меню Солнечная система В сети много разрозненной информации по астрономии и исследованию космоса, но эта информация часто бывает не настолько полезной как хотелось бы - в результате даже люди интересующиеся этой областью знаний часто не имеют объективного представления об устройстве нашей необъятной Вселен- ной.. Эта страничка для всех любителей астрономии.. Все тела в космосе движутся вокруг своей оси и по сложным орбитам вокруг общих центров масс. Все эти движения уравновешены двумя основными силами - гравитации и инерции, поэтому пла- неты не падают на звёзды. Несмотря на кажущийся хаос, в нашем мире всё настолько упорядочено, что многое кажется практи- чески мало вероятным, тем не менее природа доказывает обратное..
![]()
Рассмотрим систему Земля - Луна, их эквато- риальные диаметры равны 12750 и 3476 км
соответственно, среднее расстояние состав-
ляет - 384465 км, что равно 30,15 земным
диаметрам.
У Луны значительный эксцентриситет орбиты
( e = 0,0549 ).
Перигей 356410 - 369960 км, и апогей от 404180
до 406740 км.
Расстояние от Луны до Земли меняется в диа-
пазоне: 36800 - 47770 км (в среднем - 42285 км) или около 1483,7 км за одни земные сутки. Для сравнения у Земли е = 0,017 , а у Венеры еще ближе к окружности е = 0,007 .
В результате приливов и отливов происходит потеря энергии в системе Земля-Луна из-за гравита-
ционных деформаций земной коры и движения течений океанов. Эта потеря энергии ведет к тому,
что сила взаимодействия между Землей и Луной постепенно снижается, а расстояние между ними
увеличивается примерно на 4 см в год. Лунный диск составляет около 27% от размеров Земли, это соотношение является рекордным во
всей Солнечной системе, кроме Харона - спутника Плутона, правда сам Плутон едва можно счи-
тать планетой, его диаметр равен лишь 2284 км. Интересно, что видимый диск Луны почти равен солнечному и соответствует 97,28% . Когда Луна только что образовалась ( 4,36 млрд. лет назад ) она была в ~16 раз ближе к Земле, а значит на столь- ко же был больше её видимый диск. Луна очень медленно удаляется от Земли вследствии потери энер- гии в приливах земных океанов и если не остановить этот процесс, то в конце концов она покинет нашу планету. Несмотря на свою безжизненность Луна - единственный объект в Солнечной системе ( кроме Земли ) находящийся в зоне экосферы нашей звезды ( ~ 0,85 - 1,15 а.е. ). Это те орбиты, где
планета, обладающая достаточно мощым электромагнитным полем и атмосферой, может иметь при-
годные условия для жизни ( с жидкой водой на поверхности ).
Ввиду отсутствия атмосферы на Луне температура на поверхности от -170 до +140 °С. Масса Луны составляет лишь 1,23% от массы Земли, а сила тяжести в 6,05 раз слабее.. При такой гравитации и земной атмосфере человек смог бы летать как птица ( при помощи небольших приспособлений в виде крыльев ). Большие размеры нашего спутника указывают на то, что Луна была захвачена гравитацией Земли на ранней стадии жизни планеты. Об этом свидетельствует и большой угол наклона оси вращения - 88,5 градусов. Угол наклона от плоскости земной орбиты составляет 5,15 градусов, поэтому Луна движет- по небу относительно горизонта. Луна - единственный спутник Солнечной системы, который Солн- цем притягивается сильнее ( в 2.2 раза ), чем своей планетой ( Землёй ). Земля также описывает не- большую орбиту вокруг их общего центра масс, который находится в 4750 км от центра Земли. Полный оборот Луны вокруг Земли относительно звезд называется сидерическим периодом обраще- ния или сидерическим месяцем, он равен 27,3 дням. Гравитация Луны сыграла большую роль в фор- мировании материков и океанов Земли, а как следствие повлияла на эволюцию флоры и фауны на- шей планеты, а также на возникновение человека.. За счёт приливов Луна медленно удаляется от нас, а Земля замедляет суточное вращение.. Так под- считано, что 1 млрд лет назад земные сутки составляли около 20 часов. Примерно через 5 млрд лет с Луны будет видна только одна сторона Земли ( подобно тому как мы сейчас постоянно видим одну сторону Луны ), а в земном году будет всего лишь 9 суток вместо нынешних 365 дней.. Экваториаль- ный радиус Земли 6 378 км., а полярный на 21,38 км. меньше, поэтому Земля как большинство косми- ческих тел, вращающихся вокруг своей оси имеет форму элипсоида вращения ( как бы немного сплюс- нута с полюсов ).![]()
