Охарактеризуйте состав и строение Солнечной системы?

Современные знания о строении и составе Солнечной системы Наше представление о строении и составе Солнечной системы существенно изменилось с появлением новой наблюдательной техники в астрономии. Введение в строй наземных телескопов с диаметром объектива порядка 10 м типа телескопа Кека, успешная эксплуатация космического телескопа имени Хаббла, а также проведение удачных миссий космических аппаратов к большим планетам привели к значительным открытиям. Солнце Краткая информация: Расстояние до Земли 149597890 км или 1 а.е., диаметр Солнца равен 1390000 км, масса = 1.989*1030 кг или 332830 масс Земли, средняя плотность 1,41*103 кг/м3, объем Солнца составляет 1,412*1033 см3 объемов Земли, длина дня или дифференциального вращения = 25,38 земных дней, горизонтальный параллакс 8,794", температура поверхности равна 5503,85o С или 5800 К (сердцевины - 15600000 К), возраст Солнца равен 4,5 - 4,7*109 лет, ускорение силы тяжести = 28 см/сек2.
Солнце - ближайшая к нам звезда. Солнце огромно как по размерам, так и по массе. Его диаметр в 109 раз превосходит диаметр Земли, а объем - в 1 306 000 раз. Масса Солнца в 333 000 раз больше Земли и потому средняя плотность вещества равна 1,4 г/см3, что почти в четыре раза меньше плотности Земли.
Вся газообразная масса Солнца удерживается общим притяжением к его центру. Верхний слои сжимают своим весом более глубокие, и по мере увеличения глубины залегания слоя сжатия возрастает. В недрах Солнца давление достигает сотен миллиардов атмосфер, в связи с чем и плотность вещества в солнечных глубинах весьма велика: в центре Солнца она измеряется несколькими десятками граммов в кубическом сантиметре! Это способствует протеканию в солнечных недрах термоядерных реакций, при которых водород превращается в гелий с выделением ядерной энергии. Эта энергия постепенно "просачивается" сквозь непрозрачное солнечное вещество во внешние слои и отсюда излучается в мировое пространство. При достижении внешней границы Солнца (фотосферы) непрозрачность вещества почти скачкообразно уменьшается, вследствие чего мы наблюдаем резко очерченный солнечный диск, хотя твердой поверхности у Солнца нет. Если сравнить несколько последовательных фотографий Солнца, то можно заметить, как меняется положение всех пятен на диске. Это происходит из-за вращения Солнца. Солнце вращается не как твердое тело. Пятна, находившиеся на вблизи экватора Солнца, опережают пятна расположенные в средних широтах. Следовательно, скорости вращения разных слоев Солнца различны. Экваториальные области делают один оборот вокруг оси Солнца за 25 земных суток, а области вблизи полюсов Солнца - примерно за 30 суток. Линейная скорость вращения на экваторе составляет 2 км/с. Наблюдения показывают, что все пятна перемещаются от восточного края к западному. Следовательно, Солнце вращается вокруг своей оси в направлении движения планет вокруг него. Планета: Меркурий Краткая информация: 1-я планета от Солнца, спутников не имеет, среднее расстояние от Солнца 0,38 а.е. или 57910000 км, экваториальный радиус 2440 км, масса Меркурия 3,30*1023 кг или около 0,055 массы Земли, средняя плотность планеты = 5,43 г/см3, объем Меркурия составляет 0,054 объема Земли, период вращения вокруг оси 58,65 дней, год на Меркурии составляет 87,97 земных дней, наклонение орбиты к эклиптике 7o 00', температура поверхности Меркурия равна 166,86о С, ускорение силы тяжести на планете = 0,376 см/сек2. Меркурий, ближайшая к Солнцу планета Солнечной системы, была для астрономов длительное время полной загадкой. Не был точно известен период ее вращения вокруг оси. Из-за отсутствия спутников не была точно известна масса. Близость к Солнцу мешала производить наблюдения поверхности. В то время как спектры планеты говорили об отсутствии у нее атмосферы, некоторые наблюдатели замечали порой какие-то "туманы", скрывавшие конфигурацию темных и светлых пятен, с трудом наблюдаемую на его диске. Поляриметрические наблюдения О. Дольфюса в 1950г. дали указание на наличие весьма слабой атмосферы, в 300 раз разреженнее земной. Планета: Венера Краткая информация: 2-я планета от Солнца, спутников не имеет, среднее расстояние от Солнца 0,72 а.