Общие характеристики планет

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока “Общие характеристики планет. Строение Солнечной системы”

Мы с вами уже говорили о том, что движение звёзд на небе привлекало людей с древних времён. Ещё древние греки — как и многие другие народы до и после них — проводили различие между Землёй, которую они считали центром Вселенной, и планетами. А планетами они называли маленькие светящиеся точки в небе, которые вращались вокруг Земли.

Сегодня мы точно знаем, что Земля не является не то что центром Вселенной, но даже не центром Солнечной системы.

Но что же такое Солнечная система? В современном понимании под Солнечной системой понимается всё космическое пространство и вся материя, находящаяся в сфере притяжения Солнца.

То есть Солнце — это самый главный и самый массивный объект Солнечной системы, который занимает в ней центральное положение. Вокруг Солнца вращается огромное количество небесных тел. Но самыми значительными из них являются большие планеты. Они представляют собой тела, имеющие форму, близкую к сферической, движущиеся вокруг звезды в её гравитационном поле, светящиеся отражённым от звезды светом и расчистившие область своей орбиты от других мелких объектов.

На начало две тысячи семнадцатого года в Солнечной системе выделяют восемь больших планет, удалённых от Солнца в следующем порядке: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Но Солнечная система — это не только Солнце и 8 больших планет. Конечно же, большие планеты — самые важные представители семьи Солнца. Но у нашей звезды есть ещё очень много и других «родственников».

Например, уже хорошо известный нам Иоганн Кеплер, который всю жизнь занимался поисками гармонии планетных движений, первым обратил внимание на то, что между орбитами Марса и Юпитера наблюдается пустая зона, тянущаяся на 550 миллионов километров. При этом между орбитами других известных на то время планет это расстояние не превышало 80 миллионов.

То есть, по логике, там должна была бы находиться планета. И примерно через два столетия в этом самом месте была обнаружена малая планета, которая по размерам оказалась в 3,4 раза, а по объёму в 40 раз меньше нашей Луны. Найденное небесное тело назвали в честь древнеримской богини урожая и плодородия Церерой.

Вскоре выяснилось, что у Цереры есть множество «сестёр», большинство из которых как раз движутся между орбитами Марса и Юпитера. Там они образуют своеобразный пояс малых планет — главный пояс астероидов.

Второй пояс астероидов был открыт сравнительно недавно на окраинах нашей планетной системы — это пояс Койпера. И хотя он похож на главный пояс астероидов, но примерно в 20 раз его шире и в 20—200 раз массивнее.

Иногда на небе бывают видны хвостатые «звезды» — кометы, которые приходят к нам издалека и, как правило, появляются внезапно. Как считают учёные, на окраинах Солнечной системы существует гипотетическая сферическая область, состоящая из более ста миллиардов потенциальных кометных ядер, служащая источником долгопериодических комет. Эта область космического пространства была названа облаком Оорта, в честь нидерландского астронома Яна Оорта, который первым высказал предположение о его существовании.

20 января 2016 года астрономы из Калифорнийского технологического института Константин Батыгин и Майкл Браун на основании математического моделирования особенностей движения некоторых наиболее удалённых объектов высказали гипотезу о возможном существовании девятой планеты, находящейся примерно в 20 раз дальше от Солнца, чем Нептун. По предварительным оценкам, масса планеты Икс примерно в 10 раз превышает массу Земли, а радиус — в 3,66.

Читать еще:  Солнце в 1 (первом) доме

Но мы немного отвлеклись. Итак, все большие планеты обращаются вокруг Солнца почти по круговым орбитам в одну и ту же сторону — с запада на восток. Такое направление движения в астрономии принято называть прямым движением.

Солнце вращается вокруг своей оси в ту же сторону, в какую движутся планеты вокруг Солнца. Вращение планет вокруг своих осей также совпадает с направлением их обращения вокруг Солнца. Исключение составляют Венера и Уран, которые вращаются в противоположную сторону. Причём ось вращения Урана почти лежит в плоскости орбиты планеты.

Восемь больших планет принято делить на две группы: планеты земной группы и планеты-гиганты.

К планетам земной группы относятся четыре ближайшие к Солнцу планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс.

Их размеры относительно небольшие, но их средняя плотность почти в 5 раз больше плотности воды. Объясняется это тем, что большая часть массы планет земной группы приходится на долю твёрдых веществ — оксидов и других соединений тяжёлых химических элементов.

Оставшиеся четыре планеты — это планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Они намного массивнее планет земной группы и очень сильно превосходят их по объёму. Однако их средняя плотность невелика. А, например, Сатурн, если конечно найти бассейн огромных размеров, мог бы даже плавать в воде.

Малая плотность планет-гигантов обусловлена в первую очередь тем, что в их составе преобладают водород и гелий, которые находятся в жидком и газообразном состояниях.

Отличия между планетами двух групп проявляются и в том, что планеты-гиганты быстрее вращаются вокруг оси. Например, Юпитер совершает один оборот вокруг своей оси за 9,925 земных часов, в то время как Венере на это требуется 243,02 земных суток.

