Каков состав солнечной системы. Строение солнечной системы

Вселенная неимоверно огромное место, настолько неимоверное, что даже человеческое воображение не может охватить всю глубину необъятности Вселенной. Что же касается нашей Солнечной системы, то по меркам Вселенной она лишь крохотная ее часть. Тогда как для нас, простых смертных обитателей маленькой планеты под названием Земля, Солнечная система очень большое место, и, несмотря на все великие достижения астрономии последних лет, многое еще остается неизведанным, мы лишь начинаем приближаться к границам родной Солнечной системы.

История исследования Солнечной системы

С древних времен люди смотрели на звезды, пытливые умы размышляли над их происхождением, природой. Вскоре было замечено, что некоторые звезды меняют свое положение на звездном небосклоне, так были обнаружены первые планеты. Само слово «планета» с древнегреческого переводится как «скиталец». Планеты получили имена богов античного пантеона: Марс, Венера, и так далее. Их движение и происхождение пояснялось красивыми поэтичными мифами, которые присутствуют у всех народов древности.

В то же время люди прошлого считали, что Земля является центром Вселенной, планеты, другие звезды, все вращается вокруг Земли. Хотя, разумеется, уже в античные времена были ученные, такие как, например Аристарх Самосский (его еще называют Коперником античности), полагавшие, что все несколько не так. Но подлинный прорыв в изучении Солнечной системы произошел в эпоху Возрождения и связан с именами выдающихся астрономов Николая Коперника, Джордано Бруно, Иоганна Кеплера. Именно тогда утвердилась идея, что наша Земля никакой не центр Вселенной, а лишь ничтожно малая ее частичка, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот.

Постепенно были открыты все сегодня известные планеты Солнечной системы, а также их многочисленные спутники, и многое другое.

Структура и состав Солнечной системы

Структуру Солнечной системы можно условно разделить на такие элементы:

• Солнце, ее центр и главный энергетический источник, именно мощная Солнца удерживает планеты на своих местах и заставляет вращаться по своим орбитам.
• Планеты земной группы. Ученые астрономы разделили Солнечную систему на два участка: внутреннюю Солнечную систему и внешнюю Солнечную систему. Во внутреннюю Солнечную систему были включены четыре ближние планеты скалистого типа: , Венера, Земля и Марс.
• Пояс астероидов, который находится за Марсом. Полагают, что он образовался еще в далекие времена зарождения нашей Солнечной системы и состоит из различных космических обломков.
• Планеты гиганты, они же газовые гиганты, которые находятся во внешнем участке Солнечной системы. Это Юпитер, Сатурн, и Нептун. В отличие от планет земной группы обладающей твердой поверхностью с мантией и ядром газовые гиганты наполнены в основном водородной и гелиевой смесью. При более детальном изучении состав планет Солнечной системы может разниться.
• Пояс Койлера и облако Аорта. Они находится за Нептуном, и там проживают карликовые планеты, самой известной из которых является и многочисленные . Поскольку эти участки находятся от нас весьма далеко, то современная наука располагает весьма скудными сведениями про них. В целом многие особенности строения Солнечной системы еще слабо изучены.

Схема строения Солнечной системы

Тут на картинке наглядно представлена визуальная модель строения Солнечной системы.

Зарождение Солнечной системы и ее эволюция

По мнению ученых, наша Солнечная система появилась 4,5 миллиарда лет назад как следствие большого гравитационного коллапса гигантского молекулярного облака, состоящего из гелия, водорода и ряда более тяжелых химических элементов. Большая часть этого облака собралась в центре, из-за сильного скопления температура росла, и в результате образовалось наше Солнце.

По причине высокой температуры вблизи от новорожденной звезды могли существовать лишь твердые тела, и таким образом появились первые твердые планеты, среди которых и наша родная Земля. А вот планеты, которые газовые гиганты, образовались на более удаленном расстоянии от Солнца, температура там была не такая большая, как следствие большие массы льдов образовали гигантские размеры тамошних планет.

