Будова Сонячної системи і всесвіту

Склад Сонячної Системи

Центром Сонячної системи є Сонце, що знаходиться в межах однієї з спіральних гілок великого скупчення зірок, яке називається Галактикою Молочного Шляху. Діаметр нашої Галактики становить біля 100 тис. світлових років (світловий рік – це відстань, яку світло проходить протягом одного року і рівна приблизно 9,6•10¹²км). До складу Галактики входить біля 100 мільярдів зірок і Сонце, яке розташоване ближче до центру Молочного Шляху та обертається разом з іншими зірками навколо центру Галактики. Період обертання складає біля 200 млн. років.

Сонце — це розжарена плазмова куля, яка знаходиться на середній стадії зоряної еволюції. Температура в його середині досягає 10·10⁶ 15·10⁶ градусів за Кельвіном і підтримується за рахунок енергії, що виділяється при ядерних реакціях. Сучасна наука свідчить, що Сонце складається на 70% з водню та 27% з гелію, сума інших хімічних елементів становить лише 2,5%. Зовнішня оболонка Сонця називається сонячною короною. В її межах температура досягає 10⁶-10⁷ градусів за Кельвіном. Характерною особливістю корони є те, що вона випромінює потік іонізованих частинок, які утворюють такзваний сонячний вітер, і забирають з собою значну частину енергії Сонця. Загальна протяжність Сонячної системи становить біля 40 астрономічних одиниць (астрономічна одиниця — це середня відстань від Землі до Сонця, рівна 149500000 км). Довкола Сонця обертається ще дев’ять планет: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун і Плутон. За масою, щільністю та іншими параметрами вони поділяються на дві групи: внутрішні, або

планети земної групи, до якої входять Меркурій, Венера, Земля та Марс, і зовнішні, або планети - велитнні – Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун і Плутон. Між першою та другою групами планет знаходиться так званий пояс астероїдів.

 

2)Сонце, планети, астероїди, метеорити, комети і їх коротка характеристика.

Між планетами зовнішньої та внутрішньої груп, а точніше між Марсом та Юпітером, знаходиться пояс астероїдів, який являє собою скупчення малих планет. На сьогодні відкрито біля 2000 астероїдів. Розмір найбільшого з них, відомого під назвою Цецера, складає 1003 км в поперечнику, а діаметр найменших не перевищує 1 км. Астероїди дещо відрізняються від інших тіл Сонячної системи. Відмінність полягає, по-перше, в тому, що для них характерна неправильна кутаста форма на відміну від планет і їхніх супутників, які мають сфероїдальний вигляд; по-друге, астероїди займають близькі орбіти, розташовані на місці планетарної. Більшість з них рухається по кругових орбітах у тому ж напрямку, що і планети. Площини орбіт астероїдів близькі до площини екліптики, тобто площини сонячного Сатурнекватора.Вивчення астероїдів дозволило вченим зробити висновок, що вони, вірогідно, є уламками десятої планети Сонячної системи – Фаетона, яка була зруйнована внаслідок космічної катастрофи.

Окрім планет та астероїдів до складу Сонячної системи входять також комети та метеорити.

Комети – це невеликі космічні тіла, які рухаються по дуже витягнутих еліптичних орбітах, періодично наближаючись до Сонця та віддаляючись від нього за межі орбіти Плутона. Вони складаються зі зцементованого льодом каміння та газів, зокрема аміаку, метану, водню та інших. В цілому, за складом комети близькі до планет велетів і особливо їх супутників. При наближенні до Сонця вони світяться завдяки віддзеркаленню сонячного світла, а під дією сонячного вітру частина матеріалу випаровується та відштовхується в напрямку Сонця, що призводить до утворення хвостів комет довжиною в мільйони кілометрів.

Метеорити – це кам’яні або залізні заокруглено-кутасті уламки,які нерідко падають на поверхню планет, залишаючи слід у вигляді ударних кратерів. У випадку щільної атмосфери планет, прикладом яких може бути Земля або Венера, більшість метеоритів, входячи в атмосферу, від тертя розігріваються та випаровуються, при цьому спостерігається яскраве свічення — це метеори. До складу метеоритів входять, практично, всі відомі на Землі хімічні елементи та їх ізотопи.

Залізні метеорити окрім заліза містять в своєму складі від 5 до 16% нікелю. Серед залізо-кам’яних метеоритів розрізняють метеорити, які складаються із заліза та домішок силікатів, і метеорити, в складі яких переважають силікати, а залізо знаходиться у вигляді домішок. Найбільш поширеними та різноманітними за складом є кам’яні метеорити: серед них виділяють хондрити, вуглецевіь хондрити та ахондрити. Перші складені з агрегатів дрібних силікатних кульок (хондрул) і за хімічним та мінеральним складом близькі до земних мантійних порід. Вуглецеві хондрити характеризуються наявністю складних сполук вуглецю та води. Ахондрити являють собою крупнокристалічні агрегати, близькі за хімічним складом до земних базальтів і ультраосновних порід.

Таким чином, Земля як складова частина Сонячної системи, має багато спільного з іншими космічними тілами і вивчення будови та складу нашої планети дозволяє більш повно пізнавати Космос, а знання законів його розвитку дає можливість робити обгрунтовані висновки стосовно еволюції Землі, що має велике значення для забезпечення життєдіяльності людства в майбутньому.

