Это система планет, в центре которой находится яркая звезда, источник энергии, тепла и света - Солнце.
По одной из теорий Солнце образовалось вместе с Солнечной системой около 4,5 миллиардов лет назад в результате взрыва одной или нескольких сверхновых звезд. Изначально Солнечная система представляла собой облако из газа и частиц пыли, которые в движении и под воздействием своей массы образовали диск, в котором возникла новая звезда Солнце и вся наша Солнечная система.
В центра Солнечной системы находится Солнце, вокруг которого по орбитам вращаются девять крупных планет. Так как Солнце смещено от центра планетарных орбит, то за цикл оборота вокруг Солнца планеты то приближаются, то отдаляются по своим орбитам.
Различают две группы планет :
Планеты земной группы: и . Эти планеты небольшого размера с каменистой поверхностью, они находятся ближе других к Солнцу.
Планеты гиганты: и . Это крупные планеты, состоящие в основном из газа и им характерно наличие колец, состоящих из ледяной пыли и множества скалистых кусков.
А вот не попадает ни в одну группу, т.к., несмотря на свое нахождение в Солнечной системе, слишком далеко расположен от Солнца и имеет совсем небольшой диаметр, всего 2320 км, что в два раза меньше диаметра Меркурия.
Планеты Солнечной системы
Давайте начнем увлекательное знакомство с планетами Солнечной системы по порядку их расположения от Солнца, а также рассмотрим их основные спутники и некоторые другие космические объекты (кометы, астероиды, метеориты) в гигантских просторах нашей планетарной системы.
Кольца и спутники Юпитера:
Европа, Ио, Ганимед, Каллисто и другие...
Планету Юпитер окружает целое семейство из 16 спутников, причем каждый из них имеет свои, непохожие на другие особенности...
Кольца и спутники Сатурна:
Титан, Энцелад и другие...
Характерные кольца есть не только у планеты Сатурн, но и на других планетах-гигантах. Вокруг Сатурна кольца особенно четко видно, потому что состоят из миллиардов мелких частиц, которые вращаются вокруг планеты, помимо нескольких колец у Сатурна есть 18 спутников, один из которых Титан, его диаметр 5000км, что делает его самым большим спутником Солнечной системы...
Кольца и спутники Урана:
Титания, Оберон и другие...
Планета Уран имеет 17 спутников и, как и другие планеты-гиганты, опоясывающие планету тонкие кольца, которые практически не имеют способности отражать свет, поэтому открыты были не так давно в 1977 году совершенно случайно...
Кольца и спутники Нептуна:
Тритон, Нереида и другие...
Изначально до исследования Нептуна космическим аппаратом "Вояджер-2" было известно о двух спутников планеты - Тритон и Нерида. Интересный факт, что спутник Тритон имеет обратное направление орбитального движения, также на спутнике были обнаружены странные вулканы, которые извергали газ азот, словно гейзеры, расстилая массу темного цвета (из жидкого состояния в пар) на много километров в атмосферу. Во время своей миссии "Вояджер-2" обнаружил еще шесть спутников планеты Нептун...
В состав Солнечной системы входят: Солнце – центральное тело; девять больших планет с их спутниками (более 60); малые планеты – астероиды (50-60 тысяч); кометы и метеорные тела (метеориты и метеоры).
Солнце – ближайшая к нам звезда. Расстояние от Земли до Солнца составляет 149,6 миллионов километров. Это расстояние условно называют одной астрономической единицей – 1 а.е. Свет проходит его за 8 минут и 19 секунд.
Масса Солнца в 770 раз превышает массу всех планет вместе взятых. В объеме Солнца мог бы уместиться 1 миллион таких шаров, как Земля. В Солнце сосредоточено 99,9% всей массы Солнечной системы.
Солнце представляет собой огромный плазменный шар (радиус его приблизительно 700 000 км), состоящий на 80% из водорода и почти на 20% из гелия. В недрах Солнца происходят термоядерные реакции: водород превращается в гелий, что сопровождается колоссальным выделением энергии.
Температура на поверхности Солнца приблизительно 6000 о С, а в его недрах – 15-20 млн. градусов.
Интенсивность процессов, протекающих на поверхности Солнца, периодически меняется, при этом говорят, что изменяется солнечная активность. Период изменения активности Солнца составляет в среднем 11 лет. Одновременно с одиннадцатилетним циклом протекает вековой, точнее, 80-90-летний цикл солнечной активности. Несогласованно накладываясь друг на друга, они вносят заметные изменения в процессы, совершающиеся в географической оболочке.
В причинную зависимость от степени напряженности солнечной активности поставлены следующие физические явления: магнитные бури, частоты полярных сияний, количество ультрафиолетовой радиации, интенсивность грозовой деятельности, температура воздуха, атмосферное давление, осадки и др. В конечном итоге изменение солнечной активности может влиять на изменение климата, на прирост древесины, массовое появление вредителей леса и сельскохозяйственных культур, размножение грызунов, промысловых рыб и т.д. С периодической деятельностью Солнца связаны многие заболевания человека (сердечно-сосудистые, нервно-психические, вирусные и др.).
Вокруг Солнца, согласно законам небесной механики, движутся восемь больших планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
В соответствии с законами И.Кеплера, во-первых, каждая планета обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце; во-вторых, радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает равные площади (т.е. вблизи Солнца планеты движутся быстрее, чем вдали от него); в-третьих, отношение кубов больших полуосей орбит двух любых планет Солнечной системы равно отношению квадратов их обращений вокруг Солнца.
Движение планет подчинено закону всемирного тяготения, открытому И.Ньютоном. Согласно этому закону, все тела взаимодействуют между собой с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратнопропорциональной квадрату расстояния между ними:
F= f ---------, где f –постоянная величина, m 1 и m 2 – массы двух взаимо-
действующих тел, r – расстояние между ними.
По своим размерам и физико-химическим свойствам планеты делятся на две группы: 1) планеты «земной» группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) имеют сравнительно небольшие размеры, относительно непродолжительный период обращения вокруг Солнца, обладают высокой плотностью вещества (от 4,0 до 5,5 г/см 3); 2) планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) имеют гигантские размеры, малую плотность (1,3 –1,6 г/см 3), однотипный химический состав и большое количество спутников. Плутон следует отнести к третьей группе, т.к. по своим размерам он примыкает к планетам «земной» группы, а по физико-химическим свойствам сближается с планетами-гигантами. Вероятно, за орбитой Плутона могут существовать другие тела, орбиты которых представляют собой сильно вытянутые эллипсы.
По отношению к Земной орбите планеты делятся тоже на две группы: 1) внутренние (Меркурий, Венера) находятся всегда вблизи Солнца и поэтому их можно наблюдать на небе либо на востоке перед восходом Солнца, либо на западе после его захода; 2) внешние (Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, невооруженным глазом видны только первые три, остальные можно наблюдать лишь в телескоп.
