СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА: ПЛАНЕТЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПРОИСХОЖДЕНИЕ, ЭВОЛЮЦИЯ - ARTE - 2025

Солнечная система представляет собой совокупность планет и астрономических объектов , связанных гравитационного притяжения создаваемого одной центральной звездой: в ВС В этой планетарной системы есть множество более мелких тел , таких как спутники, карликовые планеты, астероиды, метеорные, кентавры , кометы или космическая пыль.

Солнечной системе 4568 миллионов лет, она расположена в Млечном Пути. Если вы начнете отсчет с орбиты Плутона, будет вычислено, что его длина составляет 5 913 520 000 км, что эквивалентно 39,5 а.е.

Рисунок 1. Члены солнечной системы. Источник: Wikimedia Commons.

Ближайшая известная планетная система - Альфа Центавра, расположена примерно в 4,37 световых годах (41,3 миллиарда километров) от нашего Солнца. В свою очередь, ближайшей звездой будет Проксима Центавра (вероятно, из системы Альфа Центавра), расположенная примерно в 4,22 световых года от нас.

солнце

Солнце - самый крупный и массивный объект во всей Солнечной системе, весит не менее 2 x 10 ³⁰ кг и диаметр 1,4 x 10 ⁶ км. Миллион Земель с комфортом поместятся внутри.

Анализ солнечного света показывает, что эта огромная сфера состоит в основном из водорода и гелия, а также на 2% других более тяжелых элементов.

Внутри него находится термоядерный реактор, который постоянно преобразует водород в гелий, производя свет и тепло, которые он излучает.

Солнце и другие члены Солнечной системы, вероятно, возникли в одно и то же время в результате конденсации первоначальной туманности вещества, по крайней мере, 4,6 миллиарда лет назад. Вещество в этой туманности могло появиться в результате взрыва одной или нескольких сверхновых.

Хотя Солнце не самая большая и не самая яркая звезда, это самая важная звезда для планеты и Солнечной системы. Это звезда среднего размера, довольно стабильная и еще молодая, расположенная в одном из спиральных рукавов Млечного Пути. В целом обыкновенный, но удачный для жизни на Земле.

Рис. 2. Строение Солнца. Песня Кельвина.

Благодаря своей мощной гравитационной силе Солнце делает возможным удивительное разнообразие сценариев на каждой из планет солнечной системы, поскольку оно является источником ее энергии, благодаря которой оно поддерживает сплоченность своих членов.

Какие планеты составляют солнечную систему?

Иллюстрация солнечной системы; показывает Солнце, внутренние планеты, пояс астероидов, внешние планеты, Плутон и комету. Изображение не в масштабе.

В Солнечной системе есть 8 планет, которые подразделяются на внутренние и внешние планеты: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Внутренние планеты

Внутренние планеты - Меркурий, Венера, Земля и Марс. Это маленькие каменистые планеты, а внешние планеты, такие как Юпитер, - газовые гиганты. Это различие в плотности происходит из-за того, как вещество в исходной туманности конденсировалось. Чем дальше от Солнца, тем ниже температура и, следовательно, материя может образовывать разные соединения.

Вблизи Солнца, где температура была выше, только тяжелые элементы и соединения, такие как металлы и силикаты, могли медленно конденсироваться и образовывать твердые частицы. Так возникли плотные планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс.

Внешние планеты

Внешние планеты - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Они образовались в более удаленных регионах, где вещество быстро конденсировалось в лед. Быстрый рост этих скоплений льда привел к образованию объектов огромных размеров. Однако внутри эти гигантские планеты не заморожены, на самом деле они по-прежнему излучают большое количество тепла в космос.

Граница между внутренней и внешней планетами - это Пояс астероидов, остатки планеты, которая не смогла сформироваться из-за массивного гравитационного притяжения Юпитера, которое их разогнало.

Плутон - планета Солнечной системы?

Долгое время Плутон считался планетой до 2006 года, когда астрономы назвали его карликовой планетой из-за отсутствия доминирования на орбите - одной из характеристик, которые небесное тело должно считаться планетой.