На этой картинке представлено как поэтапно проходила эволюция Солнечной системы.

Изучение Солнечной системы

Настоящий бум связанный с изучением космического пространства и Солнечной системы начался в середине прошлого века, в особенности с космических программ бывшего Советского Союза и США: запуск первых искусственных спутников, полет первых космонавтов, знаменитая высадка американских астронавтов на Луне (что правда некоторые скептики считают фальшивкой) и так далее. Но самым действенным методом в изучении Солнечной системы и тогда и сейчас является отправка специальных исследовательских зондов.

Первый искусственный советский космический аппарат Спутник 1 (на фото), был запущен на орбиту в далеком 1957 году, где провел несколько месяцев, собирая данные об атмосфере и ионосфере Земли. В 1959 году к нему присоединился американский спутник Explorer, именно он сделал первые космические фотоснимки нашей планеты. Затем американцами из НАСА был запущен целый ряд исследовательских зондов к другим планетам:

• Маринер в 1964 году полетел к Венере.
• Маринер-4 в 1965 году прибыл к Марсу, а затем уже в 1974 году успешно миновал Меркурий.
• В 1973 году к Юпитеру был отправлен зонд Пионер-10, началось научное изучение внешних планет.
• В 1974 году был отправлен первый зонд к Сатурну.
• В 80-х годах прошлого века подлинным прорывом стали корабли Вояджер, которые первыми облетели газовые гиганты и их спутники.

Активное исследование космического пространства продолжается и в наше время, так совсем недавно, в сентябре этого 2017 года в атмосфере Сатурна погиб космический аппарат Касини, запущенный в 1997 году. За свою двадцатилетнюю исследовательскую миссию он сделал немало интересных наблюдений над атмосферой Сатурна, его спутников и, конечно же, знаменитых колец. Последние часы и минуты жизни аппарата Касини транслировались НАСА в прямом эфире.

Строение Солнечной системы, видео

И в завершение интересный документальный фильм про нашу Солнечную систему.

Ученые считают, что образование Солнечной системы началось около пяти миллиардов лет назад. По общепринятой существующей теории Земля и окружающие ее планеты образовались из расположенной в окрестностях Солнца космической пыли. Согласно предположениям, частицы пыли состояли из атомов железа и никеля, а также из силикатов. Конденсации были подвержены и присутствовавшие возле пыли газы, которые образовывали углеродистые Позже появились азотистые вещества и углеводороды.

Строение Солнечной системы: гипотезы

Известной гипотезой возникновения нашей Солнечной системы является электромагнитная теория, которая исходит из предположения ученых, что Солнце когда-то имело мощнейшее электромагнитное поле, а окружавшая светило туманность состояла из нейтрально заряженных атомов. В результате излучения и столкновений происходила ионизация частиц, которые попадали в ловушки из силовых магнитных линий и отправлялись следом за звездой. Спустя многие годы Солнце начало утрачивать момент вращения, передавая его облаку газа, из которого стали образовываться планеты.

Однако данная теория маловероятна. По существу, атомы легких веществ должны были ионизироваться поближе к Солнцу, а тяжелых металлов - дальше. И результатом явилось бы то, что ближайшие к звезде планеты должны были бы состоять из самых легких химических элементов - гелия и водорода, а отдаленные - из никеля и железа. Однако сегодня можно увидеть противоположную картину.

Чтобы избавиться от противоречия, была создана новая гипотеза, указывающая на то, что Солнце начало зарождение в недрах туманности. Светило вращалось очень быстро, а туманность постепенно становилась все более плоской, пока не превратилась в диск. Спустя некоторый период он приобрел ускорение, а Солнце - наоборот, затормозилось. После этого в диске стали происходить процессы, в результате которых началось образование Солнечной системы.

Известной гипотезой зарождения планет является теория о появлении Солнечной системы из газопылевого холодного облака, окружавшего Солнце.

Строение Солнечной системы: планеты

Сегодня считается, что Солнечная система состоит из звезды Солнце и восьми планет. По физическим характеристикам небесные объекты можно отнести к двум видам. В одну группу входит Земля и планеты, имеющие схожесть с нею - Марс, Венера, Меркурий. Ко второй относятся такие планеты-гиганты Солнечной системы, как Нептун, Уран,

Разделение планет производится по трем характеристикам: массе, плотности и размерам. Средняя плотность планет, относящихся к земной группе, в пять раз больше такого же показателя планет-гигантов. Строение Солнечной системы указывает, что ближайшие к Солнцу объекты земной группы имеют в своем составе оксиды и тяжелые соединения химических элементов: алюминия, магния, железа, кремния, а также неметаллов. Низкая плотность гигантов объясняется их строением. Они находятся в жидком или газообразном состоянии и имеют в основной массе водород или гелий.

Однако строение Солнечной системы показывает, что любая из планет-гигантов по массе превосходит все вместе взятые небесные объекты земной группы. Все гиганты имеют протяженные мощные атмосферы, которые состоят из молекулярного водорода, и содержат аммиак, метан, гелий и воду. Остальные вещества составляют не более одного процента их массы. Своим составом планеты-гиганты похожи на другие звезды, и в первую очередь - на Солнце.

Атмосферный водород может переходить из газообразной формы в жидкую, и даже в твердую. Сжатие гигантов обусловлено быстротою их вращения вокруг оси.

Планеты-гиганты имеют множество спутников: у Юпитера их более 60, у Урана - 27, у Сатурна - 62, у Нептуна - 13, а также орбитальные кольца, состоящие, по предположению ученых, из вещества разрушившихся спутников.

За планетами-гигантами располагается относительно небольшой космический объект - Плутон. Он открыт в 1930 году и еще недостаточно хорошо изучен. До 2006 года считалось, что наша Солнечная система включает девять планет, и Плутон был последней из них. В настоящее же время он причислен к

Планеты Солнечной системы

Согласно официальной позиции Международного астрономического союза (МАС), организации присваивающей имена астрономическим объектам, планет всего 8.

Плутон был исключен из разряда планет в 2006 году. т.к. в поясе Койпера находятся объекты которые больше/либо равны по размерам с Плутоном. Поэтому, даже если его принимать его за полноценное небесное тело, то тогда необходимо к этой категории присоединить Эриду, у которой с Плутоном почти одинаковый размер.

По определению MAC, есть 8 известных планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Все планеты делят на две категории в зависимости от их физических характеристик: земной группы и газовые гиганты.

Схематическое изображение расположения планет

Планеты земного типа

Меркурий

Самая маленькая планета Солнечной системы имеет радиус всего 2440 км. Период обращения вокруг Солнца, для простоты понимания приравненный к земному году, составляет 88 дней, при этом оборот вокруг собственной оси Меркурий успевает совершить всего полтора раза. Таким образом, его сутки длятся приблизительно 59 земных дней. Долгое время считалось, что эта планета все время повёрнута к Солнцу одной и той же стороной, поскольку периоды его видимости с Земли повторялись с периодичностью, примерно равной четырем Меркурианским суткам. Это заблуждение было развеяно с появлением возможности применять радиолокационные исследования и вести постоянные наблюдения с помощью космических станций. Орбита Меркурия – одна из самых нестабильных, меняется не только скорость перемещения и его удалённость от Солнца, но и само положение. Любой интересующийся может наблюдать этот эффект.

Меркурий в цвете, снимок космического аппарата MESSENGER

Близость к Солнцу стала причиной того, что Меркурий подвержен самым большим перепадам температуры среди планет нашей системы. Средняя дневная температура составляет около 350 градусов по Цельсию, а ночная -170 °C. В атмосфере выявлены натрий, кислород, гелий, калий, водород и аргон. Существует теория, что он был ранее спутником Венеры, но пока это остается недоказанным. Собственные спутники у него отсутствуют.

