Солнечная система

Солнечную систему составляют Солнце и совокупность космических объектов, находящихся в поле его притяжения. В эту группу входят:

       Солнце;

       9 известных больших планет и их спутники;

       тысячи астероидов;

       сотни комет;

       бесчисленное множество метеоритных тел, движущихся как роями, так и одиночно.

Солнечная система является упорядоченной системой, имеющей свои закономерности строения. Единый характер Солнечной системы проявляется в том, что все планеты вращаются вокруг Солнца в одном и том же направлении и почти в одной и той же плоскости. Большинство спутников планет вращается в том же направлении и в большинстве случаев в экваториальной плоскости своей планеты. Солнце, планеты, спутники планет вращаются вокруг своих осей в том же направлении, в котором они совершают движение по своим траекториям.

Закономерно и строение Солнечной системы: каждая следующая планета удалена от Солнца примерно в 2 раза дальше, чем предыдущая. Принимая во внимание закономерности строения Солнечной системы, кажется невозможным ее случайное образование.

Вероятность выхода космических объектов из Солнечной системы крайне мала, поскольку в Солнце сосредоточено около 99,9 % всей массы Солнечной системы, и его гравитационное поле является подавляющим.

Солнечная система находится в галактике Млечного Пути. Полный оборот вокруг центра галактики Солнечная система совершает за 220–250 млн лет. Ближайшей крупной галактикой является галактика Андромеды, расположенная на удалении 690 тыс. парсек.

Солнечная система образовалась примерно 5 млрд лет назад, причем Солнце – звезда второго или еще более позднего поколения. Солнечная система возникла на продуктах жизнедеятельности звезд предыдущих поколений, скапливавшихся в газово-пылевых облаках. Это обстоятельство дает основание назвать Солнечную систему малой частью звездной пыли.

Ни одна из большого число различных моделей происхождения и развития Солнечной системы не удостоилась перевода в ранг общепризнанной теории.

Согласно гипотезе Канта–Лапласа, система планет вокруг Солнца образовалась в результате действия сил притяжения и отталкивания между частицами рассеянной материи, находящейся во вращательном движении вокруг Солнца.

Английский физик и астрофизик Дж. X. Джинспредположил, что когда-то Солнце столкнулось с другой звездой, в результате чего из него была вырвана струя газа, которая, сгущаясь, преобразовалась в планеты. Учитывая огромное расстояние между звездами, такое столкновение кажется совершенно невероятным.

Из современных гипотез происхождения Солнечной системы наиболее известна электромагнитная гипотезашведского астрофизикаX. Альфвенаи английского астрофизикаФ. Хойла. Согласно этой теории, первоначальное газовое облако, из которого образовались и Солнце, и планеты, состояло из ионизированного газа, подверженного влиянию электромагнитных сил. После того как из огромного газового облака посредством концентрации образовалось Солнце, на очень большом расстоянии от него остались небольшие части этого облака. Гравитационная сила стала притягивать остатки газа к образовавшейся звезде – Солнцу, но его магнитное поле остановило падающий газ на различных расстояниях – как раз там, где находятся планеты.

Гравитационные и магнитные силы повлияли на концентрацию и сгущение падающего газа, и в результате образовались планеты. Когда возникли самые крупные планеты, тот же процесс повторился в меньших масштабах, создав, таким образом, системы спутников.

Известна также гипотезаобразования планет Солнечной системы из холодного газопылевого облака, окружающего Солнце, предложенная советским ученымО. Ю. Шмидтом.

Теории происхождения Солнечной системы носят гипотетический характер, и однозначно решить вопрос об их достоверности на современном этапе развития науки невозможно. Во всех существующих теориях имеются противоречия и неясные места.

Солнце– плазменный шар, плотность которого составляет 1,4 г/см³, температура поверхности около 6000°С, радиус – 696 тыс. км. Солнце относится к классу небольших желтых звезд, имеет корону, в которой находятся факелы, протуберанцы. Излучение Солнца – солнечная активность – имеет цикл 11 лет. При максимуме солнечной активности на Солнце особенно много пятен.

Солнце состоит из водорода, гелия и других элементов, соотношение которых изменяется от поверхности к ядру. В верхних слоях Солнца водорода содержится около 90 %, а гелия – 10 %. В ядре содержится лишь 37 % водорода. Соотношение между водородом и гелием с течением времени изменяется в пользу гелия, поскольку уже в течение 4,5 млрд лет на Солнце протекают термоядерные реакции, превращающие ядра водорода в ядра гелия.

Ежесекундно около 600 млн т водорода превращаются в ядра гелия при температуре около 15 000 000°С, при этом 4,3 млн т превращаются в лучистую энергию, освещающую всю Солнечную систему.