Меркурий – планета самая близкая к Солнцу (расстояние почти 58 млн.км или 0,4 а.е.). Период обращения вокруг Солнца составляет 88 суток. Атмосфера сильно разрежена (практически ее нет, т.к. сила тяжести мала и не может удерживать газовую оболочку). Температура на солнечной стороне +400 о С (ночью ниже –100 о С). Поверхность напоминает лунный ландшафт, т.к. сильно «изрыта» кратерами.
Венера – ближайшая к Земле планета, ее размеры почти такие же, как у Земли (диаметр Венеры составляет около 12 112 км). Расстояние от Солнца до Венеры 108 млн. км (0,7 а.е.); период обращения равен 225 суткам. Венера имеет мощную атмосферу, состоящую из углекислого газа (97%), азота, инертных газов и др. Углекислый газ и водяной пар (0,1%) создают парниковый эффект, в результате чего температура на Венере почти +500 о С. Поверхность планеты всегда скрыта от наблюдателей плотным слоем облаков.
Земля – третья от Солнца планета (расстояние до Солнца приблизительно 150 млн.км, или 1 а.е.). Средний диаметр Земли около 12 742 км; период обращения вокруг Солнца – 1 год. Земля имеет 1 спутник – Луну. (Подробнее см. в главе «Характеристика Земли как планеты»).
Марс – четвертая от Солнца планета (расстояние до Солнца составляет около 228 млн. км, или 1,5 а.е.; период обращения приблизительно 2 года). По диаметру Марс вдвое меньше Земли. Атмосфера его состоит из углекислого газа, аргона и др., плотность ее меньше земной (атмосферное давление у поверхности Марса такое же, как на Земле на высоте 35 км). Температура колеблется от +20 о С до –120 о С. Поверхность Марса имеет красноватый оттенок, а у полюсов видны белые шапки (вероятно, из замерзшей углекислости). Поскольку Марс имеет наклон оси такой же, как у Земли, то на нем хорошо выражена смена времен года (таяние «шапок»). Марс имеет два спутника: Фобос и Деймос.
Юпитер – самая большая планета в Солнечной системе. Расстояние до Солнца 780 млн.км (5 а.е.), период обращения приблизительно 12 лет. Диаметр Юпитера в 11 раз больше диаметра Земли. Из-за быстрого вращения вокруг своей оси Юпитер сильно сжат у полюсов. Атмосфера его состоит из водорода, гелия, метана, аммиака. Температура –140 о С. Юпитер имеет систему небольших колец и 16 спутников (Ио, Европа, Каллисто, Ганимед и др.), причем Ганимед и Каллисто по размерам превышают планету Меркурий.
Сатурн – вторая по величине планета в Солнечной системе. Расстояние до Солнца 1 млрд. 430 млн. км (10 а.е.), период обращения около 30 лет. Атмосфера по составу газов близка к атмосфере Юпитера; температура –170 о С. Сатурн имеет систему колец (внешние, средние, внутренние). Кольца не сплошные, они представляют собой совокупность тел, вращающихся вокруг планеты. У Сатурна есть 18 спутников (Титан, Янус, Рея и др.).
Уран – седьмая от Солнца планета (расстояние до Солнца 2 млрд. 869 млн. км, или 19 а.е.; период обращения приблизительно 84 года). Атмосфера аналогична атмосферам других планет-гигантов, температура –215 о С. Уран имеет систему небольших колец и 17 спутников (Ариель и др.).
Нептун находится на расстоянии 4 млрд. 497 млн. км от Солнца (30 а.е.), период его обращения составляет 165 лет. По размерам и физическим условиям Нептун близок к Урану. Имеет 11 спутников (Тритон, Нереида и др.).
Кроме больших планет, вокруг Солнца движутся и малые планеты – астероиды . Они образуют самостоятельный пояс между орбитами Марса и Юпитера. Астероиды не имеют определенной формы, а представляют собой угловатые глыбы или обломки. Вероятно, что это осколки небольшой разрушенной планеты. Орбиты их достаточно эллиптичны. Крупных астероидов известно около 2000 (Церера, Веста, Паллада, Юнона и др.), а общее их количество более 60 тысяч.
Кометы (в переводе с греческого означает хвостатые). Большинство комет движется вокруг Солнца по сильно вытянутым эллиптическим орбитам. Согласно гипотезе голландского ученого Оорта, на окраинах Солнечной системы остались сгустки вещества, из которого образовались кометы («облако Оорта»). Некоторые кометы являются пришельцами из космоса, их орбиты представляют собой параболы и гиперболы. Кометы имеют вид туманных объектов со светящимся ядром в центре и хвостом, длина которого увеличивается с приближением кометы к Солнцу. Состоят кометы из смерзшихся камней и газов (СО, СО 2, N 2 , СН и др.). При приближении к Солнцу вокруг ядра кометы образуется газовая оболочка (голова, которая может быть размером с Солнце) и хвост – испаряющиеся газы (длина хвоста может достигать десятков млн. км). Наиболее известна комета Галлея с периодом обращения вокруг Солнца 76 лет (последний раз она проходила вблизи Земли в 1986 г. В конце марта 1996 года вблизи Земли прошла комета, которая была видна невооруженным глазом. В 1997 году, в марте-апреле, наблюдалась комета Хёйла-Боппа. Эта комета была открыта в июле 1995 г. американскими учеными А.Хёйлом и Т.Боппом. Оказалось, что данная комета имеет эллиптическую орбиту с периодом около 3000 лет. 23 марта 1997 г. комета проходила мимо Земли на расстоянии 195 млн. км, в это время блеск кометы достигал максимума. Таким образом, в конце марта – начале апреля 1997 года комета Хёйла-Боппа была также хорошо видна на небе.
Метеорные тела – это метеориты и метеоры. Метеориты – тела, поступающие из межпланетного пространства, они выпадают в виде осколков. Крупные метеориты называют болидами. Считают, что метеориты являются обломками астероидов. Метеоры – мельчайшие твердые частицы, вторгающиеся в атмосферу Земли (наблюдаемые в виде «падающих» звезд). Их происхождение связано с распавшимися ядрами комет. Особенно много метеоров появляется каждый год в начале января, конце апреля, середине августа и середине ноября («метеорные дожди»). За год на Землю выпадает несколько тонн метеоритного вещества.
Что такое Солнечная система, в которой мы живет? Ответ будет следующим: это наша центральная звезда, Солнце и все космические тела, которые вокруг него вращаются. Это большие и малые планеты, а также их спутники, кометы, астероиды, газы и космическая пыль.
Название Солнечной системе было дано по имени ее звезды. В широком же смысле под «солнечной» нередко понимают любую звездную систему.
