Солнечная система по порядку

Расположение Солнечной системы в галактике

Солнечная система является частью спиральной галактики . По подсчетам ее диаметр составляет более 100 тыс. световых лет. Внутри галактики находятся более двухсот миллиардов звезд.

1. Научно доказано, что самая близкорасположенная к Солнцу система — это тройная звездная система Альфа Центавра. Удаленность от нашей звезды составляет 4,36 световых лет.
2. Вторые ближайшие звезды — это красные карлики Барнарда на расстоянии 6 световых лет, Вольф 359 в пределах 7,8 световых лет и Лаланд 21185 не далее 8,4 световых лет.
3. Ученые утверждают, что самая близкая звезда со схожими характеристиками — это Тау Кита. Она находится на расстоянии 13 световых лет от Солнца.

Местонахождение Солнечной системы в галактике Млечный путь

Благодаря удачному местоположению Солнечной системы в галактическом пространстве на Земле возможно существование жизни. А спиральное движение обеспечивает продолжительные периоды стабильности земной орбиты.

Облако Оорта и кометы — гипотезы, исследования, факты

Нептун совершил только один оборот вокруг Солнца с момента своего открытия

Нептун — самая удаленная планета Солнечной системы. Ее открыли в 1846 году. Это была первая планета, обнаруженная с помощью математики: астрономы заметили, что Уран отклонился от рассчитанной орбиты, что позволило им предположить существование другой планеты, а затем найти ее. Запомните этот факт: он понадобится вам, чтобы пройти наш квиз «Первые в космосе».

Какая планета была впервые открыта с помощью математики? Пройдите этот тест, чтобы узнать об основных вехах в истории астрономии!

Нептун находится так далеко, что его можно увидеть только с помощью оптических приборов. Поскольку он расположен дальше всех от Солнца, у него также самый длинный орбитальный период: год на Нептуне длится 164,8 земных года. Вот почему со времени открытия он успел совершить всего один оборот вокруг Солнца (это было в 2011 году).

Планеты земного типа

Наиболее близкие к Солнцу, — так называемые планеты земного типа: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Несмотря на то, что у них сходный железно-каменный состав, эти планеты сильно отличаются друг от друга.

Меркурий — неуловимый «полустанок»

Меркурий очень маленький, у него нет атмосферы, в этом смысле он вообще очень похож на Луну. Подсолнечная сторона Меркурия нагрета до очень высокой температуры, а ночная сторона из-за отсутствия атмосферы охлаждается до очень низких температур.

Меркурий

(Фото: NASA)

Несмотря на то, что Меркурий близко находится к Земле, эта планета мало изучена, потому что лететь к ней очень трудно. Земля со скоростью 30 км/с вращается вокруг Солнца. Получается, будто вы мчитесь на скоростном поезде, а Меркурий — это маленький полустанок, на котором вы не можете сойти: вы его видите, он близко, но поезд несется. Нужно предпринять какие-то специальные усилия, чтобы на нем выскочить. Например, слететь с поезда с ракетным ранцем и отрулить на этот полустанок — использовать очень мощные средства.

Футурология

Усыпанная алмазами планета: чем уникален Меркурий

Венера — подающая надежды

Следующая планета от Солнца — Венера. Мы знаем, что у нее есть атмосфера. Впервые ее обнаружил еще Михаил Ломоносов во время очень редкого события — прохождения Венеры по диску Солнца. Так что люди уже довольно давно могли фантазировать о том, что на Венере может быть жизнь. Но на Венере слишком жарко, и атмосфера состоит вовсе не из того, чего хотелось бы земным живым существам. Так что, по всей видимости, жизни на Венере нет.

Венера

(Фото: Shutterstock)

Но чуть больше года назад одна из групп наблюдателей обнаружила в атмосфере Венеры фосфин. Молекула фосфина включает в себя фосфор, а он, в свою очередь, участвует в биологических процессах. Точный ответ дадут только прямые измерения в атмосфере Венеры. Это очень интересно, потому что в течение долгого времени Венера была вычеркнута из списка потенциально обитаемых объектов Солнечной системы.

Футурология

Ученые опровергли возможность жизни на Венере в известной нам форме

Марс — потерявший атмосферу

В свое время Марс был кандидатом номер один в обитаемые объекты Солнечной системы. Он гораздо меньше Земли: по массе Марс в десять раз уступает нашей планете. У него есть атмосфера, но она очень разреженная. Именно поэтому на поверхность Марса так трудно спускать аппараты.

