Состав и строение солнечной системы. Планеты Солнечной системы по порядку. Планета Земля, Юпитер, Марс. Краткая характеристика и описание

Издавна внимание людей привлекает космос. Планеты Солнечной системы астрономы начали изучать еще в средние века, рассматривая их в примитивные телескопы. Но тщательную классификацию, описание особенностей строения и движения небесных тел стало возможно сделать только в 20 веке. С появлением мощного оборудования, оснащенных по последнему слову техники обсерваторий и космических кораблей было открыто несколько ранее неизвестных объектов. Теперь каждый школьник может перечислить все планеты Солнечной системы по порядку. Почти на все из них опускался космический зонд, а человек пока побывал только на Луне.

Что такое Солнечная система

Вселенная огромна и включает в себя множество галактик. Наша Солнечная система входит в состав галактики в которой более 100 миллиардов звезд. Но очень мало таких, которые похожи на Солнце. В основном все они - красные карлики, которые и по размеру меньше него, и светят не так ярко. Ученые высказали предположение, что Солнечная система образовалась после возникновения Солнца. Его огромное поле притяжения захватило газо-пылевое облако, из которого в результате постепенного охлаждения образовались частички твердого вещества. Со временем из них сформировались небесные тела. Считается, что Солнце сейчас пребывает на середине своего жизненного пути, поэтому существовать оно, равно как и все зависимые от него небесные тела, будет еще несколько миллиардов лет. Ближний космос астрономами изучен давно, и любой человек знает, какие существуют планеты Солнечной системы. Фото их, сделанные с космических спутников, можно найти на страницах всевозможных информационных ресурсов, посвященных данной тематике. Все небесные тела удерживаются сильным полем притяжения Солнца, которое составляет более 99 % объема Солнечной системы. Крупные небесные тела вращаются вокруг светила и вокруг своей оси в одном направлении и в одной плоскости, которую называют плоскостью эклиптики.

Планеты Солнечной системы по порядку

В современной астрономии принято считать небесные тела, начиная от Солнца. В 20 веке была создана классификация, в которую входит 9 планет Солнечной системы. Но последние исследования космоса и новейшие открытия подтолкнули ученых к пересмотру многих положений в астрономии. И в 2006 году на международном конгрессе, из-за своих маленьких размеров (карлик, в диаметре не превышающий трех тыс. км), Плутон был исключен из числа классических планет, и их осталось восемь. Теперь строение нашей Солнечной системы приняло симметричный, стройный вид. Она включает в себя четыре планеты земной группы: Меркурий, Венеру, Землю и Марс, потом идет пояс астероидов, после него следуют четыре планеты-гиганта: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. На окраине Солнечной системы тоже проходит который ученые назвали поясом Койпера. Именно в нем и расположен Плутон. Эти места еще мало изучены из-за своей отдаленности от Солнца.

Особенности планет земной группы

Что же позволяет отнести эти небесные тела к одной группе? Перечислим основные характеристики внутренних планет:

• относительно небольшие размеры;
• твердая поверхность, высокая плотность и схожий состав (кислород, кремний, алюминий, железо, магний и прочие тяжелые элементы);
• наличие атмосферы;
• одинаковое строение: ядро из железа с примесями никеля, мантия, состоящая из силикатов, и кора из силикатных пород (кроме Меркурия - у него коры нет);
• малое количество спутников - всего 3 на четыре планеты;
• довольно слабое магнитное поле.

Особенности планет-гигантов

Что же касается внешних планет, или газовых гигантов, то им присущи такие схожие характеристики:

• большие размеры и массы;
• они не имеют твердой поверхности и состоят из газов, в основном это гелий и водород (поэтому их еще называют газовыми гигантами);
• жидкое ядро, состоящее из металлического водорода;
• высокая скорость вращения;
• сильное магнитное поле, чем объясняется необычность многих процессов, протекающих на них;
• в этой группе 98 спутников, большинство из которых принадлежат Юпитеру;
• самая характерная особенность газовых гигантов - это наличие колец. Они есть у всех четырех планет, правда, не всегда заметны.