Это означает, что другие тела аналогичного размера и с аналогичной силой тяжести не должны существовать в его окружении. Это не относится к Плутону, размер которого похож на размер его спутника Харона и очень близок друг к другу.

Основные характеристики планет

Согласно законам Кеплера, планеты вращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам. Все эти орбиты находятся примерно в одной плоскости, которая является плоскостью эклиптики, по которой проходит движение Земли вокруг Солнца.

Рисунок 3. Орбита планет Солнечной системы.

Фактически, почти все объекты Солнечной системы находятся в этой плоскости с небольшими отличиями, за исключением Плутона, орбитальная плоскость которого наклонена на 17º по отношению к эклиптике.

- Меркурий

Рисунок 5. Ртуть. Источник: НАСА.

Это небольшая планета, размером чуть больше трети Земли и ближайшая к Солнцу. На ее поверхности есть скальные образования, похожие на лунные, как видно на изображениях. Типичными являются лопастные уступы, которые, по мнению астрономов, указывают на то, что Меркурий сокращается.

Он также имеет другие характеристики, общие с нашим спутником, например, химический состав, наличие льда на полюсах и большое количество ударных кратеров.

Рис. 4. Калорис-Плейн, одна из самых больших ударных поверхностей в Солнечной системе. В антиподах находится горный массив, который, вероятно, образовался ударными волнами от удара. Источник: НАСА через solarsystem.nasa.

Меркурий иногда можно увидеть с Земли, очень низко над горизонтом, как раз на закате или очень рано, перед восходом солнца.

Эта маленькая планета объединила свое вращательное и поступательное движение вокруг Солнца благодаря так называемым приливным силам. Эти силы стремятся уменьшить скорость вращения планеты вокруг своей оси до тех пор, пока они не станут равными скорости перемещения.

Такие связи между объектами Солнечной системы не редкость. Например, Луна имеет похожее движение и всегда показывает одно и то же лицо к Земле, как Плутон и его спутник Харон.

Приливная связь ответственна за экстремальные температуры Меркурия, а также за тонкую атмосферу планеты.

Лицо Меркурия, подверженного воздействию Солнца, имеет палящие температуры, но это не самая горячая планета в Солнечной системе, даже если она находится ближе всего к королю Солнца. Это различие для Венеры, поверхность которой покрыта плотным покровом облаков, которые удерживают тепло внутри.

Таблица 1. Меркурий: характеристики и движение

- Венера

Рисунок 6. Венера. Источник: Wikimedia Commons.

По размеру, массе и химическому составу Венера очень похожа на Землю, но ее плотная атмосфера предотвращает утечку тепла. Это знаменитый парниковый эффект, который является причиной того, что температура поверхности Венеры достигает 400 ºC, что близко к температуре плавления свинца.

Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа и следов других газов, таких как кислород. Атмосферное давление примерно в 100 раз превышает земное, а распределение быстрых ветров чрезвычайно сложное.

Еще одна деталь замечательной атмосферы Венеры - это ее вращение вокруг планеты, которое занимает около 4 земных суток. Обратите внимание, что вращение самой планеты чрезвычайно медленное: венерианский день длится 243 земных дня.

На Венере много дейтерия, изотопа водорода, что связано с отсутствием защитного озонового слоя от ультрафиолетовых лучей Солнца. В настоящее время нет никаких доказательств наличия воды, однако такое количество дейтерия указывает на то, что на Венере он мог находиться в прошлое.

Что касается поверхности как таковой, то на радиолокационных картах показаны рельефы, такие как горы, равнины и кратеры, в которых много базальта.

Для Венеры характерен вулканизм, медленное ретроградное вращение. Только Венера и Уран вращаются в направлении, противоположном другим планетам.

Гипотеза состоит в том, что это произошло из-за прошлого столкновения с другим небесным объектом, но другая возможность состоит в том, что атмосферные приливы, вызванные Солнцем, медленно изменяют вращение. Возможно, обе причины в равной степени внесли свой вклад в движение, которое сейчас имеет планета.

