Общее строение Солнечной системы
| Вид материала | Документы |
- Строение Солнечной системы, 248.93kb.
- Динамика Солнечной системы, 11.55kb.
- Реферат по астрономии на тему: строение солнца, 62.81kb.
- План. Космический Логос. Строение солнечной системы, плане тарной схемы. Цепи, планы,, 369.92kb.
- К. П. Бутусов Вданной статье излагаются некоторые результаты 40-летней работы автора, 347.22kb.
- Груша Мария Владимировна тема : Происхождение и развитие солнечной системы реферат, 745.93kb.
- Обзор основных теорий происхождения солнечной системы, 164.27kb.
- Метеороиды солнечной системы главный пояс астероидов, 152.77kb.
- План введение Астероиды Метеориты Мелкие осколки Кометы Поиск планет в Солнечной системе, 539.21kb.
- Урок: Земля в Солнечной системе, 71.69kb.
Общее строение Солнечной системы
Центральное тело нашей планетной системы – Солнце. Солнце (желтый карлик) – сосредоточило в себе 99,866 % всей массы Солнечной системы. Оставшиеся 0,134 % вещества представлены девятью большими планетами (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон) и несколькими десятками 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..
1. Самая крупная из планет – Юпитер – меньше Солнца по размерам на порядок. Основными элементами, определяющими химический состав обоих объектов, являются водород и гелий.
2. Сатурн по размерам почти не отличается от Юпитера
3. Следующие два гиганта – Уран и Нептун мало отличаются по средней плотности и химическому составу.
Все четыре планеты традиционно выделяются 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 размерам, массе и средней плотности, 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 наиболее удаленное от Солнца положение, соответствующее месту девятой планеты Солнечной системы. 24 августа 2006 - Плутон лишили статуса планеты
Международный астрономический союз (МАС) официально лишил Плутон статуса планеты. После недели обсуждений астрономы, представляющие 75 стран мира, утвердили путем голосования критерии, которым должно соответствовать небесное тело для получения статуса планеты. На конференции в Праге присутствовали 2,5 тыс. астрономов, представляющих 75 стран мира.
Планеты земной группы составляют внутреннюю часть Солнечной системы.
Планеты-гиганты образуют ее внешнюю часть.
Промежуточное положение занимает 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. Например
Облако О́орта — гипотетическая область Солнечной системы, служащая источником комет с длинным периодом обращения. Инструментально существование облака Оорта не подтверждено, однако многие косвенные факты указывают на его существование. Предполагаемое расстояние до облака Оорта от Солнца составляет от 50000 до 100000 а.е. — почти световой год. Некоторые астрономы считают Седну объектом внутренней части облака Оорта.
За последние несколько лет было обнаружено свыше 30 объектов, имеющих сходство с ядрами комет, названных транснептуновыми. Их размеры превосходят 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
Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, совпадающем с направлением осевого вращения Солнца, и в том же направлении они обращаются вокруг своей оси. Исключение составляют Венера, Уран и Плутон, осевое вращение которых противоположно солнечному.
После завершения стадии формирования больших планет и спутников из первичного газопылевого облака, окружавшего Солнце, состояние их поверхности в основном определялось двумя процессами:
- выпадением большого числа мелких фрагментов, находившихся в межпланетном пространстве,
- и внутренней активностью собственных недр.
Современный вид поверхности больших планет и спутников показывает, что для каждого тела воздействия этих процессов сочетались в различных пропорциях. На поздних стадиях развития планет существенную роль играло также наличие или отсутствие у тела газовой оболочки – атмосферы.
Жизнь в Солнечной системе
Прежде чем перейти к проблеме существования внеземной жизни на телах Солнечной системы, необходимо понять, какие тела по условиям естественной среды могут претендовать на роль обители внеземной жизни.
Поскольку значительная часть кислорода в земной атмосфере (около 21 %) является результатом деятельности биомассы, наличие кислорода в среде других тел является одним из указаний на существование хотя бы примитивных форм живых организмов.
С помощью спектрографа высокого разрешения, установленного на Космическом телескопе им. Э. Хаббла, в ультрафиолетовой части спектра спутника Юпитера Европы были обнаружены детали, свойственные молекулярному кислороду.
На этом основании был сделан вывод о наличии у Европы кислородной атмосферы, простирающейся до высот около 200 км. Конечно, общая масса этой газовой оболочки ничтожна.. С большой вероятностью кислород на Европе имеет небиологическое происхождение. По-видимому, существует испарение незначительного количества водяного льда, которым покрыта поверхность Европы, вследствие микрометеоритной бомбардировки с последующим разложением молекул водного пара и потерей более легкого водорода.
Озон, обнаруженный с помощью тех же методов на другом спутнике Юпитера – Ганимеде, скорее всего имеет аналогичное происхождение.
Пример ледяных спутников Юпитера показывает, что существенным условием развития организмов является соответствующая температура среды. По этому признаку из всех крупных планет может быть выделен только Марс.
Температурный режим вблизи экватора этой планеты почти приближается к условиям полярных или высокогорных районов Земли. Давление марсианской атмосферы у поверхности почти такое же, как на высоте 30 км над уровнем моря на Земле. Многочисленные структуры, напоминающие русла высохших рек или системы оврагов, говорят о возможном существовании в прошлом открытых водоемов на поверхности планеты. Наконец, специфические формы выбросов вокруг некоторых ударных кратеров убедительно свидетельствуют в пользу существования довольно мощных подповерхностных слоев льда.
Надежно установленным является обмен веществом между Луной и Землей, а также между Марсом и Землей. На Земле присутствует также 78,3 кг марсианского вещества в виде 12 отдельных осколков, выпавших в различных районах земного шара. Некоторые из них были найдены еще в прошлом веке.