Как возникла Солнечная система
По мнению ученых, Солнечная система образовалась из гигантского межзвездного облака пыли и газов вследствие гравитационного коллапса в отдельной его части. В результате в центре образовалась протозвезда, затем превратившаяся в звезду - Солнце, и протопланетный диск огромных размеров, из которого впоследствии сформировались все составляющие Солнечной системы, перечисленные выше. Процесс, как полагают ученые, начался около 4,6 млрд лет назад. Эта гипотеза была названа небулярной. Благодаря Эммануилу Сведенборгу, Иммануилу Канту и Пьеру-Симону Лапласу, которые предложили ее еще в XVIII веке, она со временем стала общепринятой, но на протяжении многих десятилетий уточнялась, в нее вносились новые данные с учетом знаний современных наук. Так, предполагается, что вследствие повышения и усиления столкновений частиц друг с другом росла температура объекта, а после достижения ею показателя в несколько тысяч кельвинов протозвезда обрела свечение. Когда же температурный показатель достиг миллионов кельвинов, в центре будущего Солнца началась термоядерная реакция синтеза - превращения водорода в гелий. Оно превратилось в звезду.
Солнце и его особенности
Наше светило ученые относят к типу желтых карликов (G2V) по спектральной классификации. Это ближайшая к нам звезда, ее свет достигает поверхности планеты всего за 8,31 секунды. С Земли кажется, что излучение имеет желтый оттенок, хотя в действительности оно практически белое.
Основные составляющие нашего светила - гелий и водород. Кроме того, благодаря спектральному анализу было обнаружено, что на Солнце присутствуют железо, неон, хром, кальций, углерод, магний, сера, кремний, азот. Благодаря непрерывно идущей в его недрах термоядерной реакции все живое на Земле получает необходимую энергию. Солнечный свет - неотъемлемая составляющая фотосинтеза, в результате которого образуется кислород. Без солнечных лучей он был бы невозможен, следовательно, не смогла бы образоваться и пригодная для белковой формы жизни атмосфера.
Меркурий
Эта ближайшая к нашему светилу планета. Вместе с Землей, Венерой и Марсом она относится к планетам так называемой земной группы. Название Меркурий получил из-за высокой скорости движения, которой, согласно мифам, отличался быстроногий античный бог. Меркурианский год равен 88 суткам.
Планета небольшая, ее радиус - всего 2439,7, и по размерам она меньше некоторых крупных спутников планет-гигантов, Ганимеда и Титана. Однако, в отличие от них, Меркурий достаточно тяжелый (3,3·10 23 кг), а его плотность лишь незначительно отстает от земной. Связано это с наличием у планеты тяжелого плотного ядра из железа.
Смены времен года на планете нет. Ее пустынная поверхность напоминает Лунную. Она так же покрыта кратерами, но еще менее пригодна для жизни. Так, на дневной стороне Меркурия температура достигает +510 °С, а на ночной -210 °С. Это самые резкие перепады во всей Солнечной системе. Атмосфера планеты - очень тонкая и разреженная.
Венера
Эта планета, названная в честь древнегреческой богини любви, более других в Солнечной системе сходна с Землей по своим физическим параметрам - массе, плотности, размерам, объему. Долгое время их считали планетами-близнецами, но со временем выяснилось, что их отличия огромны. Так, у Венеры совсем нет спутников. Ее атмосфера состоит из углекислого газа почти на 98 %, а давление на поверхности планеты превышает земное в 92 раза! Облака над поверхностью планеты, состоящие из паров серной кислоты, никогда не рассеиваются, а температура здесь достигает +434 °С. На планете идут кислотные дожди, бушуют грозы. Здесь высокая вулканическая активность. Жизнь в нашем понимании на Венере существовать не может, более того, спускаемые космические аппараты в такой атмосфере долго не выдерживают.
Эта планета хорошо видна на ночном небе. Это третий по яркости объект для земного наблюдателя, она светит белым светом и по яркости превосходит все звезды. Расстояние до Солнца - 108 млн км. Вокруг Солнца она совершает оборот за 224 земных дня, а вокруг собственной оси - за 243.
Земля и Марс
Это последние планеты так называемой земной группы, для представителей которой характерно наличие твердой поверхности. В их строении выделяют ядро, мантию и кору (ее нет только у Меркурия).
Марс имеет массу, равную 10 % массы Земли, которая, в свою очередь, составляет 5,9726·10 24 кг. Его диаметр - 6780 км, почти вдвое меньше, чем у нашей поланеты. Марс - седьмая по размерам планета Солнечной системы. В отличие от Земли, 71 % поверхности которой покрыт океанами, на Марсе - сплошная суша. Вода сохранилась под поверхностью планеты в виде массивного ледяного щита. Поверхность ее имеет красноватый оттенок из-за высокого содержания оксида железа в форме маггемита.
Атмосфера Марса сильно разрежена, и давление на поверхности планеты меньше привычного нам в 160 раз. На поверхности планеты есть кратеры ударного происхождения, вулканы, впадины, пустыни и долины, а у полюсов - ледяные шапки, как и на Земле.
Марсианские сутки немного длиннее земных, а год составляет 668,6 суток. В отличие от Земли, имеющей одну луну, у планеты два спутника неправильной формы - Фобос и Деймос. Оба они, как и Луна к Земле, постоянно повернуты к Марсу одной и той же стороной. Фобос постепенно приближается к поверхности своей планеты, двигаясь по спирали, и, вероятно, со временем упадет на нее либо распадется на части. Деймос же, напротив, постепенно удаляется от Марса и в отдаленном будущем, возможно, покинет свою орбиту.
Между орбитами Марса и следующей планеты, Юпитера, находится состоящий из мелких небесных тел пояс астероидов.
Юпитер и Сатурн
Какая же планета - самая большая? В Солнечной системе есть четыре газовых гиганта: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Наибольшие размеры из них имеет Юпитер. Его атмосфера, как и у Солнца, преимущественно состоит из водорода. Пятая планета, названная в честь бога-громовержца, имеет средний радиус 69911 км и массу, превышающую земную в 318 раз. Магнитное поле планеты сильнее земного в 12 раз. Ее поверхность скрыта под непрозрачными облаками. Пока ученые затрудняются с точностью сказать, какие процессы могут происходить под этой плотной завесой. Предполагается, что на поверхности Юпитера - кипящий водородный океан. Астрономы считают эту планету «несостоявшейся звездой» ввиду некоторого сходства их параметров.
У Юпитера 39 спутников, 4 из которых - Ио, Европа, Ганимед и Каллисто - открыты еще Галилеем.
Сатурн несколько меньше Юпитера, он занимает второе место по величине среди планет. Это шестая, следующая планета, также состоящая из водорода с примесями гелия, незначительного количества аммиака, метана, воды. Здесь бушуют ураганы, скорость которых может достигать 1800 км /ч! Магнитное поле Сатурна не такое мощное, как у Юпитера, но сильнее, чем у Земли. И Юпитер, и Сатурн вследствие вращения несколько сплющены у полюсов. Сатурн тяжелее земли в 95 раз, но его плотность меньше, чем у воды. Это наименее плотное небесное тело в нашей системе.
