Солнечная система м. Каково строение нашей с вами солнечной системы

Планеты Солнечной системы

Согласно официальной позиции Международного астрономического союза (МАС), организации присваивающей имена астрономическим объектам, планет всего 8.

Плутон был исключен из разряда планет в 2006 году. т.к. в поясе Койпера находятся объекты которые больше/либо равны по размерам с Плутоном. Поэтому, даже если его принимать его за полноценное небесное тело, то тогда необходимо к этой категории присоединить Эриду, у которой с Плутоном почти одинаковый размер.

По определению MAC, есть 8 известных планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Все планеты делят на две категории в зависимости от их физических характеристик: земной группы и газовые гиганты.

Схематическое изображение расположения планет

Планеты земного типа

Меркурий

Самая маленькая планета Солнечной системы имеет радиус всего 2440 км. Период обращения вокруг Солнца, для простоты понимания приравненный к земному году, составляет 88 дней, при этом оборот вокруг собственной оси Меркурий успевает совершить всего полтора раза. Таким образом, его сутки длятся приблизительно 59 земных дней. Долгое время считалось, что эта планета все время повёрнута к Солнцу одной и той же стороной, поскольку периоды его видимости с Земли повторялись с периодичностью, примерно равной четырем Меркурианским суткам. Это заблуждение было развеяно с появлением возможности применять радиолокационные исследования и вести постоянные наблюдения с помощью космических станций. Орбита Меркурия – одна из самых нестабильных, меняется не только скорость перемещения и его удалённость от Солнца, но и само положение. Любой интересующийся может наблюдать этот эффект.

Меркурий в цвете, снимок космического аппарата MESSENGER

Близость к Солнцу стала причиной того, что Меркурий подвержен самым большим перепадам температуры среди планет нашей системы. Средняя дневная температура составляет около 350 градусов по Цельсию, а ночная -170 °C. В атмосфере выявлены натрий, кислород, гелий, калий, водород и аргон. Существует теория, что он был ранее спутником Венеры, но пока это остается недоказанным. Собственные спутники у него отсутствуют.

Венера

Вторая от Солнца планета, атмосфера которой почти полностью состоит из углекислого газа. Её часто называют Утренней звездой и Вечерней звездой, потому что она первой из звёзд становится видна после заката, так же как и перед рассветом продолжает быть видимой и тогда, когда все остальные звёзды скрылись из поля зрения. Процент диоксида углерода составляет в атмосфере 96%, азота в ней сравнительно немного – почти 4% и в совсем незначительном количестве присутствует водяной пар и кислород.

Венера в УФ спектре

Подобная атмосфера создает эффект парника, температура на поверхности из-за этого даже выше, чем у Меркурия и достигает 475 °C. Считается самой неторопливой, венерианские сутки длятся 243 земных дня, что почти равно году на Венере – 225 земных дней. Многие называют её сестрой Земли из-за массы и радиуса, значения которых очень близки к земным показателям. Радиус Венеры составляет 6052 км (0,85% земного). Спутников, как и у Меркурия, нет.

Третья планета от Солнца и единственная в нашей системе, где на поверхности есть жидкая вода, без которой не смогла бы развиться жизнь на планете. По крайней мере, жизнь в том виде, в котором мы её знаем. Радиус Земли равен 6371 км и, в отличие от остальных небесных тел нашей системы, более 70% её поверхности покрыто водой. Остальное пространство занимают материки. Ещё одной особенностью Земли являются тектонические плиты, скрытые под мантией планеты. При этом они способны перемещаться, хоть и с очень малой скоростью, что со временем вызывает изменение ландшафта. Скорость перемещения планеты по ней – 29-30 км/сек.

Наша планета из космоса

Один оборот вокруг своей оси занимает почти 24 часа, причем полное прохождение по орбите длится 365 суток, что намного больше в сравнении с ближайшими планетами-соседями. Земные сутки и год также приняты как эталон, но сделано это лишь для удобства восприятия временных отрезков на остальных планетах. У Земли имеется один естественный спутник – Луна.