Таблица 2. Венера: характеристики и движение.

- Земля

Рисунок 7. Земля из космоса.

Третья ближайшая к Солнцу планета - единственная, на которой есть жизнь, по крайней мере, насколько нам известно.

Земля находится на идеальном расстоянии для размножения жизни, а также имеет защитный озоновый слой, обилие жидкой воды (до 75% поверхности покрыто этим элементом) и собственное сильное магнитное поле. Его вращение также является самым быстрым из четырех каменистых планет.

Атмосфера Земли состоит из азота и кислорода со следами других газов. Он расслоен, но его пределы не определены: он постепенно истончается, пока не исчезнет.

Другой важной характеристикой Земли является то, что у нее есть тектоника плит, поэтому ее поверхность подвергается постоянным изменениям (конечно, в геологические времена). Следовательно, свидетельства наличия кратеров на других планетах Солнечной системы уже стерты.

Это обеспечивает Земле большое разнообразие окружающей среды: горы, равнины и пустыни, а также обилие воды как в бескрайних океанах, так и в пресной воде на поверхности и под землей.

Вместе с Луной, ее естественным спутником, он образует замечательный дуэт. Размер нашего спутника относительно велик по сравнению с Землей и оказывает на него заметное влияние.

Начнем с того, что Луна ответственна за приливы, которые оказывают сильное влияние на жизнь на Земле. Луна находится в синхронном вращении с нашей планетой: ее периоды вращения и перемещения вокруг Земли одинаковы, поэтому она всегда показывает нам одно и то же лицо.

Таблица 3. Земля: характеристики и движение

- Марс

Рисунок 8. Красная планета. Источник: Wikimedia Commons.

Марс немного меньше Земли и Венеры, но больше Меркурия. Его поверхностная плотность также несколько ниже. Очень похоже на Землю, любопытные всегда считали, что видят признаки разумной жизни в красноватой звезде.

Например, с середины девятнадцатого века многие наблюдатели утверждали, что видели «каналы», прямые линии, пересекающие поверхность Марса и которые они приписывали присутствию разумной жизни. Были даже созданы карты этих предполагаемых каналов.

Однако изображения с зонда Mariner продемонстрировали в середине шестидесятых годов 20-го века, что поверхность Марса представляет собой пустыню и что каналов не существует.

Красноватый цвет Марса обусловлен обилием оксидов железа на поверхности. Что касается его атмосферы, то она тонкая и на 95% состоит из углекислого газа со следами других элементов, таких как аргон. Нет водяного пара или кислорода. Последний обнаружен в составе горных пород.

В отличие от Земли, Марс не имеет собственного магнитного поля, поэтому частицы солнечного ветра падают прямо на поверхность, мало защищенную тонкой атмосферой.

Что касается орографии, она разнообразна, и есть признаки того, что когда-то на планете была жидкая вода. Одна из самых примечательных особенностей - гора Олимп, самый большой известный вулкан в Солнечной системе на сегодняшний день.

Гора Олимп намного превосходит самые большие вулканы на Земле: она в три раза превышает высоту Эвереста и в 100 раз превышает объем Мауна-Лоа, самого большого вулкана на Земле. Без тектонической активности и с низкой гравитацией лава могла накапливаться, чтобы дать начало такой колоссальной структуре.

Таблица 4. Марс: характеристики и движение

- Юпитер

Рисунок 9. Юпитер и галилеевы луны.

Это, несомненно, король планет из-за своего большого размера: его диаметр в 11 раз больше, чем у Земли, а также условия здесь гораздо более экстремальные.

Здесь богатая атмосфера, которую пронизывают быстрые ветры. Хорошо известное Большое красное пятно на Юпитере - это давний шторм со скоростью ветра до 600 км / ч.

Юпитер газообразный, поэтому под атмосферой нет твердой почвы. Что происходит, так это то, что с увеличением глубины атмосфера становится плотнее, пока не достигает точки, где газ сжижается. Следовательно, он довольно сплющен на полюсах из-за вращения.

Несмотря на то, что большую часть вещества, из которого состоит Юпитер, составляет водород и гелий, как и у Солнца, внутри него находится ядро ​​тяжелых элементов с высокой температурой. Фактически, газовый гигант является источником инфракрасного излучения, поэтому астрономы знают, что внутри намного жарче, чем снаружи.

Юпитер также имеет собственное магнитное поле, в 14 раз сильнее земного. Примечательной особенностью этой планеты является большое количество естественных спутников.

Из-за его огромных размеров естественно, что его сила тяжести могла захватить множество скалистых тел, которые случайно прошли через его окрестности. Но у него также есть большие луны, наиболее примечательными из которых являются четыре галилеевых луны: Ио, Европа, Каллисто и Ганимед, последний из которых является самым большим из спутников Солнечной системы.

Эти большие спутники, вероятно, образовались в то же время, что и Юпитер. Сами по себе, это захватывающие миры, так как среди других характеристик есть вода, вулканизм, экстремальные погодные условия и магнетизм.

Таблица 5. Юпитер: характеристики и движение

- Сатурн

Рисунок 10. Изображение Сатурна.

Несомненно, что больше всего привлекает внимание Сатурна, так это его сложная кольцевая система, открытая Галилеем в 1609 году. Следует также отметить, что Кристиан Гюйгенс был первым, кто заметил кольцевую структуру несколько лет спустя, в 1659 году. Телескоп Галилея не имел достаточного разрешения.

Миллионы частиц льда составляют кольца Сатурна, возможно, остатки древних лун и комет, которые повлияли на планету - у Сатурна их почти столько же, сколько у Юпитера.

Некоторые спутники Сатурна, называемые спутниками-пастухами, отвечают за поддержание свободной орбиты и удерживают кольца в четко определенных областях экваториальной плоскости планеты. Экватор планеты довольно выражен, он представляет собой очень сплюснутый сфероид из-за его низкой плотности и вращательного движения.

Сатурн настолько легкий, что может плавать в гипотетическом океане, достаточно большом, чтобы вместить его. Другой причиной деформации планеты является то, что вращение не является постоянным, а зависит от широты и других взаимодействий с ее спутниками.

Что касается его внутренней структуры, то данные, собранные миссиями "Вояджер", "Кассини" и "Улисс", подтверждают, что она очень похожа на структуру Юпитера, то есть газовая мантия и ядро ​​из очень горячих тяжелых элементов.

Условия температуры и давления делают возможным образование металлического жидкого водорода, поэтому планета имеет собственное магнитное поле.

Ближе к поверхности погода экстремальная: бывает много штормов, хотя и не таких постоянных, как у соседнего Юпитера.

Таблица 6. Сатурн: характеристики и движение

- Уран

Рисунок 11. Вид на замерзшую планету Уран. Источник: Pixabay.com

Его открыл Уильям Гершель в 1781 году, который описал его как маленькую зеленовато-синюю точку на своем телескопе. Сначала он подумал, что это комета, но вскоре после того, как он и другие астрономы поняли, что это планета, такая же, как Сатурн и Юпитер.

Движение Урана весьма своеобразно, поскольку это ретроградное вращение, как у Венеры. Кроме того, ось вращения очень наклонена по отношению к плоскости орбиты: 97,9º, поэтому она практически поворачивается вбок.

Таким образом, сезоны на планете, показанные с помощью снимков "Вояджера", довольно экстремальны: зимы длятся 21 год.

Сине-зеленый цвет Урана обусловлен содержанием метана в его атмосфере, которая намного холоднее, чем у Сатурна или Юпитера. Но о его внутреннем устройстве мало что известно. И Уран, и Нептун считаются ледяными мирами, точнее газообразными или квазижидкими.

Хотя Уран не производит металлический водород из-за его меньшей массы и давления внутри, у него есть сильное магнитное поле, более или менее сопоставимое с земным.

У Урана есть своя собственная система колец, хотя и не такая великолепная, как у Сатурна. Они очень тусклые, поэтому их нелегко увидеть с Земли. Они были открыты в 1977 году благодаря временному покрытию планеты звездой, что позволило астрономам впервые увидеть ее структуру.