1996 года Д. Мак-Кей с группой сотрудников Космического центра им. Л. Джонсона объявил о наличии в одном из марсианских метеоритов окаменелых остатков древних микроорганизмов внеземного происхождения.
Метеорит ALH84001 массой 1930,9 г был найден в Антарктиде в 1984 году. По данным предварительных исследований сильное ударное воздействие этот фрагмент претерпел 16 млн лет назад. По-видимому, эта временная отметка соответствует моменту выброса камня за пределы Марса и началу его космического путешествия. В земную среду метеорит попал 13 000 лет назад.
С помощью сканирующего электронного микроскопа удалось получить изображения внутренней структуры метеорита, на которых обнаружены детали характерной формы для "колонии" древних марсианских бактерий.
Для доказательства биологического происхождения обнаруженных реликтов исследователи выстроили целую систему сопутствующих аргументов.
- все эти структуры располагаются внутри карбонатовых глобул (отложений карбонатов, окислов, сульфидов и сульфатов железа), возраст которых составляет 3,6 млрд лет, то есть относится ко времени пребывания метеорита в марсианской среде.
- изотопный состав кислорода и углерода, образующих минералы глобул, однозначно соответствует изотопным характеристикам марсианских аналогов этих газов, определенных непосредственно на Марсе приборами космических аппаратов ВИКИНГ.
- в земных условиях органические соединения, подобные тем, что обнаружены вокруг микроокаменелостей, являются продуктами жизнедеятельности и последующего разложения погибших древних бактерий.
Отличием земных и марсианских бактерий являются их сравнительные размеры. Бактерии Земли в 100-1000 раз крупнее своих марсианских аналогов. Это обстоятельство существенно с точки зрения микробиологии, поскольку в таком малом объеме не могут поместиться все клеточные структуры, необходимые с земной точки зрения для нормальной жизнедеятельности, в частности структура ДНК.
Удовлетворительного объяснения этому не найдено и пока приходится довольствоваться тем соображением, что у древних марсианских бактерий могли быть существенные отличия в процессах жизнедеятельности. Таким образом, в настоящий момент реально известная нам внеземная жизнь представлена лишь единственным свидетельством – окаменевшими реликтами бактерий с возрастом более 3 млрд лет.
Пояс Койпера - астероиды внешнего пояса или просто совокупность транснептуновых объектаов, то есть расположенных за орбитой восьмой планеты — Нептуна
На 26 мая 2008 года стало известно 1077 объектов транснептунового пояса, которые делятся на следующие категории:
- Классические объекты имеют приблизительно круговые орбиты с небольшим наклонением, не связаны с движением планет.
- Резонансные объекты образуют орбитальный резонанс с Нептуном Объекты с резонансом 2:3 называются плутино в честь самого яркого представителя — Плутона.
- Рассеянные объекты имеют большую кривизну орбиты и могут удаляться от Солнца на несколько сотен астрономических единиц.
Предполагается, что объекты пояса Койпера по составу представляют собой лёд с небольшими примесями органических веществ, то есть близки к кометному веществу.
Крупнейшие объекты пояса Койпера
Седна (Sedna, ранее 2003 VB12) — транснептуновый объект, получивший имя в честь эскимосской богини морских глубин Седны. Была открыта 14 ноября 2003 года американскими наблюдателями Брауном, Трухильо и Рабиновичем.
Наблюдения обсерватории в Чили свидетельствуют, что Седна является одним из самых красных объектов в Солнечной системе, почти такой же красной как и Марс. Диаметр оценивается в пределах от 1180 до 1800 км, что составляет примерно три четверти от размера Плутона.
Такие размеры не позволяют однозначно отдать Седне первенство по величине среди объектов пояса Койпера. Её ближайшим «крупным» конкурентом оказывается Орк.
Орк, или Оркус (ранее 2004 DW) — транснептуновый объект. Открыт в феврале 2004 года. Тип «плутино». Термин применим к описанию небесных тел размером менее Плутона, двигающихся по аналогичным орбитам. В данный класс включен сам Плутон и его спутники. Диаметр около 1600 км, или 2/3 диаметра Плутона. Назван в честь Орка — бога смерти и подземного царства в римской мифологии. В феврале 2007 года у Орка был обнаружен спутник.
Одной из загадок Седны является ее происхождение. Первая гипотеза по этому поводу гласит: эта планета - плоть от плоти наша, просто она подверглась влиянию другой звезды. На заре юности нашей звездной системы Солнце сблизилось с каким-то другим светилом. Эта теория опирается на идею о «звездном инкубаторе»: согласно ей, Солнце родилось в плотной группе звезд-сверстниц, которые впоследствии разошлись. Возможно, в процессе такого разбегания одна из звезд прошла вблизи Солнечной системы и вытянула орбиту Седны до аномального эллипса.
Другая гипотеза еще более захватывающая. Седна вполне могла принадлежать к другой звездной системе - системе таинственного коричневого карлика, миллиарды лет назад пролетевшего рядом с Солнцем. Это «межзвездное объятие», возможно, и позволило нашему светилу увести за собой чужую планету и какие-то другие, более мелкие космические объекты.
Астрономическая единица (а. е.) — исторически сложившаяся единица измерения расстояний в астрономии, равная 149 597 870,610 км.. Астрономическая единица — это среднее расстояние между центрами масс Земли и Солнца.
Применяется в основном для измерения расстояний между объектами Солнечной системы, внесолнечных систем, а также между компонентами двойных звёзд.
Световой год - 9,5 триллионов километров
Парсек -3,2616 световых лет