Земля ( 70% поверхности - океаны ) Луна - тёмные пятна равнины ( "моря" ) Формирование Солнечной системы началось, видимо, после очередного взрыва ближайшей Сверх- новой звезды около 4,7 млрд. лет назад. Подобные процессы образования звёзд из пылевых скоплений межзвёздного вещества сейчас можно наблюдать в созвездии Ориона ( Туманность Ориона ~ 1500 св. лет от Солнца ). Время формирования звезды зависит от размера и плотности пылевого облака и может длится от 0,1-1,0 до 100 млн лет. Для звёзды с размерами Солнца этот период равен ~ 30 млн лет. Когда температура ядра достигает 1-1,5 млн. градусов, в нём начинаются термоядерные реакции. Температура солнечного ядра = 16 млн градусов, температура поверхности Солнца ( фотосферы) ~ 5800 К. Внутреннее давление термоядерных реакций уравновешено гравитационными силами сжатия. Вокруг молодой звезды формируется пылевой диск, который благодаря гравитации образует сгустки протопланет. Сначала число этих планет довольно велико, их орбиты не стабильны, что приводит к столкновениям молодых планет. Не избежала такой участи и Земля, столкнувшись с другой - меньшей по размерам планетой.. По одной из гипотез из материи, выброшенной в результате такого столкно- вения и возникла наша Луна..
О формировании планет Солнечной системы см. здесь sciteclibrary.ru/rus/catalog/../1665.html
Другая гипотеза возникновения Луны состоит в том, что на орбите пояса астероидов ( между Юпи- тером и Марсом ) возможно была ещё одна планета Фаэтон ("охваченная огнём"), столкнувшаяся с крупной каметой или с одним из спутников Юпитера. Предположительно диаметром Фаэтон был да- же больше Земли, но от сильного удара - раскололся. Так как он находился на нестабильной орбите, то видимо такая катастрофа была неизбежна.. Крупные осколки устремились к Солнцу, один из них мог столкнуться с Землёй. В результате наша планета была тоже близка к гибели но всё же смогла стабили- зировать своё гравитационное равновесие, образовав систему со спутником - Луна.. Согласно другой гипотезе - ядро Фаэтона не разрушилось, а лишь изменило свою орбиту - теперь это планета Венера, а Луна - это бывший спутник Фаэтона захваченый Землёй при изменении своей орбиты..
Согласно третьей, ещё более удивительной гипотезе - Луна и есть остывшее ядро Фаэтона, а осколки его внешних слоёв теперь составляют пояс астероидов.. После столкновения Фаэтона свои орбиты могли изменить и другие планеты.. Так Земля и Венера приблизились к Солнцу, а Марс наоборот удалился. Венера стала горячей, а Марс - холодным. И лишь на Земле условия стали практически иде- альными для развития жизни и разума.. Окончательное формирование Земли завершилось около 4,53 млрд лет назад. Прошло 30-55 млн лет пока все планеты завершили своё формирование. Средняя плотность нашей планеты ~ 5,52 ( тонн на кубич. метр ), что в 2 раза больше плотности земной коры и связано с высокой плотностью железного ядра (~ 10-12 ). Благодаря огромному давлению его температура достигает +5000-9000 градусов. Средняя плотность Луны меньше и составляет ~ 3,34 , температура ядра +1000-1500 градусов. Земля самая плотная планета Солнечной системы. Многочисленные кометы, падавшие на Землю постепенно ( в течении 1-2 млрд лет ) сформировали мировой океан, а около 500 млн лет назад расте- ния начали наполнять атмосферу кислородом, поглощая углекислый газ ( из которого в основном и состояла атмосфера юной Земли) .. service.sch239.spb.ru:8001/infoteka/root/chemistry/room1/Mironov_02/atm.htmhemi.wallst.ru /text161.htm
![]()
Марс Солнце
![]()
Венера Венера без атмосферы Расстояние от Солнца до Земли = 149 597 870 км = 1 а.е. ( астрономическая единица ). 1 а.е. = 11728 диаметров Земли = 107,47 дисков Солнца = 8 световых мин 19 сек. Благодаря эксцентриситету расстояние от Земли до Солнца в различных точках орбиты неодинако- вое, в перигелии ( 3 января ) оно приблизительно на 2.5 млн. км. меньше, а в афелии ( 3 июля ) - на столько же больше среднего расстояния ( 149, 6 млн. км. )
Экваториальный диаметр Солнца = 1 392 000 км = 109,125 Земли или 9,72 диаметров Юпитера. Диаметр Солнечной системы ~ 11 световых часов, радиус орбиты Плутона в афелии = 49 а.е.