Несмотря на то, что сейчас мы получаем отрицательные результаты насчет обитаемости Марса, сохраняется очень интересная возможность: Марс мог быть обитаемым в прошлом. Есть очень надежные данные о том, что климат Марса миллиарды лет назад был совсем другим. Это была короткая эпоха, что может являться хорошим аргументом против существования жизни, ведь для ее появления нужно долгое время. Но, тем не менее, эта короткая эпоха все-таки исчислялась сотнями миллионов лет. И в эту эпоху могла зародиться жизнь. Потом Марс потерял значительную часть своей атмосферы, климат сильно изменился. У планеты нет сильного магнитного поля, которое защищало бы ее от солнечного ветра. Так поток частиц от Солнца потихоньку снес атмосферу.

Марс

(Фото: NASA)

Но, если жизнь успела появиться и, например, ушла на большую глубину, тогда она могла сохраниться до настоящего времени. Но мы пока не умеем проводить глубокое бурение на Марсе. Это просто очень дорого. Кроме того, можно сосредоточиться на более простых задачах. Например, на поиске подземных озер в пещерах Марса. Но для этого нужно создать новое поколение марсоходов, которые смогут залезать туда, искать, проводить исследования и вылезать наружу.

Футурология

Год на Марсе: что успел сделать ровер Perseverance

Строение Солнечной системы

Строение и состав Солнечной системы выглядит так:

• Центральное место занимает Солнце. Оно состоит из водорода и
  гелия. Температура поверхности превышает отметку, 6000°С.
• 99,86% массы системы приходится на светило.
• Солнце относится к разряду желтых карликовых звёзд по принятой
  учеными звездной классификации.
• Вокруг звезды вращаются 8 открытых планет, которые делятся на 2
  группы: планеты земного типа и газовые гиганты.

Восемь планет разделены на две группы:

1. Планеты земной группы. Сюда входят Венера, Земля, Меркурий и Марс. Они обладают каменистой структурой и расположены вблизи от Солнца.
2. Планеты гиганты. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Это крупные небесные тела, которые состоят из газов. У них есть кольца из ледяной пыли скалистых элементов.

Как появилось скопление Оорта

Сегодня ученые уверены, что облако Оорта образовалось из газопылевой туманности, из которой позже сформировались планеты и другие тела нашей системы. Это произошло примерно 4,5 млрд лет тому назад. Причем первоначально объекты скопления располагались гораздо ближе к Солнцу, но позже они были «выброшены» на дальние орбиты мощной гравитацией планет-гигантов.

Облако Оорта представляет собой скопление из миллиардов ледяных и каменных объектов

Масса скопления достигла своего максимума приблизительно через 800 млн лет после появления. Согласно некоторым моделям, одним из главных «поставщиков» материала для него служил рассеянный диск. Наличие этого скопления прекрасно сочетается с гипотезой о формировании нашей системы, как части единого звездного кластера, состоящего из 200—400 звёзд. Вероятно, они сыграли существенную роль в образовании облака Оорта: звёзды тогда к Солнечной системе приближались гораздо чаще, чем сегодня.

Место Земли в Солнечной системе

Более удачного положения, чем то, что занимает Земля, придумать невозможно. Участок нашей Галактики довольно спокойный. Солнце обеспечивает постоянное, равномерное свечение. Оно выделяет ровно столько тепла, излучения и энергии, сколько требуется для зарождения и развития жизни.

Саму же Землю словно продумали заранее:

• Идеальный состав атмосферы, и геологическое строение.
• Нужный фон радиации и температурный режим.
• Наличие воды с её удивительными свойствами.

Присутствие Луны, именно такой массы и на таком расстоянии, как это требуется. Есть ещё очень много совпадений, имеющих решающее значение для благоприятной жизни на планете. И нарушение практически любого из них сделало бы маловероятным возникновение и существование жизни.

Формирование и эволюция Солнечной системы

Солнечная система начала образовываться более 4.5 миллиардов лет назад. Сейчас мы живём в благополучное время. Солнце уже прожило половину своей жизни, гравитация у каждого атмосферного тела более стабильна, чем в начале, все планеты сформировались.

Движение объектов

Как уже говорилось, астероиды, космический мусор и другие атмосферные тела стабилизировались. Поэтому нашей планете, в ближайшее время, ничего не угрожает.

Планеты также спокойно вращаются вокруг центра Солнечной системы, нашего самого яркого светила. Полный оборот у каждой планеты отличается по времени, но каждый такой же, как предыдущий. Самый длинный оборот у Плутона, как у самой дальней планеты от Солнца. Он составляет 247.7 земных лет, согласитесь, это не мало.