Вокруг планет, кроме Меркурия и Венеры, обращаются спутники, которых на 2017 год насчитывалось 175. Причём на долю планет земной группы приходится лишь три спутника: Луна у Земли, а также Фобос и Деймос у Марса.

Столь значительные различия планет двух групп можно объяснить лишь на основании современных представлений о формировании Солнечной системы. Для её построения учёным необходимо было знать возраст небесных тел. Так, возраст найденных древнейших пород на Земле достигает 4 миллиардов 640 миллионов лет. Возраст лунных пород оценивается от 2 до 4,5 миллиардов лет, а каменных и железных метеоритов — от 0,5 до 5 миллиардов лет. Возраст нашего светила, который определяется на основании теории строения и эволюции звёзд, также оценивается примерно в 5 миллиардов лет. Всё это позволяет выдвинуть предположение о том, что формирование планет и Солнца произошло из одного и того же газопылевого облака.

Впервые эта идея была выдвинута ещё Иммануилом Кантом в 1755 году. Он предполагал, что Солнце и планеты возникли из горячего и быстро вращающегося газопылевого облака, которое под действием гравитации сжималось и распадалось на фрагменты. Но эта теория оказалась несостоятельной из-за множества возникших противоречий.

В 1919 году Джеймс Джинс высказал предположение о том, что планетное вещество было «вырвано» из Солнца проходящей рядом с ним другой звездой. Впоследствии из этого «вырванного куска» и образовались планеты. Но исследование метеоритов и земных пород показало, что они образовались не из газовых сгустков, а из вполне себе твёрдых частиц.

Лишь в 1944 году советский учёный (уроженец города Могилёва (ныне Республика Беларусь)) Отто Юльевич Шмидт разработал теорию о происхождении Солнечной системы. Эта теория развивается и по сей день.

Согласно этой теории, около 5 миллиардов лет назад недалеко от места рождения Солнечной системы произошёл взрыв сверхновой звезды. Он не только наполнил газопылевое облако, состоящее в основном из водорода и гелия, железом и ураном, но и определил его будущее, поскольку фронт ударной волны сжал облако газа до критической массы. Эта масса под действием гравитационных сил начала сжиматься. В быстро сжимающемся облаке газ и пыль уплотнились во множество комков, каждый из которых стал яслями для будущих звёзд. Сегодня примерно то же самое мы можем наблюдать в созвездии Ориона, через которое на сотни световых лет протянулось гигантское молекулярное облако.

Читать еще:  Сколько километров до космоса: что такое космос и на какой высоте от земли он начинается

Вначале сжатие облака гравитационными силами привело к образованию центрального горячего тела — про́тозвезды́ — будущего Солнца. Молодое Солнце интенсивно поглощало газ и пыль. Это привело к тому, что большая их часть (около 90 %) оказалась на Солнце. А из мизерных остатков космической пыли образовались зародыши планет — планетезимали. Считается, что число таких допланетных тел достигало многих миллионов.

Примерно через миллион лет всё, что находилось ближе к протосолнцу, испарилось под действием высоких температур. Но на расстоянии около 8 миллионов километров образовалась «каменная линия», где формировались планетезимали, полностью состоявшие из каменистых материалов и соединений металлов. Примерно через 100 миллионов лет из этого вещества сформировались первые протопланеты земной группы. А ещё через несколько миллиардов лет они обрели привычный нам вид.

Во внешней области Солнечной системы образовалась снеговая линия. В ней летучие вещества (в основном водород, гелий, вода, метан и аммиак) намерзали на твёрдые частицы. Здесь процесс образования планет шёл гораздо быстрее. Ядра будущих планет-гигантов росли быстро, захватывая окружающий газ и превращаясь в планеты-гиганты. Например, считается, что Юпитер набрал около 90 % своей массы в течение не более 100 тысяч лет. А в течение следующих нескольких миллионов лет дорос до теперешних размеров.

Спутники планет образовывались в результате тех же процессов, что и сами планеты.

Также у планет гигантов есть образования из мелких частиц — это кольца, которые отсутствуют у планет земной группы. Считается, что это остатки околопланетного облака.

В самой холодной внешней части диска конденсирующее вещество почти всё было ледяным. Множество отдельных ледяных планетезималий и глыб породили ядра комет и ледяные астероиды.

Строение

Вселенная безгранична, не имеет конца и края (пока учёные не доказали обратного).
Миллиарды звёзд мерцают, пока недоступные нам. Вполне логично допустить что, Солнечная система не единственная планетарная система. Астрономы уже нашли больше 600 планетных систем.

Считается, дискуссии до сих пор ведутся, что возникла наша система около пяти миллиардов лет из облака, содержащего пыль космическую и газ.
Вместе с другими участниками Солнце и Земля вместе образуют солнечную систему, входящую в самую прекрасную в галактику Млечный путь.

Помимо того, что, в систему входят большие планеты, их всего восемь, сюда же включаются спутники, сопровождающие свои планеты, карликовые планеты, различные кометы и астероиды, и само межпланетное пространство, заполненное разреженными газами и мизерными частицами.
Попробуем разобраться, каковы же состав и масштабы Солнечной системы.

