Солнечная система

Солнечная система — планетная система, включающая в себя центральную звезду - Солнце - и все естественные космические объекты, вращающиеся вокруг неё. Основная доля массы Солнечной системы сосредоточена в Солнце – 99, 8%. Именно поэтому Солнце удерживает гравитацией все объекты Солнечной системы.

Все объекты Солнечной системы официально делят на три категории: планеты, карликовые планеты и малые тела Солнечной системы.

Планета — любое тело на орбите вокруг Солнца, оказавшееся достаточно массивным, чтобы приобрести сферическую форму, но недостаточно массивным для начала термоядерного синтеза, и сумевшее очистить окрестности своей орбиты от малых тел. Согласно этому определению в Солнечной системе имеется восемь известных планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Четыре меньшие внутренние планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс, также называемые планетами земной группы, состоят в основном из силикатов и металлов. Четыре внешние планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, также называемые газовыми гигантами, в значительной степени состоят из водорода и гелия и намного массивнее, чем планеты земной группы. Плутон не соответствует этому определению, поскольку не очистил свою орбиту от окружающих объектов пояса Койпера, поэтому 24 августа 2006 года Международный астрономический союз (МАС) официально лишил Плутон статуса планеты.

Карликовая планета — небесное тело, обращающееся по орбите вокруг Солнца, которое достаточно массивно, чтобы под действием собственных сил гравитации поддерживать близкую к округлой форму, но которое не очистило пространство своей орбиты от малых тел и не является спутником планеты. По этому определению у Солнечной системы имеется пять признанных карликовых планет: Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида.

В Солнечной системе имеются две области, заполненные малыми телами. Пояс астероидов, находящийся между Марсом и Юпитером, сходен по составу с планетами земной группы, поскольку состоит из силикатов и металлов. Крупнейшими объектами пояса астероидов являются Церера, Паллада и Юнона.

Пояс Койпера - область Солнечной системы от орбиты Нептуна (30 а. е. от Солнца) до расстояния около 55 а. е от Солнца. Хотя пояс Койпера похож на пояс астероидов, он примерно в 20 раз шире и в 20-200 раз массивнее последнего. Как и пояс астероидов, он состоит в основном из малых тел, то есть материала, оставшегося после формирования Солнечной системы. В отличие от объектов пояса астероидов, которые в основном состоят из горных пород и металлов, объекты пояса Койпера состоят главным образом из летучих веществ (называемых льдами), таких как метан, аммиак и вода. В этой области ближнего космоса находятся по крайней мере три карликовые планеты: Плутон, Хаумеа и Макемаке.

Большинство крупных объектов, обращающихся вокруг Солнца, движутся практически в одной плоскости, называемой плоскостью эклиптики. Все планеты и большинство других объектов обращаются вокруг Солнца в одном направлении с вращением Солнца (против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Солнца). Есть исключения, такие как комета Галлея. Самой большой угловой скоростью обладает Меркурий — он успевает совершить полный оборот вокруг Солнца всего за 88 земных суток. А для самой удалённой планеты — Нептуна — период обращения составляет 165 земных лет.

Большая часть планет вращается вокруг своей оси в ту же сторону, что и обращается вокруг Солнца. Исключения составляют Венера и Уран, причём Уран вращается практически «лёжа на боку» (наклон оси около 90°). Орбиты объектов вокруг Солнца описываются законами Кеплера. Согласно им, каждый объект обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. У более близких к Солнцу объектов больше угловая скорость вращения, поэтому короче период обращения (год). На эллиптической орбите расстояние объекта от Солнца изменяется в течение его года. Ближайшая к Солнцу точка орбиты объекта называется перигелий, наиболее удалённая - афелий. Каждый объект движется наиболее быстро в своём перигелии и наиболее медленно в афелии. Орбиты планет близки к кругу, но многие кометы, астероиды и объекты пояса Койпера имеют сильно вытянутые эллиптические орбиты.

Солнечная Система движется сквозь галактику Млечный Путь по круговой орбите на расстоянии примерно 30 000 световых лет от галактического центра со скоростью 254 км/с. Период обращения вокруг центра галактики, так называемый галактический год, составляет для Солнечной Системы примерно 200 миллионов лет.

Табл. 1 Сравнительная таблица основных параметров планет

Планета Меркурий

Меркурий (0, 4 а. е. от Солнца) является ближайшей планетой к Солнцу и наименьшей планетой системы (0, 055 массы Земли). У Меркурия нет спутников, а его единственными известными геологическими особенностями, помимо ударных кратеров, являются многочисленные зубчатые откосы, простирающихся на сотни километров — эскарпы, возникшие, вероятно, во время приливных деформаций на раннем этапе истории планеты. Меркурий имеет крайне разреженную атмосферу, она состоит из атомов, «выбитых» с поверхности планеты солнечным ветром. Относительно большое железное ядро Меркурия и его тонкая кора ещё не получили удовлетворительного объяснения. Имеется гипотеза, предполагающая, что внешние слои планеты, состоящие из лёгких элементов, были сорваны в результате гигантского столкновения, которое уменьшило размеры планеты, а также предотвратило полное поглощение Меркурия молодым Солнцем.

