Происхождение и структура Солнечной системы

Структура Солнечной системы

Наша галактика Млечный путь насчитывает около 200 млрд. звезд, одной из которых является Солнце. Солнце находится в одном из рукавов галактики. Расстояние от Солнца до центра галактики составляет около 30 тыс. световых лет. Солнечная система обращается вокруг центра Галактики со скоростью около 220 км/с и совершает один оборот за 250 млн. лет. Этот период называется галактический год.

Солнечная система — планетная система, включающая в себя центральную звезду Солнце и все естественные космические объекты, вращающиеся вокруг неё. Все объекты Солнечной системы делят на три категории: планеты, карликовые планеты и малые тел. В Солнечной системе имеется восемь известных планет (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун), пять признанных карликовых планет (Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке, Эрида). Оставшиеся объекты, обращающиеся вокруг Солнца — малые тела Солнечной системы.

Размеры планет значительно меньше Солнца (например, Земля в 100 раз меньше Солнца). Планеты Солнечной системы (см. приложение) делятся на две группы: планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и планеты гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун).

Планеты земной группы расположены ближе к Солнцу. Они меньше по размеру и состоят в основном из силикатов (соединений кремния) и металлов. Планеты гиганты расположены дальше от Солнца. Они намного массивнее, чем планеты земной группы и состоят из водорода и гелия. Каждая из внешних планет окружена кольцами пыли и других частиц. Шесть планет (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Уран, Нептун) и три карликовые планеты (Плутон, Хаумеа, Эрида) имеют естественные спутники.

В Солнечной системе имеются две области, заполненные малыми телами. Это пояс астероидов, расположенный на границе между планетами земной группы и планетами гигантами, и область, расположенная за орбитой Нептуна. За орбитой Нептуна располагаются карликовые планеты (Плутон, Седна, Хаумеа, Макемаке и Эрида), состоящие из замёрзших воды, аммиака и метана. Здесь

На долю Солнца приходится 99,87% массы Солнечной системы, поэтому сила его гравитационного притяжения почти полностью управляет движением планет, которые обращаются вокруг Солнца по орбитам, близким к эллипсам, в одном из фокусов которого находится Солнце. Ближайшая к Солнцу точка орбиты объекта называется перигелий, наиболее удалённая — афелий.

У более близких к Солнцу объектов больше угловая скорость вращения, поэтому короче период обращения (год). Самой большой угловой скоростью обладает Меркурий — он успевает совершить полный оборот вокруг Солнца всего за 88 земных суток. А для самой удалённой планеты — Нептуна — период обращения составляет 165 земных лет.

Орбиты всех планет и большинства астероидов лежат приблизительно в одной плоскости (плоскости эклиптики, т. е. в плоскости земной орбиты). Наибольшим наклоном к эклиптике и наибольшей вытянутостью обладают орбиты Плутона (17°) и Меркурия (7°).

Все планеты обращаются вокруг Солнца в одну сторону (против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Солнца), причем направление их осевого вращения, как правило, совпадает с направлением движения по орбите (исключение составляют Венера и Уран, они вращаются в противоположную от движения по орбите сторону).

К Солнечной планетной системе относится большое число так называемых малых тел. Астероиды – самые распространенные малые тела Солнечной системы. Размеры астероидов варьируются от нескольких метров до сотен километров. Астероиды сходны по составу с планетами земной группы, поскольку состоят из силикатов и металлов. Они имеют неправильную форму, неровную поверхность и вращаются вокруг своей оси. Атмосфер у астероидов нет. Крупнейшими объектами пояса астероидов являются Церера, Паллада и Юнона. Сейчас известно около 2000 астероидов.

К особым космическим объектам относятся кометы. Кометы - малые тела Солнечной системы, размером всего в несколько километров. Они состоят в основном из водяного льда с вкраплением замерзших летучих соединений. Когда комета приближается к Солнцу, её ледяная поверхность начинает испаряться и ионизироваться, порождая протяженный хвост.

Солнце — звезда Солнечной системы и её главный объект. По звёздной классификации Солнце — типичный жёлтый карлик. Солнце представляет собой плазменный шар со средней плотностью вещества 1,4 г/см³, окруженный так называемой короной, которую можно наблюдать. Источником солнечной энергии являются термоядерные реакции превращения водорода в гелий, которые происходят в недрах. Активность Солнца циклична и составляет примерно 11 лет. Солнечная активность на Солнце проявляется в виде пятен, факелов, вспышек, протуберанцев и других явлений на поверхности Солнца.

Радиус Солнца в 109 раз, а объем в 1,3 млн. раз, масса в 333000 раз больше радиуса, объема и массы Земли. Температура поверхности Солнца 6000 К.

Планеты земной группы расположены ближе к Солнцу и представляют собой твердые шары, состоящие в основном из силикатов с относительно тонкими газовыми атмосферами. По-видимому, в центре у всех этих планет присутствует железное или железно-никелевое ядро. Атмосферы планет сильно различаются по плотности и составу. У Меркурия примерно на 10 порядков менее плотная, чем земная, атмосфера состоит в основном из гелия, поставляемого солнечным ветром; у Марса и Венеры преобладающим компонентом (свыше 95%) атмосферы является углекислый газ, плотность атмосферы Марса в 160 раз меньше, чем Земли, а Венеры — в 90 раз больше.

Земля единственная из всех планет обладает кислородной атмосферой и гидросферой — жидкой водой на поверхности. Не исключено, что когда-то жидкая вода была и на Марсе, но сейчас она присутствует там в виде льда, захороненного под пылью.

Внутреннее строение планет изучено весьма слабо. Больше всего мы знаем о Земле, о которой будет сказано дальше. Модели внутреннего строения для остальных планет земной группы строятся по аналогии с Землей.

У планет-гигантов нет ни твёрдой, ни жидкой поверхности. Газы их обширных атмосфер, уплотняясь с приближением к центру, постепенно переходят в жидкое состояние. Именно отсутствие резкого перехода от газообразного состояния вещества в атмосфере к жидкому позволяет нам говорить о планетах-гигантах как о планетах без поверхности. Из-за своей большой массы и достаточной удаленности от Солнца, гиганты удержали почти полностью легкие газы водород и гелий, из которых состоят их необычайно мощные атмосферы. В горячих недрах планет-гигантов (температура доходит до 20 000⁰С), вероятно, присутствуют твердые ядра.