е. или 108200000 км, экваториальный радиус (твердой поверхности) 6051,8 км, масса Венеры 4,869*1024 кг или около 0,814 массы Земли, средняя плотность планеты = 5,24 г/см3, объем Венеры составляет 0,88 объема Земли, период вращения вокруг оси 243 дня (вращение ретроградное), год на Венере составляет 224,7 земных года, наклонение орбиты к эклиптике 3o 24', температура поверхности Венеры равна 456,85о С, ускорение силы тяжести на планете = 0,903 см/сек2. Длительное время мы не знали ни давления атмосферы у поверхности планеты, ни ее радиуса. Астрономические наблюдения давали лишь радиус облачного слоя, окружающего планету, в пределах от 6100 до 6200 км. Первое уверенное определение радиуса твердого шара Венеры было сделано в 1965 году из радиоастрономических наблюдений с помощью радиоинтерферометра Оуэнс Вэлли советским ученым А.Д. Кузминым и американским ученым Б. Дж. Кларком, получено значение 6057 км. Окончательное его значение 6051,8 км. Масса Венеры состовляет 1:408524 массы Солнца или 84,5% массы Земли. Центр массы Венеры смещен на 1,5 км от ее геометрического центра. Притяжение неравновесной фигуры Венеры Землей и вызывает резонансное вращение планеты. Лучшее время для наблюдения планеты: январь (утро), декабрь (вечер). Планета: Земля Краткая информация: 3-я планета от Солнца, спутник - Луна, среднее расстояние от Солнца 1 а.е. или 149600000 км, экваториальный радиус 6378,15 км, масса Земли = 5,972*1024кг, средняя плотность планеты = 5,5*103кг/м3, звездный период вращения вокруг оси 23ч. 56м. 4с., имеет атмосферу. Планета: Марс Краткая информация: Расстояние до Земли 149597890 км или 1 а.е., диаметр Солнца равен 1390000 км, масса = 1.989*1030 кг или 332830 масс Земли, средняя плотность 1,41*103 кг/м3, объем Солнца составляет 1,412*1033 см3 объемов Земли, длина дня или дифференциального вращения = 25,38 земных дней, горизонтальный параллакс 8,794", температура поверхности равна 5503,85o С или 5800 К (сердцевины - 15600000 К), возраст Солнца равен 4,5 - 4,7*109 лет, ускорение силы тяжести = 28 см/сек2. Солнце - ближайшая к нам звезда. Солнце огромно как по размерам, так и по массе. Его диаметр в 109 раз превосходит диаметр Земли, а объем - в 1 306 000 раз. Масса Солнца в 333 000 раз больше Земли и потому средняя плотность вещества равна 1,4 г/см3, что почти в четыре раза меньше плотности Земли. Вся газообразная масса Солнца удерживается общим притяжением к его центру. Верхний слои сжимают своим весом более глубокие, и по мере увеличения глубины залегания слоя сжатия возрастает. В недрах Солнца давление достигает сотен миллиардов атмосфер, в связи с чем и плотность вещества в солнечных глубинах весьма велика: в центре Солнца она измеряется несколькими десятками граммов в кубическом сантиметре! Это способствует протеканию в солнечных недрах термоядерных реакций, при которых водород превращается в гелий с выделением ядерной энергии. Эта энергия постепенно "просачивается" сквозь непрозрачное солнечное вещество во внешние слои и отсюда излучается в мировое пространство. При достижении внешней границы Солнца (фотосферы) непрозрачность вещества почти скачкообразно уменьшается, вследствие чего мы наблюдаем резко очерченный солнечный диск, хотя твердой поверхности у Солнца нет. Если сравнить несколько последовательных фотографий Солнца, то можно заметить, как меняется положение всех пятен на диске. Это происходит из-за вращения Солнца. Солнце вращается не как твердое тело. Пятна, находившиеся на вблизи экватора Солнца, опережают пятна расположенные в средних широтах. Следовательно, скорости вращения разных слоев Солнца различны. Экваториальные области делают один оборот вокруг оси Солнца за 25 земных суток, а области вблизи полюсов Солнца - примерно за 30 суток. Линейная скорость вращения на экваторе составляет 2 км/с. Наблюдения показывают, что все пятна перемещаются от восточного края к западному. Следовательно, Солнце вращается вокруг своей оси в направлении движения планет вокруг него. Планета: Юпитер Краткая информация: 5-я планета от Солнца, имеет 52 спутника, среднее расстояние от Солнца 5,20 а.е. или 778330000 км, экваториальный радиус 71492 км, масса Юпитера 1,900*1027 кг или около 317,8 масс Земли, средняя плотность планеты = 1,33 г/см3, объем Юпитера составляет 1316 объемов Земли, период вращения вокруг оси 0,41 дня или 9,8 часов, год на Юпитере составляет 11,86 земных лет, наклонение орбиты к эклиптике 1о 18', температура поверхности Юпитера от 14,85о до 19,85о С, ускорение силы тяжести на планете = 2,34 см/сек2. Планета: Сатурн Краткая информация: 6-я планета от Солнца, имеет 30 спутников, среднее расстояние от Солнца 9,54 а.