Венера

Вторая от Солнца планета, атмосфера которой почти полностью состоит из углекислого газа. Её часто называют Утренней звездой и Вечерней звездой, потому что она первой из звёзд становится видна после заката, так же как и перед рассветом продолжает быть видимой и тогда, когда все остальные звёзды скрылись из поля зрения. Процент диоксида углерода составляет в атмосфере 96%, азота в ней сравнительно немного – почти 4% и в совсем незначительном количестве присутствует водяной пар и кислород.

Венера в УФ спектре

Подобная атмосфера создает эффект парника, температура на поверхности из-за этого даже выше, чем у Меркурия и достигает 475 °C. Считается самой неторопливой, венерианские сутки длятся 243 земных дня, что почти равно году на Венере – 225 земных дней. Многие называют её сестрой Земли из-за массы и радиуса, значения которых очень близки к земным показателям. Радиус Венеры составляет 6052 км (0,85% земного). Спутников, как и у Меркурия, нет.

Третья планета от Солнца и единственная в нашей системе, где на поверхности есть жидкая вода, без которой не смогла бы развиться жизнь на планете. По крайней мере, жизнь в том виде, в котором мы её знаем. Радиус Земли равен 6371 км и, в отличие от остальных небесных тел нашей системы, более 70% её поверхности покрыто водой. Остальное пространство занимают материки. Ещё одной особенностью Земли являются тектонические плиты, скрытые под мантией планеты. При этом они способны перемещаться, хоть и с очень малой скоростью, что со временем вызывает изменение ландшафта. Скорость перемещения планеты по ней – 29-30 км/сек.

Наша планета из космоса

Один оборот вокруг своей оси занимает почти 24 часа, причем полное прохождение по орбите длится 365 суток, что намного больше в сравнении с ближайшими планетами-соседями. Земные сутки и год также приняты как эталон, но сделано это лишь для удобства восприятия временных отрезков на остальных планетах. У Земли имеется один естественный спутник – Луна.

Марс

Четвёртая планета от Солнца, известная своей разрежённой атмосферой. Начиная с 1960 года, Марс активно исследуется учеными нескольких стран, включая СССР и США. Не все программы исследования были успешными, но найденная на некоторых участках вода позволяет предположить, что примитивная жизнь на Марсе существует, или существовала в прошлом.

Яркость этой планеты позволяет видеть его с Земли без всяких приборов. Причем раз в 15-17 лет, во время Противостояния, он становится самым ярким объектом на небе, затмевая собой даже Юпитер и Венеру.

Радиус почти вдвое меньше земного и составляет 3390 км, зато год значительно дольше – 687 суток. Спутников у него 2 — Фобос и Деймос.

Наглядная модель Солнечной системы

Внимание ! Анимация работает только в браузерах поддерживающих стандарт -webkit (Google Chrome, Opera или Safari).

• Солнце

  Солнце является звездой, которая представляет собой горячий шар из раскаленных газов в центре нашей Солнечной системы. Его влияние простирается далеко за пределы орбит Нептуна и Плутона. Без Солнца и его интенсивной энергии и тепла, не было бы жизни на Земле. Существуют миллиарды звезд, как наше Солнце, разбросанных по галактике Млечный Путь.

• Меркурий

  Выжженный Солнцем Меркурий лишь немного больше, чем спутник Земли Луна. Подобно Луне, Меркурий практически лишен атмосферы и не может сгладить следы воздействия от падения метеоритов, поэтому он как и Луна покрыт кратерами. Дневная сторона Меркурия очень сильно нагревается на Солнце, а на ночной стороне температура падает на сотни градусов ниже нуля. В кратерах Меркурия, которые расположены на полюсах, существует лед. Меркурий совершает один оборот вокруг Солнца за 88 дней.

• Венера

  Венера это мир чудовищной жары (еще больше чем на Меркурии) и вулканической активности. Аналогичная по структуре и размеру Земле, Венера покрыта толстой и токсичной атмосферой, которая создает сильный парниковый эффект. Этот выжженной мир достаточно горячий, чтобы расплавить свинец. Радарные снимки сквозь могучую атмосферу выявили вулканы и деформированные горы. Венера вращается в противоположном направлении, от вращения большинства планет.