У Венеры и Урана ретроградное движение, то есть они движутся в противоположном направлении, в отличии от Солнца и других планет.

Устойчивость

Долгие века человечество пыталось вычислить, насколько устойчивая Солнечная система, сколько ещё она «проживёт». Математики и физики пытались упростить эту задачу, но чем больше они углублялись в эту тему, тем больше у них возникало вопросов.

Но благодаря знаниям об образовании Солнечной системы. Ведь ничего не берётся из ниоткуда, и по примерным расчётам учёные вычислили что Солнце уже прожило пол жизни.

Это значит, что можно не переживать по поводу разрушения всей планетной системы, которая не сможет без своего светила. У нашего светила ещё есть как минимум 4.5 миллиардов лет.

Расположение в галактике

Наша Солнечная система находится в галактике спиральной формы Млечный Путь. Каждая звезда, которую вы можете увидеть невооружённым взглядом, находится в ещё одной системе. Многие из них также составляют тот самый Млечной Путь на небе, то есть скопление звёзд.

Какую массу имеет Облако Оорта?

Популярная и всем известная комета Галлея – короткопериодическая комета. Один оборот вокруг Солнца она делает за 72 года. Но, возможно, изначально это была долгопериодическая комета. В этом случае она должна быть родом из облака Оорта. Если мы предположим, что комета Галлея является типичным объектом, который мы можем найти во внешней части Облака Оорта, то можно предположить, что масса облака составляет 3 x 10 25 кг. То есть в 5 раз больше массы Земли. Если предположить, что комета Галлея – это типичный объект облака. Что, конечно же лишь допущение.

После анализа состава комет, которые наблюдались в последнее время, ученые сделали вывод, что большинство объектов Облака Оорта состоят в основном из летучих соединений. Это вода, метан, этан, окись углерода, синильная кислота и аммиак. Также в космосе наблюдались некоторые астероиды, которые тоже в теории могли прибыть из этого региона. Возможно, что астероиды составляют 1 или 2% от общего количества объектов, присутствующих в облаке.

Что касается массы внутреннего диска Облака Оорта, то таких оценок пока нет. Вполне возможно, что этот регион является остатком протопланетного диска, из которого 4,6 миллиарда лет назад родилась Солнечная система. Не исключено, что находящиеся в нем объекты изначально были намного ближе к нашей звезде. И гравитационное взаимодействие с планетами-гигантами привело к тому, что они были выброшены на свои текущие орбиты. Которые гораздо более далекие и более эллиптические.

Самая тяжелая звезда

Первое место на пьедестале самых массивных звезд Вселенной занимает R136a1, расположенная в туманности Тарантул. Эта область плазмы находится в галактике Большое Магелланово Облако, удаленной от Млечного пути на 163 тысячи световых лет.

R136a1

R136a1 была открыта британский астрономом Полом Кроутером и его исследовательской группой в 2010 году. При изучении скопления RMC 136a они обнаружили объект невероятно больших размеров. Светило оказалось наиболее крупным в данном формировании, да и во всей наблюдаемой Вселенной.

Характеристики звездного исполина

R136a1 является голубым гипергигантом. Это редкий разряд звезд, обладающих самыми большими размерами, массой и яркостью, но имеющих короткий срок жизни.

Масса звездного великана превышает солнечную в 315 раз. Это одна из загадок для ученых, т.к. ранее считалось, что ни одно светило не может иметь массу больше 150 масс Солнца. Но это правило действует для первичных небесных светил, образованных из гелиево-водородных облаков. R136a1, скорее всего, сформировалась путем слияния нескольких больших объектов.

Радиус этой звезды равен 36 солнечным, а по яркости она превосходит Солнце почти в 9 млн. раз. Из-за своих размеров гипергигант выбрасывает очень мощные потоки ионов, схожих с солнечным ветром. Это делает невозможным существование жизни на телах вблизи нее.

Продолжительность жизни R136a1, как и других светил с массой  от 150 солнечных, довольна коротка. После истощений запаса водорода в ядре эти космические объекты взрываются, образуя гиперновые. Мощность такого взрыва превышает мощность сверхновой более чем в 10 раз. При этом образуются огромные всплески гамма-излучения. Считается, что именно взрыв одной из таких гиперновых вблизи Солнечной системы обусловил вымирание жизни на Земле около 450 млн. лет назад. «Смерть» самой тяжелой звезды по Вселенной, по расчетам астрономов, не принесет какого-либо вреда нашей планете.

