Солнечная система

Солнечная система

Солнечная система является единственной детально исследованной планетной системой, хотя и остается неизвестным, насколько ее свойства типичны для планетных систем других звезд. Основная масса вещества, окружающего Солнце, сосредоточенная в планетах. Крупнейшие из них (по возрастанию расстояния до Солнца): Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.

До 2006 г. в число крупных планет относили также Плутон. Открыт в 1930 г., он считался самой далекой от Солнца планетой (большая полуось орбиты равна 39.5 а.) Однако за эллиптичности орбиты он иногда бывает ближе к Солнцу и Земле, чем Нептун (последний раз это было в конце XX века). С открытием у Плутона спутника выяснилось, что Плутон имеет малую массу, значительно меньшую, чем масса любой другой планеты — примерно в 6 раз меньше, чем даже масса Луны. Позднее, в конце XX и начале XXI веков, за орбитой Нептуна было открыто много мелких тел, получивших название транснептуновых объектов (ТНО). В некоторых случаях их орбиты сильно вытянуты, так что они идут на сотни а.е. от Солнца. Крупнейшие из них оказались сопоставимы с Плутоном по размеру (сотни километров) и массой.

Плутон
Плутон

Поэтому на Генеральной Ассамблее Международного астрономического союза в августе 2006 г. было принято решение отнести Плутон и несколько других тел подобного размера (прежде всего, к ним относят самый большой астероид Церера, который находится между орбитами Марса и Юпитера, и далекий ТНО UB313, или Эрида) в отдельную категорию карликовых планет. Их диаметры составляют около 1000 км.

Церера
Астероид Церера

Как и большие планеты, они сфероидальную форму поверхности, что свидетельствует о решающей роли гравитации в установлении равновесной фигуры. Важно, что в отличие от карликовых планет, вблизи орбит больших планет отсутствуют тела, сопоставимые с ними по массе. Это следствие того, что когда в процессе формирования планета набирает достаточно большой массы, ее гравитационное поле «рассеивает» орбиты близких к ней более мелких тел.

Кроме восьми крупных и нескольких карликовых планет, в состав Солнечной системы входят малые тела: спутники планет, астероиды и кометы. Благодаря силе притяжения центрального тела — Солнца — все эти тела объединены в одну систему. В Солнце сосредоточено 99.87% общей массы всех тел Солнечной системы.

Астероиды
Астероиды

Как с массами, так и по расстояниям до Солнца, планеты делятся на четыре группы: планеты-гиганты (планеты типа Юпитера), планеты земного типа, карликовые планеты и астероиды (малые планеты).

В группу планет-гигантов относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, которые находятся на значительных расстояниях от Солнца, имеют большие массы, малые плотности и быстрое вращение вокруг оси. Даже самая маленькая планета этой группы — Уран по массе почти в 5 раз превышает все планеты земного типа, астероиды и спутники вместе взятые. Наибольшая же планета Юпитер превышает массу всех планет Солнечной системы более чем в два раза. Средняя плотность планет-гигантов примерно равна плотности воды, а периоды их суточного вращения составляют 10 — 15 ч. Такое быстрое вращение порождает значительную центробежную силу в экваториальных областях, что приводит к образованию так называемого экваториального холма и к значительному сжатию этих планет у полюсов.

Планеты-гиганты
Планеты-гиганты

Планеты земной группы, напротив, имеют (при сравнительно небольшой массе) высокую среднюю плотность (3.8 — 5.5 г/см3) и большие периоды обращения — от 24 ч до 243 суток.

Планеты земной группы
Планеты земной группы

Общая масса астероидов не превышает 0.001 от массы Солнца. Большинство доступных для наблюдений астероидов вращается между орбитами Марса и Юпитера (2.75 а.е.), где они образуют так называемый главный пояс астероидов. Часть из них, имея сильно вытянутые эллиптические орбиты, заходят внутрь орбиты Марса (Ероc, Амур) и даже Земли и Венеры (Апполон, Адонис), а некоторые — наоборот, выходят за пределы орбиты Юпитера (Гидальго).

Астероид Ерос
Астероид Ерос

В 1949 г. был открыт астероид Икар, который в перигелии заходит внутрь орбиты Меркурия, Приближаясь к Солнцу на расстояние 28 млн км. Примерно десять раз дальше, за орбитой Нептуна, располагается второй, более широкий и разреженный пояс астероидов, названный поясом Койпера (размер крупных полуосей орбит — 35 — 56 а.е.). Эти тела состоят в основном из льда.

Пояс Койпера
Пояс Койпера

Кометы — сравнительно жесткие и хрупкие образования из конгломерата льда (с H20, CO2, CH4, NH3, CO и органических соединений) и пыли. Основное количество комет также относится к ТНО, хотя существуют и короткопериодические кометы со сравнительно небольшими размерами орбит.

Комета Хейла-Боппа
Комета Хейла-Боппа

Большая часть комет существует миллиарды лет вдали от Солнца и планет, фактически в межзвездном пространстве — в гигантской по размерам (до 105 а.е.) так называемой облаке Оорта, окружающее Солнечную систему. И только небольшая часть комет в силу случайных гравитационных возмущений попадает во внутреннюю часть Солнечной системы, где, по мере приближения к Солнцу, в них развивается газопылевых «хвост», и они быстро разрушаются.

Облако Оорта
Облако Оорта

Спутники планет по массе и размерам образуют будто переходную группу между планетами земной группы и астероидами.

Луна
Луна — спутник Земли

Для Солнечной системы характерно ряд закономерностей.

1. Большая часть полной массы Солнечной системы сосредоточена в центральном теле — Солнце. На долю планет и других тел приходится чуть больше 0.1%. Но при этом суммарный момент импульса планет примерно в 50 раз больше, чем у Солнца.

2. Все планеты вращаются вокруг Солнца в одну сторону. При этом орбиты планет и многих астероидов близкие к кругу и лежат почти в одной плоскости. Наибольший наклон к эклиптике, как и самый эксцентриситет, имеют орбиты Плутона (17 °) и Меркурия (7 °). Осевое вращение планет отличается большим разнообразием. Так, из восьми больших планет два вращающихся в направлении, противоположном орбитальному движению (Венера, Уран), причем Уран — почти на боку. Последнее касается и Плутона. Это означает, что при формировании планет путем объединения мелких тел со своими моментами импульса большую роль играли случайные процессы.

3. По размерам, массе, плотности и общим строением большие планеты делятся на две группы:

— планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс), расположенные внутри главного пояса астероидов;

— планеты-гиганты — за его пределами (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун).

Распределение расстояний планет от Солнца также имеет определенную закономерность (хотя данная закономерность не признается некоторыми учеными).

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *