Солнечная система | Планеты

Несколько столетий назад понятие Вселенной ассоциировалось у наших предков исключительно с Солнечной системой. Сегодня же мы знаем, что в масштабах галактики Солнечная система просто крохотная, а Вселенная фактически является необъятной и простирается так далеко, как мы можем даже представить себе.

Ученые буквально по крупицам собирают информацию про планеты: историю их происхождения и развития, выдвигают все более смелые гипотезы, организуют экспедиции и даже планируют через пару десятилетий построить первую колонию на Марсе.

Что такое Солнечная система

Солнечная система — комплекс больших и карликовых планет, спутников, астероидов и туманностей, расположенная в галактике Млечный путь. . Ее центром является звезда, известная нам, как Солнце.

Вокруг нее вращается 8 больших планет и их спутники, а также множество малых космических объектов (астероидов, карликовых планет, комет, космического мусора и пыли). Название планет связано с древнегреческой и древнеримской мифологией.

Возникновение

На сегодняшний день существует, как минимум, около десятка научных гипотез появления планет в Солнечной системе и собственно самой системы. Самой популярной среди них является небулярная концепция, предложенная немецким философом Кантом в 1755 году.

Ее основная идея заключается в том, что формирование нашей звездной происходило около 4,6 миллиардов лет назад из огромного газопылевого облака.

Согласно небулярной теории Солнце и планеты вокруг него образовались из водородного облака в результате его сильного гравитационного сжатия. Считается, что сама звезда сформировалась приблизительно за 10 миллионов лет.

Остальные объекты системы появились в течение нескольких сотен тысячелетий. Самыми последними образовались такие структуры, как планетарные спутники и астероиды.

видео: как появилась Солнечная система

Открытие и исследование Солнечной системы

Космос с древних времен манил человека своими тайнами и загадками. Еще во времена античности и скандинавских викингов мореплаватели знали, как расположены планеты на небосклоне и ориентировались на их ход во время своих странствий по морям и океанам.

Но об официальном открытии о начале исследования космоса научное сообщество заговорило только в семнадцатом столетии, во времена таких великих ученых, как Галилей, Ньютон и Кеплер. Именно они первыми выдвинули концепцию о том, что все планеты Солнечной системы имеют собственную орбиту, по которой происходит их вращение вокруг Солнца.

Революционным моментом в истории становления и развития астрономии стало создание Галилео Галилеем прообраза современных телескопов. В 1610 г. он первым отметил на карте звездного неба Юпитер. В дальнейшем были открыты и многие другие космические объекты, определен порядок планет и их количество.

Это интересно! За прошедшие столетия ответ на вопрос, сколько планет в нашей звездной системе неоднократно менялся и сегодня их число равняется 8.

Первые космические аппараты были запущены Советским Союзом в 1950 г, США — в 1960 г. В 1961 Юрий Гагарин стал первым человеком в мире, побывавшим на земной орбите, а спустя всего лишь несколько лет начались активные исследования Луны, Венеры и загадочной Красной планеты.

Так в 1977 году с помощью зондов «Вояджер-1» и «Вояджер-2» были получены уникальные фотоснимки с поверхности  Юпитера и Сатурна.

В 2006 г. в в далекие космические просторы отправилась исследовательская миссия «Новая Горизонты». За десять лет группа из нескольких аппаратов успешно преодолела расстояние в 5 миллиардов км и смогла приблизиться к Плутону на расстояние в 12 500 км. В 2020 году на Марсе высадился робот с ИИ, задачей которого являлся сбор образцов почвы и грунта планеты с целью поиска следов биологической активности.

Планеты в солнечной системе по порядку

Из-за недавнего изменения статуса Плутона многие любители-астрономы называют неправильное число планет, сколько их на самом деле? Восемь, девять, одиннадцать? Давайте разбирем планеты по порядку.

Первая планета от Солнца — Меркурий

Меркурий — первая планета от Солнца. Заметить ее на небосклоне сложно, но все же возможно. Она появляется рядом с Солнцем перед восходом или сразу после его захода.

Ученые относят Меркурий к земной группе, при этом он является самой маленькой и в тоже время самой быстро вращающейся по своей орбите планетой. Полный цикл  его вращения вокруг Солнца равняется 88 суткам. За этот период планета успевает только 1,5 раза повернуться вокруг собственной оси.

В числе интересных особенностей Меркурия астрономы также называют его нестабильная орбита. Как показывают последние исследования, для этой планеты характерно изменение скорости перемещения, удаленности от Солнца и положения в пространстве.