Марс

Четвёртая планета от Солнца, известная своей разрежённой атмосферой. Начиная с 1960 года, Марс активно исследуется учеными нескольких стран, включая СССР и США. Не все программы исследования были успешными, но найденная на некоторых участках вода позволяет предположить, что примитивная жизнь на Марсе существует, или существовала в прошлом.

Яркость этой планеты позволяет видеть его с Земли без всяких приборов. Причем раз в 15-17 лет, во время Противостояния, он становится самым ярким объектом на небе, затмевая собой даже Юпитер и Венеру.

Радиус почти вдвое меньше земного и составляет 3390 км, зато год значительно дольше – 687 суток. Спутников у него 2 — Фобос и Деймос.

Наглядная модель Солнечной системы

Внимание ! Анимация работает только в браузерах поддерживающих стандарт -webkit (Google Chrome, Opera или Safari).

• Солнце

  Солнце является звездой, которая представляет собой горячий шар из раскаленных газов в центре нашей Солнечной системы. Его влияние простирается далеко за пределы орбит Нептуна и Плутона. Без Солнца и его интенсивной энергии и тепла, не было бы жизни на Земле. Существуют миллиарды звезд, как наше Солнце, разбросанных по галактике Млечный Путь.

• Меркурий

  Выжженный Солнцем Меркурий лишь немного больше, чем спутник Земли Луна. Подобно Луне, Меркурий практически лишен атмосферы и не может сгладить следы воздействия от падения метеоритов, поэтому он как и Луна покрыт кратерами. Дневная сторона Меркурия очень сильно нагревается на Солнце, а на ночной стороне температура падает на сотни градусов ниже нуля. В кратерах Меркурия, которые расположены на полюсах, существует лед. Меркурий совершает один оборот вокруг Солнца за 88 дней.

• Венера

  Венера это мир чудовищной жары (еще больше чем на Меркурии) и вулканической активности. Аналогичная по структуре и размеру Земле, Венера покрыта толстой и токсичной атмосферой, которая создает сильный парниковый эффект. Этот выжженной мир достаточно горячий, чтобы расплавить свинец. Радарные снимки сквозь могучую атмосферу выявили вулканы и деформированные горы. Венера вращается в противоположном направлении, от вращения большинства планет.

• Земля — планета океан. Наш дом, с его обилием воды и жизни делает его уникальным в нашей Солнечной системе. Другие планеты, в том числе несколько лун, также имеют залежи льда, атмосферу, времена года и даже погоду, но только на Земле все эти компоненты собрались вместе таким образом, что стало возможным существование жизнь.

• Марс

  Хотя детали поверхности Марса трудно увидеть с Земли, наблюдения в телескоп показывают, что на Марсе существуют сезоны и белые пятна на полюсах. В течение многих десятилетий, люди полагали, что яркие и темные области на Марсе это пятна растительности и что Марс может быть подходящим местом для жизни, и что вода существует в полярных шапках. Когда космический аппарат Маринер-4, прилетел у Марсу в 1965 году, многие из ученых были потрясены, увидев фотографии мрачной планеты покрытой кратерами. Марс оказался мертвой планетой. Более поздние миссии, однако, показали, что Марс хранит множество тайн, которые еще предстоит решить.

• Юпитер

  Юпитер — самая массивная планета в нашей Солнечной системе, имеет четыре больших спутника и множество небольших лун. Юпитер образует своего рода миниатюрную Солнечную систему. Чтобы превратится в полноценную звезду, Юпитеру нужно было стать в 80 раз массивнее.

• Сатурн

  Сатурн — самая дальняя из пяти планет, которые были известны до изобретения телескопа. Подобно Юпитеру, Сатурн состоит в основном из водорода и гелия. Его объем в 755 раз больше, чем у Земли. Ветры в его атмосфере достигают скорости 500 метров в секунду. Эти быстрые ветра в сочетании с теплом, поднимающимся из недр планеты, вызывают появление желтых и золотистых полос, которые мы видим в атмосфере.

• Уран

  Первая планета найденная с помощью телескопа, Уран был открыт в 1781 году астрономом Уильямом Гершелем. Седьмая планета от Солнца настолько далека, что один оборот вокруг Солнца занимает 84 года.

• Нептун

  Почти в 4,5 млрд. километрах от Солнца вращается далекий Нептун. На один оборот вокруг Солнца у него уходит 165 лет. Он невидим невооруженным глазом из-за его огромного расстояния от Земли. Интересно, что его необычная эллиптическая орбита, пересекается с орбитой карликовой планеты Плутона из-за чего Плутон находится внутри орбиты Нептуна порядка 20 лет из 248 за которые совершает один оборот вокруг Солнца.

• Плутон

  Крошечный, холодный и невероятно далекий Плутон был открыт в 1930 году и долго считался девятой планетой. Но после открытий подобных Плутону миров, которые находились еще дальше, Плутон был переведен в категорию карликовых планет в 2006 году.

Планеты — гиганты

Существуют четыре газовых гиганта, располагающихся за орбитой Марса: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Они находятся во внешней Солнечной системе. Отличаются своей массивностью и газовым составом.

Планеты солнечной системы, масштаб не соблюден

Юпитер

Пятая по счёту от Солнца и крупнейшая планета нашей системы. Радиус её – 69912 км, она в 19 раз больше Земли и всего в 10 раз меньше Солнца. Год на Юпитере не самый долгий в солнечной системе, длится 4333 земных суток (неполных 12 лет). Его же собственные сутки имеют продолжительность около 10 земных часов. Точный состав поверхности планеты пока определить не удалось, однако известно, что криптон, аргон и ксенон имеются на Юпитере в гораздо больших количествах, чем на Солнце.

Существует мнение, что один из четырёх газовых гигантов на самом деле – несостоявшаяся звезда. В пользу этой теории говорит и самое большое количество спутников, которых у Юпитера много – целых 67. Чтобы представить себе их поведение на орбите планеты, нужна достаточно точная и чёткая модель солнечной системы. Самые крупные из них – Каллисто, Ганимед, Ио и Европа. При этом Ганимед является крупнейшим спутником планет во всей солнечной системе, радиус его составляет 2634 км, что на 8% превышает размер Меркурия, самой маленькой планеты нашей системы. Ио отличается тем, что является одним из трёх имеющих атмосферу спутников.

Сатурн

Вторая по размерам планета и шестая по счёту в Солнечной системе. В сравнении с остальными планетами, наиболее схожа с Солнцем составом химических элементов. Радиус поверхности равен 57350 км, год составляет 10 759 суток (почти 30 земных лет). Сутки здесь длятся немногим дольше, чем на Юпитере – 10,5 земных часов. Количеством спутников он ненамного отстал от своего соседа – 62 против 67. Самым крупным спутником Сатурна является Титан, так же, как и Ио, отличающийся наличием атмосферы. Немного меньше него по размеру, но от этого не менее известные – Энцелад, Рея, Диона, Тефия, Япет и Мимас. Именно эти спутники являются объектами для наиболее частого наблюдения, и потому можно сказать, что они наиболее изучены в сравнении с остальными.

Долгое время кольца на Сатурне считались уникальным явлением, присущим только ему. Лишь недавно было установлено, что кольца имеются у всех газовых гигантов, но у остальных они не настолько явно видны. Их происхождение до сих пор не установлено, хотя существует несколько гипотез о том, как они появились. Кроме того, совсем недавно было обнаружено, что неким подобием колец обладает и Рея, один из спутников шестой планеты.

Солнечная система - это центральная звезда Солнце и все космические тела, которые вращаются вокруг нее.

В солнечной системе 8 наиболее крупных небесных тел, или планет. Наша Земля тоже планета. Кроме нее, вокруг Солнца совершают свое путешествие в космосе еще 7 планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Две последние с Земли можно наблюдать только в телескоп. Остальные видны невооруженным глазом.

Еще совсем недавно к числу планет причисляли еще одно небесное тело - Плутон. Он находится очень далеко от Солнца, за орбитой Нептуна, и был открыт лишь в 1930 году. Однако в 2006 году астрономы ввели новое определение классической планеты, и Плутон под него не попал.

Планеты известны людям с древних времен. Ближайшие соседи Земли - Венера и Марс, самые дальние от нее - Уран и Нептун.

Большие планеты принято делить на две группы. В первую группу входят планеты, находящиеся наиболее близко к Солнцу: это планеты земной группы , или внутренние планеты , - Меркурий, Венера, Земля и Марс. Все эти планеты имеют высокую плотность и твёрдую поверхность (хотя под ней и находится жидкое ядро). Самая большая в этой группе планета - Земля. Однако дальние от Солнца планеты - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун значительно превосходят Землю по размеру. Поэтому они получили название планеты-гиганты . Их также называют внешними планетами . Так, масса Юпитера превышает массу Земли более чем в 300 раз. Планеты-гиганты значительно отличаются от планет земной группы по своему строению: они состоят не из тяжёлых элементов, а из газа, в основном из водорода и гелия, подобно Солнцу и другим звёздам. Планеты-гиганты не имеют твёрдой поверхности - это просто газовые шары. Поэтому их еще называют газовыми планетами .

Между Марсом и Юпитером находится пояс астероидов , или малых планет . Астероид – это небольшое планетоподобное тело Солнечной системы, размером от нескольких метров до тысячи километров. Крупнейшие астероиды этого пояса - Церера, Паллада и Юнона.

За орбитой Нептуна находится еще один пояс малых небесных тел, который называют поясом Койпера. Он в 20 раз шире пояса астероидов. Плутон, который потерял статус планеты и был отнесен к карликовым планетам , как раз находится в этом поясе. В поясе Койпера есть и другие карликовые планеты, похожие на Плутон, в 2008 году их так и назвали - плутоиды . Это Макемаке и Хаумеа. Кстати, Цереру из пояса астероидов тоже относят к классу карликовых планет (но не плутоидов!).

Еще один плутоид - Эрида - по размерам сравним с Плутоном, но находится гораздо дальше от Солнца - за поясом Койпера. Интересно, что Эрида одно время даже была кандидатом на роль 10-ой планеты в Солнечной системе. Но в результате именно открытие Эриды стало причиной пересмотра статуса Плутона в 2006 году, когда Международный астрономический союз (МАС) ввел новую классификацию небесных тел Солнечной системы. По этой классификации Эрида и Плутон не попали под понятие классической планеты, а "заслужили" лишь звание карликовых планет - небесных тел, которые вращаются вокруг Солнца, не являются спутниками планет и имеют достаточно большую массу для того, чтобы поддерживать почти округлую форму, но, в отличие от планет, не способны расчистить свою орбиту от других космических объектов.

В состав Солнечной системы, помимо планет, входят их спутники, которые вращаются вокруг них. Всего спутников сейчас насчитывают 415. Неизменная спутница Земли - Луна. У Марса 2 спутника - Фобос и Деймос. У Юпитера 67 спутников, а у Сатурна - 62. 27 спутников имеет Уран. И только у Венеры и Меркурия спутников нет. А вот у "карликов" Плутона и Эриды спутники есть: у Плутона это Харон, а у Эриды - Дисномия. Впрочем, астрономы еще не пришли к окончательному выводу, является ли Харон спутником Плутона или система Плутон-Харон - это так называемая двойная планета. Даже у некоторых астероидов есть спутники. Чемпион по размерам среди спутников - Ганимед, спутник Юпитера, ненамного отстает от него спутник Сатурна Титан. И Ганимед, и Титан превосходят размерами Меркурий.

Кроме планет и спутников, Солнечную систему бороздят десятки, а то и сотни тысяч различных малых тел : хвостатые небесные тела - кометы, огромное количество метеоритов, частиц газопылевой материи, рассеянных атомов различных химических элементов, потоков атомных частиц и другие.

Все объекты Солнечной системы удерживаются в ней засчет силы притяжения Солнца, и все они вращаются вокруг него, причем в одном направлении с вращением самого Солнца и практически в одной плоскости, которая называется плоскостью эклиптики . Исключение - некоторые кометы и объекты пояса Койпера. Кроме этого, практически все объекты Солнечной системы вращаются и вокруг своей оси, причем в ту же сторону, что и вокруг Солнца (исключение - Венера и Уран; последний и вовсе вращается "лежа на боку").

Планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца в одной плоскости - плоскости эклиптики

Орбита Плутона сильно наклонена относительно эклиптики (на 17°) и сильно вытянута

В Солнце сосредоточена практически вся масса Солнечной системы – 99,8%. Четыре крупнейших объекта - газовые гиганты - составляют 99% оставшейся массы (при этом большая часть - около 90% - приходится на Юпитер и Сатурн). Что касается размеров Солнечной системы, астрономы пока не пришли к единому мнению по этому вопросу. По современным оценкам, размер Солнечной системы составляет не менее 60 млрд. километров. Чтобы хотя бы приблизительно представить себе масштабы Солнечной системы, приведем более наглядный пример. В пределах Солнечной системы за единицу расстояний принимают астрономическую единицу (а. е.) - среднее расстояние от Земли до Солнца. Оно равно приблизительно 150 млн. км (свет проходит это расстояние за 8 мин 19 с). Внешняя граница пояса Койпера находится на расстоянии 55 а. е. от Солнца.

Еще один способ представить себе реальные размеры Солнечной системы - это вообразить модель, в которой все размеры и расстояния сокращены в миллиард раз . В этом случае Земля будет около 1,3 см в диаметре (размером с виноградину). Луна будет вращаться на расстоянии около 30 см от нее. Солнце будет 1,5 метров в диаметре (примерно рост человека) и находиться на расстоянии 150 метров от Земли (примерно городской квартал). Юпитер - 15 см в диаметре (размер большого грейпфрута) и на расстоянии 5 городских кварталов от Солнца. Сатурн (размером с апельсин) - на расстоянии 10 кварталов. Уран и Нептун (лимоны) - 20 и 30 кварталов. Человек на этой шкале будет размером с атом; а ближайшая звезда - на расстоянии 40 000 км.

От поверхности к ядру: восемь путешествий по недрам планет Солнечной системы.

Восемь планет нашей Солнечной системы принято разделять на внутренние (Меркурий, Венера, Земля, Марс), расположенные ближе к звезде, и внешние (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун). Отличаются они не только расстоянием до Солнца, но и рядом других характеристик. Внутренние планеты − плотные и каменистые, небольших размеров; внешние − газовые гиганты. У внутренних совсем немного естественных спутников, или нет вовсе; у внешних их десятки, а у Сатурна есть еще и кольца.

Сравнительные размеры планет (слева направо: Меркурий, Венера, Земля, Марс)

NASA

Базовая «анатомия» внутренних планет Солнечной системы проста: все они состоят из коры, мантии и ядра. Кроме того, у некоторых ядро разделяется на внутреннее и внешнее. Например, как устроена Земля? Твердая кора покрывает полурасплавленную мантию, а в центре находится «двухслойное» ядро − жидкое внешнее и твердое внутреннее. Кстати, именно наличие жидкого металлического ядра создает на планете глобальное магнитное поле. На Марсе, к примеру, все немного иначе: твердая кора, твердая мантия, твердое ядро − он напоминает цельный бильярдный шар, и никакого магнитного поля у него нет.

Газовые гиганты − Сатурн и Юпитер − сложены совершенно иначе. Из самого названия этого типа планет понятно, что они представляют собой огромные шары газа, не имеющие твердой поверхности. Если б кому-нибудь довелось спускаться на одну из таких планет, он падал бы и падал к ее центру, где расположено небольшое твердое ядро. На Уране и Нептуне аммиак, метан и другие знакомые нам газы могут существовать лишь в твердой форме, поэтому две дальние планеты представляют собой огромные шары из льда и твердых фрагментов − ледяные гиганты. Впрочем, давайте рассмотрим их все по порядку, одну за другой.

Меркурий: громадное ядро

Ближайшая к Солнцу планета − одна из самых плотных в нашем списке: будучи чуть меньше спутника Сатурна Титана, она более чем вдвое тяжелее его. Плотнее Меркурия только Земля, но Земля достаточно велика для того, чтобы ее уплотняла еще и собственная гравитация, а если б этот эффект не проявлялся, то Меркурий был бы чемпионом.

Здесь царит тяжелое железо-никелевое ядро. Оно исключительно велико для планеты таких размеров − по некоторым предположениям, ядро может занимать основную часть объема Меркурия и иметь радиус около 1800-1900 км, примерно с Луну. Зато окружающие его кремниевые мантия и кора сравнительно тонки, не более 500-600 км в толщину. Судя по тому, что планета вращается слегка неравномерно (как сырое яйцо), ядро ее расплавлено и создает на планете глобальное магнитное поле.

Происхождение большого, плотного, исключительно богатого железом ядра Меркурия остается загадкой. Возможно, некогда Меркурий был в несколько раз крупнее, и ядро его не было чем-то аномальным, но в результате столкновения с неизвестным телом от него «отвалился» изрядный кусок коры и мантии. К сожалению, подтвердить эту теорию пока не удается.

1. Кора, толщина — 100-300 км. 2. Мантия, толщина — 600 км. 3. Ядро, радиус — 1800 км.

Joel Holdsworth

Венера: толстая кора

Самая беспокойная и горячая планета Солнечной системы. Ее чрезвычайно плотная и бурная атмосфера состоит из углекислого газа, метана и сероводорода, который выбрасывают многочисленные активные вулканы. Поверхность Венеры на 90% покрыта базальтовой лавой, здесь имеются обширные возвышенности на манер земных материков − жаль, что вода в жидком виде здесь существовать не может, вся она давно испарилась.

Внутреннее строение Венеры изучено плохо. Считается, что ее толстая силикатная кора уходит в глубину на несколько десятков километров. Судя по некоторым данным, 300-500 млн лет назад планета полностью обновила кору в результате катастрофических масштабов вулканизма. Предположено, что тепло, которое вырабатывается в недрах планеты из-за радиоактивного распада, не может на Венере «стравливаться» постепенно, как на Земле, посредством тектоники плит. Тектоники плит здесь нет, и энергия эта накапливается подолгу, и время от времени «прорывается» такими глобальными вулканическими «бурями».

Под корой Венеры начинается 3000-километровый слой расплавленной мантии неустановленного состава. А раз Венера относится к тому же типу планет, что и Земля, у нее предполагается и наличие железо-никелевого ядра диаметром около 3000 км. С другой стороны, наблюдения не обнаружили у Венеры собственного магнитного поля. Это может означать, что заряженные частицы в ядре не двигаются, и оно находится в твердом состоянии.

Возможное внутреннее строение Венеры

Wikimedia/ Vzb83

Земля: всё идеально

Наша любимая родная планета изучена, конечно, лучше всех, в том числе и геологически. Если двигаться от ее поверхности в глубину, твердая кора будет тянуться до примерно 40 км. Резко отличаются континентальная и океаническая кора: толщина первой может доходить до 70 км, а второй − практически не бывает более 10 км. Первая содержит немало вулканических пород, вторая покрыта толстым слоем осадочных.

Кора, как потрескавшаяся сухая грязь, разделена на литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга. Судя по современным данным, тектоника плит − уникальное в Солнечной системе явление, которое обеспечивает постоянное и некатастрофическое, в целом спокойное обновление ее поверхности. Очень удобно для всех!

Ниже начинаются слои мантии: верхняя (40-400 км), нижняя (до 2700 км). На мантию приходится львиная доля массы планеты − почти 70%. По объему мантия еще внушительнее: если не считать атмосферу, она занимает около 83% нашей планеты. Состав мантии, скорее всего, напоминает состав каменистых метеоритов, она богата кремнием, железом, кислородом, магнием. Несмотря на постоянное перемешивание, не стоит считать мантию жидкой в привычном понимании этого слова. Из-за огромного давления почти все ее вещество находится в кристаллическом состоянии.

Наконец, мы попадем в железо-никелевое ядро: расплавленное внешнее (на глубине до 5100 км) и твердое внутреннее (вплоть до 6400 км). На ядро приходится почти 30% массы Земли, а конвекция жидкого металла во внешнем ядре создает на планете глобальное магнитное поле.

Общая структура планеты Земля

Wikimedia/ Jeremy Kemp

Марс: застывшие плиты

Хотя сам Марс заметно меньше Земли, интересно, что площадь его поверхности примерно равна площади земной суши. Но перепады высот здесь куда заметнее: на Красной планете расположены самые высокие в Солнечной системе горы. Местный Эверест − Олимпус Монс − поднимается на высоту 24 км, а громадные горные хребты выше 10 км могут тянуться на тысячи километров.

Покрытая базальтовыми породами кора планеты в северном полушарии имеет толщину около 35 км, а в южном − аж до 130 км. Считается, что некогда на Марсе также существовало движение литосферных плит, однако с какого-то момента они остановились. Из-за этого вулканические точки перестали менять свое расположение, и вулканы стали расти и расти сотни миллионов лет, создавая исключительно могучие горные вершины.

Средняя плотность планеты довольно невелика − видимо, из-за небольших размеров ядра и наличия в нем немалого (до 20%) количества легких элементов − скажем, серы. Судя по имеющимся данным, ядро Марса имеет радиус около 1500-1700 км и остается жидким лишь частично, а значит − способно создавать на планете лишь очень слабое магнитное поле.

Сравнение строения Марса и других планет земной группы

NASA

Юпитер: сила тяжести и легкие газы

Сегодня не существует технических возможностей исследовать строение Юпитера: слишком уж велика эта планета, слишком сильна ее гравитация, слишком плотна и неспокойна атмосфера. Впрочем, где здесь кончается атмосфера и начинается сама планета, сказать трудно: этот газовый гигант, по сути, не имеет никаких четких внутренних границ.

По существующим теориям, в центре Юпитера имеется твердое ядро по массе в 10-15 раз больше Земли и в полтора раза крупнее ее по размерам. Впрочем, на фоне планеты-великана (масса Юпитера больше массы всех остальных планет Солнечной системы вместе взятых) эта величина совсем незначительна. Вообще же Юпитер состоит на 90% из обычного водорода, а на оставшиеся 10% − из гелия, с некоторым количеством простых углеводородов, азота, серы, кислорода. Но не стоит думать, что из-за этого структура газового гиганта «проста».

При колоссальном давлении и температуре водород (а по некоторым данным, и гелий) здесь должен существовать, в основном, в необычной металлической форме − этот слой, возможно, тянется на глубину в 40-50 тыс. км. Здесь электрон отрывается от протона и начинает вести себя свободно, как в металлах. Такой жидкий металлический водород, естественно, является отличным проводником и создает на планете исключительно мощное магнитное поле.

Модель внутренней структуры Юпитера

NASA

Сатурн: саморазогревающаяся система

Несмотря на все внешние различия, отсутствие знаменитого Красного пятна и наличие еще более знаменитых колец, Сатурн очень похож на соседний Юпитер. Он состоит из водорода на 75%, и на 25% из гелия, со следовым количеством воды, метана, аммиака и твердых веществ, в основном сосредоточенных в горячем ядре. Как и на Юпитере, здесь имеется толстый слой металлического водорода, создающий мощное магнитное поле.

Пожалуй, главным отличием двух газовых гигантов являются теплые недра Сатурна: процессы в глубине поставляют планете уже больше энергии, чем солнечное излучение − он излучает в 2,5 раза больше энергии сам, чем получает от Солнца.

Этих процессов, видимо, два (отметим, что и на Юпитере они также работают, просто на Сатурне имеют большее значение) − радиоактивный распад и механизм Кельвина − Гельмгольца. Работу этого механизма можно представить довольно легко: планета охлаждается, давление в ней падает, и она немного сжимается, а сжатие создает дополнительное тепло. Впрочем, нельзя исключать и наличие других эффектов, создающих энергию в недрах Сатурна.

Внутреннее строение Сатурна

Wikimedia

Уран: лед и камень

А вот на Уране внутреннего тепла явно недостаточно, причем настолько, что это до сих пор требует специального объяснения и озадачивает ученых. Даже Нептун, на Уран очень похожий, излучает тепло в разы больше, Уран же мало того, что получает от Солнца совсем немного, так и отдает порядка 1% этой энергии. Это самая холодная планета Солнечной системы, температура здесь может падать до 50 Кельвин.

Считается, что основная масса Урана приходится на смесь льдов − водного, метанового и аммиачного. Вдесятеро меньше по массе здесь водорода с гелием, и еще меньше твердых пород, скорее всего, сосредоточенных в сравнительно небольшом каменном ядре. Основная доля приходится на ледяную мантию. Правда, этот лед − не совсем та субстанция, к которой мы привыкли, он текуч и плотен.

Это означает, что у ледяного гиганта тоже нет никакой твердой поверхности: газообразная, состоящая из водорода и гелия атмосфера без явной границы переходит в жидкие верхние слои самой планеты.

Внутреннее строение Урана

Wikimedia/ FrancescoA

Нептун: алмазный дождь

Как и у Урана, у Нептуна атмосфера особенно заметна, она составляет 10-20% всей массы планеты и простирается на 10-20% расстояния до ядра в ее центре. Состоит она из водорода, гелия и метана, который придает планете голубоватый цвет. Опускаясь сквозь нее вглубь, мы заметим, как атмосфера постепенно уплотняется, медленно переходя в жидкую и горячую электропроводящую мантию.

Мантия Нептуна в десяток раз тяжелее всей нашей Земли и богата аммиаком, водой, метаном. Она действительно горяча − температура может достигать тысяч градусов − но традиционно вещество это называют ледяным, а Нептун, как и Уран, относят к ледяным гигантам.

Существует гипотеза, согласно которой ближе к ядру давление и температура достигают такой величины, что метан «рассыпается» и «спрессовывается» в кристаллы алмазов, которые на глубине ниже 7000 км образуют океан «алмазной жидкости», который проливается «дождями» на ядро планеты. Железо-никелевое ядро Нептуна богато силикатами и лишь немногим больше земного, хотя давление в центральных областях гиганта намного выше.

1. Верхняя атмосфера, верхние облака 2. Атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана 3. Мантия, состоящая из воды, аммиака и метанового льда 4. Железо-никелевое ядро

Naked Science

http://naked-science.ru/article/nakedscience/kak-ustroeny-planety

1. Солнечная система - это спаянная силами взаимного притяжения система небесных тел, которую образуют 9 больших планет с их спутниками (уже известно более 60), несколько тысяч малых планет (или астероидов), кометы и метеорные тела.
2. Солнечное тяготение управляет движением всех остальных тел. Только спутники обращаются вокруг своих планет, притяжение которого из-за близости оказывается сильнее солнечного.
3. Возраст Солнечной системы 4,6 млрд лет. Образовалась из вращавшегося газопылевого облака, сжатие которого породило центральное сгущение, которое потом превратилось в Солнце.
4. Планеты подразделяются на 2 группы: планеты земной группы и планеты юпитерианской, или планеты-гиганты.
5. Планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля, Марс формировались ближе к Солнцу, и имеют большую плотность, состоят преимущественно из соединений кремния, железа.
6. Планеты юпитерианской группы: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун – газовые гиганты, которые формировались в критически холодных температурах. Состоят преимущественно из водорода и гелия. Атмосферы этих планет постепенно уплотняясь, плавно переходят в жидкую мантию.
7. Плутон не подпадает под научное определение термина «планета», так как по размерам и свойствам он близок к ледяным спутникам планет-гигантов.
8. Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении (прямом). Орбиты планет по форме близки к круговым, а плоскости орбит – к основной плоскости Солнечной системы, называемой «неизменной плоскостью Лапласа».
9. Наша солнечная система находится в рукаве Ориона галактики Млечный Путь. С большой вероятностью существуют миллиарды других солнечных систем в нашей Галактике Млечный Путь. И существуют миллиарды галактик во Вселенной.
10. Мы измеряем расстояние в нашей солнечной системе в астрономических единицах (а.е.). Одна а.е. равна расстоянию между Солнцем и Землей, которая составляет 149 597 870 км (93 млн. миль).

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.