Первая по счету планета - Меркурий

Расположен он ближе всех к Солнцу. Поэтому с его поверхности светило выглядит в три раза большим, нежели с Земли. Этим же объясняются сильные перепады температур: от -180 до +430 градусов. Меркурий очень быстро движется по орбите. Может, поэтому он получил такое название, ведь в греческой мифологии Меркурий - это вестник богов. Здесь практически нет атмосферы, и небо всегда черное, но Солнце светит очень ярко. Впрочем, на полюсах есть места, куда его лучи не попадают никогда. Этот феномен можно объяснить наклоном оси вращения. Воды на поверхности не нашли. Это обстоятельство, а также аномально высокая дневная температура (равно как и низкая ночная) вполне объясняют факт отсутствия жизни на планете.

Венера

Если изучать планеты Солнечной системы по порядку, то второй по счету идет Венера. Ее люди могли наблюдать на небе еще в древности, но, поскольку показывалась она только утром и вечером, считалось, что это 2 разных объекта. Кстати, наши предки-славяне называли её Мерцаной. Это третий по яркости объект в нашей Солнечной системе. Раньше люди называли ее утренней и вечерней звездой, ведь лучше всего она видна перед восходом и закатом Солнца. Венера и Земля очень похожи по строению, составу, размерам и силе тяжести. Вокруг своей оси эта планета движется очень медленно, делая полный оборот за 243.02 земных суток. Конечно, условия на Венере сильно отличаются от земных. Она находится в два раза ближе к Солнцу, поэтому там очень жарко. Высокая температура объясняется еще и тем, что густая облачность из серной кислоты и атмосфера из углекислого газа создают на планете парниковый эффект. Кроме того, давление у поверхности больше, чем на Земле, в 95 раз. Поэтому первый корабль, посетивший Венеру в 70-е годы 20 века, выдержал там не более часа. Особенностью планеты является еще и то, что вращается она в противоположном направлении, по сравнению с большинством планет. Больше астрономам об этом небесном объекте пока ничего не известно.

Третья от Солнца планета

Единственное место в Солнечной системе, да и во всей известной астрономам Вселенной, где существует жизнь, - Земля. В земной группе она имеет самые большие размеры. Каковы еще ее

1. Самая большая гравитация среди планет земной группы.
2. Очень сильное магнитное поле.
3. Высокая плотность.
4. Она единственная среди всех планет обладает гидросферой, что способствовало образованию жизни.
5. Она имеет самый большой, по сравнению со своими размерами, спутник, который стабилизирует ее наклон относительно Солнца и влияет на природные процессы.

Планета Марс

Это одна из самых маленьких планет нашей Галактики. Если рассматривать планеты Солнечной системы по порядку, то Марс - четвертая от Солнца. Атмосфера у нее сильно разреженная, а давление на поверхности почти в 200 раз меньше, чем на Земле. По этой же причине наблюдаются очень сильные перепады температур. Планета Марс мало изучена, хотя издавна привлекала внимание людей. По мнению ученых, это единственное небесное тело, на котором могла бы существовать жизнь. Ведь в прошлом на поверхности планеты была вода. Такой вывод можно сделать на основании того, что на полюсах существуют большие ледяные шапки, а поверхность покрыта множеством борозд, которые могли быть высохшими руслами рек. Кроме того, на Марсе существуют некоторые минералы, образование которых возможно только в присутствии воды. Еще одной особенностью четвертой планеты является наличие двух спутников. Необычность их в том, что Фобос постепенно замедляет свое вращение и приближается к планете, а Деймос, наоборот, отдаляется.

Чем знаменит Юпитер

Пятая по счету планета является самой большой. В объем Юпитера поместилось бы 1300 Земель, а масса его в 317 раз больше земной. Как и у всех газовых гигантов, его структура водородно-гелиевая, напоминающая состав звезд. Юпитер - самая интересная планета, которая имеет много характерных особенностей:

• это третье по яркости небесное тело после Луны и Венеры;
• на Юпитере самое сильное магнитное поле среди всех планет;
• полный оборот вокруг оси он совершает всего за 10 земных часов - быстрее, чем другие планеты;
• интересной особенностью Юпитера является большое красное пятно - так виден с Земли атмосферный вихрь, вращающийся против часовой стрелки;
• как и все планеты-гиганты, он имеет кольца, правда, не такие яркие, как у Сатурна;
• эта планета имеет самое большое большое количество спутников. Их у него 63. Самые известные - это Европа, на которой нашли воду, Ганимед - самый большой спутник планеты Юпитер, а также Ио и Калисто;
• еще одна особенность планеты - это то, что в тени температура поверхности выше, чем в местах, освещенных Солнцем.

Планета Сатурн

Это второй по величине газовый гигант, также названный в честь античного бога. Он состоит из водорода и гелия, но на его поверхности были обнаружены следы метана, аммиака и воды. Ученые выяснили, что Сатурн - это самая разреженная планета. Ее плотность меньше, чем у воды. Вращается этот газовый гигант очень быстро - один оборот совершает за 10 земных часов, в результате чего планета сплющивается с боков. Огромные скорости на Сатурне и у ветра - до 2000 километров в час. Это больше скорости звука. У Сатурна есть еще одна отличительная особенность - он держит в поле своего притяжения 60 спутников. Самый крупный из них - Титан - является вторым по величине во всей Солнечной системе. Уникальность данного объекта заключается в том, что, исследуя его поверхность, ученые впервые обнаружили небесное тело с условиями, схожими с теми, что существовали на Земле около 4 миллиардов лет назад. Но самая главная особенность Сатурна - это наличие ярких колец. Они опоясывают планету вокруг экватора и отражают больше света, чем она сама. Четыре - это самое удивительное явление в Солнечной системе. Необычно то, что внутренние кольца движутся быстрее, чем наружные.

- Уран

Итак, продолжаем рассматривать планеты Солнечной системы по порядку. Седьмая от Солнца планета - Уран. Она самая холодная из всех - температура опускается до -224 °С. Кроме того, ученые не обнаружили в ее составе металлического водорода, а нашли модифицированный лед. Потому Уран относят к отдельной категории ледяных гигантов. Удивительная особенность данного небесного тела в том, что вращается оно, лежа на боку. Необычна также смена времен года на планете: целых 42 земных года там царит зима, и Солнце не показывается совсем, лето также длится 42 года, и Солнце в это время не заходит. Весной же и осенью светило появляется каждые 9 часов. Как и у всех планет-гигантов, у Урана есть кольца и много спутников. Целых 13 колец вращается вокруг него, но они не такие яркие, как у Сатурна, а спутников планета удерживает всего 27. Если сравнивать Уран с Землей, то он в 4 раза больше ее, в 14 раз тяжелее и находится от Солнца на расстоянии, в 19 раз превышающем путь к светилу от нашей планеты.

Нептун: планета-невидимка

После того как Плутон исключили из числа планет, последним от Солнца в системе стал Нептун. Расположен он в 30 раз дальше от светила, чем Земля, и с нашей планеты не виден даже в телескоп. Открыли его ученые, так сказать, случайно: наблюдая за особенностями движения ближайших к нему планет и их спутников, они сделали вывод, что за орбитой Урана должно быть еще одно крупное небесное тело. После обнаружения и исследования выяснились интересные особенности этой планеты:

• из-за наличия в атмосфере большого количества метана цвет планеты из космоса кажется сине-зеленым;
• орбита Нептуна почти идеально круглая;
• вращается планета очень медленно - один круг совершает за 165 лет;
• Нептун в 4 раза больше Земли и в 17 раз тяжелее, но сила притяжения почти такая же, как и на нашей планете;
• самый большой из 13 спутников этого гиганта - Тритон. Он всегда повернут к планете одной стороной и медленно к ней приближается. По этим признакам ученые предположили, что он был захвачен притяжением Нептуна.

Во всей галактике Млечный Путь - около ста миллиардов планет. Пока ученые не могут изучить даже некоторые из них. А вот количество планет Солнечной системы известно почти всем людям на Земле. Правда, в 21 веке интерес к астрономии немного угас, но даже дети знают название планет 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.

Солнечная система - это центральная звезда Солнце и все космические тела, которые вращаются вокруг нее.