Год на Сатурне длится 29,4 земных, сутки - 10 ч 42 мин. (у Юпитера год - 11, 86 земных, сутки - 9 ч 56 мин.). Он имеет систему колец, состоящих из твердых частиц различного размера. Предположительно, это могут быть остатки разрушившегося спутника планеты. Всего же спутников у Сатурна - 62.
Уран и Нептун - последние планеты
Седьмая планета Солнечной системы - Уран. Она удалена от Солнца на 2,9 млрд км. Уран - третий по размерам среди планет Солнечной системы (средний радиус - 25 362км) и четвертый по массе (превосходит земную в 14,6 раз). Год здесь длится 84 земных, сутки - 17,5 часов. В атмосфере этой планеты, кроме водорода и гелия, значительный объем занимает метан. Поэтому для земного наблюдателя Уран имеет нежно-голубой цвет.
Уран - самая холодная планета Солнечной системы. Температура его атмосферы уникальна: -224 °С. Почему на Уране более низкая температура, чем на планетах, которые находятся дальше от Солнца, ученым неизвестно.
У этой планеты 27 спутников. У Урана есть тонкие плоские кольца.
Нептун, восьмая по счету планета от Солнца, занимает четвертое место по размерам (средний радиус - 24 622 км) и третье по массе (17 земных). Для газового гиганта он сравнительно невелик (всего в четыре раза больше Земли). Его атмосфера также в основном состоит из водорода, гелия и метана. Газовые облака в верхних ее слоях двигаются с рекордной скоростью, самой высокой в Солнечной системе - 2000 км /ч! Некоторые ученые считают, что под поверхностью планеты, под толщей замерзших газов и воды, скрытых, в свою очередь, атмосферой, может прятаться твердое каменное ядро.
Эти две планеты - близкие по составу, в связи с чем их иногда относят к отдельной категории - ледяных гигантов.
Малые планеты
Малыми планетами называют небесные тела, которые также движутся вокруг Солнца по собственным орбитам, но от других планет отличаются незначительными размерами. Ранее к ним причисляли лишь астероиды, но с недавних пор, а именно - с 2006 года, к ним относится и Плутон, который ранее входил в список планет Солнечной системы и был в нем последним, десятым. Это связано с изменениями в терминологии. Таким образом, к малым планетам теперь относятся не только астероиды, но и карликовые планеты - Эрида, Церера, Макемаке. Они были названы плутоидами в честь Плутона. Орбиты всех известных планет-карликов находятся за орбитой Нептуна, в так называемом поясе Койпера, который намного шире и массивнее пояса астероидов. Хотя природа их, как полагают ученые, одинакова: это «неиспользованный» материал, оставшийся после образования Солнечной системы. Некоторые ученые высказывали предположение, что пояс астероидов - это обломки девятой планеты, Фаэтона, погибшей в результате глобальной катастрофы.
О Плутоне известно, что он состоит в основном изо льда и твердых горных пород. Основной компонент его ледяного щита - азот. Его полюса покрыты вечными снегами.
Таков порядок планет Солнечной системы, согласно современным представлениям.
Парад планет. Виды парадов
Это очень интересное явление для тех, кто интересуется астрономией. Парадом планет принято называть такое их положение в Солнечной системе, когда некоторые из них, непрерывно перемещаясь по своим орбитам, на непродолжительное время занимают определенное положение для земного наблюдателя, будто выстраиваясь вдоль одной линии.
Видимый парад планет в астрономии - это особенное положение пяти самых ярких для видящих их с Земли людей планет Солнечной системы - Меркурия, Венеры, Марса, а также двух гигантов - Юпитера и Сатурна. В это время расстояние между ними относительно невелико и они хорошо заметны на небольшом по площади секторе неба.
Различают два типа парадов. Большим называется такой его вид, когда в одну линию выстраиваются пять небесных светил. Малым - когда их всего четыре. Эти явления могут быть видимыми либо невидимыми с разных участков земного шара. При этом большой парад бывает достаточно редко - раз в несколько десятилетий. Малый же можно наблюдать раз в несколько лет, а так называемый мини-парад, в котором участвуют лишь три планеты, - практически ежегодно.
Интересные факты о нашей планетарной системе
Венера, единственная из всех больших планет Солнечной системы, совершает вращение вокруг своей оси в направлении, противоположном ее вращению вокруг Солнца.
Самая высокая гора на больших планетах Солнечной системы - Олимп (21,2 км, диаметр - 540 км), погасший вулкан на Марсе. Не так давно на самом крупном астероиде нашей звездной системы, Весте, была обнаружена вершина, несколько превосходящая Олимп по параметрам. Возможно, она - самая высокая в Солнечной системе.
Четыре галилеевских спутника Юпитера - самые большие в Солнечной системе.
Кроме Сатурна, кольца есть у всех газовых гигантов, некоторых астероидов и спутника Сатурна Реи.
Какая система звезд для нас - самая близкая? Солнечная система находится ближе всего к звездной системе тройной звезды Альфа Центавра (4, 36 световых лет). Предполагается, что в ней могут существовать планеты, подобные Земле.
Малышам о планетах
Как объяснить детям, что такое солнечная система? Здесь поможет ее модель, которую можно сделать вместе с малышами. Для создания планет можно использовать пластилин либо готовые пластмассовые (резиновые) шарики, как показано ниже. При этом необходимо соблюсти соотношение между размерами «планет», чтоб модель солнечной системы действительно помогала формировать у детей правильные представления о космосе.
Понадобятся также зубочистки, которые будут держать наши небесные светила, а в качестве фона можно использовать темный лист картона с нанесенными краской мелкими точками, имитирующими звезды. С помощью такой интерактивной игрушки детям будет проще понять, что такое солнечная система.
Будущее Солнечной системы
В статье было подробно рассказано о том, что такое Солнечная система. Несмотря на свою кажущуюся стабильность, наше Солнце, как и все в природе, эволюционирует, но процесс этот, по нашим меркам, очень длительный. Запас водородного горючего в его недрах огромен, но не бесконечен. Так, согласно гипотезам ученых, он закончится через 6,4 млрд лет. По мере же его выгорания солнечное ядро будет становиться все плотнее и горячее, а внешняя оболочка светила - все шире. Светимость звезды также будет увеличиваться. Предполагается, что через 3,5 млрд лет из-за этого климат на Земле будет подобен венерианскому, и жизнь на ней в привычном для нас понимании будет уже невозможна. Воды не останется вовсе, под действием высоких температур она улетучится в космическое пространство. Впоследствии, как считают ученые, Земля будет поглощена Солнцем и растворится в его недрах.