е. или 1429400000 км, экваториальный радиус 60268 км, масса Сатурна 5,68*1026 кг или около 95,2 масс Земли, средняя плотность планеты = 0,70 г/см3, объем Сатурна составляет 755 объемов Земли, период вращения вокруг оси 0,44 дня или 10,2 часов, год на Сатурне составляет 29,46 земных лет, наклонение орбиты к эклиптике 2о 29', температура поверхности Сатурна равна -139,15о С, ускорение силы тяжести на планете = 1,16 см/сек2. Сам Сатурн по своим основным характеристикам мало отличается от Юпитера. По объему он в 755 раз больше Земли, а по массе в 95,2 раз превосходит Землю. Из этих чисел следует, что средняя плотность его вещества 0,70 г/см3. Это указывает на то, что его атмосфера гораздо протяженнее атмосферы Юпитера. В глубине планеты скрыто плотное ядро. Поверхности Сатурна мы не видим, а наблюдаем только внешние слои его облачного покрова. Подобно Юпитеру, Сатурн состоит из 75% водорода и 25% гелия со следами воды, метана и аммиака. Планета: Уран Краткая информация: 7-я планета от Солнца, имеет 21 спутник, среднее расстояние от Солнца 19,218 а.е. или 2870990000 км, экваториальный радиус 25559 км, масса Урана 8,683*1025 кг или около 14,48 масс Земли, средняя плотность планеты = 1,30 г/см3, объем Урана составляет 52 объема Земли, период вращения вокруг оси 0,72 дня или 17,9 часов (движение ретроградное), год на Уране составляет 83,75 земных года, наклонение орбиты к эклиптике 0о 46', температура поверхности Урана равна -197,15о С, ускорение силы тяжести на планете = 1,15 см/сек2. Уран часто называют планетой-гигантом, по своим размерам, массе, плотности, внутреннему строению и составу она резко отличается от планет земной группы. На диске планеты присутствуют белые пятна - это высокие облака (всего астрономы насчитали около 20 подобных образований), они движутся со скоростью 500 км/час. Планета не имеет твердой поверхности. Наблюдаемая в телескоп повехность этой планеты образована плотными облаками. Такое представление хорошо согласуется с малой средней плотностью планеты, ее химическим составом (Уран состоит в основном из легких элементов), быстрым зональным вращением и некоторыми другими данными. Возможно, что с быстрым вращением проводящего ток вещества, находящегося в центральных областях Урана, связано существование значительных магнитных полей этой планеты. Лучшее время для наблюдения планеты: август - сентябрь. Планета: Нептун Краткая информация: 8-я планета от Солнца, имеет 8 спутников, среднее расстояние от Солнца 30,06 а.е. или 4504000000 км, экваториальный радиус 24766 км, масса Нептуна состовляет 17,2 масс Земли или 1,0247*1026 кг, средняя плотность планеты = 1,76 г/см3, объем планеты составляет 44 объема Земли, орбитальный период равен 0,67 дня или 19,1 часов, год на Нептуне составляет 163,72 земных года, наклонение орбиты к эклиптике 1о 46', температура поверхности равна -200,15о С, ускорение силы тяжести на Нептуне = 1,19 см/сек2. Нептун часто называют планетой-гигантом, по своим размерам, массе, плотности, внутреннему строению и составу она резко отличается от планет земной группы. На Нептуне дуют ветры с поистине чудовищными скоростями - до 1500 км/ч. Планета не имеет твердой поверхности. Наблюдаемая в телескоп повехность этой планеты образована плотными облаками. Такое представление хорошо согласуется с малой средней плотностью планеты, ее химическим составом (Нептун состоит в основном из легких элементов), быстрым зональным вращением и некоторыми другими данными. Возможно, что с быстрым вращением проводящего ток вещества, находящегося в центральных областях Нептуна, связано существование значительных магнитных полей этой планеты. Планета: Плутон Краткая информация: 9-я планета от Солнца, имеет 1 спутник, расстояние от Солнца 5906376200 км, расстояние от Плутона до Сатурна 1221830 км, экваториальный радиус равен 1137 км (18% радиуса Земли), масса его составляет 1,27*1022, плотность = 2*103 кг/м3, объем = 0,005 относительно земного объема, средняя скорость орбиты 4,7490 км/сек, эксцентриситет = 0,24880766, наклон орбиты 17,14175о, температура поверхности изменяется от 38 до 63о К. Плутон - самая далекая планета Солнечной системы, наименее изученная из всех планет. Был открыт в марте 1930 года американским астрономом К. Томбо. Поздже она была найдена и на более ранних фотографиях неба, начиная с 1914 года. Лучшее время для наблюдения планеты: апрель - май.