В солнечной системе 8 наиболее крупных небесных тел, или планет. Наша Земля тоже планета. Кроме нее, вокруг Солнца совершают свое путешествие в космосе еще 7 планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Две последние с Земли можно наблюдать только в телескоп. Остальные видны невооруженным глазом.

Еще совсем недавно к числу планет причисляли еще одно небесное тело - Плутон. Он находится очень далеко от Солнца, за орбитой Нептуна, и был открыт лишь в 1930 году. Однако в 2006 году астрономы ввели новое определение классической планеты, и Плутон под него не попал.

Планеты известны людям с древних времен. Ближайшие соседи Земли - Венера и Марс, самые дальние от нее - Уран и Нептун.

Большие планеты принято делить на две группы. В первую группу входят планеты, находящиеся наиболее близко к Солнцу: это планеты земной группы , или внутренние планеты , - Меркурий, Венера, Земля и Марс. Все эти планеты имеют высокую плотность и твёрдую поверхность (хотя под ней и находится жидкое ядро). Самая большая в этой группе планета - Земля. Однако дальние от Солнца планеты - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун значительно превосходят Землю по размеру. Поэтому они получили название планеты-гиганты . Их также называют внешними планетами . Так, масса Юпитера превышает массу Земли более чем в 300 раз. Планеты-гиганты значительно отличаются от планет земной группы по своему строению: они состоят не из тяжёлых элементов, а из газа, в основном из водорода и гелия, подобно Солнцу и другим звёздам. Планеты-гиганты не имеют твёрдой поверхности - это просто газовые шары. Поэтому их еще называют газовыми планетами .

Между Марсом и Юпитером находится пояс астероидов , или малых планет . Астероид – это небольшое планетоподобное тело Солнечной системы, размером от нескольких метров до тысячи километров. Крупнейшие астероиды этого пояса - Церера, Паллада и Юнона.

За орбитой Нептуна находится еще один пояс малых небесных тел, который называют поясом Койпера. Он в 20 раз шире пояса астероидов. Плутон, который потерял статус планеты и был отнесен к карликовым планетам , как раз находится в этом поясе. В поясе Койпера есть и другие карликовые планеты, похожие на Плутон, в 2008 году их так и назвали - плутоиды . Это Макемаке и Хаумеа. Кстати, Цереру из пояса астероидов тоже относят к классу карликовых планет (но не плутоидов!).

Еще один плутоид - Эрида - по размерам сравним с Плутоном, но находится гораздо дальше от Солнца - за поясом Койпера. Интересно, что Эрида одно время даже была кандидатом на роль 10-ой планеты в Солнечной системе. Но в результате именно открытие Эриды стало причиной пересмотра статуса Плутона в 2006 году, когда Международный астрономический союз (МАС) ввел новую классификацию небесных тел Солнечной системы. По этой классификации Эрида и Плутон не попали под понятие классической планеты, а "заслужили" лишь звание карликовых планет - небесных тел, которые вращаются вокруг Солнца, не являются спутниками планет и имеют достаточно большую массу для того, чтобы поддерживать почти округлую форму, но, в отличие от планет, не способны расчистить свою орбиту от других космических объектов.

В состав Солнечной системы, помимо планет, входят их спутники, которые вращаются вокруг них. Всего спутников сейчас насчитывают 415. Неизменная спутница Земли - Луна. У Марса 2 спутника - Фобос и Деймос. У Юпитера 67 спутников, а у Сатурна - 62. 27 спутников имеет Уран. И только у Венеры и Меркурия спутников нет. А вот у "карликов" Плутона и Эриды спутники есть: у Плутона это Харон, а у Эриды - Дисномия. Впрочем, астрономы еще не пришли к окончательному выводу, является ли Харон спутником Плутона или система Плутон-Харон - это так называемая двойная планета. Даже у некоторых астероидов есть спутники. Чемпион по размерам среди спутников - Ганимед, спутник Юпитера, ненамного отстает от него спутник Сатурна Титан. И Ганимед, и Титан превосходят размерами Меркурий.

Кроме планет и спутников, Солнечную систему бороздят десятки, а то и сотни тысяч различных малых тел : хвостатые небесные тела - кометы, огромное количество метеоритов, частиц газопылевой материи, рассеянных атомов различных химических элементов, потоков атомных частиц и другие.

Все объекты Солнечной системы удерживаются в ней засчет силы притяжения Солнца, и все они вращаются вокруг него, причем в одном направлении с вращением самого Солнца и практически в одной плоскости, которая называется плоскостью эклиптики . Исключение - некоторые кометы и объекты пояса Койпера. Кроме этого, практически все объекты Солнечной системы вращаются и вокруг своей оси, причем в ту же сторону, что и вокруг Солнца (исключение - Венера и Уран; последний и вовсе вращается "лежа на боку").

Орбита Плутона сильно наклонена относительно эклиптики (на 17°) и сильно вытянута

В Солнце сосредоточена практически вся масса Солнечной системы – 99,8%. Четыре крупнейших объекта - газовые гиганты - составляют 99% оставшейся массы (при этом большая часть - около 90% - приходится на Юпитер и Сатурн). Что касается размеров Солнечной системы, астрономы пока не пришли к единому мнению по этому вопросу. По современным оценкам, размер Солнечной системы составляет не менее 60 млрд. километров. Чтобы хотя бы приблизительно представить себе масштабы Солнечной системы, приведем более наглядный пример. В пределах Солнечной системы за единицу расстояний принимают астрономическую единицу (а. е.) - среднее расстояние от Земли до Солнца. Оно равно приблизительно 150 млн. км (свет проходит это расстояние за 8 мин 19 с). Внешняя граница пояса Койпера находится на расстоянии 55 а. е. от Солнца.

Еще один способ представить себе реальные размеры Солнечной системы - это вообразить модель, в которой все размеры и расстояния сокращены в миллиард раз . В этом случае Земля будет около 1,3 см в диаметре (размером с виноградину). Луна будет вращаться на расстоянии около 30 см от нее. Солнце будет 1,5 метров в диаметре (примерно рост человека) и находиться на расстоянии 150 метров от Земли (примерно городской квартал). Юпитер - 15 см в диаметре (размер большого грейпфрута) и на расстоянии 5 городских кварталов от Солнца. Сатурн (размером с апельсин) - на расстоянии 10 кварталов. Уран и Нептун (лимоны) - 20 и 30 кварталов. Человек на этой шкале будет размером с атом; а ближайшая звезда - на расстоянии 40 000 км.

Вселенная (космос) — это весь окружающий нас мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает вечно движущаяся материя. Безграничность Вселенной отчасти можно представить в ясную ночь с миллиардами разной величины светящихся мерцающих точек на небе, представляющих далекие миры. Лучи света при скорости 300 000 км/с из наиболее отдаленных частей Вселенной доходят до Земли примерно за 10 млрд лет.

По мнению ученых, образовалась Вселенная в результате «Большого Взрыва» 17 млрд лет назад.

Она состоит из скоплений звезд, планет, космической пыли и других космических тел. Эти тела образуют системы: планеты со спутниками (например. Солнечная система), галактики, метагалактики (скопление галактик).

Галактика (позднегреч.galaktikos - молочный, млечный, от греческогоgala - молоко) — обширная звездная система, которая состоит из множества звезд, звездных скоплений и ассоциаций, газовых и пылевых туманностей, а также отдельных атомов и частиц, рассеянных в межзвездном пространстве.

Во Вселенной существует множество галактик различного размера и формы.

Все звезды, видимые с Земли, входят в состав галактики Млечный Путь. Свое название она получила благодаря тому, что большинство звезд можно увидеть ясной ночью в виде Млечного Пути — белесой размытой полосы.

Всего же Галактика Млечный Путь содержит около 100 млрд звезд.

Наша галактика находится в постоянном вращении. Скорость ее движения во Вселенной — 1,5 млн км/ч. Если смотреть на нашу галактику со стороны ее северного полюса, то вращение происходит по часовой стрелке. Солнце и ближайшие к нему звезды совершают полный оборот вокруг центра галактики за 200 млн лет. Этот срок принято считать галактическим годом.