Перспектива не слишком радужная. Однако прогресс не стоит на месте, и, возможно, к тому времени новые технологии позволят человечеству освоить другие планеты, над которыми светят иные солнца. Ведь сколько «солнечных» систем в мире, ученым пока не известно. Вероятно, их бесчисленное множество, и среди них вполне можно найти пригодную для обитания людей. Какая "солнечная" система станет нашим новым домом, не столь важно. Человеческая цивилизация будет сохранена, и в ее истории начнется другая страница…
Вселенная (космос) — это весь окружающий нас мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает вечно движущаяся материя. Безграничность Вселенной отчасти можно представить в ясную ночь с миллиардами разной величины светящихся мерцающих точек на небе, представляющих далекие миры. Лучи света при скорости 300 000 км/с из наиболее отдаленных частей Вселенной доходят до Земли примерно за 10 млрд лет.
По мнению ученых, образовалась Вселенная в результате «Большого Взрыва» 17 млрд лет назад.
Она состоит из скоплений звезд, планет, космической пыли и других космических тел. Эти тела образуют системы: планеты со спутниками (например. Солнечная система), галактики, метагалактики (скопление галактик).
Галактика (позднегреч.galaktikos - молочный, млечный, от греческогоgala - молоко) — обширная звездная система, которая состоит из множества звезд, звездных скоплений и ассоциаций, газовых и пылевых туманностей, а также отдельных атомов и частиц, рассеянных в межзвездном пространстве.
Во Вселенной существует множество галактик различного размера и формы.
Все звезды, видимые с Земли, входят в состав галактики Млечный Путь. Свое название она получила благодаря тому, что большинство звезд можно увидеть ясной ночью в виде Млечного Пути — белесой размытой полосы.
Всего же Галактика Млечный Путь содержит около 100 млрд звезд.
Наша галактика находится в постоянном вращении. Скорость ее движения во Вселенной — 1,5 млн км/ч. Если смотреть на нашу галактику со стороны ее северного полюса, то вращение происходит по часовой стрелке. Солнце и ближайшие к нему звезды совершают полный оборот вокруг центра галактики за 200 млн лет. Этот срок принято считать галактическим годом.
По размеру и форме сходна с галактикой Млечный Путь галактика Андромеды, или Туманность Андромеды, которая находится на расстоянии примерно 2 млн световых лет от нашей галактики. Световой год — расстояние, проходимое светом за год, приблизительно равное 10 13 км (скорость света — 300 000 км/с).
Для наглядности изучения движения и расположения звезд, планет и других небесных тел используется понятие небесной сферы.
Рис. 1. Основные линии небесной сферы
Небесная сфера — это воображаемая сфера сколь угодно большого радиуса, в центре которой находится наблюдатель. На небесную сферу проецируются звезды, Солнце, Луна, планеты.
Важнейшими линиями на небесной сфере являются: отвесная линия, зенит, надир, небесный экватор, эклиптика, небесный меридиан и др. (рис. 1).
Отвесная линия — прямая, проходящая через центр небесной сферы и совпадающая с направлением нити отвеса в месте наблюдения. Для наблюдателя, находящегося на поверхности Земли, отвесная линия проходит через центр Земли и точку наблюдения.
Отвесная линия пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках - зените, над головой наблюдателя, и надире — диаметрально противоположной точке.
Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна к отвесной линии, называется математическим горизонтом. Он делит поверхность небесной сферы на две половины: видимую для наблюдателя, с вершиной в зените, и невидимую, с вершиной в надире.
Диаметр, вокруг которого происходит вращение небесной сферы, - ось мира. Она пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках - северном полюсе мира и южном полюсе мира. Северным полюсом называется тот, со стороны которого вращение небесной сферы происходит по часовой стрелке, если смотреть на сферу извне.
Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира, носит название небесного экватора. Он делит поверхность небесной сферы на два полушария: северное, с вершиной в северном полюсе мира, и южное, с вершиной в южном полюсе мира.
Большой круг небесной сферы, плоскость которого проходит через отвесную линию и ось мира, — небесный меридиан. Он делит поверхность небесной сферы на два полушария - восточное и западное.
Линия пересечения плоскости небесного меридиана и плоскости математического горизонта - полуденная линия.
Эклиптика (от греч.ekieipsis - затмение) — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца, точнее — его центра.
Плоскость эклиптики наклонена к плоскости небесного экватора под углом 23°26"21".
Чтобы легче запомнить местоположение звезд на небе, люди в древности придумали объединять самые яркие из них в созвездия.
В настоящее время известны 88 созвездий, которые носят имена мифических персонажей (Геркулес, Пегас и др.), знаков зодиака (Телец, Рыбы, Рак и др.), предметов (Весы, Лира и др.) (рис. 2).
Рис. 2. Летне-осенние созвездия
Происхождение галактик. Солнечной системы и ее отдельных планет, до сих пор остается неразгаданной тайной природы. Существует несколько гипотез. В настоящее время считается, что наша галактика образовалась из газового облака, состоявшего из водорода. На начальной стадии эволюции галактики из межзвездной газово-пылевой среды образовались первые звезды, а 4,6 млрд лет назад — Солнечная система.
Состав солнечной системы
Совокупность небесных тел, движущихся вокруг Солнца как центрального тела, образует Солнечную систему. Она расположена почти на окраине галактики Млечный Путь. Солнечная система участвует во вращении вокруг центра галактики. Скорость се движения составляет около 220 км/с. Это движение происходит в направлении созвездия Лебедя.
Состав Солнечной системы можно представить в виде упрощенной схемы, приведенной на рис. 3.
Свыше 99,9 % массы вещества Солнечной системы приходится на Солнце и только 0,1 % — на все остальные ее элементы.
|
Гипотеза И. Канта (1775 г.) — П.Лапласа (1796 г.) |
Гипотеза Д. Джинса (начало XX в.) |
Гипотеза академика О. П. Шмидта (40-е гг. XX в.) |
Ги потеза а кале мика В. Г. Фесенкова (30-е гг. XX в.) |
|
Планеты образовались из газово-пылевой материи (в виде раскаленной туманности). Охлаждение сопровождаюсь сжатием и увеличением скорости вращения какой-то оси. На экваторе туманности возникали кольца. Вещество колец собиралось в раскаленные тела и постепенно остывало |
Мимо Солнца когда-то прошла более крупная звезда, сс притяжение вырвало из Солнца струю раскаленного вещества (протуберанец). Образовались сгущения, из которых потом — планеты |
Газово-пылевое облако, вращающееся вокруг Солнца, должно было принять сплошную форму в результате соударения частиц и их движения. Частицы объединились в сгущения. Притяжение более мелких частиц сгущениями должно было способствовать росту окружающего вещества. Орбиты сгущений должны были стать почти круговыми и лежащими почти в одной плоскости. Сгущения явились зародышами планет, вобрав в себя почти всс вещество из промежутков между их орбитами |
Из вращающегося облака возникло само Солнце, а планеты — из вторичных сгущений в этом облаке. Далее Солнце сильно уменьшилось и охладилось до современного состояния |
Рис. 3. Состав Солнечной систем
Солнце
Солнце — это звезда, гигантский раскаленный шар. Его диаметр в 109 раз больше диаметра Земли, масса в 330 000 раз больше массы Земли, зато средняя плотность невелика — всего в 1,4 раза больше плотности воды. Солнце находится на расстоянии около 26 000 световых лет от центра нашей галактики и обращается вокруг него, делая один оборот примерно за 225-250 млн лет. Орбитальная скорость движения Солнца равна 217 км/с — таким образом, оно проходит один световой год за 1400 земных лет.
Рис. 4. Химический состав Солнца
Давление на Солнце в 200 млрд раз выше, чем у поверхности Земли. Плотность солнечного вещества и давление быстро нарастают вглубь; рост давления объясняется весом всех вышележащих слоев. Температура на поверхности Солнца 6000 К, а внутри 13 500 000 К. Характерное время жизни звезды типа Солнца 10 млрд лег.
Таблица 1. Общие сведения о Солнце
Химический состав Солнца примерно такой же, как и у большинства других звезд: около 75 % — это водород, 25 % — гелий и менее 1 % — все другие химические элементы (углерод, кислород, азот и т. д.) (рис. 4).
Центральная часть Солнца с радиусом примерно 150 000 км называется солнечным ядром. Это зона ядерных реакций. Плотность вещества здесь примерно в 150 раз выше плотности воды. Температура превышает 10 млн К (по шкале Кельвина, в пересчете на градусы Цельсия 1 °С = К — 273,1) (рис. 5).
Над ядром, на расстояниях около 0,2-0,7 радиуса Солнца от его центра, находится зона переноса лучистой энергии. Перенос энергии здесь осуществляется путем поглощения и излучения фотонов отдельными слоями частиц (см. рис. 5).
Рис. 5. Строение Солнца
Фотон (от греч.phos - свет), элементарная частица, способная существовать, только двигаясь со скоростью света.
Ближе к поверхности Солнца возникает вихревое перемешивание плазмы, и перенос энергии к поверхности совершается
преимущественно движениями самого вещества. Такой способ передачи энергии называется конвекцией, а слой Солнца, где она происходит, - конвективной зоной. Мощность этого слоя составляет примерно 200 000 км.
Выше конвективной зоны располагается солнечная атмосфера, которая постоянно колеблется. Здесь распространяются как вертикальные, так и горизонтальные волны с длинами в несколько тысяч километров. Колебания происходят с периодом около пяти минут.
Внутренний слой атмосферы Солнца называется фотосферой. Она состоит из светлых пузырьков. Это гранулы. Их размеры невелики — 1000-2000 км, а расстояние между ними — 300- 600 км. На Солнце одновременно может наблюдаться около миллиона гранул, каждая из которых существует несколько минут. Гранулы окружены темными промежутками. Если в гранулах вещество поднимается, то вокруг них — опускается. Гранулы создают общий фон, на котором можно наблюдать такие масштабные образования, как факелы, солнечные пятна, протуберанцы и др.
Солнечные пятна — темные области на Солнце, температура которых по сравнению с окружающим пространством понижена.
Солнечными факелами называют яркие поля, окружающие солнечные пятна.
Протуберанцы (от лат.protubero — вздуваюсь) — плотные конденсации относительно холодного (по сравнению с окружающей температурой) вещества, которые поднимаются и удерживаются над поверхностью Солнца магнитным полем. К возникновению магнитного поля Солнца может приводить то, что различные слои Солнца вращаются с разной скоростью: внутренние части вращаются быстрее; особенно быстро вращается ядро.
Протуберанцы, солнечные пятна и факелы — это не единственные примеры солнечной активности. К ней также относятся магнитные бури и взрывы, которые называют вспышками.
Выше фотосферы располагается хромосфера — внешняя оболочка Солнца. Происхождение названия этой части солнечной атмосферы связано с ее красноватым цветом. Мощность хромосферы составляет 10-15 тыс. км, а плотность вещества в сотни тысяч раз меньше, чем в фотосфере. Температура в хромосфере быстро растет, достигая в верхних ее слоях десятков тысяч градусов. На краю хромосферы наблюдаются спикулы, представляющие собой вытянутые столбики из уплотненного светящегося газа. Температура этих струй выше, чем температура фотосферы. Спикулы сначала поднимаются из нижней хромосферы на 5000-10 000 км, а потом падают обратно, где и затухают. Все это происходит со скоростью около 20 000 м/с. Спи кула живет 5-10 мин. Количество спикул, существующих на Солнце одновременно, составляет около миллиона (рис. 6).
Рис. 6. Строение внешних слоев Солнца
Хромосферу окружает солнечная корона — внешний слой атмосферы Солнца.
Полное количество энергии, излучаемой Солнцем, составляет 3,86 . 1026 Вт, и лишь одну двухмиллиардную часть этой энергии получает Земля.
Солнечная радиация включает корпускулярное и электромагнитное излучения. Корпускулярное основное излучение — это плазменный поток, который состоит из протонов и нейтронов, или по-другому - солнечный ветер, который достигает околоземного пространства и обтекает всю магнитосферу Земли. Электромагнитная радиация — это лучистая энергия Солнца. Она в виде прямой и рассеянной радиации достигает земной поверхности и обеспечивает тепловой режим на нашей планете.
В середине XIX в. швейцарский астроном Рудольф Вольф (1816-1893) (рис. 7) вычислил количественный показатель солнечной активности, известный во всем мире как число Вольфа. Обработав накопленные к середине прошлого века материалы наблюдений за солнечными пятнами, Вольф смог установить средний И-летний цикл солнечной активности. Фактически же интервалы времени между годами максимальных или минимальных чисел Вольфа колеблются от 7 до 17 лет. Одновременно с 11-летним циклом протекает вековой, точнее 80-90-летний, цикл солнечной активности. Несогласованно накладываясь друг на друга, они вносят заметные изменения в процессы, совершающиеся в географической оболочке Земли.
На тесную связь многих земных явлений с солнечной активностью еще в 1936 г. указывал А. Л. Чижевский (1897-1964) (рис. 8), писавший о том, что подавляющее большинство физико-химических процессов на Земле представляет результат воздействия космических сил. Он же был и одним из основоположников такой науки, как гелиобиология (от греч.helios — солнце), изучающей влияние Солнца на живое вещество географической оболочки Земли.
В зависимости от солнечной активности протекают такие физические явления на Земле, как: магнитные бури, частота полярных сияний, количество ультрафиолетовой радиации, интенсивность грозовой деятельности, температура воздуха, атмосферное давление, осадки, уровень озер, рек, грунтовых вод, соленость и деловитость морей и др.
С периодической деятельностью Солнца связана жизнь растений и животных (существует корреляция между солнечной цикличностью и сроком вегетационного периода у растений, размножением и миграцией птиц, грызунов и т. д.), а также человека (заболевания).