• Земля — планета океан. Наш дом, с его обилием воды и жизни делает его уникальным в нашей Солнечной системе. Другие планеты, в том числе несколько лун, также имеют залежи льда, атмосферу, времена года и даже погоду, но только на Земле все эти компоненты собрались вместе таким образом, что стало возможным существование жизнь.

• Марс

  Хотя детали поверхности Марса трудно увидеть с Земли, наблюдения в телескоп показывают, что на Марсе существуют сезоны и белые пятна на полюсах. В течение многих десятилетий, люди полагали, что яркие и темные области на Марсе это пятна растительности и что Марс может быть подходящим местом для жизни, и что вода существует в полярных шапках. Когда космический аппарат Маринер-4, прилетел у Марсу в 1965 году, многие из ученых были потрясены, увидев фотографии мрачной планеты покрытой кратерами. Марс оказался мертвой планетой. Более поздние миссии, однако, показали, что Марс хранит множество тайн, которые еще предстоит решить.

• Юпитер

  Юпитер — самая массивная планета в нашей Солнечной системе, имеет четыре больших спутника и множество небольших лун. Юпитер образует своего рода миниатюрную Солнечную систему. Чтобы превратится в полноценную звезду, Юпитеру нужно было стать в 80 раз массивнее.

• Сатурн

  Сатурн — самая дальняя из пяти планет, которые были известны до изобретения телескопа. Подобно Юпитеру, Сатурн состоит в основном из водорода и гелия. Его объем в 755 раз больше, чем у Земли. Ветры в его атмосфере достигают скорости 500 метров в секунду. Эти быстрые ветра в сочетании с теплом, поднимающимся из недр планеты, вызывают появление желтых и золотистых полос, которые мы видим в атмосфере.

• Уран

  Первая планета найденная с помощью телескопа, Уран был открыт в 1781 году астрономом Уильямом Гершелем. Седьмая планета от Солнца настолько далека, что один оборот вокруг Солнца занимает 84 года.

• Нептун

  Почти в 4,5 млрд. километрах от Солнца вращается далекий Нептун. На один оборот вокруг Солнца у него уходит 165 лет. Он невидим невооруженным глазом из-за его огромного расстояния от Земли. Интересно, что его необычная эллиптическая орбита, пересекается с орбитой карликовой планеты Плутона из-за чего Плутон находится внутри орбиты Нептуна порядка 20 лет из 248 за которые совершает один оборот вокруг Солнца.

• Плутон

  Крошечный, холодный и невероятно далекий Плутон был открыт в 1930 году и долго считался девятой планетой. Но после открытий подобных Плутону миров, которые находились еще дальше, Плутон был переведен в категорию карликовых планет в 2006 году.

Планеты — гиганты

Существуют четыре газовых гиганта, располагающихся за орбитой Марса: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Они находятся во внешней Солнечной системе. Отличаются своей массивностью и газовым составом.

Планеты солнечной системы, масштаб не соблюден

Юпитер

Пятая по счёту от Солнца и крупнейшая планета нашей системы. Радиус её – 69912 км, она в 19 раз больше Земли и всего в 10 раз меньше Солнца. Год на Юпитере не самый долгий в солнечной системе, длится 4333 земных суток (неполных 12 лет). Его же собственные сутки имеют продолжительность около 10 земных часов. Точный состав поверхности планеты пока определить не удалось, однако известно, что криптон, аргон и ксенон имеются на Юпитере в гораздо больших количествах, чем на Солнце.

Существует мнение, что один из четырёх газовых гигантов на самом деле – несостоявшаяся звезда. В пользу этой теории говорит и самое большое количество спутников, которых у Юпитера много – целых 67. Чтобы представить себе их поведение на орбите планеты, нужна достаточно точная и чёткая модель солнечной системы. Самые крупные из них – Каллисто, Ганимед, Ио и Европа. При этом Ганимед является крупнейшим спутником планет во всей солнечной системе, радиус его составляет 2634 км, что на 8% превышает размер Меркурия, самой маленькой планеты нашей системы. Ио отличается тем, что является одним из трёх имеющих атмосферу спутников.

