Строение Солнечной системы

Строение Солнечной системы

Происхождение Солнечной системы

Вот уже два века проблема происхождения Солнечной системы волнует выдающихся мыслителей нашей планеты. Этой проблемой занимались, начиная от философа Канта и математика Лапласа, плеяда астрономов и физиков XIX и XX столетий. И все же мы до сих пор довольно далеки от решения этой проблемы. Но за последние три десятилетия прояснился вопрос о путях эволюции звезд. И хотя детали рождения звезды из газово-пылевой туманности еще далеко не ясны, мы теперь четко представляем, что с ней происходит на протяжении миллиардов лет дальнейшей эволюции. Переходя к изложению различных космогонических гипотез, сменявших одна другую на протяжении двух последних столетий, начнем с гипотезы великого немецкого философа Канта и теории, которую спустя несколько десятилетий независимо предложил французский математик Лаплас. Предпосылки к созданию этих теорий выдержали испытание временем. Точки зрения Канта и Лапласа в ряде важных вопросов резко отличались. Кант исходил из эволюционного развития холодной пылевой туманности, в ходе которого сперва возникло центральное массивное тело - будущее Солнце, а потом планеты, в то время как Лаплас считал первоначальную туманность газовой и очень горячей с высокой скоростью вращения. Сжимаясь под действием силы всемирного тяготения, туманность, вследствие закона сохранения момента количества движения, вращалась все быстрее и быстрее. Из-за больших центробежных сил от него последовательно отделялись кольца. Потом они конденсировались, образуя планеты. Таким образом, согласно гипотезе Лапласа, планеты образовались раньше Солнца. Однако, несмотря на различия, общей важной особенностью является представление, что Солнечная система возникла в результате закономерного развития туманности. Поэтому и принято называть эту концепцию "гипотезой Канта-Лапласа". Однако эта теория сталкивается с трудностью. Наша Солнечная система, состоящая из девяти планет разных размеров и масс, обладает особенностью: необычное распределение момента количества движения между центральным телом Солнцем и планетами. Момент количества движения есть одна из важнейших характеристик всякой изолированной от внешнего мира механической системы. Именно как такую систему можно рассмотреть Солнце и окружающие его планеты. Момент количества движения можно определить как "запас вращения" системы. Это вращение складывается из орбитального движения планет и вращения вокруг осей Солнца и планет. Львиная доля момента количества движения Солнечной системы сосредоточена в орбитальном движении планет-гигантов Юпитера и Сатурна. С точки зрения гипотезы Лапласа, это совершенно непонятно. В эпоху, когда от первоначальной, быстро вращающейся туманности отделилось кольцо, слои туманности, из которых потом сконденсировалось Солнце, имели (на единицу массы) примерно такой же момент, как вещество отделившегося кольца (так как угловые скорости кольца и оставшихся частей были примерно одинаковы) , так как масса последнего была значительно меньше основной туманности ("протосолнца" ) , то полный момент количества движения кольца должен быть много меньше, чем у "протосолнца". В гипотезе Лапласа отсутствует какой-либо механизм передачи момента от "протосолнца" к кольцу. Поэтому в течение всей дальнейшей эволюции момент количества движения "протосолнца", а затем и Солнца должен быть много больше, чем у колец и образовавшихся из них планет. Но этот вывод противоречит с фактическим распределением количества движения между Солнцем и планетами. Для гипотезы Лапласа эта трудность оказалась непреодолимой. Остановимся на гипотезе Джинса, получившей распространение в первой трети текущего столетия. Она полностью противоположна гипотезе Канта-Лапласа. Если последняя рисует образование планетарных систем как единственный закономерный процесс эволюции от простого к сложному, то в гипотезе Джинса образование таких систем есть дело случая. Исходная материя, из которой потом образовались планеты, была выброшена Солнца (которое к тому времени было уже достаточно "старым" и похожим на нынешнее) при случайном прохождении вблизи него некоторой звезды. Это прохождение был настолько близким, что его можно рассматривать практически как столкновение. Благодаря приливным силам со стороны налетевшей на Солнце звезды, из поверхностных слоев Солнца выброшена струя газа. Эта струя останется в сфере притяжения Солнца и после того, как звезда уйдет от Солнца. Потом струя сконденсируется и даст начало планетам. Если бы гипотеза Джинса была правильной, число планетарных систем, образовавшихся за десять миллиардов лет ее эволюции, можно было пересчитать по пальцам. Но планетарных систем фактически много, следовательно, эта гипотеза несостоятельна. И ниоткуда не следует, что выброшенная из Солнца струя горячего газа может сконденсироваться в планеты. Таким образом, космологическая гипотеза Джинса оказалась несостоятельной. Выдающийся советский ученый О. Ю. Шмидт в 1944 году предложил свою теорию происхождения Солнечной системы: наша планета образовалась из вещества, захваченного из газово-пылевой туманности, через которую некогда проходило Солнце, уже тогда имевшее почти "современный" вид. При этом никаких трудностей с вращением момента планет не возникало, так как первоначально момент вещества облака может быть сколь угодно большим. Начиная с 1961 года эту гипотезу развивал английский космогонист Литтлтон, который внес в нее существенные улучшения. По обеим гипотезам "почти современное" Солнце сталкивается с более или менее "рыхлым" космическим объектом, захватывая части его вещества. Тем самым образование планет связывается с процессом звездообразования.

Строение Солнечной системы

Солнечная система представляет собой большую семью, состоящую из Солнца, планет и их спутников, комет, астероидов, большого количества пыли, газа и мелких частиц. Если посмотреть на Солнечную систему как бы издалека, то можно увидеть, как около центральной звезды желтого цвета спектрального класса G2 обращаются 9 планет. Солнце – это звезда, огромный газовый шар, в центре которого идут ядерные реакции. Основная доля массы Солнечной системы сосредоточена в Солнце – 99,8%. Именно поэтому Солнце удерживает гравитацией все объекты Солнечной системы, размеры которой не менее шестидесяти миллиардов километров. Размеры орбит планет трудно представить на одном рисунке: настолько различны расстояния и размеры. Поэтому обычно сравнивают средние размеры и расстояния от Солнца планет земной группы, а потом – планет-гигантов. Совсем рядом с Солнцем обращаются четыре маленьких планеты, состоящие, в основном, из горных пород и металлов – Меркурий, Венера, Земля и Марс. Эти планеты называются планетами земной группы. Между планетами земной группы и планетами-гигантами расположен пояс астероидов. Чуть дальше расположены четыре больших планеты, состоящие, в основном, из водорода и гелия. У планет-гигантов нет твердой поверхности, зато они имеют исключительно мощную атмосферу. Юпитер – самая большая из них. Далее следуют Сатурн, Уран и Нептун. Все планеты-гиганты имеют большое количество спутников, а также кольца. Изумительное по красоте кольцо имеет Сатурн. Самой последней планетой Солнечной системы является Плутон, который по своим физическим свойствам ближе к спутникам планет-гигантов. За орбитой Плутона открыт так называемый пояс Койпера, второй пояс астероидов. Кометы проводят за орбитой Нептуна большую часть времени, так как в более дальней точке своей траектории их движение более медленное, чем около Солнца. Различие планет по физическим свойствам, вероятно, обусловлено тем, что планеты земной группы формировались из протопланетного облака рядом с Солнцем. Именно поэтому в них много более тяжелых элементов, металлов, например железа. Планеты-гиганты формировались на более далеких расстояниях от Солнца, поэтому, в основном, состоят из легких элементов. Все планеты, астероиды, кометы вращаются вокруг Солнца в одном направлении (против хода часовой стрелки, если смотреть с северного полюса мира). Орбиты планет практически круговые, их плоскости мало наклонены к плоскости орбиты Земли. Только две планеты – Меркурий и Плутон – имеют орбиты с большим наклоном к эклиптике. Орбиты же комет вытянутые, имеют большой эксцентриситет. Большинство объектов Солнечной системы вращаются вокруг своей оси в одном направлении, которое называется прямым. Однако Венера вращается в обратном направлении, а Уран вращается, как говорят, «лежа на боку». Почти все спутники обращаются вокруг планеты в том же направлении, что и планеты вокруг Солнца. Исключение составляют спутники Юпитера, чьи названия заканчиваются на «е» – Карме, Синопе, Ананке, Пасифе, и спутник Нептуна Тритон. По-видимому, все они образовывались не вместе со своими планетами, а были захвачены ими позже. Дни и годы на каждой из планет различны по своей продолжительности. Все планеты вращаются вокруг Солнца с разными скоростями. Самая большая скорость у Меркурия, медленнее всего вокруг Солнца вращается планета Плутон со своим спутником Хароном. Самые длинные сутки на Венере, они продолжаются 243 земных суток. Планеты-гиганты вращаются вокруг своей оси очень быстро. Продолжительность суток на Юпитере всего 9,92 часа.

Солнце

Солнце – ближайшая к нам звезда. Расстояние до него по астрономическим меркам невелико: лишь 8 минут идет свет от Солнца до Земли. Это звезда, которая образовалась после взрывов сверхновых, она богата железом и другими элементами. Около которой смогла сформироваться такая планетная система, на третьей планете которой – Земле – возникла жизнь. Пять миллиардов лет – возраст нашего Солнца. Солнце – звезда, вокруг которой обращается наша планета. Среднее расстояние от Земли до Солнца, т.е. большая полуось орбиты Земли, составляет 149,6 млн. км = 1 а.е. (астрономическая единица). Солнце является центром нашей планетной системы, в которую кроме него входят 9 больших планет, несколько десятков спутников планет, несколько тысяч астероидов (малых планет), кометы, метеорные тела, межпланетные пыль и газ. Солнце – звезда, которая светит достаточно равномерно на протяжении миллионов лет, что доказано современными биологическими исследованиями остатков сине-зеленых водорослей. Если бы температура поверхности Солнца изменилась всего на 10 %, жизнь на Земле, вероятно, была бы уничтожена. Наша звезда ровно и спокойно излучает энергию, столь необходимую для поддержания жизни на Земле. Размеры Солнца очень велики. Так, радиус Солнца в 109 раз, а масса – в 330 000 раз больше радиуса и массы Земли. средняя плотность невелика – всего в 1,4 раза больше плотности воды.Солнце вращается не как твердое тело, скорость вращения точек на поверхности Солнца уменьшается от экватора к полюсам.