В настоящее время взаимосвязи между солнечными и земными процессами продолжают изучаться с помощью искусственных спутников Земли.
Планеты земной группы
Помимо Солнца в составе Солнечной системы выделяют планеты (рис. 9).
По размерам, географическим показателям и химическому составу планеты подразделяются на две группы: планеты земной группы и планеты-гиганты. К планетам земной группы относятся , и . О них и пойдет речь в этом подразделе.
Рис. 9. Планеты Солнечной системы
Земля — третья планета от Солнца. Ей будет посвящен отдельный подраздел.
Давайте обобщим.
От местоположения планеты в Солнечной системе зависит плотность вещества планеты, а с учетом ее размеров — и масса. Чем
ближе планета к Солнцу, тем выше у нее средняя плотность вещества. Например, у Меркурия она составляет 5,42 г/см\ Венеры — 5,25, Земли — 5,25, Марса — 3,97 г/см 3 .
Общими характеристиками планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) являются прежде всего: 1) сравнительно небольшие размеры; 2) высокие температуры на поверхности и 3) высокая плотность вещества планет. Эти планеты сравнительно медленно вращаются вокруг своей оси и имеют мало спутников или не имеют их совсем. В строении планет земной группы выделяют четыре главные оболочки: 1) плотное ядро; 2) покрывающую его мантию; 3) кору; 4) легкую газо- во-водную оболочку (исключая Меркурий). На поверхности этих планет обнаружены следы тектонической деятельности.
Планеты-гиганты
Теперь познакомимся с планетами-гигантами, которые тоже входят в нашу Солнечную систему. Это , .
Планеты-гиганты обладают следующими общими характеристиками: 1) большими размерами и массой; 2) быстро вращаются вокруг оси; 3) имеют кольца, много спутников; 4) атмосфера состоит, в основном, из водорода и гелия; 5) в центре имеют горячее ядро из металлов и силикатов.
Их также отличают: 1) низкие температуры на поверхности; 2) малая плотность вещества планет.
Вас приветствует портал астрономии сайт, посвященный нашей Вселенной, космосу, большим и малым планетам, звездным системам и их составляющим. Наш портал предоставляет подробную информацию обо всех 9 планетах, кометах, астероидах, метеорах и метеоритах. Вы сможете узнать про возникновение нашего Солнца и Солнечной системы.
Солнце совместно с ближайшими небесными телами, которые вращаются вокруг него, образуют Солнечную систему. В число небесных тел входят 9 планет, 63 спутника, 4 системы колец у гигантских планет, более 20-и тысяч астероидов, огромнейшее количество метеоритов и миллионы комет. Между ними есть пространство, в котором двигаются электроны и протоны (частицы солнечного ветра). Хоть ученые и астрофизики давно занимаются изучением нашей Солнечной системы, все же еще есть неисследованные места. К примеру, большая часть планет и их спутников изучена только мимолетно с фотографий. Мы видели только одно полушарие Меркурия, а к Плутону и вовсе не залетал космический зонд.
Практически вся масса Солнечной системы сосредоточена в Солнце – 99,87%. Размер Солнца точно так же превосходит размеры остальных небесных тел. Это звезда, которая за счет высоких температур поверхности светит самостоятельно. Окружающие ее планеты светят отраженным от Солнца светом. Этот процесс называется альбедо. Всего планет девять – Меркурий, Венера, Марс, Земля, Уран, Сатурн, Юпитер, Плутон и Нептун. Расстояние в Солнечной системе измеряется в единицах среднего расстояния нашей планеты от Солнца. Его называют астрономической единицей – 1 а.е. = 149,6 млн. км. К примеру, расстояние от Солнца к Плутону составляет 39 а.е., но иногда этот показатель увеличивается до 49 а.е.
Планеты вращаются вокруг Солнца по практически круговым орбитам, которые лежат относительно в одной плоскости. В плоскости орбиты Земли лежит так называемая плоскость эклиптики очень близко к среднему показателю плоскости орбит остальных планет. Из-за этого видимые пути планет Луны и Солнца на небе пролегают поблизости линии эклиптики. Наклоны орбит начинают свой отсчет от плоскости эклиптики. Те углы, которые имеют наклон менее 90 ⁰ , соответствуют движению против часовой стрелки (прямому орбитальному движению), а углы, превышающие 90⁰ – обратному движению.
В Солнечной системе все планеты движутся в прямом направлении. Самый большой наклон орбиты равен 17 ⁰ у Плутона. Большинство комет движется в обратном направлении. К примеру, та же комета Галлея – 162⁰. Все орбиты тел, которые находятся в нашей Солнечной системе, в основном имеют форму эллипса. Самую близкую точку орбиты к Солнцу называют перигелием, а самую дальнюю – афелием.
Все ученые, принимая во внимание земное наблюдение, делят планеты на две группы. Венеру и Меркурий как самые близкие к Солнцу планеты называют внутренними, а более удаленные внешними. Внутренние планеты обладают предельным углом удаления от Солнца. Когда такая планета удалена по максимуму к востоку или к западу от Солнца астрологи говорят, что она расположена в наибольшей восточной или западной элонгациях. А если внутренняя планета видна перед Солнцем – она расположена в нижнем соединении. Когда за Солнцем – находится в верхнем соединении. Так же, как и Луна, эти планеты имеют определенные фазы освещения в течение синодического периода времени Ps. Истинно орбитальный период у планет называют сидерическим.
Когда внешняя планета расположена за Солнцем, она находится в соединении. В том случае, если она размещена в противоположном Солнцу направлении, говорят, что она находится в противостоянии. Ту планету, которую наблюдают на угловом расстоянии в 90⁰ от Солнца, считают как квадратурную. Пояс астероидов между орбитами Юпитера и Марса делит планетную систему на 2-е группы. Внутренние относятся к планетам Земной группы – Марс, Земля, Венера и Меркурий. Их средняя плотность составляет от 3,9 до 5,5 г/см 3 . Они лишены колец, медленно вращаются по оси и имеют небольшое количество естественных спутников. У Земли – Луна, а у Марса – Деймос и Фобос. За поясом астероидов расположены планеты-гиганты – Нептун, Уран, Сатурн, Юпитер. Они характеризуются большим радиусом, низкой плотностью и глубокой атмосферой. На таких гигантах нет твердой поверхности. Они очень быстро вращаются, окружены большим количеством спутников и имеют кольца.
В древности люди знали планеты, но только те, которые были видны невооруженным глазом. В 1781 году В. Гершель открыл еще одну планету – Уран. В 1801 году Дж. Пиацци открыл первый астероид. Нептун открывали дважды, сначала теоретически – У. Леверье и Дж. Адамс, а потом и физически – И. Галле. Плутон как самую отдаленную планету открыли только в 1930 году. Галилей еще в XVII веке открыл четыре спутника Юпитера. Начиная с того времени начались многочисленные открытия других спутников. Все они совершались при помощи телескопов. Про то, что Сатурн окружен кольцом астероидов впервые узнал Х. Гюйгенс. Вокруг Урана темные кольца были открыты в 1977 году. Остальные космические открытия в основном совершались специальными машинами и спутниками. Так, к примеру, в 1979 году благодаря зонду «Вояджер-1» люди увидели каменные прозрачные кольца Юпитера. А спустя 10 лет «Вояджер-2» открыл неоднородные кольца Нептуна.