Земной год

Вокруг Солнца наша планета движется на скорости около 30 км/с и период полного её оборота равняется одному году (длина орбиты составляет более 930 млн. км). В точке, где солнечный диск находится ближе всех к Земле, нашу планету от звезды отделяет 147 млн. км, а в наиболее удалённой точке – 152 млн. км.

Происходит это из-за того, что угол отклонения оси Земли от перпендикуляра к плоскости орбиты составляет около 23,5 градусов, а поскольку наша планета вращается вокруг Солнца, лучи Солнца ежедневно и ежечасно (не считая экватора, где день равен ночи) меняют угол своего падения в одной и той же точке.

Летом в северном полушарии наша планета наклонена в сторону Светила, а потому лучи Солнца освещают земную поверхность максимально интенсивно. А вот зимой, поскольку путь солнечного диска по небу проходит очень низко, луч Солнца падает на нашу планету под более крутым углом, а потому земля прогревается слабо.

Средняя температура устанавливается, когда наступает осень или весна и Солнце расположено на одинаковом расстоянии по отношению к полюсам. В это время ночи и дни имеют приблизительно одинаковую продолжительность – и на Земле создаются климатические условия, являющие собой переходной этап между зимой и летом.

Поэтому, когда наступает весна, то Солнце приближается ко дню весеннего равноденствия, продолжительность дня и ночи становится одинаковой. Летом, 21 июня, в день летнего солнцестояния, солнечный диск достигает наивысшей точки над горизонтом.

Какие звезды называют маяками Вселенной

Что интересно, не все светила носят такое название, а лишь цефеиды. Они обладают мощным излучением, которое в несколько тысяч раз больше солнечного.Цефеиды — отдельный класс, представляющий небесные звезды с высокой светимостью. Причем это пульсирующие переменные, сверхгигантские светила. Среди переменных объектов у цефеид хорошо изучили зависимость между периодом и светимостью. Что, соответственно, позволяет использовать их как стандартные свечи. Другими словами по ним определяют расстояния до космических объектов, в том числе самых отдалённых. Так, к примеру, астрономы устанавливают расстояние до других галактик.Собственно говоря, именно поэтому цефеиды называют маяками Вселенной.

Понимание Солнечной системы

Последовательность планет рядом с нами.

За малым исключением, до эпохи современной астрономии лишь немногие люди или цивилизации понимали, что такое Солнечная система. Подавляющее большинство астрономических систем постулировало, что Земля — неподвижный объект, вокруг которого вращаются все известные небесные объекты. Кроме того, она существенно отличалась от других звездных объектов, которые считались эфирными или божественными по своей природе.

Хотя во времена античного и средневекового периода были некоторые греческие, арабские и азиатские астрономы, которые верили, что Вселенная гелиоцентрична (то есть что Земля и другие тела вращаются вокруг Солнца), только когда Николай Коперник разработал математическую предиктивную модель гелиоцентрической системы в 16 веке, эта идея получила широкое распространение.

Галилей (1564 – 1642) частенько показывал людям, как пользоваться телескопом и наблюдать за небом на площади Сан-Марко в Венеции. Учтите, в те времена не было адаптивной оптики.

В течение 17 века ученые вроде Галилео Галилея, Иоганна Кеплера и Исаака Ньютона разработали понимание физики, которое постепенно привело к принятию того, что Земля вращается вокруг Солнца. Развитие теорий вроде гравитации также привело к осознанию того, что другие планеты подчиняются тем же физическим законам, что и Земля.

Широкое распространение телескопов также привело к революции в астрономии. После открытия Галилеем спутников Юпитера в 1610 году, Кристиан Гюйгенс обнаружил, что и Сатурн обладает лунами в 1655 году. Также были обнаружены новые планеты (Уран и Нептун), кометы (комета Галлея) и пояс астероидов.

К 19 веку три наблюдения, сделанные тремя отдельными астрономами, определили истинную природу Солнечной системы и ее место во Вселенной. Первое сделал в 1839 году немецкий астроном Фридрих Бессель, успешно измеривший кажущийся сдвиг в позиции звезды, созданный движением Земли вокруг Солнца (звездный параллакс). Это не только подтвердило гелиоцентрическую моедль, но и показало гигантское расстояние между Солнцем и звездами.

В 1859 году Роберт Бунзен и Густав Кирхгоф (немецкие химик и физик) использовали недавно изобретенный спектроскоп для определения спектральной сигнатуры Солнца. Они обнаружили, что Солнце состоит из тех же элементов, что существуют на Земле, тем самым доказав, что твердь земная и твердь небесная сделаны из одной материи.

Наглядное сравнение планет.