• Масса: 2*1030 кг.;
• Радиус: 696 000 км.;
• Плотность: 1,4 г/см3;
• Температура поверхности: 5780 K;
• Период вращения относительно звёзд: 25,38 земных суток;
• Расстояние от Земли (среднее): 149,6 млн.км.;
• Возраст: около 5 млрд. лет;
• Спектральный класс: G2 V;
• Светимость: 3,86•1026 Вт.

Солнечный спектр

На 1 квадратный метр обращенной к Солнцу поверхности площадки в окрестностях Земли ежесекундно поступает 1400 Дж энергии, переносимой солнечным электромагнитным излучением (солнечная постоянная). Спектр Солнца непрерывный, в нем наблюдается множество темных фраунгоферовых линий. Эти линии в спектре Солнца образуются в результате поглощения квантов света в более холодных слоях солнечной атмосферы. Наибольшую интенсивность непрерывный спектр имеет в области длин волн 430–500 нм. В видимой и инфракрасной областях спектр электромагнитного излучения Солнца близок к спектру излучения абсолютно черного тела с температурой 6000 К. Эта температура соответствует температуре видимой поверхности Солнца – фотосферы. В видимой области спектра Солнца наиболее интенсивны линии Н и К ионизованного кальция, . Около 9 % энергии в солнечном спектре приходится на ультрафиолетовое излучение с длинами волн от 100 до 400 нм. Остальная энергия разделена приблизительно поровну между видимой (400–760 нм) и инфракрасной (760–5000 нм) областями спектра. Солнце – мощный источник радиоизлучения. В межпланетное пространство проникают радиоволны, которые излучает хромосфера (сантиметровые волны) и корона (дециметровые и метровые волны). Радиоизлучение Солнца имеет две составляющие – постоянную и переменную. Постоянная составляющая характеризует радиоизлучение спокойного Солнца. Солнечная корона излучает радиоволны как абсолютно черное тело с температурой Т = 106 К. Переменная составляющая радиоизлучения Солнца проявляется в виде всплесков, шумовых бурь. Шумовые бури длятся от нескольких часов до нескольких дней. Через 10 минут после сильной солнечной вспышки радиоизлучение Солнца возрастает в тысячи и даже миллионы раз по сравнению с радиоизлучением спокойного Солнца; это состояние длится от нескольких минут до нескольких часов. Это радиоизлучение имеет нетепловую природу.

Положение Солнца в нашей Галактике

Солнце расположено в плоскости Галактики и удалено от ее центра на 8 кпк и от плоскости Галактики примерно на 25 пк. В области Галактики, где расположено наше Солнце, звездная плотность составляет 0,12 звезд на пк3. Солнце (и Солнечная система) движется со скоростью 20 км/с в направлении к границе созвездий Лиры и Геркулеса. Это объясняется местным движением внутри ближайших звезд. Эта точка называется апексом движения Солнца, Точка на небесной сфере, противоположная апексу, называется антиапекс. В этой точке пересекаются направления собственных скоростей ближайших к Солнцу звезд. Движения ближайших к Солнцу звезд происходят с небольшой скоростью, это не мешает им участвовать в обращении вокруг галактического центра. Солнечная система участвует во вращении вокруг центра Галактики со скоростью около 220 км/с. Это движение происходит в направлении созвездия Лебедя. Период обращения Солнца вокруг галактического центра около 220 млн. лет.

Внутреннее строение Солнца

Солнце – раскаленный газовый шар, температура в центре которого очень высока, настолько, что там могут происходить ядерные реакции. В центре Солнца температура достигает 15 миллионов градусов, а давление в 200 миллиардов раз выше, чем у поверхности Земли. Солнце – сферически симметричное тело, находящееся в равновесии. Плотность и давление быстро нарастают вглубь; рост давления объясняется весом всех вышележащих слоев. В каждой внутренней точке Солнца выполняется условие гидростатического равновесия. Давление на любом расстоянии от центра уравновешивается гравитационным притяжением. Радиус Солнца приблизительно равен 696 000 км. В центральной области с радиусом примерно в треть солнечного  ядра происходят ядерные реакции. Затем через зону лучистого переноса энергия излучением переносится из внутренних областей Солнца к поверхности. И фотоны, и нейтрино рождаются в зоне ядерных реакций в центре Солнца. Но если нейтрино очень слабо взаимодействуют с веществом и мгновенно свободно покидают Солнце, то фотоны многократно поглощаются и рассеиваются до тех пор, пока не достигнут внешних, более прозрачных слоев атмосферы Солнца, которую называют фотосферой. Пока температура высока – больше 2 миллионов градусов, – энергия переносится лучистой теплопроводностью, то есть фотонами. Зона непрозрачности, обусловленная рассеянием фотонов на электронах, простирается примерно до расстояния 2/3R радиуса Солнца. При понижении температуры непрозрачность сильно возрастает, и диффузия фотонов длится около миллиона лет. Примерно с расстоянии 2/3R находится конвективная зона. В этих слоях непрозрачность вещества становится настолько большой, что возникают крупномасштабные конвективные движения. Здесь начинается конвекция, то есть перемешивание горячих и холодных слоев вещества. Время подъема конвективной ячейки сравнительно невелико – несколько десятков лет. В солнечной атмосфере распространяются акустические волны, подобные звуковым волнам в воздухе. В верхних слоях солнечной атмосферы волны, возникшие в конвективной зоне и в фотосфере, передают солнечному веществу часть механической энергии конвективных движений и производят нагревание газов последующих слоев атмосферы – хромосферы и короны. В результате верхние слои фотосферы с температурой около 4500 K оказываются самыми «холодными» на Солнце. Как вглубь, так и вверх от них температура газов быстро растет. Всякая солнечная атмосфера постоянно колеблется. В ней распространяются как вертикальные, так и горизонтальные волны с длинами в несколько тысяч километров. Колебания носят резонансный характер и происходят с периодом около 5 минут. Внутренние части Солнца вращаются быстрее; особенно быстро вращается ядро. Именно особенности такого вращения могут приводить к возникновению магнитного поля Солнца.

Термоядерные реакции на Солнце

В 1935 году Ханс Бете выдвинул гипотезу, что источником солнечной энергии может быть термоядерная реакция превращения водорода в гелий. Именно за это Бете получил Нобелевскую премию в 1967 году. Химический состав Солнца примерно такой же, как и у большинства других звезд. Примерно 75 % – это водород, 25 % – гелий и менее 1 % – все другие химические элементы (в основном, углерод, кислород, азот и т.д.). Сразу после рождения Вселенной «тяжелых» элементов не было совсем. Все они, т.е. элементы тяжелее гелия и даже многие альфа-частицы, образовались в ходе «горения» водорода в звездах при термоядерном синтезе. Характерное время жизни звезды типа Солнца десять миллиардов лет. Основной источник энергии – протон-протонный цикл – очень медленная реакция (характерное время 7,9•109 лет), так как обусловлена слабым взаимодействием. Каждую секунду Солнце перерабатывает около 600 миллионов тонн водорода. Запасов ядерного топлива хватит еще на пять миллиардов лет, после чего оно постепенно превратится в белый карлик.

Фотосфера Солнца

Наблюдаемое излучение Солнца возникает в его тонком внешнем слое, который называется фотосферой. Толщина этого слоя 0,001R = 700 км. В фотосфере образуется видимое излучение Солнца, имеющее непрерывный спектр. «Видимая» поверхность Солнца определяется той глубиной в атмосфере, ниже которой она практически непрозрачна. Солнце – газовый шар, не имеющий четких границ. Однако мы видим его резко очерченным потому, что практически все излучение Солнца исходит из фотосферы. Видимый нами свет излучается отрицательными ионами водорода. Они же его и поглощают, поэтому с глубиной фотосфера быстро теряет прозрачность. На поверхности Солнца можно разглядеть много деталей. Вся фотосфера Солнца состоит из светлых зернышек, пузырьков. Эти зернышки называются гранулами. Размеры гранул невелики, 1000–2000 км (около 1" дуги), расстояние между ними – 300–600 км. На Солнце наблюдается одновременно около миллиона гранул. Каждая гранула существует несколько минут. Гранулы окружены темными промежутками, как бы сотами. В гранулах вещество поднимается, а вокруг них – опускается. Грануляция – проявление конвекции в более глубоких слоях Солнца. Гранулы создают общий фон, на котором можно наблюдать несравненно более масштабные образования, такие, как протуберанцы, факелы, солнечные пятна и др.

Хромосфера Солнца

Хромосфера Солнца видна только в моменты полных солнечных затмений. Луна полностью закрывает фотосферу, и хромосфера вспыхивает, как небольшое кольцо ярко-красного цвета, окруженное жемчужно-белой короной. Размеры хромосферы 10–15 тысяч километров, а плотность вещества в сотни тысяч раз меньше, чем в фотосфере. Температура в хромосфере быстро растет, достигая в верхних ее слоях десятков тысяч градусов. Рост температуры объясняется воздействием магнитных полей и волн, проникающих в хромосферу из зоны конвективных движений. На краю хромосферы наблюдаются выступающие язычки пламени – хромосферные спикулы, представляющие собою вытянутые столбики из уплотненного газа. Температура этих струй выше, чем температура фотосферы. Во время полного солнечного затмения можно получить спектр хромосферы, который называется спектр вспышки. Он состоит из ярких эмиссионных линий водорода бальмеровской серии, гелия, ионизированного кальция и других элементов, которые внезапно вспыхивают во время полной фазы затмения.