Наш портал сайт поведает основную информацию про Солнечную систему, ее строение и небесные тела. Мы представляем только передовую информацию, которая актуальна на данный момент. Одним из самых основных небесных тел в нашей галактике считается само Солнце.
Солнце находится в центре Солнечной системы. Это естественная одиночная звезда массой в 2*1030 кг и радиусом примерно 700000 км. Температура фотосферы – видимой поверхности Солнца – 5800К. Сравнивая плотность газа фотосферы Солнца с плотностью воздуха на нашей планете можно сказать, что она в тысячи раз меньше. Внутри Солнца плотность, давление и температура увеличиваются в зависимости от глубины. Чем глубже, тем показатели больше.
Высокая температура ядра Солнца влияет на превращение водорода в гелий, в результате чего выделяется большое количество тепла. Из-за этого звезда не сжимается под действием своей же силы тяжести. Энергия, которая выделяется из ядра, покидает Солнце в виде излучения фотосферы. Мощность излучения – 3,86*1026 Вт. Этот процесс идет уже примерно 4,6 миллиарда лет. По примерным подсчетам ученых уже переработано из водорода в гелий примерно 4%. Интересно то, что 0,03% массы Звезды превращено таким образом в энергию. Учитывая модели жизни Звезд можно предположить, что Солнце сейчас прошло половину собственной эволюции.
Изучение Солнца крайне тяжелое. Все связанно именно с большими температурами, но благодаря развитию технологий и науки человечество понемногу осваивает знания. К примеру, для того чтобы определить содержание химических элементов на Солнце ученые астрономы изучают излучения в спектре света и линии поглощения. Эмиссионные линии (линии излучения) представляют собой очень яркие участки спектра, которые указывают на излишество фотонов. Частота спектральной линии говорит о том, какая молекула или атом отвечает за ее появление. Линии поглощения представлены темными промежутками в спектре. Они указывают на отсутствующие фотоны той или иной частоты. А, значит, они поглощены каким-то химическим элементом.
Изучая тонкую фотосферу, астрономы оценивают химический состав его недр. Наружные области Солнца перемешаны конвекцией, солнечные спектры обладают высоким качеством, а ответственные их же физические процессы объяснимы. Из-за недостаточности средств и технологий пока что интенсифицирована только половина линий солнечного спектра.
Основу Солнца составляет водород, после него по количеству идет гелий. Это инертный газ, который плохо вступает в реакцию с другими атомами. Точно так же он неохотно показывается в оптическом спектре. Видно всего одну линию. Вся масса Солнца состоит на 71% из водорода и на 28% из гелия. Остальные элементы занимают чуть больше 1%. Интересно то, что это не единственный объект в солнечной системе, который имеет такой же состав.
Солнечные пятна представляют собой области поверхности звезды с большим вертикальным магнитным полем. Это явление препятствует движению газа по вертикали, чем подавляет конвекцию. Температура данной области опускается на 1000 К, образуя, таким образом, пятно. Центральная его часть – «тень», окружается более высокой температурной областью – «полутень». По размерам такое пятно в диаметре немножко превышает размер Земли. Его жизнеспособность не превышает периода в несколько недель. Нет определенного количества пятен на Солнце. В один период их может быть больше, в другой – меньше. Эти периоды имеют собственные циклы. В среднем их показатель достигает отметки 11,5 лет. Жизнеспособность пятен зависит от цикла, чем он больше, тем меньше существуют пятна.
Колебания активности Солнца практически не влияют на полную мощность его излучения. Ученые долго пытались найти связь между климатом Земли и циклами Солнечных пятен. С этим солнечным явлением связано событие – «минимум Маундера». В середине XVII века на протяжении 70 лет наша планета ощутила на себе Малый ледниковый период. Одновременно с этим событием на Солнце не было практически ни одного пятна. До сих пор в точности так и не известно существует ли связь между этими двумя событиями.
Всего в Солнечной системе присутствует пять больших постоянно вращающихся водородно-гелиевых шаров – Юпитер, Сатурн, Нептун, Уран и само Солнце. Внутри этих гигантов находятся практически все вещества Солнечной системы. Прямое изучение отдаленных планет пока невозможно, поэтому большинство недоказанных теорий так и остается недоказанными. Такая же ситуация и с недрами Земли. Но люди все же нашли способ хоть как-то изучить внутреннее строение нашей планеты. С этим вопросом неплохо справляются сейсмологи, наблюдая за сейсмическими толчками. Естественно, что их же методы вполне применимы к Солнцу. В отличие от сейсмических земных движений в Солнце действует постоянный сейсмический шум. Под конверторной зоной, которая занимает 14% радиуса Звезды, вещество крутится синхронно с периодом в 27 суток. Выше по конвективной зоне вращение идет синхронно вдоль конусов равной широты.
Совсем недавно астрономы пытались применить методы сейсмологии для изучения планет-гигантов, но никаких результатов так и не было. Дело в том, что приборы, примененные в этом исследовании, пока еще не могут зафиксировать появляющиеся колебания.
Над фотосферой Солнца размещен тонкий, сильно горячий слой атмосферы. Его можно увидеть сугубо в моменты солнечных затмений. Ее называют хромосферой из-за красного цвета. Хромосфера имеет толщину примерно в несколько тысяч километров. От фотосферы до верха хромосферы температура увеличивается в два раза. Но до сих пор неизвестно, почему энергия Солнца выделяется, покидает хромосферу в виде тепла. Газ, который находится над хромосферой, нагрет до одного миллиона К. Эту область еще называют короной. По радиусу Солнца она простирается на один радиус и обладает очень низкой плотностью газа внутри себя. Интересно то, что при низкой плотности газа температура очень высокая.
Время от времени в атмосфере нашего светила создаются гигантских размеров образования – эруптивные протуберанцы. Имея форму арки, они вздымаются из фотосферы на большую высоту примерно в половину солнечного радиуса. По наблюдениям ученых выходит, что форма протуберанцев конструируется силовыми линиями, исходящими от магнитного поля.
Еще одним интересным и чрезвычайно активным явлением считаются солнечные вспышки. Это очень мощные выбросы частиц и энергии продолжительностью до 2-х часов. Такой поток фотонов от Солнца до Земли доходит за восемь минут, а протоны и электроны доходят за несколько суток. Такие вспышки создаются в местах, где резко меняется направление магнитного поля. Они вызываются движением веществ в солнечных пятнах.