Сатурн

Вторая по размерам планета и шестая по счёту в Солнечной системе. В сравнении с остальными планетами, наиболее схожа с Солнцем составом химических элементов. Радиус поверхности равен 57350 км, год составляет 10 759 суток (почти 30 земных лет). Сутки здесь длятся немногим дольше, чем на Юпитере – 10,5 земных часов. Количеством спутников он ненамного отстал от своего соседа – 62 против 67. Самым крупным спутником Сатурна является Титан, так же, как и Ио, отличающийся наличием атмосферы. Немного меньше него по размеру, но от этого не менее известные – Энцелад, Рея, Диона, Тефия, Япет и Мимас. Именно эти спутники являются объектами для наиболее частого наблюдения, и потому можно сказать, что они наиболее изучены в сравнении с остальными.

Долгое время кольца на Сатурне считались уникальным явлением, присущим только ему. Лишь недавно было установлено, что кольца имеются у всех газовых гигантов, но у остальных они не настолько явно видны. Их происхождение до сих пор не установлено, хотя существует несколько гипотез о том, как они появились. Кроме того, совсем недавно было обнаружено, что неким подобием колец обладает и Рея, один из спутников шестой планеты.

Солнечная система – это часть Млечного пути, а он, в свою очередь, представляет собой спиралевидную галактику, вокруг центра которой вращается Солнце – самый крупный и тяжелый объект Солнечной системы, являющийся ее сердцем. Солнце, в своей системе, имеет восемь планет с их спутниками, множество астероидов, комет и невероятное количество метеорных тел. Планеты Солнечной системы разделяют на два типа: первый — земной группы, а второй — планеты-гиганты.

Строение Солнечной системы оказывает значительное влияние не только на планеты, но и на их спутники, астероиды, кометы и бессчетное количество метеорных элементов, также входящих в ее состав.

Сюда входит Меркурий, Венера, Земля и Марс. Их характерными особенностями являются небольшой размер и масса. Как правило, в их состав входят металлы и горные породы, благодаря чему они отличаются значительной плотностью. Планеты земной группы расположены к Солнцу ближе других космических тел.

Планеты-гиганты

Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Для них характерен большой размер и маленькая плотность, обусловленная их преимущественно газовым составом. Несмотря на это, планеты-гиганты обладают сильной гравитацией и имеют немалое количество спутников, только у Юпитера их 63. Эти огромные космические тела располагаются на удаленном от Солнца расстоянии.

Астероидные кольца

Первое кольцо астероидов находится на границе двух групп небесных тел – в области Марса и Юпитера и считается главным, а второе – завершающий элемент Солнечной системы, оно находится за Плутоном, в недавнем прошлом девятой крупной планетой, оно носит имя пояс Койпера. Эти астероиды также именуют малыми планетами, в наше время изучено примерно 10 000 астероидов в главном кольце, предположительно их количество насчитывает 300 000.

Карликовые планеты

Это Плутон, получивший данный статус в 2006 году, самый яркий представитель главного астероидного кольца – Церера и далекий – Эрида. К карликовым планетам относят те, которые в своем диаметре имеют около 1000 км.

Кометы

Объекты Солнечной системы, состоящие изо льда и пыли. Они существуют за пределами второго астероидного кольца, практически в межзвездном пространстве и лишь некоторые из них попадают в гравитационное притяжение Солнца, разрушаясь, образуя след из пара и пыли.

Закономерность Солнечной системы

Главной закономерностью является движение планет. Они движутся в одну сторону относительно Солнца, а именно против движения стрелок часов. Венера и Уран, который двигается практически на боку, а также некоторые спутники планет имеют другое направление вращения. Космические тела вращаются по орбите, форма которой близка к окружности, однако, орбиты Меркурия и Плутона имеют вытянутую траекторию, по таким орбитам двигаются и кометы.

Путешествие по Солнечной системе