• Масса: 3, 3*10²³ кг. (0, 055 массы Земли);
• Диаметр экватора: 4870 км. (0, 38 диаметра экватора Земли);
• Плотность: 5, 43 г/см³
• Температура поверхности: максимум 480°С, минимум -180°С
• Период вращения относительно звёзд: 58, 65 земных суток
• Расстояние от Солнца (среднее): 0, 38 а.е., то есть 58 млн. км
• Период обращения по орбите (год): 88 земных суток
• Период обращения вокруг собственной оси (сутки): 176 земных суток
• Наклон орбиты к эклиптике: 7°
• Эксцентриситет орбиты: 0, 206
• Средняя скорость движения по орбите: 47, 9 км/с
• Ускорение свободного падения: 3, 72 м/с²

Планета Венера

Венера близка по размеру к Земле (0, 815 земной массы) и, как и Земля, имеет толстую силикатную оболочку вокруг железного ядра и атмосферу. Имеются также свидетельства её внутренней геологической активности. Однако количество воды на Венере гораздо меньше земного, а её атмосфера в девяносто раз плотнее. У Венеры нет спутников. Это самая горячая планета, температура её поверхности превышает 400 °C. Наиболее вероятной причиной столь высокой температуры является парниковый эффект, возникающий из-за плотной атмосферы, богатой углекислым газом. Не было обнаружено никаких однозначных свидетельств геологической деятельности на Венере, но, так как у неё нет магнитного поля, которое предотвратило бы истощение её существенной атмосферы, это позволяет допустить, что её атмосфера регулярно пополняется вулканическими извержениями.

Венера подходит к Земле ближе любой другой планеты и представляет собой самый яркий небесный объект (если не считать Солнца и Луны). Свет Венеры столь ярок, что если на небе нет ни Солнца, ни Луны, он заставляет предметы отбрасывать тени. Расположенная ближе к Солнцу, чем наша планета, Венера получает от него в два с лишним раза больше света и тепла, чем Земля. Тем не менее с теневой стороны на Венере господствует мороз более 20 градусов ниже нуля, так как сюда не попадают солнечные лучи в течении очень долгого времени. Поверхность Венеры постоянно закрыта плотными слоями облаков, из-за которых в видимом свете поверхностных деталей почти не видно.

• Масса: 4, 87*10²⁴ кг. (0, 815 массы Земли);
• Диаметр экватора: 12102 км. (0, 949 диаметра экватора Земли);
• Плотность: 5, 25 г/см³
• Температура поверхности: максимум 480°С
• Период вращения относительно звёзд: 243 земных суток
• Расстояние от Солнца (среднее): 0, 72 a.e., то есть 108 млн. км
• Период обращения по орбите (год): 224, 7 земных суток
• Период обращения вокруг собственной оси (не равно суткам, сутки на Венере - 116, 8 земных суток): 243, 02 земных суток
• Наклон орбиты к эклиптике: 3.39°
• Эксцентриситет орбиты: 0, 0068
• Средняя скорость движения по орбите: 35 км/с
• Ускорение свободного падения: 8, 87 м/с²

Планета Земля

Земля является крупнейшей и самой плотной из внутренних планет. Вопрос о наличии жизни где-либо, кроме Земли, остаётся открытым. Однако среди планет земной группы Земля является уникальной (прежде всего - гидросферой). Атмосфера Земли радикально отличается от атмосфер других планет - она содержит свободный кислород. У Земли есть один естественный спутник - Луна, единственный большой спутник планет земной группы Солнечной системы. По современным космогоническим представлениям Земля образовалась примерно 4, 566 миллиарда лет (плюс-минус несколько миллионов лет) тому назад из газопылевого облака, в котором зародилось Солнце.

• Масса: 5, 974*10²⁴ кг.
• Диаметр экватора: 12 756 км.
• Плотность: 5, 515 г/см³
• Температура поверхности: максимум +70°С минимум -85°С
• Расстояние от Солнца (среднее): 1 a.e., то есть 149, 6 млн. км
• Период обращения по орбите (год): 365, 256 земных суток
• Период обращения вокруг собственной оси относительно звезд: 23ч.56 м.4, 1 с.
• Наклон орбиты к эклиптике: 23°27'
• Эксцентриситет орбиты: 0, 017
• Средняя скорость движения по орбите: 29, 77 км/с
• Ускорение свободного падения: 9.78 м/с²

Планета Марс

Марс меньше Земли и Венеры (0, 107 массы Земли). Он обладает атмосферой, состоящей главным образом из углекислого газа, с поверхностным давлением 6, 1 мбар (0, 6 % от земного). На его поверхности есть вулканы, самый большой из которых, Олимп, превышает размерами все земные вулканы, достигая высоты 21.2 км. Рифтовые впадины наряду с вулканами свидетельствуют о прошлой геологической активности, которая, по современным данным, окончилась около 2 млн. лет назад. Красный цвет поверхности Марса вызван большим количеством оксида железа в его грунте. У планеты есть два спутника - Фобос и Деймос. Предполагается, что они являются захваченными астероидами.

• Масса: 6, 4*10²³ кг. (0, 107 массы Земли);
• Диаметр экватора: 6794 км. (0, 53 диаметра экватора Земли);
• Плотность: 3, 94 г/см³
• Температура поверхности: -23°С на большей части поверхности, -150°С на полюсах, 0°С на экваторе.
• Расстояние от Солнца (среднее): 1, 52 а.е., то есть 228 млн. км
• Период обращения по орбите (год): 687 земных суток
• Период обращения вокруг собственной оси (сутки): 24, 6229 часа
• Наклон орбиты к эклиптике: 1°51'
• Эксцентриситет орбиты: 0, 093
• Средняя скорость движения по орбите: 24, 1 км/с
• Ускорение свободного падения: 3, 72 м/с²