 

Всесвіт, поняття про галактики. Зірки, їх характеристика.

Всесвіту на самих різних рівнях, від умовно елементарних частинок і до гігантських надскупчень галактик, властива структурність. Структура Всесвіту - предмет вивчення космології, однією з важливих галузей природознавства, що знаходиться на стику багатьох природничих наук: астрономії, фізики, хімії та ін Сучасна структура Всесвіту є результатом космічної еволюції, в ході якої з протогалактик утворилися галактики, з протозірок - зірки, з протопланетної хмари - планети.

Головні складові Всесвіту - галактики. Галактика - гігантська система, що складається з скупчень зірок і туманностей, що утворять у просторі досить складну конфігурацію.

За формою галактики умовно поділяються на три типи: еліптичні, спіральні й неправильні.

Еліптичні галактики мають просторової формою еліпсоїда з різним ступенем стиснення. Вони є найбільш простими за структурою: розподіл зірочок рівномірно убуває від центру.

Спіральні галактики представлені у формі спіралі, включаючи спіральні гілки. Це найчисленніший вид галактик, до якого належить і наша Галактика - Чумацький Шлях.

Неправильні галактики не володіють вираженою формою, в них відсутнє центральне ядро.

Окрім зірок і планет галактики містять розріджений газ і космічну пил.

Світ зірок незвичайно різноманітний. І хоча всі зірки - розпечені кулі, подібні Сонцю, їх фізичні характеристики розрізняються досить істотно. Є, наприклад, зірки - гіганти і надгіганти. За своїми розмірами вони перевершують Сонце.

Окрім зірок гігантів існують і зірки - карлики, значно поступаються за своїми розмірами до Сонця. Деякі карлики менше Землі і навіть Місяця.

Розрізняють також нейтронні зірки - це величезні атомні ядра.

Зірки володіють різними поверхневими температурами - від кількох тисяч до десятків тисяч градусів. Відповідно розрізняють і колір зірок. Порівняно «холодні» зірки з температурою +3 -4 тис. градусів - червоного кольору. Наше Сонце з поверхнею, «нагрітої» до 6 тис. градусів, має жовтуватий колір. Найгарячіші зірки - з температурою вище 12 тис. градусів - білі і блакитні.

Зірки не існують ізольовано, а утворюють системи. Найпростіші зоряні системи - складаються з 2-х і більше зірок. Зірки об'єднані також у ще більші групи - зоряні скупчення.

 

Зовнішні оболонки землі

1) Атмосфера, її поділ на тропосферу, стратосферу, іоносферу.

Атмосфера Землі складається з суміші газів (повітря), водяної пари і домішок (аерозолів). Повітря біля підстилаючої поверхні містить (за об'ємом) понад 78 % азоту, близько 21 % кисню і менше 1 % інших газів. Склад його майже скрізь однаковий і унаслідок перемішування зберігається до висоти 90-100 км. Вище переважають легші гази. Вміст вуглекислого газу на різних висотах неоднаковий. Він збільшується у зв'язку із спалюванням все більшої кількості вугілля, нафти, природного газу. Озону в атмосфері дуже мало, але внаслідок фотохімічних реакцій він утворює на висоті 20-30 км шар в стратосфері озоновий екран. Цей шар затримує згубну для живих організмів ультрафіолетову радіацію. Тому вище від цього шару температура в атмосфері підвищується. Кількість водяної пари в приземному шарі сильно змінюється, а з віддаленням від поверхні швидко знижується. На висоті 2 км його вже в два рази менше, ніж біля поверхні, а вище 70-80 км атмосфера практично суха.

Тверді і рідкі домішки в атмосфері (аерозолі) - це пил (у тому числі і космічний), сажа, попіл, кристали льоду і морської солі, краплинки води, мікроорганізми, пилок рослин і ін. Вміст їх сильно змінюється залежно від умов. Над пустелями багато пилу, над промисловими центрами - сажі. Аерозолі служать ядрами для конденсації водяної пари в атмосфері.

Атмосфера має шарувату будову. Відповідно до змін температури з висотою виділяють такі шари: тропосферу (до 16 км), стратосферу (до 50 км), мезосферу (до 80 км), термосферу, що поступово переходять у міжпланетний простір приблизно на висоті 3000 км. У тропосфері і мезосфері температура з висотою знижується, а в стратосфері і термосфері, навпаки, підвищується. За ступенем іонізації атмосфери в ній виділяють нейтральний шар (нейтросферу) до висоти 90 км і шар, сильно іонізований (іоносферу) вище 80 км. Нижній шар атмосфери – тропосфера, містить понад 90 % всієї маси атмосфери. Висота тропосфери: до 18 км над екватором і 8-10 км - в полярних областях. Температура з підняттям вгору у тропосфері знижується в середньому на 6°С на 1 км, а тиск - на 11 мм рт. ст. на кожні 100 м. У ній зосереджена майже вся водяна пара, утворюються хмари і випадають опади. Процеси, що відбуваються в тропосфері, безпосередньо впливають на підстилаючу поверхню, на життя і діяльність людей.