Нашу систему разделяют на несколько областей.
К внутренней относится самая малая часть — астероиды и первые четыре планеты.
Планеты земной, ближней к солнцу, группы, имеют никель и железо в своем составе, потом из них формируется ядро, и тугоплавкие минералы (горные породы), из которых образуется поверхность.
Меркурий — железное ядро и тонкая кора изучаются учеными. Атмосфера разрежена.
Венера — строением похожа на Землю. Атмосфера состоит из углекислого газа.
Земля — самая изученная планета. Атмосфера содержит кислород.
Марс — красный оттенок поверхности придает оксид железа. Атмосфера состоит из углекислого газа

Давайте узнаем, где же находится пояс астероидов в солнечной системе.
Расположилась эта область между Марсом и Юпитером, вернее, между их орбит, занимает своей шириной более 15 млн километров.
Состоит, как и следует из названия, из нескольких миллионов астероидов и пустого пространства. Самый большой это Церера, достигающий 1000 км в диаметре, есть поменьше — Паллада, Веста и Гигея. Остальные, в основном небольшого размера во вселенском масштабе — буквально несколько метров. Состоят из железа, горных пород и углерода. Благодаря тому, что они очень далеко раскиданы друг от друга в пространстве, наши космические аппараты могут спокойно пролетать, следуя к своим целям.
Иногда около Земли проносятся отдельные большие экземпляры.
Один из последних был осенью 2009 года, его размер приближался к четырнадцати тысяч км, в диаметре.

Читать еще:  Лунный календарь садовода и огородника на 17 январь 2022 года

К внешней области — причисляются все планеты-гиганты, транснептуновые объекты — это пояс Койпера, рассеянный диск.
Планеты этой, дальней от Солнца области, относятся к газовым гигантам, и могут похвалиться системой колец, а также отсутствием поверхности.
Юпитер — самый большой из газовых гигантов, состоящий из гелия и водорода.
Сатурн — наименее плотная планета Солнечной системы.
Уран — из газовых гигантов является самым лёгким.
Нептун — размером он меньше Урана, но более плотный.

Если есть планеты-гиганты, то должны быть и планеты карлики нашей солнечной системы. И объявились такие, и в немалом составе, ученым исследуют несколько десятков объектов, которые попадают под это определение. Официально пять из них только признаны — Плутон (хотя и считался девятой планетой, но совсем недавно, в 2006 году, был разжалован из них), Хаумеа, Эрида, Макемаке, и огромнейший астероид Церара.
Эти планеты карлики, кроме Цереры, относятся к транснептуновым объектам.
Плутон — карликовая планета, самый крупный объект из пояса Койпера. Известно о пяти спутниках: Гидра, Кербер, Никта, Стикс и Харон.
Эрида — вторая по размеру после Плутона, имеет спутник Дисномия.
Макемаке — третья по величине карликовая планета, имеется один, пока безымянный спутник.
Хаумеа — очень интересной, сильно вытянутой формы, диаметром более 100 км. Есть своя система колец. Вокруг вращаются два спутника: Намака и Хииака.

Но малые тела, как еще называют- астероиды, находятся не только в главном поясе, помимо него есть еще пояс Койплера, а также гипотетическое облако Оорта.

Пояс Койпера выглядит намного внушительнее главного, по ширине больше в двадцать раз. И по строению малых тел отличается — это вода, метан и аммиак.
Именно здесь обнаружили четыре карликовые планеты. Начинаясь от орбиты Нептуна, и простирается дальше в сторону, где находятся рассеянный диск и Плутон.

Помимо, астероидов существуют еще кометы, размерами примерно в несколько километров. Состоят из летучих льдов, при вхождении кометы в область близкую к Солнцу, они начинают испаряться с поверхности и образуют облако из пыли и газа.

Рассеянный диск — состоит из объектов рассеянного диска, состоящими изо льда. Самый удаленный участок Солнечной системы. Может частично пересекаться с поясом Койпера. Ученые не имеют пока точных данных о его происхождении.

Объект наиболее известный в рассеянном диске — Эрида.

Гипотетическое облако Оорта — область, существование которой, официально не подтверждена. Считается источником появления комет.
Все планеты вращаются вокруг центральной звезды, у нас такой центр Солнце, является огромным и тяжелым желтым карликом, который силой своего тяготения удерживает от побега со своих орбит остальные планеты.

Все планеты как планеты, движутся в одном и том же направлении, только двигаются с разной скоростью и на разном удалении, находясь в одной плоскости.
Кружение вокруг оси происходит в том же направлении, что и по орбите. Но, всегда
кто-то решит выделиться и какая-нибудь планета вращается в другую сторону в солнечной системе. Таких чудиков на самом деле два, это красавица Венера и Уран. Один, вообще на боку лежит вращаясь, а вторая, привлекая внимание к себе, кружит по часовой стрелке.

Солнечная система

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему: