|
Введение
Солнечная система состоит из самого Солнца, девяти больших планет с их спутниками, более ста тысяч малых планет (астероидов), огромного числа комет (по некоторым данным, их более 100 млрд.), бесчисленного количества мелких метеорных тел, межпланетных пыли и газа (рис.1). Происхождение, эволюция, законы движения всех тел, входящих в Солнечную систему, полностью опреде-ляются центральным телом — Солнцем. Точно определить границу Солнечной системы невозможно, но большинство исследователей проводит ее на расстоянии 100 тыс. а. е. от Солнца. Многие данные говорят о том, что у других звезд тоже есть планетные системы, но точно доказать существование хотя бы одной из них пока не удается.
Основная масса вещества Солнечной системы (исключая само Солнце) содержится в девяти больших планетах. Плоскости орбит планет наклонены друг к другу под небольшими углами. Небольшие углы они составляют и с плоско-стью солнечного экватора. Вращение Солнца вокруг своей оси и обращение пла-нет вокруг него происходит в одном направлении. Расстояния между орбитами планет возрастают по мере удаления от Солнца.
Малые планеты, или астероиды, имеют диаметр от 1 до 1000 км. Их общая масса, несмотря на огромное их число, не превышает 1/100 массы Земли. Орбиты большинства астероидов расположены между орбитами Марса и Юпитера. Од-нако есть астероиды, которые обращаются вокруг Солнца по очень вытянутым орбитам. Так, Гидальго может удаляться от Солнца за пределы орбиты Сатурна, а Икар заходить внутрь орбиты Меркурия. Некоторые астероиды могут сближать-ся с Землей. Например, в 1973 г. Икар приблизился к Земле на расстояние 7 млн км. Хотя известны случаи, что некоторые небольшие астероиды заходили внутрь орбиты Луны, столкновение Земли с астероидом настолько маловероятно, что может происходить не чаще, чем один раз за сотни миллионов лет. В настоящее время неизвестно ни одного астероида, столкновение с которым может произой-ти в сколько-нибудь обозримое время.
Метеорные тела диаметром от долей миллиметра до нескольких километ-ров и межпланетная пыль (частички, размеры которых не превышают сотен мик-рометров) заполняют практически все пространство Солнечной системы. Мете-орные тела и пыль образуются при распаде комет, при столкновениях с астерои-дами. Скорость метеорного тела уменьшается, и оно постепенно приближается к Солнцу.
Рис. 1. Схема строения Солнечной системы.
1. Общее строение Солнечной системы
Центральное тело нашей планетной системы – Солнце (желтый карлик) – сосредоточило в себе 99,866 % всей массы Солнечной системы. Оставшиеся 0,134 % вещества представлены девятью большими планетами (Меркурий, Ве-нера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон) и несколькими де-сятками спутников планет (в настоящее время их открыто более 60), малыми планетами – астероидами ( ~100 тысяч), кометами ( ~1011 объектов), огромным количеством мелких фрагментов – метеороидов, а также космической пылью. Механически эти объекты объединены в общую систему силой притяжения Солнца. Средняя плотность тел Солнечной системы изменяется в пределах от 0,5 г/см3 для ядер комет до 7,7 г/см3 для металлических астероидов и метеори-тов.
Самая крупная из планет – Юпитер – меньше Солнца по размерам на по-рядок и по массе на три порядка. Средняя плотность Юпитера составляет 1,32 г/см3, что очень близко к средней плотности солнечного вещества (1,41 г/см3). Основными элементами, определяющими химический состав обоих объектов, являются водород и гелий. Сатурн по размерам почти не отличается от Юпите-ра, но меньшая плотность вещества планеты (0,686 г/см3) определяет и несколь-ко меньшее значение массы. Следующие два гиганта – Уран и Нептун (с массой около 1029 г) – мало отличаются по средней плотности (1,28 и 1,64 г/см3 соот-ветственно) и химическому составу. Все четыре планеты традиционно выделя-ются в группу планет-гигантов, отличительной особенностью которых являются не только значительные размеры и масса, но также и низкая средняя плотность, характерная для газового состава.
Другая группа – планеты земного типа – состоит из четырех планет, в нее входят Земля и Венера, которые почти не отличаются друг от друга по разме-рам, массе и средней плотности (5,52 и 5,24 г/см3 соответственно), а также меньшие по размерам и массе Марс и Меркурий.
Перечень больших планет Солнечной системы дополняет необычный объект – Плутон, который в момент своего открытия в 1930 году занимал наибо-лее удаленное от Солнца положение, соответствующее месту девятой планеты Солнечной системы. Но орбита Плутона обладает значительным эксцентриситетом, в 1969 году он пересек орбиту Нептуна, превратившись в вось-мую по удаленности от Солнца планету. В этом статусе Плутон будет пребы-вать до 2009 года. А первый после своего открытия полный оборот вокруг Солнца Плутон завершит лишь в 2178 году.
Планеты земной группы составляют внутреннюю часть Солнечной системы. Планеты-гиганты образуют ее внешнюю часть. Промежуточное положение зани-мает пояс астероидов, в котором сосредоточена большая часть малых планет.
На окраинах Солнечной системы, по-видимому, сосредоточены облака гигантских по размерам и массам комет, которые могли посещать окрестности Солнца задолго до появления жизни на Земле. Об этом свидетельствуют следы на поверхности таких безатмосферных тел, как Луна или Меркурий, способных сохранять отпечатки самых древних событий в истории планет.
За последние несколько лет было обнаружено свыше 30 объектов, имею-щих сходство с ядрами комет, названных транснептуновыми. Их размеры пре-восходят 100 км. Согласно оценкам, на расстоянии между 30 и 50 а.е. от Солнца сосредоточено около 70 000 тел размерами от 100 до 400 км.
Соотношение расстояний и периодов обращения планет вокруг Солнца определяется известным законом Кеплера, согласно которому квадраты периодов пропорциональны кубам больших полуосей относительных орбит. Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, совпадающем с направлением осевого вращения Солнца, и в том же направлении они обращаются вокруг сво-ей оси. Исключение составляют Венера, Уран и Плутон, осевое вращение кото-рых противоположно солнечному.
В Солнечной системе существует резкая диспропорция в распределении массы и момента количества движения между Солнцем и планетами. Хотя ос-новная масса вещества Солнечной системы сосредоточена в самом Солнце, 98 % момента количества движения (произведения массы на скорость и радиус вращения) приходится на долю планет.
|
На уровень вверх
Купить