оборотов вокруг Солнца. После этого они разваливаются и превращаются в метеорные потоки.

Результаты наблюдений за кометами сведены в каталоги. Но всегда есть вероятность появления новых комет или изменения орбит старых, давно известных комет под действием сил притяжения больших планет. В таком случае кометы могут столкнуться с планетами, в том числе и с Землей. Раньше такие столкновения уже случались. На Земле есть целый ряд больших кратеров, имеющих ударное происхождение. Возможные последствия такого столкновения в наши дни показаны в фантастических фильмах «Астероид», «Столкновение с бездной» и др. Именно поэтому сегодня организована служба слежения за космосом, которая должна предупредить подобные события.

С 1962 г. планеты и их спутники успешно исследуются не только с помощью телескопов, но и космических аппаратов. Вслед за Луной, поверхность которой была сфотографирована и изучена с помощью «Луноходов», спускаемые аппараты были направлены на Марс и Венеру. Также были получены фотографии спутников Марса, Юпитера, Сатурна, колец Сатурна и Юпитера.

Солнечная активность. На фотосфере – видимой поверхности Солнца наблюдаются темные пятна. Причина их появления – сильные магнитные поля, которые замедляют движение горячих потоков от центра Солнца к его поверхности. Таким образом, темные пятна – это более холодные области на фотосфере. С появлением пятен связаны и другие явления: вспышки в хромосфере, сопровождающиеся различными излучениями (тепловым, ультрафиолетовым, рентгеновским
и т.п.). Эти явления называются солнечной активностью. В годы максимумов солнечной активности мощность различных видов излучения возрастает в несколько раз. Количество пятен колеблется с периодом в 11 лет, т.е. солнечная активность имеет циклических характер.



Оглавление
Структурные уровни организации материи. Мега- и макромир.
Дидактический план
Предисловие
Структурность и системность материи
Микро-, макро- и мегамир
Основные представления о мегамире
Возникновение Вселенной. Теория Большого Взрыва
Модель расширяющейся Вселенной
Образование Солнечной системы
Проблема существования и поиска внеземных цивилизаций
Основные направления поиска внеземных цивилизаций
Современный анализ проблемы внеземных цивилизаций
Солнечная система
Галактики
Планеты Солнечной системы
Внешние планеты Солнечной системы
Планеты земной группы
Сравнительная характеристика планет земной группы
Гипотезы о происхождении планет Солнечной системы
Форма и размеры Земли
Современные представления о строении Земли
Образование Земли
Возраст Земли
Геосферы Земли
Химическая эволюция Земли
Природные ресурсы и их использование
Неисчерпаемые природные ресурсы
Исчерпаемые природные ресурсы
Концепции пространства и времени в современном естествознании
Развитие представлений о пространстве и времени
Теория относительности
Специальная теория относительности
Общая теория относительности
Свойства пространства и времени
Всеобщие свойства пространства и времени
Общие свойства пространства
Общие свойства времени
Специфические (локальные) свойства пространства
Все страницы