По размеру и форме сходна с галактикой Млечный Путь галактика Андромеды, или Туманность Андромеды, которая находится на расстоянии примерно 2 млн световых лет от нашей галактики. Световой год — расстояние, проходимое светом за год, приблизительно равное 10 13 км (скорость света — 300 000 км/с).

Для наглядности изучения движения и расположения звезд, планет и других небесных тел используется понятие небесной сферы.

Рис. 1. Основные линии небесной сферы

Небесная сфера — это воображаемая сфера сколь угодно большого радиуса, в центре которой находится наблюдатель. На небесную сферу проецируются звезды, Солнце, Луна, планеты.

Важнейшими линиями на небесной сфере являются: отвесная линия, зенит, надир, небесный экватор, эклиптика, небесный меридиан и др. (рис. 1).

Отвесная линия — прямая, проходящая через центр небесной сферы и совпадающая с направлением нити отвеса в месте наблюдения. Для наблюдателя, находящегося на поверхности Земли, отвесная линия проходит через центр Земли и точку наблюдения.

Отвесная линия пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках - зените, над головой наблюдателя, и надире — диаметрально противоположной точке.

Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна к отвесной линии, называется математическим горизонтом. Он делит поверхность небесной сферы на две половины: видимую для наблюдателя, с вершиной в зените, и невидимую, с вершиной в надире.

Диаметр, вокруг которого происходит вращение небесной сферы, - ось мира. Она пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках - северном полюсе мира и южном полюсе мира. Северным полюсом называется тот, со стороны которого вращение небесной сферы происходит по часовой стрелке, если смотреть на сферу извне.

Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира, носит название небесного экватора. Он делит поверхность небесной сферы на два полушария: северное, с вершиной в северном полюсе мира, и южное, с вершиной в южном полюсе мира.

Большой круг небесной сферы, плоскость которого проходит через отвесную линию и ось мира, — небесный меридиан. Он делит поверхность небесной сферы на два полушария - восточное и западное.

Линия пересечения плоскости небесного меридиана и плоскости математического горизонта - полуденная линия.

Эклиптика (от греч.ekieipsis - затмение) — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца, точнее — его центра.

Плоскость эклиптики наклонена к плоскости небесного экватора под углом 23°26"21".

Чтобы легче запомнить местоположение звезд на небе, люди в древности придумали объединять самые яркие из них в созвездия.

В настоящее время известны 88 созвездий, которые носят имена мифических персонажей (Геркулес, Пегас и др.), знаков зодиака (Телец, Рыбы, Рак и др.), предметов (Весы, Лира и др.) (рис. 2).

Рис. 2. Летне-осенние созвездия

Происхождение галактик. Солнечной системы и ее отдельных планет, до сих пор остается неразгаданной тайной природы. Существует несколько гипотез. В настоящее время считается, что наша галактика образовалась из газового облака, состоявшего из водорода. На начальной стадии эволюции галактики из межзвездной газово-пылевой среды образовались первые звезды, а 4,6 млрд лет назад — Солнечная система.

Состав солнечной системы

Совокупность небесных тел, движущихся вокруг Солнца как центрального тела, образует Солнечную систему. Она расположена почти на окраине галактики Млечный Путь. Солнечная система участвует во вращении вокруг центра галактики. Скорость се движения составляет около 220 км/с. Это движение происходит в направлении созвездия Лебедя.

Состав Солнечной системы можно представить в виде упрощенной схемы, приведенной на рис. 3.

Свыше 99,9 % массы вещества Солнечной системы приходится на Солнце и только 0,1 % — на все остальные ее элементы.

Рис. 3. Состав Солнечной систем

Солнце

Солнце — это звезда, гигантский раскаленный шар. Его диаметр в 109 раз больше диаметра Земли, масса в 330 000 раз больше массы Земли, зато средняя плотность невелика — всего в 1,4 раза больше плотности воды. Солнце находится на расстоянии около 26 000 световых лет от центра нашей галактики и обращается вокруг него, делая один оборот примерно за 225-250 млн лет. Орбитальная скорость движения Солнца равна 217 км/с — таким образом, оно проходит один световой год за 1400 земных лет.