планеты |
Меркурий |
Венера
|
Земля
|
Марс
|
астероиды |
Юпитер |
Сатурн
|
Уран
|
Нептун
|
Плутон |
орбиты
в а.е. |
0,39 |
0,72 |
1,0 |
1,52 |
2,2 -
3,6 |
5,2 |
9,52 |
19,16 |
30 |
39,4 |
эксцентриситет |
0,206 |
0,007 |
0,017 |
0,093 |
- |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,01 |
0,25 |
диаметр
км. |
4880 |
12100 |
12756 |
6794 |
143200 |
120000 |
51800 |
49500 |
2800 | |
масса |
0,06 |
0,82 |
1 |
0,11 |
317,9 |
95,2 |
14,6 |
17,2 |
0,01 | |
плотность воды |
5,44 |
5,27 |
5,52 |
3,95 |
1,31 |
0,70 |
1,21 |
1,66 |
0,8 |
Интересно, что квантовая теория Бора для орбит электронов атома также применима с некоторыми поправками и для вычисления орбит планет:![]()
, где Rп - максимальная орбита перигелия, Ro - средняя круговая орбита, e - эксцентриситет
Для планет земной группы R0 = 6,2 млн. км. Меркурий Венера Земля Марс n=3 n=4 n=5 n=6 отклонения реальных орбит: +4,6% +8,9% -3,2% +2,3% Для планет гигантов R0 = 171,6 млн. км. Юпитер Сатурн Уран Нептун n=2 n=3 n=4 n=5
отклонения реальных орбит: +13,4% -7,2% +4,8% +5,1% Подробней смотрите здесь - new-physics.narod.ru/pagesRus/16r.htm Пятая планета Земной группы размером больше Земли должна была возникнуть на орбите около 2.03 а.е., но мощная гравитация Юпитера постоянно создавала в этой зоне возмущения, в результа- те там образовался пояс астероидов (или малых планет). Впрочем Марсу, видимо, также досталось от относительной близости с Юпитером. Орбитальная скорость Земли - 29,8 км /сек , наибольшая скорость у Меркурия - 47,9 км /сек. Спектральный класс Солнца - G2. Абсолютная Звёздная Величина = 4.85 , цикл изменения звёздной активности ~ 22 года. Солнце движется в сторону созвездий Лиры и Геркулеса со ско- ростью ~ 20 км/сек. Солнце вращается вокруг своей оси с периодом 27 суток ( 25 сут. на экваторе и 36 сут. на полюсе ).