Затем отец Анджело Секки — итальянский астроном и директор Папского Григорианского университета — сравнил спектральную сигнатуру Солнца с сигнатурами других звезд и обнаружил, что те практически идентичны. Это убедительно показало, что наше Солнце состоит из тех же материалов, что и любая другая звезда во Вселенной.

Дальнейшие очевидные расхождения в орбитах внешних планет привели американского астронома Персиваля Лоуэлла к выводу, что за пределами Нептуна должна лежат «планета Х». После его смерти обсерватория Лоуэлла провела необходимые исследования, которые в конечном итоге привели Клайда Томбо к открытию Плутона в 1930 году.

В 1992 году астрономы Дэвид К. Джевитт из Гавайского университета и Джейн Луу из Массачусетского технологического института обнаружили транснептуновый объект (ТНО), известный как (15760) 1992 QB1. Он вошел в новую популяцию, известную как пояс Койпера, о котором долгое время говорили астрономы и который должен лежать на краю Солнечной системы.

Дальнейшее исследование пояса Койпера на рубеже веков привело к дополнительным открытиям. Открытие Эриды и другие «плутоидов» Майком Брауном, Чадом Трухильо, Давидом Рабиновичем и другими астрономами привело к суровой дискуссии между Международным астрономическим союзом и некоторыми астрономами на тему обозначения планет, больших и малых.

Единственная звезда Солнечной системы

Возможно, кое-кто удивится, узнав, что Солнце планетой не является. Солнце — это огромный, светящийся, состоящий из газов шар, внутри которого постоянно происходят термоядерные реакции, выделяющие энергию, дающую свет и тепло. Интересно, что подобной звезды в Солнечной системе не существует, а потому оно притягивает к себе все объекты более мелких размеров, оказавшиеся в зоне его гравитации, в результате чего они начинают вращаться вокруг Солнца по траектории.

Естественно, в космосе Солнечная система находится не сама по себе, а входит в состав Млечного пути, галактики, что являет собой огромную звёздную систему. От центра Млечного пути, Солнце отделяет 26 тыс. световых лет, поэтому движение Солнца вокруг него составляет один оборот за 200 млн. лет. А вот вокруг своей оси звезда оборачивается за месяц – и то, данные эти приблизительны: оно являет собой плазмовый шар, составные которого вращаются с разной скоростью, а потому трудно сказать, сколько именно времени уходит на полный оборот. Так, например, в районе экватора это происходит за 25 дней, у полюсов – на 11 дней больше.

Из всех известных на сегодняшний день звёзд, по яркости наше Светило находится на четвёртом месте (когда звезда проявляет солнечную активность, она светит ярче, чем когда спадает). Сам по себе этот огромный газообразный шар белого цвета, но из-за того, что наша атмосфера поглощает волны короткого спектра и луч Солнца у поверхности Земли рассеивается, свет Солнца становится желтоватого оттенка, а белый цвет можно увидеть разве что в ясный погожий день на фоне голубого неба.

Будучи единственной звездой Солнечной системы, Солнце также является единственным источником её света (не считая очень далёких звёзд). Несмотря на то, что Солнце и Луна на небе нашей планеты являются самыми крупными и яркими объектами, разница между ними огромная. Тогда как Солнце само излучает свет, спутник Земли, будучи абсолютно тёмным объектом, просто отражает его (можно сказать, что мы также видим Солнце ночью, когда на небе находится освещённая им Луна).

Светило Солнце – звезда молодая, её возраст, по оценкам учёных, составляет более четырёх с половиной миллиардов лет. А потому относится к звезде третьего поколения, которая была образована из остатков ранее существующих звёзд. Его по праву считают самым большим объектом Солнечной системы, поскольку его вес в 743 раза больше массы всех планет, вращающихся вокруг Солнца (наша планета в 333 тысяч раз легче Солнца и меньше его в 109 раз).

Будущее пояса Койпера

Когда Койпер изначально размышлял о существовании ледяного канта за пределами Нептуна, он указал, что такой области, вероятно, больше не существует. Доля истины в этом есть — транснептуновые объекты не будут существовать вечно. Если устроить красочную презентацию пояса Койпера, то это будет выглядеть как большая полоса материала, которую восьмая планета только что взбила. И в наши дни, вместо того, чтобы делать все большее и большее тело, они просто сталкиваются и медленно превращаются в пыль. Если мы вернемся через сто миллионов лет, то от этого холодного обода не останется и следа. Учитывая потенциал открытий и то, что тщательное изучение может рассказать нам о ранней истории нашей Солнечной системы, многие ученые и астрономы с нетерпением ждут того дня, когда мы сможем более подробно изучить и это чудо вселенной.