Солнечная корона

Самая внешняя, самая разреженная и самая горячая часть солнечной атмосферы – корона. Она прослеживается от солнечного лимба до расстояний в десятки солнечных радиусов. Несмотря на сильное гравитационное поле Солнца, это возможно благодаря огромным скоростям движения частиц, составляющих корону. Корона имеет температуру около миллиона градусов и состоит из высокоионизированного газа. Возможно, причиной такой высокой температуры являются поверхностные выбросы солнечного вещества в виде петель и арок. Миллионы колоссальных фонтанов переносят в корону вещество, нагретое в глубинных слоях Солнца. Яркость короны в миллионы раз меньше, чем фотосферы, поэтому корону можно видеть только во время полного солнечного затмения, либо с помощью коронографа. Наиболее яркую ее часть принято называть внутренней короной. Она удалена от поверхности Солнца на расстояние не более одного радиуса. Внешняя корона Солнца имеет протяженные границы. Важной особенностью короны является ее лучистая структура. Корональные лучи имеют самую разнообразную форму. С одиннадцатилетним циклом Солнца меняется общий вид солнечной короны. В эпоху минимума корона имеет округлую форму, она как бы «причесана». В эпоху максимума корональные лучи раскинуты во все стороны.

Вспышки, протуберанцы и корональные арки

Часто, особенно когда на Солнце имеются большие группы пятен, в хромосфере возникают вспышки. Причины вспышек пока еще плохо изучены; по-видимому, они вызываются резким изменением магнитного поля в хромосфере. Энергия вспышки выделяется в вершине корональной петли, затем распространяется в сторону фотосферы, вызывая нагрев и испарение более холодных слоев. При этом излучение резко возрастает не только в видимой области спектра, но и в ультрафиолете, и в рентгеновской области спектра, увеличивается поток космических лучей. Вспышки вызывают изменения в магнитном поле Земли и могут даже повредить системы электроснабжения. Другим проявлением солнечной активности является появление плазменных образований в магнитном поле солнечной атмосферы – волокон. Если эти волокна видны на краю Солнца, то они наблюдаются как протуберанцы. Протуберанцами называются огромные образования в короне Солнца. Плотность и температура протуберанцев такая же, как и вещества хромосферы, но на фоне горячей короны протуберанцы – холодные и плотные образования. Температура протуберанцев около 20 000 К. Некоторые из них существуют в короне несколько месяцев, другие, появляющиеся рядом с пятнами, быстро движутся со скоростями около 100 км/с и существуют несколько недель. Отдельные протуберанцы движутся с еще большими скоростями и внезапно взрываются; они называются эруптивными.

Солнечные пятна

Пятна на Солнце – очевидный признак его активности. Это более холодные области фотосферы. Температура пятен около 3500 К, поэтому на ярком фоне фотосферы (с температурой около 6000 К) они кажутся темнее. Солнечные пятна имеют внутреннюю структуру: более темную центральную часть – ядро – и окружающую ее полутень. Солнечные пятна часто образуют группы, которые могут занимать значительную площадь на солнечном диске. Установлено, что пятна – места выхода в атмосферу сильных магнитных полей. Поля уменьшают поток энергии, исходящий из ядра, поэтому в месте их выхода на поверхность температура падает. Пятна обычно возникают группами. Пятна на Солнце часто бывают окружены светлыми зонами, называемыми факелами. Они горячее атмосферы примерно на 2000 К и имеют ячеистую структуру (величина каждой ячейки – около 30 тысяч километров). Часто встречаются факельные поля, внутри которых пятен нет. Факелы образуются в результате конвекции из глубоких слоев Солнца. Они существуют недели и месяцы. В некоторых факельных полях между гранулами появляется черная точка, она начинает быстро расти и на следующий день превращается в пятно с резкой границей. Через 3–4 дня вокруг пятна образуется полутень. К десятому дню площадь пятна достигает максимума, после этого оно начинает уменьшаться и, наконец, исчезает. В группе пятен сначала исчезают самые мелкие пятна. Недалеко от пятен протягиваются темные нити длиной вплоть до сотен тысяч километров. Они представляют собой зоны нулевого магнитного поля и отделяют регионы с противоположной полярностью. В период минимума солнечной активности пятна появляются в средних широтах, в периоды максимума – около экватора. Около полюсов пятна практически не наблюдаются. Цикл активности солнечных пятен имеет прямое отношение к земному климату.

Солнечный ветер

Солнце является источником постоянного потока частиц. Нейтрино, электроны, протоны, альфа-частицы, а также более тяжелые атомные ядра все вместе составляют корпускулярное излучение Солнца. Значительная часть этого излучения представляет собой более или менее непрерывное истечение плазмы, так называемый солнечный ветер, являющийся продолжением внешних слоев солнечной атмосферы – солнечной короны. Вблизи Земли его скорость составляет обычно 400–500 км/с. Поток заряженных частиц выбрасывается из Солнца через корональные дыры – области в атмосфере Солнца с открытым в межпланетное пространство магнитным полем. Солнце вращается с периодом 27 суток. Траектории движения частиц солнечного ветра, движущихся вдоль линий индукции магнитного поля, имеют спиральную структуру, обусловленную вращением Солнца. В результате вращения Солнца геометрической формой потока солнечного ветра будет архимедова спираль. В дни солнечных бурь солнечный ветер резко усиливается. Он вызывает полярные сияния и магнитные бури на Земле, а космонавтам не следует в это время выходить в открытый космос. Под воздействием солнечного ветра хвосты комет всегда направлены в сторону от Солнца. Солнце – мощный источник радиоизлучения. В межпланетное пространство проникают сантиметровые радиоволны, которые излучает хромосфера, и более длинные волны, излучаемые короной.

Планета Меркурий

Меркурий - самая близкая к Солнцу планета, и весь свой путь по орбите вокруг Солнца он проходит всего за 88 дней. Меркурий - самая маленькая из всех планет, не считая Плутона. Поверхность этого небольшого мирка достаточно горяча, чтобы расплавить олово и свинец. Едва ли там есть какая-нибудь атмосфера, а твердый грунт весь покрыт кратерами.

• Масса: 3,3*1023 кг. (0,055 массы Земли);
• Диаметр экватора: 4870 км. (0,38 диаметра экватора Земли);
• Плотность: 5,43 г/см3
• Температура поверхности: максимум 480°С, минимум -180°С
• Период вращения относительно звёзд: 58,65 земных суток
• Расстояние от Солнца (среднее): 0,387 а.е., то есть 58 млн км
• Период обращения по орбите (год): 88 земных суток
• Период обращения вокруг собственной оси (сутки): 176 земных суток
• Наклон орбиты к эклиптике: 7°
• Эксцентриситет орбиты: 0,206
• Средняя скорость движения по орбите:47,9 км/с
• Ускорение свободного падения:3,72 м/с2

Строение планеты Меркурий

На основании анализа фотографий Меркурия американские геологи П. Шульц и Д. Гаулт предложили следующую схему эволюции его поверхности. После завершения процесса аккумуляции и формирования планеты её поверхность была гладкой. Далее наступил процесс интенсивной бомбардировки планеты остатками планетного роя, во время которой образовались бассейны типа Калорис, а так же кратеры типа Коперника на Луне. Следующий период характеризовался интенсивным вулканизмом и выходом потока лавы, заполнявшей крупные бассейны. Этот период завершился около 3 млрд. лет назад. У Меркурия есть слабое магнитное поле, оно составляет 0,7 % земного магнитного поля. Магнитное поле планеты имеет более сложную структуру, чем земное. Кроме дипольного (двухполюсного) в нём присутствуют ещё поля с четырьмя и восемью полюсами. Со стороны Солнца магнитосфера Меркурия сильно сжата под действием солнечного ветра. Высокая плотность и наличие магнитного поля показывает, что у Меркурия должно быть плотное металлическое ядро. Плотность в центре Меркурия должна достигать 9,8 г/см3, радиус ядра составляет 1800 км (75 % радиуса планеты). На долю ядра приходится 80 % массы Меркурия. Несмотря на медленное вращение планеты, её магнитное поле возбуждается тем же динамо-механизмом, что и магнитное поле Земли. Этот механизм сводится к образованию кольцевых электрических токов в ядре планеты при её вращении, которые и генерируют магнитное поле. Над массивным ядром располагается силикатная оболочка толщиной 600 км. Плотность поверхностных пород порядка 3,3 г/см3. Данные об атмосфере Меркурия указывает лишь на её сильную разрежённость. Давление у поверхности планеты в 500 миллиардов раз меньше, чем у поверхности Земли .Меркурий расположен очень близко к Солнцу и захватывает солнечный ветер своим тяготением. Атом гелия, захваченный Меркурием, находится в атмосфере в среднем 200 дней. Кроме гелия на Меркурии зарегистрировано наличие водорода.. Кроме того, раскаленные, как печь, твердые породы выделяют различные атомы, в том числе атомы щелочных металлов, которые регистрируются в спектре атмосферы. Подозревается присутствие углекислоты и угарного газа.