Почти вся масса Солнечной системы (99,87%) сосредоточена в Солнце. Масса солнца равна 333000 долям массы Земли или 1047 долей масс самой тяжёлой планеты - Юпитера. Рассчитано, что для самосветящейся звезды с термоядерными реакциями её масса должна быть не менее 0,02 долей солнечной массы или 20-ти масс Юпитера, иначе это тело останется планетой- -гигантом. Ближайшей к нам (после Луны) планетой является Венера - минимальное расстояние до её орби- ты ~ 42 млн. км - в 109 раз дальше чем до Луны . Экваториальный диаметр = 12104 км или 95% от земного, масса - 82% Земли. Период обращения вокруг Солнца 224,7 дней. Орбита Венеры ближе к окружности, чем у любой другой планеты Солнечной системы. Только Венера и Уран вращаются в обратном направлении, причём суточное вращение = 243 дня, а угол наклона оси = 87 градусов (Ве- нера словно лежит на боку). Всё это свидетельствует о столкновении Венеры с другой прото-плане- той в период формирования нашей планетной системы.. Плотность атмосферы Венеры в 35 раз больше Земной, давление на поверхности планеты состав- ляет около 95 атмосфер! Состоит эта атмосфера, в основном, из углекислого газа (96%). В результате мощного парникового эффекта - Венера самая горячая планета в Солнечной системе, температура её поверхности нагрета до + 450-480°С. Слой облаков находится на высоте 50-69 км их желтоватый оттенок дают пары 80%-ной серной кислоты. Атмосфера Венеры ярко светится в лучах Солнца, так что в любую ясную ночь Венеру легко найти на звёздном небе, - это самая яркая точка.. Четвёртая планета от Солнца после Меркурия, Венеры и Земли - Марс. Каждые 780 дней Марc ока- зывается на минимальном расстоянии от Земли, которое меняется от 56 до 101 млн. км. Такие сбли- жения планет называют противостояниями. Эксцентриситет орбиты Марса = 0,09. Орбиты Марса и Земли лежат почти в одной плоскости. Угол наклона оси вращения Марса 25,2 градуса - он бли- зок к земному ( 23,7 градуса ), поэтому на Марсе также наблюдается смена времён года. Атмосфера на планете сильно разряжена ( давление в 160 раз меньше Земного ) и в основном состоит из угле- кислого газа ( 95% ). Климат сухой как в пустыне и холоднее чем в Антарктиде, среднегодовая температура -60° С. Максимальные значения температуры поверхности не превышают нескольких градусов выше 0°С, а минимальные значения на северном полюсе -136°С. Экваториальный диаметр Марса 6788 км или 53,2% от Земного. Масса планеты = 10,7% при силе тяжести 38%. Средняя плотность вещества равна 3.89. Сутки = 24 ч.39,5м. период обращения вокруг Солнца = 687 суток Скорость движения по орбите 24 км/сек.
Согласно расчетам Жана Мееуса, всемирно известного бельгийского астронома, утром 27 августа 2003 года расстояние между Марсом и Землей будет составлять 55 746 199 километров - наикратчай- шим за последние 73 тысячи лет!. Фобос ("Страх") и Деймос ("Ужас") - естественные спутники Марса. Фобос (размер ~27 км) - орбита 9400 км от центра Марса (период обращения 7 ч. 39 мин), Деймос (размер ~16 км ) орбита 23500 км (период обращения 30 ч.18 мин). Период вращения вокруг оси каждого из спутников совпадает с пе- риодом обращения вокруг Марса.
![]()
![]()
Фобос Деймос гора Олимп Гигантская долина Маринера глубиной до 6 км протянулась чуть южнее экватора более чем на 4000 км. Несколько гигантских потухших вулканов возвышаются на высоту до 9 - 26 км. Самый крупный - гора Олимп. Раньше на Марсе видимо была вода, текли полноводные реки ( высохшие русла которых видны на поверхности планеты ), а атмосфера была более плотной. Можно считать доказанным, что на Марсе был в больших количествах кислород, среди поверхностного грунта основ- ное количество составляют продукты выветривания из красно-бурых окислов железа с примесью железистых глин. Иными словами красный цвет Марса это ни что иное как ржавчина. Потеря атмо- сферы Марсом может быть связана с мощной и единовременной бомбардировке крупными метео- ритами, которые могли возникнуть после гравитационного разрыва третьего ( гипотетического ) спутника Марса - Танатос ("Смерть").. Фобос также уже вплотную подошел к так называемому пре- делу Роше - орбита, на которой гравитационные силы Марса разорвут его на куски и осыпят планету мощным метеорным дождём. По некоторым расчётам это может случится через 15 млн лет, но воз- можно человеку ещё удастся предотвратить эту катастрофу..
Размеры планет солнечной системы Марс![]()
Луна
О других планетах Солнечной системы читайте здесь - ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_система