Большую часть Меркурия занимает плотное ядро, состоящее из железа. Поверх него находится относительно небольшой слой твердых пород, которые образуют поверхность космического тела. Атмосферы здесь практически нет, поэтому на планете царствуют серьезные перепады температур — от  -180 (на темной стороне) до +430 (с солнечной стороны) градусов по Цельсию.

Как и многие другие планеты солнечной системы Меркурий отличается сложным рельефом, образованным многочисленными кратерами. Многочисленные снимки показывают, что его поверхность усеяна большим количеством скал, протяженностью в тысячи километров и высотой до двух тысяч километров.

Вторая планета от Солнца — Венера

В планетарном ряду Венера занимает почетное второе место. Она также входит в список планет земной группы. Благодаря тому, что от Земли Венера расположена на относительно небольшом расстоянии, наши далекие предки наблюдали за ее неспешным движением еще во времена Древнего Рима и за это время успели достаточно неплохо изучить ее.

Примечательно, что первые астрофизики назвали планету сестрой-близнецом Земли, но после получения первых научных данных, эта точка зрения была пересмотрена.

Венера достаточно медленно поворачивается вокруг оси — сутки на ней продолжаются 243 земных дня. Она не имеет естественных спутников.  Из-за отсутствия осевого наклона здесь нет смены сезонов. Плотный атмосферный слой на 96,5% состоит из СО2, из-за чего на поверхности планеты действует парниковый эффект.

В 2006 году для изучения Венеры был направлен аппарат Венера-Экспресс. В 2013 году он вышел на ее орбиту. Его исследовательская миссия продолжалась несколько лет. За это время он сумел зафиксировать около тысячи вулканов и скальных образований протяженностью более 20 тысяч километров.

По мнению целого ряда авторитетных ученых, в прошлом на Венере существует несколько океанов, которые испарились из-за сильного роста температуры, вызванного ее столкновением с кометой.

Третья планета от Солнца — Земля

Земля — это единственная планета нашей солнечной системы, поверхность которой на 70% представлена водой. Оставшиеся 30% приходится на материки. Еще одной характерной особенностью Земли является наличие внутри нее мантии тектонических плит, перемещение которых приводит к серьезным изменениям местности и ландшафта.

Выраженный угол наклона оси обуславливает смену времен года на планете. Одни земные сутки равняются 23 часам, 56 минутам 4 секундам. На оборот вокруг Солнца уходит 365 суток 5 часов 48 минут 46 секунд.

У Земли имеется естественный спутник — Луна, который появляется на небосклоне с заходом Солнца. Образовалась планета примерно 4,54 млрд. лет назад. Появление сложных форм жизни  стало возможным благодаря атмосфере. Она состоит из нескольких слоев.

Доподлинно известно, что первоначально в состав земной атмосферы входили водород, метан, углекислый газ, водяной пар и аммиак. Но со временем они практически полностью улетучились в космос.

Четвертая планета от Солнца  — Марс

Первые известные истории наблюдения за красным небесным соседом велись еще в Египте в эпоху первых фараонов. Древние астрономы достаточно точно определяли расположение планеты между Юпитером и астероидным поясом, установили факт ее обратного движения.

По своему радиусу Марс в 2 раза меньше Земли, протяженность его экватора равняется 21433 км, а площадь — 144,37 млн. кв.м, что составляет 28,3% от площади земной поверхности.

На Марсе нет плотного слоя атмосферы из-за чего среднегодовые температура здесь держатся в диапазоне -50…-60 градусов по Цельсию.

Марс имеет два естественных спутника — Деймос и Фобос. Наши ученые уверены, что именно Красная планета является наиболее перспективной в плане освоения и дальнейшей колонизации. Однако, для строительства первых поселений исследователям придется столкнуться с такими проблемами, как высокий уровень радиации, недостаточный для человека уровень кислорода в атмосфере и сильные пылевые бури, сметающие все на своем пути.

Это важно! На Марсе находится самая высокая гора в солнечной системе планет — вулкан Олимп. Его высота — 27 км, что в 3 раза превышает высоту Эвереста.

Пятая планета от Солнца — Юпитер

Юпитер — пятая планета от Солнца и самый настоящий газовый гигант, являющийся самым большим объектом в нашей солнечной системе. За время своего существования он сумел обзавестись огромным количеством спутников.

В настоящее время их число равняется 79. Самыми известными среди них являются: Ио, Ганимед, Европа, Каллисто. Благодаря своим внушительным размерам Юпитер хорошо виден на небе.