Как и у всех внешних планет, у Урана много лун. Основные из них - Оберон, Титания, Умбриэль, Ариэль и Миранда, имена взяты из произведений Александра Поупа и Уильяма Шекспира. На этих лунах была обнаружена замороженная вода.

Таблица 7. Уран: характеристики и движение

- Нептун

Рисунок 12. Изображение Нептуна, сделанное зондом «Вояджер» 2. Источник: Wikimedia Commons.

На краю Солнечной системы находится Нептун, самая удаленная от Солнца планета. Она была открыта из-за необъяснимых гравитационных возмущений, которые предполагали существование большого, но еще не открытого объекта.

Расчеты французского астронома Урбена Жана Леверье, наконец, привели к открытию Нептуна в 1846 году, хотя Галилей уже видел его в свой телескоп, полагая, что это звезда.

Если смотреть с Земли, Нептун представляет собой небольшую зеленовато-синюю точку, и до недавнего времени о ее структуре было известно очень мало. Миссия "Вояджер" предоставила новые данные в конце 1980-х годов.

На изображениях видна поверхность со свидетельствами сильных штормов и быстрых ветров, включая большое пятно, похожее на Юпитер: Большое темное пятно.

У Нептуна есть атмосфера, богатая метаном, а также слабая кольцевая система, подобная таковой у Урана. Его внутренняя структура состоит из корки льда, покрывающей металлическое ядро ​​и обладающей собственным магнетизмом.

Что касается лун, то на сегодняшний день было обнаружено около 15, но может быть и несколько других, учитывая, что планета очень далекая и наименее изученная. Тритон и Нереида - главные из них, причем Тритон находится на ретроградной орбите и обладает разреженной атмосферой азота.

Таблица 8. Нептун: характеристики и движение

Другие астрономические объекты

Солнце и большие планеты являются крупнейшими членами солнечной системы, но есть и другие объекты, меньшие по размеру, но столь же очаровательные.

Мы говорим о карликовых планетах, лунах или спутниках больших планет, кометах, астероидах и метеороидах. У каждого есть очень интересные особенности.

Крошечные планеты

Рисунок 13. Плутон. Источник: Pixabay.com

В поясе астероидов, который находится между Марсом и Юпитером, и за орбитой Нептуна, в поясе Койпера есть много объектов, которые по астрономическим критериям не попадают в категорию планет.

Наиболее заметными из них являются:

- Церера, в поясе астероидов.

- Плутон, который ранее считался девятой по величине планетой.

- Эрида, открытая в 2003 году, крупнее Плутона и дальше от Солнца, чем оно есть.

- Макемаке, в поясе Койпера и примерно вдвое меньше Плутона.

- Хаумеа, тоже в поясе Койпера. Он имеет заметно эллипсовидную форму и имеет кольца.

Критериями, позволяющими отличить их от более крупных планет, являются их размер и гравитационное притяжение, которым они обладают, связанное с их массой. Чтобы считаться планетой, объект должен вращаться вокруг Солнца, помимо того, чтобы быть более или менее сферическим.

И его сила тяжести должна быть достаточно высокой, чтобы поглотить другие более мелкие тела вокруг него, будь то спутники или часть планеты.

Поскольку по крайней мере гравитационный критерий не выполняется для Цереры, Плутона и Эриды, для них была создана эта новая категория, к которой Плутон попал в 2006 году. В далеком поясе Койпера, возможно, есть больше таких карликовых планет, как эти, еще не обнаружено.

Луны

Как мы видели, у крупных планет и даже у Плутона есть спутники, вращающиеся вокруг них. Более сотни принадлежат к большим планетам, почти все они распределены на внешних планетах и ​​три принадлежат внутренним планетам: Луна с Земли и Фобос и Деймос с Марса.

Рисунок 14. Луна Земли. Источник: Pixabay.com

Возможно, еще предстоит открыть для себя другие луны, особенно на наиболее удаленных от Солнца планетах, таких как Нептун и другие ледяные гиганты.