При сохранении темпов выгорания водорода Солнце будет светить так же интенсивно еще 5–6 млрд лет, затем превратится в красного гиганта. На этом этапе Солнце “разрядится” и расширится в своем объеме в несколько раз. Если Земля еще будет существовать, то с Земли Солнце будет выглядеть как громадный красно-оранжевый шар, занимающий полнеба. На этом шаре будут отчетливо видны черные пятна и протуберанцы. Возможно, при расширении Солнце поглотит (сожжет) часть близлежащих планет Солнечной системы, включая Землю. Затем Солнце превратится в белого карлика (остывающую звезду) и, наконец, в черную дыру.

Черная дыра (выгоревшее Солнце) создаст вокруг себя такую сверхгравитацию, что втянет в себя все вещество бывшей Солнечной системы, включая сгоревшие остатки планет, их спутники, астероиды и иные космические тела. Все вещество, составлявшее Солнечную систему, будет сконцентрировано в холодном сверхплотном небесном теле, диаметром всего в несколько километров.

Структура современного Солнцавключает:

       ядро;

       зону лучистого переноса;

       зону конвекции;

       поверхностные слои (“корону”).

В солнечной короне видны протуберанцы– выбросы газа на высоту до миллионов километров. В некоторых случаях они возвращаются к поверхности Солнца, в некоторых – рассеиваются в космическом пространстве.

Движение слоев Солнца относительно друг друга и движение потоков электронов создают сильнейшее магнитное поле, которое, так же как гравитация, удерживает солнечное вещество в пределах звезды. В местах выхода магнитного поля на поверхность Солнца появляются темные пятна. Температура темных пятен примерно на 1 500 градусов холоднее окружающих участков фотосферы, а их диаметр может достигать от 1 500 до десятков тысяч километров.

Вместе с протуберанцами, факелами и вспышками темные пятна свидетельствуют о суммарной солнечной активности, изменение которой оказывает сильное воздействие на физико-химические и биологические процессы на Земле. Потоки плазмы солнечной короны, называемые солнечным ветром, заполняют Солнечную систему на расстояние 100 астрономических единиц (а. е.), 1 а. е. равна расстоянию от Земли до Солнца, то есть 150 млн км. Плотность частиц солнечного ветра около Земли достигает 6 млн в 1 м³, а скорость – 300 км/с.

Крупнейшими после Солнца объектами Солнечной системы являются планеты и их спутники. Общая масса планет составляет 448 масс Земли, а спутников – 0,12 массы Земли. Суммарная масса планет и спутников составляет лишь 1/750 часть массы Солнца. Солнечная система состоит из 9 крупных планет: Меркурия,Венеры,Земли,Марса,Юпитера,Сатурна,Урана,Нептуна,Плутона.

В последние годы учеными были открыты новые, очень удаленные планеты Солнечной системы, но их размеры сверхмалы, поэтому считается, что планет 9. Из этих 9 планет:

      “твердыми” планетами являются только 4 первые от Солнца – Меркурий, Венера, Земля, Марс;

      следующие планеты – Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун – являются сгустками газа (не имеют твердой поверхности, по объему в десятки раз больше “вердых”планет);

      9-я, самая удаленная от Солнца планета – Плутон – не относится ни к твердым, ни к газообразным планетам, эта планета похожа на гигантское ледяное тело (скорее всего – это замерзшие газы и иные вещества).

Все планеты движутся в одном направлении, в единой плоскости (за исключением Плутона), по почти круговым орбитам.

Малые планеты, как и большинство спутников планет, не имеют атмосферы, так как сила тяготения на их поверхности недостаточна для удержания газов. В атмосфере Венеры преобладает углекислый газ, в атмосфере Юпитера – аммиак. На Луне и Марсе имеются кратеры вулканического происхождения.

Такое странное распределение планет, а также существование пояса астероидов между орбитами Марса и Юпитера (возможно, это остатки еще одной планеты) и объясняет тот факт, что до сих пор отсутствует общепризнанная теория Солнечной системы, дающая непротиворечивые ответы на эти и другие вопросы.

Каждую из планет можно охарактеризовать по 9 основным параметрам:

       расстояние от Солнца;

       период обращения вокруг Солнца;

       период обращения вокруг своей оси;

       средняя плотность (г/см³);

       диаметр экватора (км);

       относительная масса;

       температура поверхности;

       число спутников;

       преобладание газа в атмосфере.

Ближайшее к Земле небесное тело – ее спутник Луна. Луна имеет небольшое ядро из железа и серы, окруженное полурасплавленной астеносферой. Над астеносферой расположена литосфера – твердая каменная оболочка – и над ней – кора из минералов, богатых кальцием и алюминием. Поверхность Луны изрыта кратерами, имеет огромные равнины (моря) и горы. Поскольку Луна лишь в 4 раза меньше Земли, она оказывает притяжение. Отражение Луной солнечного света также влияет на все живое на Земле.