Благодаря своим внушительным размерам Юпитер хорошо виден на небе. Во времена Античности он был известен, как Звезда Зевса.

Согласно имеющейся информации,  строение планеты включает атмосферу, несколько слоев плотных горных пород и скалистое ядро, погруженное в жидкий металлический водород. Ее магнитное поле по форме напоминает сплющенный у концов диск.

Вокруг солнца Юпитер вращается по овальной траектории. Полный оборот занимает 12 земных лет.

В 1979 году благодаря снимкам, полученным с зонда Вояджер-1 ученые обнаружили, что Юпитер имеет кольца, однако, разглядеть их можно лишь на небольшом расстоянии. Атмосфера планеты на 75% состоит из водорода, на 24% — из гелия. К сожалению получить сведения о составе грунта с поверхности газового гиганта не удается из-за невозможности посадить на него какое-либо оборудование.

Некоторые астрономы сравнивают Юпитер с миниатюрной версией солнечной системой. На нем бушуют штормовые ветра, скорость которых достигает 160 м/сек., а в верхних слоях атмосферы находятся аммиачные облака.

Шестая планета от Солнца  — Сатурн

Сатурн — шестая по счету планета от Солнца и второй по размерам объект в исследованной части Галактики (после Юпитера). Астрономы-любители узнают его по характерным, отлично различимым кольцам.

За последние года Сатурн был достаточно неплохо изучен учеными, в том числе благодаря многочисленным зондам и космическим аппаратам, направляемым к его орбите.

Так как Сатурн относится к категории газовых гигантов, для его поверхности характерна низкая плотность. Ее верхний слой представлен парообразным молекулярным водородом, насыщенным гелием. Далее находится скопление жидкого гелия, металлического водорода и неких летучих веществ, которые пока еще не известны земным ученым. В центре планеты расположено твердое, раскаленное ядро.

Атмосфера газового гиганта на 96% состоит из водорода и на 3% — из гелия. На поверхности Сатурна постоянно дуют мощные ветра скоростью до 500 м/сек. В сочетании с теплом, которое исходит из раскаленного ядра они формируют золотистые и желтые полосы, которые отчетливо видны из космоса.

Седьмая планета от Солнца — Уран

Уран считается седьмой планетой от Солнца, четвертой по весу и третьей по диаметру. Официально его открытие состоялось в 1781 году. Несмотря на то, что он отлично виден с Земли, на протяжении долгого времени ученые считали его сначала кометой, а затем потухшей звездой.

Свое название он получил в честь греческого бога и отца Сатурна. Полный виток своей оси Уран совершает за 17 часов 14 минут (земных). При этом на один оборот вокруг солнца ему нужно 84 года. Планета имеет выраженный осевой наклон, за счет чего на планете хорошо выражена смена сезонов.

В основе атмосферы Урана находятся гелий и водород, дополненные аммиаком и метаном. К слову сказать, именно благодаря последнему планета имеет хорошо заметное голубое сияние. Температура воздуха на поверхности небесного тела составляет — 224 градуса по Цельсию, что делает его самым холодным объектом в солнечной системе.

В экваториальных областях ветер дует в сторону, противоположную вращению планеты. По мере удаления от экватора скорость воздушных потоков возрастает, достигая в гигантских вихрях 900 км/ч.

Предполагается, что внутри Урана находится плотное скалистое ядро, окруженное мантией из аммиачного, метанового и водяного льда. Согласно актуальным сведениям планета имеет 13 газовых колец и 27 спутников, самый большой из которых носит красивое название Титания.

Восьмая планета от Солнца — Нептун

Если выстроить все планеты по порядку, в одну линию, то Нептун займет самое дальнее место от Солнца. Наравне с Ураном он входит входит в группу ледяных гигантов. Свое название небесное тело получило в честь бога моря и океанов за свой необычный ярко-синий оттенок.

Расстояние от Земли до Нептуна составляет примерно 4,3 млрд.км. Из-за такой удаленности увидеть планету невооруженным глазом невозможно, только в телескоп не менее, чем с 200-т кратным увеличением.

Орбита Нептуна представляет собой практически идеальный круг. Полный оборот вокруг звезды он совершает за 164 земных года. Также, как и другие планеты небесное тело вращается вокруг своей оси, имеющей угол наклона в 28,3 градуса. Это обуславливает существование на поверхности Нептуна сезонов, в течение которых достаточно сильно меняются погодные условия.