Их формы разнообразны, некоторые из них сфероидальные, а другие довольно неправильные. Самые большие из них, вероятно, образовались рядом с родительской планетой, но другие могли быть захвачены гравитацией. Есть даже временные луны, которые по какой-то причине захватывает планета, но вовремя освобождает.

У других тел, помимо больших планет, также есть луны. По оценкам, на сегодняшний день существует около 400 естественных спутников всех видов.

Воздушные змеи

Рисунок 15. Комета Галлея.

Кометы - это обломки облака вещества, из которого образовалась Солнечная система. Они состоят из льда, камней и пыли и в настоящее время находятся на окраинах Солнечной системы, хотя время от времени приближаются к Солнцу.

Есть три области, которые очень далеки от Солнца, но все же принадлежат Солнечной системе.Астрономы считают, что здесь обитают все кометы: пояс Койпера, облако Оорта и рассеянный диск.

Астероиды, кентавры и метеороиды

Астероиды - это скалистые тела, которые меньше карликовой планеты или спутника. Почти все они находятся в поясе астероидов, который отмечает границу между каменистыми и газообразными планетами.

Со своей стороны, кентавры получили это название, потому что они имеют общие черты астероидов и комет, как и одноименные мифологические существа: наполовину люди и наполовину лошади.

Обнаруженные в 1977 году, они еще не были должным образом сфотографированы, но известно, что их много между орбитами Юпитера и Нептуна.

Наконец, метеороид - это фрагмент более крупного объекта, такого как описанные выше. Они могут быть такими крошечными, как клочок материи, но не размером с пылинку, около 100 микрон или до 50 км в диаметре.

Краткое изложение основных характеристик солнечной системы

- Предполагаемый возраст : 4,6 миллиарда лет.
- Форма : диск
- Местоположение : рука Ориона в Млечном Пути.
- Расширение : оно относительное, его можно считать равным примерно 10 000 астрономических единиц *, до центра облака Оорта.
- Типы планет : земная (скалистая) и юпитерианская (газообразная и ледяная)
- Другие объекты : спутники, карликовые планеты, астероиды.

* Астрономическая единица равна 150 миллионам километров.

Рисунок 16. Масштаб Солнечной системы в астрономических единицах. Источник: НАСА.

Происхождение и эволюция

В настоящее время большинство ученых считают, что происхождение Солнечной системы лежит в останках одной или нескольких сверхновых звезд, из которых образовалась гигантская туманность из космического газа и пыли.

Гравитация была ответственна за агломерацию и коллапс этого вещества, которое, таким образом, начало вращаться все быстрее и быстрее и образовало диск, в центре которого образовалось Солнце. Этот процесс называется аккрецией.

Вокруг Солнца оставался диск оставшейся материи, из которого со временем возникли планеты и другие члены солнечной системы.

Из наблюдений за формированием звездных систем в нашей галактике Млечный Путь и компьютерного моделирования ученые получили доказательства того, что такие процессы относительно распространены. Вокруг недавно образованных звезд часто бывают диски из материи.

Эта теория довольно хорошо объясняет большинство открытий, сделанных о нашей Солнечной системе, как о единой центральной звездной системе. Однако это не могло полностью объяснить образование планет в двойных системах. И они есть, поскольку, по оценкам, 50% экзопланет принадлежат системам с двумя звездами, что очень часто встречается в галактике.

Ссылки

1. Астрофизика и физика. Получено с: astrofisicayfisica.com.
2. Кэрролл Б. Введение в современную астрофизику. Второй. Издание. Пирсон.
3. ГОРШОК. Исследование Солнечной системы. Получено с: solarsystem.nasa.gov.
4. ГОРШОК. Солнечная система в перспективе. Получено с: nasa.gov.
5. Ривейро, А. Солнце, двигатель солнечной системы. Получено с: astrobitacora.com.
6. Сидс, М. 2011. Основы астрономии. Издание одиннадцатое. Cengage Learning.
7. Wikipedia. Centauro (астрономия): Получено с: es.wikipedia.org.
8. Wikipedia. Солнечная система. Получено с: es.wikipedia.org.