Поверхность планеты Меркурий

Поверхность Меркурия оказалась усеяна сеткой из кратеров разных размеров. Их распределение по размерам было аналогично лунному. Большая часть кратеров образовалась в результате падения метеоритов. На поверхности планеты были обнаружены гладкие округлые равнины, получившие по сходству с лунными «морями» название бассейнов. Появление долин объясняется интенсивной вулканической деятельностью, которая совпала по времени с формированием поверхности планеты. На Меркурии есть горы, высота наиболее высоких достигает 2–4 км. В ряде районов планеты на поверхности видны долины, бескратерные равнины. На Меркурии встречается также необычная деталь рельефа – эскарп. Это выступ высотой 2–3 км, разделяющий два района поверхности. Эскарпы образовались как сдвиги при раннем сжатии планеты. В полярных областях Меркурия, возможно, имеется водяной лед. Внутренние области находящихся там кратеров Солнце никогда не освещает, и температура там может держаться около –210°С. Альбедо Меркурия крайне низкое, около 0,11. Максимальная температура поверхности Меркурия, +410°С. Перепады температур из-за смены времен года, вызванной вытянутостью орбиты, на дневной стороне достигают 100°С. средняя температура ночного полушария рана –162°С (111 К). С другой стороны, температура подсолнечной точки на среднем расстоянии Меркурия от Солнца равна +347°С. Поверхность этого небольшого мира достаточно горяча, чтобы расплавить свинец или олово.

Планета Венера

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

• Масса: 4,87*1024 кг. (0,815 массы Земли);
• Диаметр экватора: 12102 км. (0,949 диаметра экватора Земли);
• Плотность: 5,25 г/см3
• Температура поверхности: максимум 480°С
• Период вращения относительно звёзд: 243 земных суток
• Расстояние от Солнца (среднее): 0,723 a.e.,то есть 108 млн км
• Период обращения по орбите (год): 224,7 земных суток
• Период обращения вокруг собственной оси (не равно суткам, сутки на Венере - 116,8 земных суток): 243,02 земных суток
• Наклон орбиты к эклиптике: 3.39°
• Эксцентриситет орбиты: 0,0068
• Средняя скорость движения по орбите:35 км/с
• Ускорение свободного падения:8,87 м/с2

Венерианская атмосфера

Венеру иногда называют одной из самых таинственных планет Солнечной системы: плотный облачный покров окутывает ее поверхность. Масса атмосферы Венеры примерно в 100 раз превышает массу атмосферы Земли. Преобладающую долю атмосферы составляет углекислый газ (CO2 ~ 97%); азота(N2)— около 3%; водяного пара (H2O)- 0,05%, кислорода — тысячные доли процента. В очень малых количествах имеются также примеси SO2 , H2S, CO, HCl, HF. Температура на поверхности Венеры (на уровне среднего радиуса планеты) — около 750 К (470°C, а максимальная зарегистрирована 530°C), причем ее суточные колебания незначительны. Давление — около 107 Па, или 100 ат, плотность газа почти в 2 р выше, чем в атмосфере Земли. Облака Венеры состоят в основном из 75-80-процентной серной кислоты. Капельки раствора серной кислоты, возникших под действием солнечного света из присутствующих в атмосфере углекислоты, а также в облаках присутствует водяной пар и соединений серы. Концентрация водяного пара увеличивается с высотой, достигая максимума на высоте около 50 км, где она в сто раз выше, чем у твердой поверхности, то есть доля пара на этой высоте приближается к одному проценту. Температура и давление сначала падают с увеличением высоты. Минимум температуры (150-170 К) определен на высоте 100-120 км, а по мере дальнейшего подъема температура растет, достигая на высоте 12 тыс. км 600-800 К. Установлено, что легкого изотопа аргона на Венере на два порядка больше, чем на Земле. Верхние слои облаков Венеры отражают 76% падающего на них солнечного света. Ветер, весьма слабый у поверхности планеты (не более 1 м/с), на высоте свыше 50 км усиливается до 150 м/с. Наблюдения с автоматических космических станций обнаружили в атмосфере грозы. Туманная дымка простирается до высоты около 50 км. Далее до высоты 70 км идут облака из мелких капель концентрированной серной кислоты. Скорость вращения на уровне верхней границы облаков иная, чем над самой поверхностью планеты. над экватором Венеры на высоте 60–70 км постоянно дует ураганный ветер со скоростью 100 м/с и даже 300 м/с в направлении движения планеты. На больших широтах Венеры скорость ветра на больших высотах уменьшается, а возле полюсов существует полярный вихрь. Самые верхние слои атмосферы Венеры состоят почти целиком из водорода. Водородная атмосфера Венеры простирается до высоты 5500 км. Температура облачных слоев колеблется от –70°C до –40°C.

Строение Венеры

У Венеры жидкое железное ядро, но в нем не возбуждается магнитное поле из-за медленного вращения Венеры. Зарегистрированы около 150 вулканических объектов, размеры которых превышают 100 км; общее число вулканов на планете оценивают в 1600. Извержения вулканов порождают мощные электрические разряды. Вулканизм на Венере свидетельствует об активности ее недр. Конвективные потоки жидкой мантии заперты толстой базальтовой оболочкой. В состав пород входят окислы кремния, алюминия, магния, железа, кальция и других элементов. Радиус верхней границы облаков — около 6120 км. Фигура планеты близка к сферической. Более точно она может быть представлена трехосным эллипсоидом, у которого полярное сжатие на два порядка меньше, чем у Земли.

Поверхность Венеры

Венера подходит к Земле ближе, чем все остальные планеты. Однако плотная облачная атмосфера не позволяет видеть ее поверхность непосредственно, и все исследования проводятся с помощью радаров или автоматических межпланетных станций. Большая часть поверхности Венеры занята обширными равнинами (на 85% равнинная), над которыми возвышаются три области - большие плато высотой в несколько километров. Одна из них представляет собой огромное вулканическое плато (архипелаг Иштар - земля Иштар  в северном полушарии и земля Афродиты вблизи экватора. Выше всех (на 12 км выше среднего уровня поверхности) поднимаются горы Максвелла. Перепад высот вдоль экватора примерно 5 км. Низшая точка на поверхности находится на глубине 2,5 км от среднего уровня. На поверхности Венеры обнаружены кратеры, разломы и другие признаки протекавших на ней интенсивных тектонических процессов. Отчетливо просматриваются и следы ударной бомбардировки. Поверхность покрыта камнями и плитами различных размеров; поверхностные породы близки по составу к земным осадочным породам. По стандартам Солнечной системы поверхность Венеры достаточно молода: самые старые кратеры, по-видимому, появились около 800 млн. лет назад. Доказательств современной вулканической активности не обнаружено. Из-за мощной атмосферы и высокой температуры ударные кратеры на Венере по форме довольно сильно отличаются от кратеров на других планетах и лунах. Небольшие метеориты, как правило, сгорают в атмосфере Венеры, поэтому на ее поверхности маленьких кратеров нет. Было обнаружено множество различных деталей вулканического происхождения. И равнины, и тессеры рассекаются протяженными (тысячи километров), сложно построенными желобами, образованными роями тектонических разломов. Hа поверхности равнин планеты обнаружены загадочные "русла" длиной от сотен до нескольких тысяч километров и шириной от 2-3 до 10-15 км. Они имеют типичные признаки долин, прорезанных течением какой-то жидкости, - меандровидные извилины, расхождение и схождение отдельных "проток", а в редких случаях - нечто вроде дельты.

Планета Земля

Земля принадлежит к группе земных планет, которая включает также Меркурий, Венеру и Марс. Земля часто сравнивается именно с этой группой, а также с Луной, поскольку их происхождение, структура и эволюция одинаковы. Благодаря своим уникальным, быть может, единственным во Вселенной природным условиям (хотя это сомнительно), стала местом, где возникла и получила развитие органическая жизнь. По современным космогоническим представлениям Земля образовалась примерно 4,566 миллиарда лет (плюс-минус несколько миллионов) назад из газопылевого облака в котором зародилось Солнце.

• Масса: 5,974*1024 кг.
• Диаметр экватора: 12 756 км.
• Плотность: 5,515 г/см3
• Температура поверхности: максимум +70°С минимум -85°С
• Расстояние от Солнца (среднее): 1 a.e.,то есть 149,6 млн км
• Период обращения по орбите (год): 365,256 земных суток
• Период обращения вокруг собственной оси относительно звезд: 23ч.56 м.4,099 с.
• Наклон орбиты к эклиптике: 23°27'
• Эксцентриситет орбиты: 0,017
• Средняя скорость движения по орбите:29,77 км/с
• Ускорение свободного падения:9.78 м/с2

Внутреннее строение Земли

Из всей массы Земли кора составляет менее 1 %, мантия – около 65 %, ядро – 34 %. Вблизи поверхности Земли возрастание температуры с глубиной составляет примерно 20° на каждый километр. На глубине около 100 км температура примерно 1800 К. Нижняя, внутренняя граница между корой и мантией называется разделом Мохоровичича. Упругие волны в мантии распространяются, как в твердом теле. В мантии скачкообразно увеличивается скорость распространения сейсмических волн. Следующее по интенсивности отражение наблюдается на глубине 2900 км (поверхность Вихерта – Гутенберга). На этой глубине сильно отражаются продольные и поперечные сейсмические волны. Ниже лежит жидкое ядро. Этот слой расплавленного металла называют внешним ядром. В центре Земли находится твердое железное ядро плотностью около 10 000 кг/м3 (1,7 % массы Земли). Граница между ними толщиной около 5 км проходит на расстоянии примерно 1220 км от центра. На Земле в результате активной вулканической деятельности происходит выбросы лавы, пара и газов из внутренних частей мантии до сих пор формируется верхняя часть Земли – кора. На планете около 800 действующих вулканов. Кора и верхние слои мантии образуют литосферу. Ее граница расположена на глубине около 70 км. Литосфера расколота на десяток больших плит, на границах между которыми постоянно происходят землетрясения и извержения вулканов. Литосферные плиты «плавают» в расположенном под ними до глубины 250 км слое повышенной текучести, называемом астеносферой.

Атмосфера Земли

АТМОСФЕРА ЗЕМЛИ (от греч. atmos — пар и сфера), воздушная среда вокруг Земли, вращающаяся вместе с нею; масса ок. 5,15·1015 т. По плотности атмосферы она занимает промежуточное место между Венерой и Марсом. Она уникальна в том отношении, что обладает обширными запасами жидкой воды. Сложное взаимодействие между океаном, атмосферой и планетарной поверхностью определяет ее энергетический баланс и температурный режим. Облачный покров обычно закрывает около 50% поверхности, и теплота, остающаяся внутри атмосферы (парниковый эффект), поднимает среднюю температуру более чем на 30 градусов. Состав ее у поверхности Земли: 78,1% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона, в незначительных долях процента углекислый газ, водород, гелий, неон и другие газы. В нижних 20 км содержится водный пар (у земной поверхности — от 3% в тропиках до 2·10-5% в Антарктиде), количество которого с высотой быстро убывает. Углекислота - наиболее важная следовая компонента атмосферного воздуха. Высокая концентрация кислорода (возникшая примерно 2000 млн. лет назад) является прямым результатом существования растений. Присутствие кислорода позволило сформироваться в верхних слоях атмосферы озонному слою (на высоте 20-25 км), который экранирует поверхность планеты от солнечного ультрафиолетового излучения, вредного для жизни. Выше 100 км растет доля легких газов, и на очень больших высотах преобладают гелий и водород; часть молекул разлагается на атомы и ионы, образуя ионосферу. Давление и плотность воздуха в атмосфере Земли с высотой убывают. В зависимости от распределения температуры атмосферу Земли подразделяют на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу. Неравномерность ее нагревания способствует общей циркуляции атмосферы, которая влияет на погоду и климат Земли. Атмосфера Земли обладает электрическим полем. ТРОПОСФЕРА (от греч. tropos — поворот и сфера), нижний, основной слой атмосферы до высоты 8-10 км в полярных, 10-12 км в умеренных и 16-18 км в тропических широтах. В тропосфере сосредоточено более 1/5всей массы атмосферного воздуха, сильно развиты турбулентность и конвекция, сосредоточена преобладающая часть водяного пара, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны - все происходящие здесь процессы играют определяющую роль для формирования погоды на планете. Температура в тропосфере падает с увеличением высоты. Тропосфера сверху ограничена тропопаузой, которая соответствует переходу к более устойчивым условиям лежащей выше стратосферы. СТРАТОСФЕРА (от лат. stratum — слой и сфера), слой атмосферы, лежащий над тропосферой от 8-10 км в высоких широтах и от 16-18 км вблизи экватора до 50-55 км. Стратосфера характеризуется возрастанием температуры с высотой от -40 °С (-80 °С) до температур, близких к 0 °С, малой турбулентностью, ничтожным содержанием водного пара, повышенным по сравнению с ниже- и вышележащими слоями содержанием озона. ИОНОСФЕРА, верхние слои атмосферы, начиная от 50- 85 км до 600км, характеризующиеся значительным содержанием атмосферных ионов и свободных электронов. Атомы и молекулы в этом слое интенсивно ионизируются под действием солнечной радиации, в частности, ультрафиолетового излучения. Перемещение заряженных частиц по магнитным силовым линиям к полярным областям на широтах от 60 до 75° приводит к появлению полярных сияний. Верхняя граница ионосферы — внешняя часть магнитосферы Земли. Причина повышения ионизации воздуха в ионосфере — разложение молекул атмосферы газов под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения. Ионосфера оказывает большое влияние на распространение радиоволн. Состоит ионосфера из мезосферы и термосферы. МЕЗОСФЕРА находится примерно до 80-85 км, над которой наблюдаются (обычно на высоте около 85 км) серебристые облака. Здесь температура с высотой уменьшается, достигая -90°C у верхней границы (мезопаузы). Светлые голубоватые облака в летнем сумеречном небе возникают в верхней атмосфере на высотах около 80 км и по структуре довольно разнообразны. ТЕРМОСФЕРА, слой атмосферы над мезосферой от высот 80-90 км, температура в котором растет до высот 200-300 км, где достигает значений порядка 1500 К, после чего остается почти постоянной до больших высот. ЭКЗОСФЕРА (от экзо... и сфера) (сфера рассеяния), внешний слой атмосферы, начинающийся с высоты около 400-500 км, которые граничат с межпланетной средой. В этих слоях плотность настолько низка, что между атомами происходит очень мало столкновений и атомы, движущиеся с большой скоростью, могут выйти из сферы гравитационного притяжения планеты и улетать (ускользать) в космическое пространство. На расстояниях более 1000 км слой холодной плазмы высокой плотности (плазмосфера). Плазмосфера простирается до расстояний в 3 - 7 земных радиусов. Ее верхняя граница (плазмопауза) отмечена резким падением плазменной плотности. Земная атмосфера не пропускает жесткое коротковолновое излучение. Одним из важнейших газов, поглощающих ультрафиолетовые лучи, является озон.

Поверхность планеты Земля

Температура на поверхности находится в пределах от –85°C (внутренние районы Антарктиды) до +70°C (Западная Сахара). Средняя температура поверхности Земли – +12°C. Большую часть поверхности Земли (более 2/3) занимает Мировой океан, оставшаяся треть приходится на сушу. Условия на поверхности Земли заметно отличаются от других планет: нигде, кроме как на Земле, нет воды в жидком состоянии, нет атмосферы, богатой кислородом. Именно благодаря воде более 3,8 млрд. лет тому назад на Земле смогла возникнуть жизнь. Жидкая оболочка Земли, которая занимает 361 млн. км2 или 70,8 % поверхности Земли, называется гидросферой. В океанах Земли сосредоточено 97 % всех запасов воды (около 1021 кг). Часть воды находится в виде льда и снега в полярных шапках, а также в атмосфере. Средняя глубина Мирового океана – 3 900 м, максимальная глубина – 11 000 м (Марианский желоб в Тихом океане). Возраст горных пород устанавливается по содержанию изотопов урана и тория. Горы занимают свыше 1/3 поверхности суши. Пустыни покрывают около 20% поверхности суши, саванны и редколесья —около 20%, леса —около 30%, ледники —свыше 10%. Свыше 10% суши занято под сельскохозяйственными угодьями. Значительная часть северных территорий представляет собой вечную мерзлоту.

Планета Марс

Марс – первая после Земли планета Солнечной системы, к которой человек проявил особый интерес с надеждой, что там есть развитая внеземная жизнь.

• Масса: 6,4*1023 кг. (0,107 массы Земли);
• Диаметр экватора: 6794 км. (0,53 диаметра экватора Земли);
• Плотность: 3,94 г/см3
• Температура поверхности: -23°С на большей части поверхности, -150°С на полюсах, 0°С на экваторе.
• Расстояние от Солнца (среднее): 1,5237 а.е., то есть 228 млн км
• Период обращения по орбите (год): 687 земных суток
• Период обращения вокруг собственной оси (сутки): 24,6229 часа
• Наклон орбиты к эклиптике: 1°51'
• Эксцентриситет орбиты: 0,093
• Средняя скорость движения по орбите:24,1 км/с
• Ускорение свободного падения:3,72 м/с2

Внутреннее строение планеты Марс

Ядро Марса имеет массу до 9 % массы планеты. Оно состоит из железа и его сплавов и пребывает в жидком состоянии. Марс имеет мощную кору толщиной 100 км. Между ними находится силикатная мантия, обогащенная железом. Вследствие малой массы сила тяжести на Марсе почти в три раза ниже, чем на Земле. В настоящее время структура гравитационного поля Марса детально изучена. Она указывает на небольшое отклонение от однородного распределения плотности в планете. Ядро может иметь радиус до половины радиуса планеты. Оно состоит из чистого железа или из сплава Fe-FeS (железо-сульфид железа) и растворенного в них водорода. Ядро Марса частично или полностью пребывает в жидком состоянии. Марс должен иметь мощную кору толщиной 70-100 км. Между ядром и корой находится силикатная мантия, обогащенная железом. Красные окислы железа, присутствующие в поверхностных породах, определяют цвет планеты. Сейчас Марс продолжает остывать. Сейсмическая активность планеты слабая. На протяжении долгой геологической истории Марса его поверхность изменяли извержения вулканов и марсотрясения. Поверхность планеты состоит как бы из двух контрастных частей: древних высокогорий, покрывающих южное полушарие, и более молодых равнин, сосредоточенных в северных широтах. Выделяются два крупных вулканических района - Элизиум и Фарсида. Разница высот между горными и равнинными областями достигает 6 км. Метеоритные кратеры покрывают 2/3 поверхности планеты. Некоторые из равнин сплошь покрыты древними изверженными породами. Потоками жидкой лавы растекались по поверхности, застывали, по ним текли новые потоки. На окончаниях лавовых языков наблюдаются структуры, похожие на земные осадочные породы. Взаимодействие лавы и подземного льда привело также к появлению многочисленных борозд и трещин. На далеких от вулканов низменных областях северного полушария простираются песчаные дюны. Особенно много их у северной полярной шапки. В прошлом огромную роль в формировании марсианского рельефа играла проточная вода.

Атмосфера и физические условия на Марсе

Атмосфера на Марсе разрежена, так как Марс не способен долго удерживать возле себя молекулы газов. Ее давление у поверхности составляет лишь один процент от нормального земного атмосферного давления. Однако втрое меньшая сила тяжести на поверхности Марса позволяет даже такому разреженному воздуху поднимать миллионы тонн пыли. На Марсе, из-за низкого давления, не может быть жидкой воды. Она там присутствует либо в газообразном состоянии либо в виде льда. Небо на Марсе желтое или красноватое, из-за взвешенной в атмосфере пыли, рассеивающей свет. Температура на поверхности планеты может колебаться от +25°С до -125°С. Атмосфера Марса является плохим защитником от холодного космоса. Поверхность Марса имеет красноватый цвет из-за значительного количества примесей окислов железа. На Марсе раньше текли реки, от которых остались лишь сухие русла. Кроме этих ископаемых рек, на поверхности Марса есть высокие вулканы, один из которых - Олимп - высочайшая гора в Солнечной системе, его высота - 28 км. Планета изобилует именно щитовыми вулканами, образованными застывшими потоками лавы. Такие вулканы имеют очень пологие склоны и основания большой площади. В прошлом, Марс проявлял завидную вулканическую активность. На Марсе также засняты песчаные дюны, гигантские каньоны и разломы, метеоритные кратеры. Кроме воздействия ударов метеоритов, поверхность Красной планеты подвержена влиянию атмосферы и, пусть мало активной, гидросферы. На Марсе имеет место выветривание, пусть и не столь ощутимое, как на Земле. На Марсе присутствуют осадочные породы. Некоторые разломы поверхности планеты - следствие тектонической активности Марса в далеком прошлом

Фобос и Деймос - спутники Марса

Спутники Марса намного меньше Луны. Они бесформенны и совсем невелики, рассмотреть их в небольшой телескоп трудно. Можно предположить, что и Фобос, и Деймос – каменные тела. Они весьма сильно отличаются от нашей Луны. Фобос - больший из двух спутников Марса. Он находится ближе к своей планете, чем любой другой спутник в Солнечной системе, менее чем в 6000 км от поверхности Марса. Он является также одним из самых маленьких из всех спутников. Фобос совершает обращение вокруг планеты втрое быстрее, чем сам Марс вращается вокруг своей оси. За сутки Марса Фобос успевает совершить три полных оборота и пройти ещё дугу в 78°. Фобос и Деймос могут состоять из богатой углеродом горной породы подобно астероидам типа C. Но их плотности настолько низки, что они не могут быть чистой горной породой. Они, вероятно, состоят из смеси горной породы и льда. Деймос - меньший и наиболее отдаленный из двух спутников Марса. Это самый маленький из известных спутников в Солнечной системе. Как и Фобос, Деймос состоит из богатой углеродом горной породы подобно астероидам типа C и льда. Фобос и Деймос, как полагают, являются захваченными астероидами. Есть даже такое предположение, согласно которому они были образованы скорее вне Солнечной системы, а не в основном поясе астероидов.

Планета Юпитер

Юпитер господствует среди девяти планет нашей Солнечной системы, соперничая с Солнцем в своем великолепии. Самая большая планета находится далеко за основным поясом астероидов. Масса Юпитера намного превышает массу всех других планет, вместе взятых. Огромная атмосфера Юпитера создает огромное давление. Оно увеличивается при приближении к центру планеты. В таких экстремальных условиях газы в атмосфере находятся в необычных состояниях. Находящийся достаточно глубоко водород под давлением атмосферы сформировал слой в жидком металлическом состоянии. Это - и не океан, и не атмосфера. Такой слой водорода должен иметь свойства, которые не укладываются в наше привычное понимание. В отличие от простого газообразного водорода, жидкий металлический водород способен проводить электрический ток. Устойчивый радиошум и сильное магнитное поле Юпитера излучаются как раз этим слоем металлической жидкости

• Масса: 1,9*1027 кг. (318 масс Земли);
• Диаметр экватора: 143760 км. (11,2 диаметров экватора Земли);
• Плотность: 1,31 г/см3
• Температура верхних облаков: -160°С - максимум
• Расстояние от Солнца (среднее): 5,203 а.е., то есть 778 млн км
• Период обращения по орбите (год): 11,867 лет
• Период обращения вокруг собственной оси (сутки): 9,93 часа
• Наклон орбиты к эклиптике: 1°18'17"
• Эксцентриситет орбиты: 0,0489
• Средняя скорость движения по орбите:13,1 км/с
• Ускорение свободного падения:24,74 м/с2

Строение Юпитера

Планеты и Солнце образовались из общего газопылевого облака. На долю Юпитера пришлось 2/3 массы от всей массы планет Солнечной системы, но этого не хватило для того, чтобы в центре Юпитера начались термоядерные реакции: планета в 80 раз легче самой маленькой звезды главной последовательности. Юпитер обладает собственным источником тепла, связанным с радиоактивным распадом вещества и энергией, высвобождающейся в результате сжатия. В тепловом режиме Юпитера большую роль играют потоки внутренней энергии из центра планеты. Планета излучает больше энергии, чем получает от Солнца. Атмосфера Юпитера состоит на 89 % из водорода и на 11 % гелия и напоминает по химическому составу Солнце. Ее протяженность 6 тысяч километров. Оранжевый цвет атмосфере придают соединения фосфора или серы. Газовые планеты, к которым относится Юпитер, не имеют твердой поверхности, их газообразный материал просто становится более плотным с глубиной. Выше ядра находится основной объем планеты в форме жидкого металлического водорода. Жидкий металлический водород состоит из ионизированных протонов и электронов. При такой температуре и давлении, как у Юпитера, водород внутри него - жидкость, а не газ. Он является электрическим проводником и источником магнитного поля Юпитера. Этот водородный слой, возможно, также содержит некоторое количество гелия. Юпитер имеет огромное магнитное поле, намного более сильное, чем у Земли. У Юпитера есть кольца, подобно Сатурну, но намного более слабые. В отличие от Сатурна, кольца Юпитера – темные. Они состоят из очень мелких частиц горных пород. Также в отличие от колец Сатурна они не содержат льда.

Атмосфера Юпитера

Атмосфера Юпитера характерна ветрами больших скоростей, дующих в пределах широких полос, параллельных экватору планеты, причем в смежных полосах на Юпитере ветра направлены в противоположные стороны. Ветры на Юпитере достигают скорости 500 км/ч. Атмосфера Юпитера создает гигантское давление, увеличивающееся при приближении к центру планеты. Наиболее удаленный от ядра слой состоит прежде всего из обычного молекулярного водорода и гелия, которые находятся в жидком состоянии внутри и постепенно переходят в газообразное снаружи. На Юпитере существуют полосы, ограниченные по широте, внутри которых дуют ветры с очень высокими скоростями, причем их направления противоположны в смежных полосах. Небольшой разницы в химическом составе и температуре между этими областями достаточно для того, чтобы они выглядели как цветные полосы. Светлые полосы называются зонами, темные - поясами. Атмосфера Юпитера высоко турбулентна. Яркие цвета, видимые в облаках Юпитера, являются результатом протекания различных химических реакций элементов, присутствующих в атмосфере, возможно, включая серу, наличие которой может давать широкий спектр цветов, но подробности пока не известны.

Спутники Юпитера

К началу третьего тысячелетия у Юпитера известно 28 спутников. Четыре из них отличаются большими размерами и массой. Они движутся почти по круговым орбитам в плоскости экватора планеты. 20 внешних спутников настолько далеки от планеты, что невидимы с ее поверхности невооруженным глазом, а Юпитер в небе самого дальнего из них выглядит меньше Луны. Ряд малых спутников движутся по почти одинаковым орбитам. Все они – остатки более крупных спутников Юпитера, разрушенных его тяготением. Внешние же спутники Юпитера вполне могли быть захвачены гравитационным полем планеты: все они обращаются вокруг Юпитера в обратную сторону.

Спутник Юпитера ИО

Орбита = 422 000 км от Юпитера
Диаметр = 3630 км
Масса = 8.93•1022 кг

Ио - третий по величине и ближайший спутник Юпитера. Ио немного больше, чем Луна В отличие от большинства спутников во внешней солнечной системе Ио и Европа подобны по составу планетам земной группы, прежде всего наличием силикатных горных пород. Ио имеет железное ядро  радиусом 900 км. Поверхность Ио радикально отличается от поверхности любого другого тела Солнечной системы. На Ио найдено очень мало кратеров, следовательно, его поверхность очень молода. Материал, прорывающийся из вулканов Ио, является некоторой разновидностью серы или двуокиси серы. Вулканические извержения быстро изменяются. Энергию для всей этой активности Ио, возможно, получает благодаря приливным взаимодействиям с Европой, Ганимедом и Юпитером. Ио пересекает линии магнитного поля Юпитера, генерируя электрический ток. Ио может иметь собственное магнитное поле, как Ганимед. На Ио очень разряженная атмосфера, состоящая из двуокиси серы и некоторых других газов. В отличие от других спутников Юпитера, на Ио очень мало или вообще нет воды. Ио имеет твердое металлическое ядро, окруженное каменной мантией, как у Земли. Форма Ио под влиянием Юпитера сильно искажается. Ио постоянно имеет овальную форму из-за вращения и приливного влияния Юпитера.

Спутник Юпитера Европа

Орбита = 670 900 км от Юпитера
Диаметр = 3138 км
Масса = 4.80•1022 кг

Европа и Ио подобны по составу планетам земной группы: они также главным образом состоят из силикатной горной породы. В отличие от Ио Европа сверху покрыта тонким слоем льда. Внутри Европа состоит из слоев с малым металлическим ядром в центре. Поверхность Европы нисколько не похожа на что-либо во внутренней Солнечной системе. Она чрезвычайно гладкая: было замечено лишь несколько особенностей рельефа высотой немногим более чем несколько сотен метров. На Европе очень немного кратеров, и только три кратера имеют диаметр больше 5 км. Под поверхностью льда Европы находится уровень жидкой воды глубиной целых 50 км. Большая часть поверхности Европы пересечена рядами темных полосок. Европа имеет очень незначительную атмосферу, состоящую из кислорода. Поверхность Европы представляет большой интерес, так как под ледяной коркой может находиться океан жидкой воды, создающей условия, подходящие для жизни. Малое количество кратеров, найденных на Европе, свидетельствует о том, что ее поверхность очень молода с геологической точки зрения.

Спутник Юпитера Ганимед

Орбита = 1 070 000 км от Юпитера
Диаметр = 5262 км
Масса = 1.48•1023 кг

Ганимед является седьмым и самым большим спутником Юпитера. Ганимед - самый большой спутник в Солнечной системе и своими размерами превосходит еще и две планеты - Меркурий и Плутон. Его диаметр больше диаметра Меркурия, но его масса составляет только приблизительно половину массы Меркурия. Ганимед намного больше, чем Плутон. Ганимед разделяется на три структурных уровня: малое ядро из расплавленного железа или железа и серы, окруженное скалистой силикатной мантией с ледяной оболочкой на поверхности. Поверхность Ганимеда представляет собой в основном два типа местности: очень старые, с большим количеством кратеров, темные области, и несколько более молодые, более светлые, области с протяженным рядами канав и горных кряжей. В разряженной атмосфере Ганимеда содержится кислород подобно Европе, но это не является доказательством наличия жизни. Поверхность Ганимеда покрыта большим количеством льда. Ганимед имеет собственное сильное магнитное поле.

Спутник Юпитера Каллисто

Спутник размером примерно с Меркурий – третий по величине после Ганимеда и Титана, его диаметр 4800 км, а средняя плотность= 1,83 г/см3. Водяной лед Каллисто составляет до 60 % массы спутника. У Каллисто найдено собственное магнитное поле напряженностью 750 мТл на поверхности. Поэтому предполагается наличие металлического ядра под силикатной корой. Так же, как и у Ганимеда, светлые кратеры – это более поздние образования на поверхности спутника. Возраст поверхности Каллисто измеряется миллиардами лет; на ней практически отсутствуют следы вулканической деятельности. Если наличие океана на Европе можно считать достаточно правдоподобным, то для Каллисто более вероятно его отсутствие.

Планета Сатурн

Планета известна с самых древних времен. Максимальная видимая звездная величина Сатурна +0,7m. Эта планета – один из самых ярких объектов на нашем звездном небе. Кольца Сатурна видимы с Земли в небольшой телескоп. Они состоят из тысяч и тысяч небольших твердых обломков камней и льда, которые вращаются вокруг планеты.

• Масса: 5,68*1026 кг. (95 масс Земли);
• Диаметр экватора: 120420 км. (9,46 диаметров экватора Земли);
• Плотность: 0,71 г/см3
• Температура поверхности: -23°С на большей части поверхности, -150°С на полюсах, 0°С на экваторе.
• Расстояние от Солнца (среднее): 9,54 а.е., то есть 778 млн км
• Период обращения по орбите (год): 29,666 земных лет
• Период обращения вокруг собственной оси (сутки): 10,54 часа
• Наклон орбиты к эклиптике: 2°29'
• Эксцентриситет орбиты: 0,057
• Ускорение свободного падения:9,44 м/с2

Строение Сатурна

Ниже атмосферы простирается океан жидкого молекулярного водорода. На глубине около 30 000 км водород становится металлическим (давление достигает около 3 миллионов атмосфер). Движение металла создает мощное магнитное поле. В центре планеты находится массивное железо-каменное ядро. Магнитное поле Сатурна более слабое по сравнению с Юпитером. У Сатурна ось вращения совпадает с осью диполя. Некоторые заряженные частицы, двигаясь от полюса к полюсу, проходят через систему колец и поглощаются там льдом и пылью. Поэтому в области колец магнитосфера Сатурна очень пуста – в ней очень мало заряженных частиц.

Спутники Сатурна

Система спутников Сатурна довольно сложна. Известны 30 спутников. Двенадцать из них открыты за последние несколько лет. Спутники Сатурна можно разделить на две группы – регулярные и иррегулярные. Регулярные спутники движутся по почти круговым орбитам, лежащим недалеко от планеты вблизи ее экваториальной плоскости. Все регулярные спутники обращаются в одном направлении – в направлении вращения самой планеты. Это указывает на то, что сформировались эти спутники в газопылевом облаке, окружавшем планету в период ее рождения. В отличие от них, иррегулярные спутники обращаются далеко от планеты, по хаотическим орбитам, ясно указывающим, что эти тела были захвачены планетой сравнительно недавно из числа пролетавших мимо нее астероидов или ядер комет. Большинство спутников состоит из льда: их плотность не превышает 1400 кг/м3. У наиболее крупных спутников формируется каменистое ядро. Почти все спутники всегда повернуты к планете одной стороной. Тефия как бы «пасет» два других спутника – Телесто и Калипсо, расположенных на 60° впереди и позади Тефии. Подобным образом двигаются Троянцы вместе с Юпитером. Спутник перед собой имеет и другая крупная луна – Диона. Темный Гиперион не имеет постоянной скорости вращения вокруг своей оси: она меняется в течение месяца на десятки процентов. Спутник Сатурна Феба обращается вокруг планеты в обратную сторону. Мелкая пыль от него попадает на «переднюю» (по ходу движения) поверхность Япета, вызывая сильное ее почернение. Самый крупный спутник Сатурна, Титан, по своей величине превосходит планету Меркурий. Его диаметр 5150 км. Его внутреннее строение похоже на строение юпитерианских спутников. У Титана предполагается наличие твердого каменистого ядра и ледяной оболочки. У Титана плотная красно-оранжевая атмосфера с облаками высотой около 200 км, через которую нельзя различить детали поверхности. Атмосфера Титана состоит на 85% из азота, на 12% из аргона, около 3% занимает метан, обнаружены также примеси кислорода, водорода, этана, пропана и других газов. Существует вероятность, что под атмосферой находится метан-этановый океан глубиной в несколько километров.

Атмосфера Сатурна

Атмосфера Сатурна - в основном, водород и гелий. Около 7 процентов объема верхней атмосферы Сатурна - гелий, в то время как почти все остальное – водород. Невысокая контрастность цветов на видимом диске Сатурна могла бы быть результатом более сильного смешивания газов в направлении, перпендикулярном экватору. Ветра на Сатурне очень сильны. Вблизи экватора их скорость: около 500 метров в секунду. Ветра дуют, по большей части, в восточном направлении. Сила ветров ослабевает при удалении от экватора. Также, при удалении от экватора, появляется все больше западных течений. Преобладание восточных потоков (по направлению осевого вращения) указывает на то, что ветры не ограничены слоем верхних облаков, они должны распространяться внутрь, по крайней мере, на 2 000 километров. Ветра в южном и северном полушариях симметричны относительно экватора. Минимальная температура на Сатурне - 82 Кельвина. Температура возрастает при погружении в атмосферу

Кольца Сатурна

Кольца Сатурна видимы с Земли в небольшой телескоп. Они состоят из тысяч и тысяч небольших твердых частиц из камней и льда, которые вращаются вокруг планеты. Существует 3 основных кольца, названных A, B и C. Они различимы без особых проблем с Земли. Есть и более слабые кольца – D, E, F. При ближайшем рассмотрении колец оказывается великое множество. Между кольцами существуют щели, где нет частиц. Ширина колец равна 400 тыс. км, однако в толщину они составляют всего несколько десятков метров. Все кольца состоят из отдельных кусков льда разных размеров. Эти частицы двигаются с практических одинаковыми скоростями (около 10 км/с), иногда сталкиваясь друг с другом. Под действием спутников кольцо немного выгибается, переставая быть плоским: видны тени от Солнца. Внешний вид колец меняется от года к году. Это обусловлено наклоном плоскости колец к плоскости орбиты планеты.

Планета Уран

Уран едва видим невооруженным глазом в очень ясные ночи, его нетрудно обнаружить в бинокль. Максимальная видимая звездная величина m = +5,5. Небольшой астрономический телескоп покажет маленький диск.

• Масса: 8,7*1025 кг. (14,5 масс Земли);
• Диаметр экватора: 51000 км. (4 диаметра экватора Земли);
• Плотность: 1,27 г/см3
• Температура поверхности: -220 °С
• Расстояние от Солнца (среднее): 19,2 a.e.,то есть 2,86 млрд км
• Период обращения по орбите (год): 84 года
• Период обращения вокруг собственной оси: 17 ч 14 мин
• Наклон орбиты к эклиптике: 0°46'23"
• Эксцентриситет орбиты: 0,0463
• Средняя скорость движения по орбите:6,8 км/с
• Ускорение свободного падения:9,67 м/с2

Уран изнутри

Планета Уран имеет небольшое твердое железно-каменное ядро, над которым сразу начинается плотная атмосфера. Никаких океанов на Уране нет. Такое строение планеты теперь называют двухслойной моделью. Температура в ядре достигает 7000 К, а давление – 6 миллионов атмосфер. Уран почти не имеет внутренних источников энергии. Вскоре после образования Солнечной системы произошло столкновение Урана с другим большим телом. В результате этого столкновения Уран был опрокинут набок. Обедненность легкими газами – следствие недостаточной массы зародыша планеты, и в ходе образования Уран не смог удержать возле себя большее количество водорода и гелия. Или в этом месте зарождающейся планетной системы вовсе не было столько легких газов. Атмосфера на Уране мощная, толщиной не менее 8000 км. Атмосфера Урана состоит примерно из 83 % водорода, 15 % гелия и 2 % метана. Метан, ацетилен и другие углеводороды в атмосфере планеты встречаются в значительно больших количествах, чем на Юпитере и Сатурне. Именно метановая дымка хорошо поглощает красные лучи, поэтому Уран кажется голубым. Уран имеет полосы облаков, которые очень быстро перемещаются. Ветры в средних широтах на Уране перемещают облака в тех же направлениях, что и на Земле. Эти ветры дуют со скоростью от 40 до 160 м/с. Дневная освещенность на Уране соответствует земным сумеркам сразу после захода Солнца. У Урана почти такое же сильное магнитное поле, как у Земли. Конфигурация этого магнитного поля очень сложная. Очень приближенно его можно считать дипольным. Магнитное поле делает возможным «полярные» сияния, наблюдающиеся в верхней части атмосферы.