Верхние слои атмосферы планеты образованы водородно-гелиевой смесью, нижние слои состоят из многочисленных сероводородных и аммиачных облаков. Ледяная поверхность по своему составу схожа с урановой. Ее основные компоненты — аммиак и метан, которые находятся в жидком состоянии.

То есть льдом поверхность Нептуна названа весьма условно, так как фактически он представляет собой огромный кипящий океан, в недрах которого скрывается ядро температурой +5500 градусов Цельсия.

У Нептуна 5 колец и 14 спутников. Самый большой из них — Тритон, имеет сферическую форму.

Сравнительная таблица планет Солнечной системы

Типы планет Солнечной системы

В состав нашей с вами Солнечной системы помимо восьми основных планет, которые мы уже рассмотрели выше, входит пять карликовых планет. В зависимости от физических свойств все планеты делятся на небесные тела земной группы и “газовые гиганты”.

Земные планеты Солнечной системы

Сравнение планет позволило ученым выделить несколько основных групп небесных тел. В частности, космические объекты, которые не только внешне, но и по своему строению напоминают Землю, были объединены в отдельную категорию, получившую название планет “земной”.

К небесной группе небесных тел относятся: Земля, Марс, Венера и Меркурий. Прежде всего, их схожесть заключается в строении: твердое ядро — мантия — литосфера. Наличие общих черт обусловлено идентичными условиями и сроками образования.

Внутренние химические и механические процессы способствовали образованию внешне идентичного рельефа в виде гор, вулканов, каньонов и кратеров.

Итак, главные признаки земных планет:

• имеют твердую оболочку, над поверхностью которой находится атмосфера
• небольшое количество спутников или даже их полное отсутствие;
• нет газовых колец (как, например, у Сатурна);
• внутри каждой земной планеты имеется металлическое ядро, окруженное мантией.

Существует гипотеза, что планеты земной группы появились сразу после Солнца. Первоначально они представляли собой скопления разрозненных пылинок, которые со временем притягивались друг к другу, формируя один большой объект.

Планеты Солнечной системы — газовые гиганты

Термином газовый гигант астрофизики обозначают небесные тела, состоящие из гелия и водорода. Впервые это назначение было использовано в 1953 году, писателем — фантастом, Джеймсом Блишем.

К этой категории космических объектов относятся: Нептун, Уран, Юпитер и Сатурн. Все они отличаются достаточно серьезными объемами и сравнительно небольшой плотностью.

По своему составу газовые гиганты состоит из: гелия, метана, водорода, аммиака и других легких, летучих веществ. К другим характерным признаком планет группы относятся:

• из-за роста давления вблизи поверхности планеты атмосфера переходит в жидкое состояние;
• фактически отсутствует четкая граница между атмосферой и океаном;
• внутри планеты находится твердое ядро, раскаленное до экстремально высоких температур;
• у газовых гигантов имеется большое количество спутников, размеры которых превышают некоторые карликовые планеты;
• наличие колец, которые лучше всего заметны у Сатурна.

Огромные газовые небесные тела имеют атмосферу, в которой властвуют штормовые ветра, скорость которых достигает 500-900 метров в секунду. В среднем массы планет солнечной системы (этих гигантов) составляет не более одной тысячной от их размеров.

Карликовые планеты Солнечной системы

Международный союз астрономов трактует термин «карликовые планеты» следующим образом: сферической формы, перемещающиеся с различной скоростью вокруг Солнца.

Их «карликовость» обусловлена небольшой массой, полным или частичным отсутствием гравитации.

К специфическим свойствами карликовых планет относят:

• наличие четкой орбиты, по которой карлики движутся вокруг Солнца;
• небольшая масса, за счет которой сохраняется их характерная форма;
• они не являются спутниками других планет;
• из-за отсутствия гравитации с их орбиты и поверхности не удаляется космический мусор.

Сегодня в список карликовых планет входят: Хаумеа, Эрида, Макемаке, Плутон, Церера. Но многие ученые уверены, что это только в теории — на самом деле их гораздо больше.

Установить доподлинно так это или нет сложно, так как большинство планетарных карликов находятся на значительном удалении от Солнца, в поясе Койпера и лишь Церера «спряталась» в астероидном поясе недалеко от Юпитера.

Карликовые планеты

Появление инновационного оборудования и постоянный запуск космических аппаратов позволили собрать немало информации о карликовых планетах.

Плутон

Плутон — крупнейший объект в поясе Койпера. Его открытие состоялась в далеком 1930 год и первоначально он получил статус планеты, который сохранял за собой вплоть до начала XX века. Но, из-за своих небольших размеров и минимальных значений гравитации, не способной очищать орбиту от многочисленных астероидов и мусора был “разжалован” в “карлики”.