Рис. 4. Химический состав Солнца

Давление на Солнце в 200 млрд раз выше, чем у поверхности Земли. Плотность солнечного вещества и давление быстро нарастают вглубь; рост давления объясняется весом всех вышележащих слоев. Температура на поверхности Солнца 6000 К, а внутри 13 500 000 К. Характерное время жизни звезды типа Солнца 10 млрд лег.

Таблица 1. Общие сведения о Солнце

Химический состав Солнца примерно такой же, как и у большинства других звезд: около 75 % — это водород, 25 % — гелий и менее 1 % — все другие химические элементы (углерод, кислород, азот и т. д.) (рис. 4).

Центральная часть Солнца с радиусом примерно 150 000 км называется солнечным ядром. Это зона ядерных реакций. Плотность вещества здесь примерно в 150 раз выше плотности воды. Температура превышает 10 млн К (по шкале Кельвина, в пересчете на градусы Цельсия 1 °С = К — 273,1) (рис. 5).

Над ядром, на расстояниях около 0,2-0,7 радиуса Солнца от его центра, находится зона переноса лучистой энергии. Перенос энергии здесь осуществляется путем поглощения и излучения фотонов отдельными слоями частиц (см. рис. 5).

Рис. 5. Строение Солнца

Фотон (от греч.phos - свет), элементарная частица, способная существовать, только двигаясь со скоростью света.

Ближе к поверхности Солнца возникает вихревое перемешивание плазмы, и перенос энергии к поверхности совершается

преимущественно движениями самого вещества. Такой способ передачи энергии называется конвекцией, а слой Солнца, где она происходит, - конвективной зоной. Мощность этого слоя составляет примерно 200 000 км.

Выше конвективной зоны располагается солнечная атмосфера, которая постоянно колеблется. Здесь распространяются как вертикальные, так и горизонтальные волны с длинами в несколько тысяч километров. Колебания происходят с периодом около пяти минут.

Внутренний слой атмосферы Солнца называется фотосферой. Она состоит из светлых пузырьков. Это гранулы. Их размеры невелики — 1000-2000 км, а расстояние между ними — 300- 600 км. На Солнце одновременно может наблюдаться около миллиона гранул, каждая из которых существует несколько минут. Гранулы окружены темными промежутками. Если в гранулах вещество поднимается, то вокруг них — опускается. Гранулы создают общий фон, на котором можно наблюдать такие масштабные образования, как факелы, солнечные пятна, протуберанцы и др.

Солнечные пятна — темные области на Солнце, температура которых по сравнению с окружающим пространством понижена.

Солнечными факелами называют яркие поля, окружающие солнечные пятна.

Протуберанцы (от лат.protubero — вздуваюсь) — плотные конденсации относительно холодного (по сравнению с окружающей температурой) вещества, которые поднимаются и удерживаются над поверхностью Солнца магнитным полем. К возникновению магнитного поля Солнца может приводить то, что различные слои Солнца вращаются с разной скоростью: внутренние части вращаются быстрее; особенно быстро вращается ядро.

Протуберанцы, солнечные пятна и факелы — это не единственные примеры солнечной активности. К ней также относятся магнитные бури и взрывы, которые называют вспышками.

Выше фотосферы располагается хромосфера — внешняя оболочка Солнца. Происхождение названия этой части солнечной атмосферы связано с ее красноватым цветом. Мощность хромосферы составляет 10-15 тыс. км, а плотность вещества в сотни тысяч раз меньше, чем в фотосфере. Температура в хромосфере быстро растет, достигая в верхних ее слоях десятков тысяч градусов. На краю хромосферы наблюдаются спикулы, представляющие собой вытянутые столбики из уплотненного светящегося газа. Температура этих струй выше, чем температура фотосферы. Спикулы сначала поднимаются из нижней хромосферы на 5000-10 000 км, а потом падают обратно, где и затухают. Все это происходит со скоростью около 20 000 м/с. Спи кула живет 5-10 мин. Количество спикул, существующих на Солнце одновременно, составляет около миллиона (рис. 6).

Рис. 6. Строение внешних слоев Солнца

Хромосферу окружает солнечная корона — внешний слой атмосферы Солнца.

Полное количество энергии, излучаемой Солнцем, составляет 3,86 . 1026 Вт, и лишь одну двухмиллиардную часть этой энергии получает Земля.

Солнечная радиация включает корпускулярное и электромагнитное излучения. Корпускулярное основное излучение — это плазменный поток, который состоит из протонов и нейтронов, или по-другому - солнечный ветер, который достигает околоземного пространства и обтекает всю магнитосферу Земли. Электромагнитная радиация — это лучистая энергия Солнца. Она в виде прямой и рассеянной радиации достигает земной поверхности и обеспечивает тепловой режим на нашей планете.

В середине XIX в. швейцарский астроном Рудольф Вольф (1816-1893) (рис. 7) вычислил количественный показатель солнечной активности, известный во всем мире как число Вольфа. Обработав накопленные к середине прошлого века материалы наблюдений за солнечными пятнами, Вольф смог установить средний И-летний цикл солнечной активности. Фактически же интервалы времени между годами максимальных или минимальных чисел Вольфа колеблются от 7 до 17 лет. Одновременно с 11-летним циклом протекает вековой, точнее 80-90-летний, цикл солнечной активности. Несогласованно накладываясь друг на друга, они вносят заметные изменения в процессы, совершающиеся в географической оболочке Земли.

На тесную связь многих земных явлений с солнечной активностью еще в 1936 г. указывал А. Л. Чижевский (1897-1964) (рис. 8), писавший о том, что подавляющее большинство физико-химических процессов на Земле представляет результат воздействия космических сил. Он же был и одним из основоположников такой науки, как гелиобиология (от греч.helios — солнце), изучающей влияние Солнца на живое вещество географической оболочки Земли.

В зависимости от солнечной активности протекают такие физические явления на Земле, как: магнитные бури, частота полярных сияний, количество ультрафиолетовой радиации, интенсивность грозовой деятельности, температура воздуха, атмосферное давление, осадки, уровень озер, рек, грунтовых вод, соленость и деловитость морей и др.

С периодической деятельностью Солнца связана жизнь растений и животных (существует корреляция между солнечной цикличностью и сроком вегетационного периода у растений, размножением и миграцией птиц, грызунов и т. д.), а также человека (заболевания).

В настоящее время взаимосвязи между солнечными и земными процессами продолжают изучаться с помощью искусственных спутников Земли.

Планеты земной группы

Помимо Солнца в составе Солнечной системы выделяют планеты (рис. 9).

По размерам, географическим показателям и химическому составу планеты подразделяются на две группы: планеты земной группы и планеты-гиганты. К планетам земной группы относятся , и . О них и пойдет речь в этом подразделе.

Рис. 9. Планеты Солнечной системы

Земля — третья планета от Солнца. Ей будет посвящен отдельный подраздел.

Давайте обобщим. От местоположения планеты в Солнечной системе зависит плотность вещества планеты, а с учетом ее размеров — и масса. Чем
ближе планета к Солнцу, тем выше у нее средняя плотность вещества. Например, у Меркурия она составляет 5,42 г/см\ Венеры — 5,25, Земли — 5,25, Марса — 3,97 г/см 3 .

Общими характеристиками планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) являются прежде всего: 1) сравнительно небольшие размеры; 2) высокие температуры на поверхности и 3) высокая плотность вещества планет. Эти планеты сравнительно медленно вращаются вокруг своей оси и имеют мало спутников или не имеют их совсем. В строении планет земной группы выделяют четыре главные оболочки: 1) плотное ядро; 2) покрывающую его мантию; 3) кору; 4) легкую газо- во-водную оболочку (исключая Меркурий). На поверхности этих планет обнаружены следы тектонической деятельности.

Планеты-гиганты

Теперь познакомимся с планетами-гигантами, которые тоже входят в нашу Солнечную систему. Это , .

Планеты-гиганты обладают следующими общими характеристиками: 1) большими размерами и массой; 2) быстро вращаются вокруг оси; 3) имеют кольца, много спутников; 4) атмосфера состоит, в основном, из водорода и гелия; 5) в центре имеют горячее ядро из металлов и силикатов.

Их также отличают: 1) низкие температуры на поверхности; 2) малая плотность вещества планет.