3. Дайте общую характеристику планетам Земной группы и их спутникам?

Планеты, относящиеся к земной группе - Меркурий, Венера, Земля, Марс, Плутон - имеют небольшие размеры и массы, средняя плотность этих планет в несколько раз превосходит плотность воды; они медленно вращаются вокруг своих осей; у них мало спутников (у Меркурия и Венеры их вообще нет, у Марса - два, у Земли - один). Сходство планет земной группы не исключает и некоторого различия. Например, Венера, в отличие от других планет, вращается в направлении, обратном ее движению вокруг Солнца, причем в 243 раза медленнее Земли.. Период обращения Меркурия (т. е. год этой планеты) только на 1/3 больше периода его вращения вокруг оси. Углы наклона осей к плоскостям их орбит у Земли и у Марса примерно одинаковы, но совсем иные у Меркурия и Венеры. Такие же, как у Земли, времена года есть, следовательно, на Марсе, хотя почти в два раза продолжительнее, чем на Земле. Возможно к планетам земной группы отнести и далекий Плутон - самую маленькую из 9 планет. Средний диаметр Плутона около 2260 км. Лишь вдвое меньше диаметр Харона - спутника Плутона. Поэтому не исключено, что система Плутон - Харон, как и система Земля - Луна, представляет собой "двойную планету". Сходства и различия обнаруживаются также в атмосферах планет земной группы. В отличие от Меркурия, который, как и Луна, практически лишен атмосферы, Венера и Марс обладают ею.. Венера имеет очень плотную атмосферу, в основном состоящую из углекислого газа и сернистых соединений. Атмосфера Марса наоборот чрезвычайно разрежена и также бедна кислородом, азотом. Давление у поверхности Венеры почти в 100 раз больше, а у Марса почти в 150 раз меньше, чем у поверхности Земли. Температура у поверхности Венеры очень высокая (около 500°С) и остается все время почти одинаковой. Высокая температура поверхности Венеры обусловлена парниковым эффектом. Густая плотная атмосфера пропускает лучи Солнца, но задерживает инфракрасное тепловое излучение, идущее от нагретой поверхности.. Газ в атмосферах планет земной группы находится в непрерывном движении. Нередко во время пылевых бурь, которые длятся по нескольку месяцев, огромное количество пыли поднимается в атмосферу Марса. Ураганные ветры зафиксированы в атмосфере Венеры на высотах, где расположен облачный слой (от 50 до 70 км над поверхностью планеты), но вблизи поверхности этой планеты скорость ветра достигает всего лишь нескольких метров в секунду. Планеты земной группы, подобно Земле и Луне, имеют твердые поверхнос ти. Поверхность Меркурия, изобилующая кратерами, очень напоминает лунную. "Морей" там меньше, чем на Луне, причем они небольшие. Как и на Луне, большинство кратеров образовались в результате падений метеоритов. Там, где кратеров немного, мы видим сравнительно молодые участки поверхности. Каменистая пустыня и множество отдельных камней видны на первых фототелевизионных панорамах, переданных с поверхности Венеры автоматическими станциями серии "Венера".. Радиолокационные наземные наблюдения обнаружили на этой планете множество неглубоких кратеров, диаметры которых от 30 до 700 км. В целом эта планета оказалась наиболее гладкой из всех планет земной группы, хотя и на ней есть большие горные массивы и протяженные возвышенности, вдвое превышающие по размерам земной Тибет. Почти 2/3 поверхности Земли занимают океаны, но на поверхности Венеры и Меркурия воды нет. Изобилует кратерами и поверхность Марса. Особенно много их в южном полушарии планеты. Темные области, занимающие значительную часть поверхности планеты, получили название морей. Диаметры некоторых морей превышают 2000 км. Возвышенности, напоминающие земные континенты, представляющие собой светлые поля оранжево-красного цвета, названы материками. Как и на Венере, здесь есть огромные вулканические конусы. Высота наибольшего из них - Олимпуса - превышает 25 км, диаметр кратера 90 км. Диаметр основания этой гигантской конусообразной горы более 500 км. О том, что миллионы лет назад на Марсе происходили мощные вулканические извержения и смещались поверхностные пласты, свидетельствуют остатки лавовых потоков, огромные разломы поверхности (один из них - Маринер - тянется на 4000 км), многочисленные ущелья и каньоны.