Поверхность Плутона образована из горных пород метанового и азотного льда. В его оболочке также присутствует большое количество углеводородных примесей, за счет которых она приобретает выраженный коричневый оттенок.

Атмосфера планета разряжена и фактически состоит из метано-углеводородных испарений.

Траектория движения “карлика” по орбите напоминает вытянутый на полюсах эллипсом.

Ученые насчитывают у Плутона пять спутников,  названия которых связано с мифологическими существами, которые по древнеримским легендам обитают в царстве мертвых: Стикс, Гидра, Харон и т.д.

Церера

Церера — единственный планетарный карлик, который находится за пределами пояса Койпера. По своим размерам и весу он находится на последнем, пятом месте среди других небесных тел своей группы. Церера также известна тем, что ее открытие состоялось раньше всех остальных объектов группы — в 1801 году. Свое название объект получил в честь римской богини плодородия.

Поверхность Цереры образована глинистыми породами с небольшим количеством льда. Под твердой оболочкой находится ледяная мантия, которая окружает твердое каменное ядро. Атмосфера объекта образована разряженным водяным паром. Собственных спутников у него нет.

Макемаке

Макемаке была открыта практически одновременно со своей «соседкой» Эридой. Названа планета в честь богини плодородия с острова Пасхи.

Значительное расстояние от Макемаке до Земли и Солнца обусловили ее малую изученность. Несмотря на все старания исследователей, они вплоть до настоящего времени не смогли доподлинно установить ее массу и размеры.

Согласно одной из версий, Макемаке находится на четвертом место среди карликов по размерам и пятое — по весу. Она не имеет постоянной атмосферы.

Ее оболочка состоит преимущественно из испаряющихся углеводородов, а поверхность образована метановым льдом. Десять лет назад NASA смогли обнаружить крошечный спутник этого карлика.

Эрида

Свое название Эрида получила в честь античной богини раздора. Этот весьма интересный с точки зрения астрономии планетарный карлик был открыт в 2005 г. Для этого исследователям из США пришлось изучить и сравнить миллионы фотографий Койпера, сделанные за 50 лет.

Эрида «прячется» в самой отдаленной части галактики. Сама планета состоит исключительно из углеводородного льда. Испаряясь, он образует нестабильную газовую оболочку. На сегодняшний день Эрида является самым «тяжелым» карликом, а по размерам ее обходит лишь Плутон.

Хаумеа

Последним, пятым “карликом” стала Хаумеа, открытие которой также состоялось чуть более пятнадцати лет назад, в 2005 году. От остальных космических объектов группы ее отличает стремительная скорость осевого вращения и достаточно специфическая вытянутая форма, схожая с куриным яйцом.

Именно из-за особенностей формы поперечные и продольные размеры карлика серьезно различаются. По диаметру экватора объект сопоставим с Плутоном, а поперек — он меньше его более, чем в два раза.

Уникальностью особенностью Хаумеа является наличие у нее сразу нескольких газовых колец и спутников, образовавшихся в результате ее столкновения в прошлом с астероидом, в разы превосходящим Хаумеа по размерам. На движение объекта по орбите оказывает значительное влияние гравитация от расположенного поблизости Нептуна.

В силу значительной удаленности от жаркого Солнца Хаумеа образована преимущественно из льда с незначительными примесями углеводородов и различных минералов. Собственной атмосферы у “карлика” нет.

Существует ли девятая планета

После того, как Плутон был “понижен” до статуса карликовой планеты, в составе Солнечной системы официально осталось только 8 планет. Но вполне вероятно, что в самое ближайшее время их список вновь увеличится до 9.

Дело в том, что недавно учеными было обнаружено весьма странное явление за орбитой Нептуна. Речь идет о неизвестных ранее космических объектах, движущихся по своим орбитам. Основываясь на результатах наблюдений астрономы предположили, что движение этих таинственных космических объектов может быть вызвано планетой, чьи размеры в разы превосходят габариты Нептуна.

По одной из гипотез, так называемая девятая планета- это ничто иное, как хаотичное скопление комет, космического мусора, астероидов и иных объектов. Пока же, согласно последним данным, за пределами Нептуна и его спутников нет никаких неизвестных науке космических тел или же их размеры настолько малы, что ни о какой новой планете не может идти и речи. Как обстоит ситуация на самом деле, покажет лишь время.

Видео: Путешествие по планетам солнечной системы