Кольца Урана

Уран имеет кольца. Девять основных колец погружены в мелкую пыль. Они очень неярки, но содержат много довольно больших частиц, размеры их колеблются от 10 метров в диаметре до мелкой пыли. Неполные кольца с различным показателям прозрачности по длине каждого из колец сформировались позже, чем сам Уран, возможно, после разрыва нескольких спутников приливными силами Отдельные частицы в кольцах обнаруживали низкую отражательную способность.

Спутники Урана

Спутниковая система лежит в экваториальной плоскости планеты, то есть почти перпендикулярно к плоскости ее орбиты. Внутренние 10 лун – маленькие по размерам. Спутники Урана Оберон и Титания очень похожи друг на друга. Их радиусы приблизительно вдвое меньше радиуса Луны. Поверхности обеих лун покрыты старыми метеоритными кратерами и сеткой тектонических разломов с признаками древнего вулканизма. Через все южное полушарие Оберона проходит широкая тектоническая долина, также доказывающая вулканическую деятельность в прошлом. Температура на поверхности спутников очень низкая, около 60 К. Система колец и спутников Урана очень динамична и меняется на глазах. Орбиты внутренних лун Урана значительно изменились за прошлое десятилетие. Взаимодействие колец и лун здесь очень активное.

Планета Нептун

Нептун – восьмая планета от Солнца и четвертая по размеру среди планет.

• Масса: 1,02*1026 кг. (17,14 масс Земли);
• Диаметр экватора: 49520 км. (3,88 диаметра экватора Земли);
• Плотность: 1,64 г/см3
• Температура поверхности: -231°С
• Период вращения относительно звёзд: 19,2 часа
• Расстояние от Солнца (среднее): 30,06 а.е., то есть 4,497 млрд км
• Период обращения по орбите (год): 164,491 земных лет
• Период обращения вокруг собственной оси (сутки): 15,8 часов
• Наклон орбиты к эклиптике: 1°46'22"
• Эксцентриситет орбиты: 0,011
• Средняя скорость движения по орбите:5,43 км/с
• Ускорение свободного падения:3,72 м/с2

Внутреннее строение Нептуна

Температура атмосферы Нептуна составляет около 60 К. Нептун имеет собственный внутренний источник тепла – он излучает в 2,7 раза больше энергии, нежели получает от Солнца. Строение и набор составляющих Нептун элементов почти такие же, как на Уране. В отличие от Юпитера с Сатурном Уран и Нептун, возможно, не имеет четкого внутреннего расслоения. Но у Нептуна есть небольшое твердое ядро, равное по массе Земле. Магнитный полюс планеты отстоит на 47° от географического. Магнитное поле Нептуна возбуждается в жидкой проводящей среде, в слое, находящемся на расстоянии 13 тысяч км от центра планеты. А под жидким слоем находится твердое ядро Нептуна. Магнитосфера Нептуна сильно вытянута.

Атмосфера Нептуна

Атмосфера Нептуна – это водород и гелий с небольшой примесью метана (1 %). Синий цвет Нептуна является результатом поглощения красного света в атмосфере этим газом. На Нептуне наблюдаются сильнейшие ветры, параллельные экватору планеты, большие бури и вихри. На планете самые быстрые в Солнечной системе ветры, достигающие 700 км/час. Ветры дуют на Нептуне в западном направлении, против вращения планеты. У планет-гигантов скорость потоков и течений в их атмосферах увеличивается с расстоянием от Солнца.

Спутники и кольца Нептуна

Вокруг Нептуна обнаружены кольца в виде арок. Спутник Тритон по размерам превосходит Луну. Обращение вокруг Нептуна обратное, Тритон был захвачен Нептуном из пояса Койпера. В Тритоне сосредоточена почти вся масса спутниковой системы Нептуна. Отличается большой плотностью: 2 г/см3. На Тритоне обнаружены скалы, кратеры, темные полосы вулканического происхождения. Поверхность спутника светлая и отражает около 80 % падающих солнечных лучей. Тритон имеет разреженную азотную атмосферу  Температура на Тритоне –235°C.

Плутон

Идея о существовании в Солнечной системе девятой планеты появилась в результате обнаружения отклонений в орбитальном движении Урана и Нептуна, которые могли быть объяснены воздействием более удаленной массивной планеты. Вскоре после открытия Плутона стало ясно, что его масса слишком мала, чтобы оказать заметное влияние на движение Нептуна или Урана. Возникло предположение, что за неправильности в их движениях несет ответственность более массивная, ещё не обнаруженная «планета Х». Были предприняты её поиски, оказавшиеся безуспешными. Позже оказалось, что погрешности исчезают, если использовать в расчетах уточненное значение массы Нептуна.

24 августа 2006 - Плутон лишили статуса планеты

Международный астрономический союз (МАС) официально лишил Плутон статуса планеты.

• Масса: 1,29*1022 кг. (0,0022 массы Земли);
• Диаметр экватора: 2324 км. (0,18 диаметра экватора Земли);
• Плотность: 2 г/см3
• Температура поверхности: -233°С
• Период вращения относительно звёзд(обратное вращение): 6,39 земных суток
• Расстояние от Солнца (среднее): 39,53 а.е., то есть 2,871 млрд км
• Период обращения по орбите (год): 248,54 земных лет
• Наклон орбиты к эклиптике: 17,14°
• Эксцентриситет орбиты: 0,25
• Средняя скорость движения по орбите:4,74 км/с
• Ускорение свободного падения:0,06 м/с2

Орбита планеты обладает необычной вытянутостью. Плутон то проходит всего в 4400000000 км от светила, то удаляется от него на 7400000000 км. В течение двухсот двадцати восьми земных лет, из тех каждых двухсот сорока восьми, Плутон является наиболее удаленной от Солнца планетой. Плутон отражает свет так, как будто он покрыт замороженным болотным газом. А если есть метановый иней, то тело планеты холодное, и в случае, если Плутон весь состоит из метана, плотность его должна быть меньше единицы. Плутон представляет собой как бы неполноценную планету, во многом очень напоминающую спутник. На полный оборот вокруг собственной оси у него уходит 6 суток 9 часов 17 минут, а это слишком много для столь небольшого тела. Еще одно свидетельство: все четыре планеты, лежащие непосредственно за Марсом и за поясом астероидов, - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун - обладают гигантскими размерами, огромной массой, общим газо-жидким строением решительно отличаются от внутренних - Меркурия, Венеры, Земли и Марса. А Плутон, хотя и расположен во внешней части Солнечной системы, всеми этими параметрами, как кажется, схож с меньшими и твердотельными околосолнечными планетами, а не со своими соседями.

Спутники Плутона

В настоящее время у Плутона известно три спутника — Харон и два небольших спутника. Диаметр Харона составляет около 1200 км, что в два раза меньше диаметра Плутона. Плутон и Харон вращаются синхронно, то есть всегда повернуты друг к другу одной стороной. Поскольку альбедо двух внешних спутников, получившие названия Гидра и Никс, неизвестно, то сложно определить их размеры. Если считать альбедо спутников равным показателю Харона, то их диаметры оцениваются 125 км и 140 км (но возможна ошибка в два раза). Радиус орбиты меньшего спутника — 49 тыс. км, то есть он находится в 2,5 раза дальше от Плутона, чем Харон. Другой спутник движется по орбите радиусом 65 тыс. км. Периоды обращения составляют около 11 и 14 суток соответственно (все данные приблизительные). Если у Плутона и есть еще другие спутники, то их размеры не превышают 20 км. Харон и два других спутника находятся в орбитальном резонансе; за то время, когда Харон совершает один оборот, второй спутник — в точности два, а третий — три. Харон — самый большой по отношению к своей планете спутник в Солнечной системе. Его радиус всего вдвое, а масса — вшестеро меньше массы Плутона. Часто Плутон и Харон рассматривают как двойную планету. Один оборот Харона занимает 6,39 суток, т. е. совпадает с периодом вращения Плутона. Эти объекты существенно отличаются по составу, Харон заметно темнее Плутона. В то время как Плутон покрыт азотным льдом, Харон покрыт водяным льдом, и его поверхность имеет более нейтральный цвет. Система Плутон — Харон образовалась в результате столкновения независимо сформировавшихся Плутона и Харона; современный Харон образовался из осколков, выброшенных на орбиту вокруг Плутона; при этом также могли образоваться некоторые объекты пояса Койпера.

Является ли Плутон планетой?

Плутон был официально признан планетой Международным астрономическим союзом в мае 1930. В тот момент предполагали, что его масса сравнима с массой Земли (в действительности масса Плутона в 500 раз меньше земной). В последнее время стало очевидным, что Плутон — лишь один из наиболее крупных известных до настоящего времени объектов пояса Койпера, причём, по крайней мере, один из объектов пояса является, по-видимому, более крупным телом, чем Плутон. Плутон лишили статуса планеты 24 августа 2006 Международный астрономический союз (МАС) официально лишил Плутон статуса планеты. После недели обсуждений астрономы, представляющие 75 стран мира, утвердили путем голосования критерии, которым должно соответствовать небесное тело для получения статуса планеты. На конференции в Праге присутствовали 2,5 тыс. астрономов, представляющих 75 стран мира. Согласно одобренным МАС нормативам, Плутон не соответствует критериям планеты, и поэтому лишается этого статуса. Согласно новому определению, статус планеты присваивается "небесному телу, которое движется по орбите вокруг Солнца, принадлежащей исключительно данному небесному телу, обладает достаточной массой для образования гравитационного поля, вследствие чего данное небесное тело получает шарообразную форму". Орбита же Плутона, который был открыт в 1930г. и считался девятой планетой Солнечной системы, во многих отношениях непохожа на соседние с нею орбиты более близких к Солнцу планет. К тому же эллипсовидная орбита Плутона пересекается с орбитой восьмой планеты Солнечной системы - Нептуна. Расстояние Плутона до Солнца меняется от 29 до 49 астрономических единиц. Размеры Плутона сопоставимы с размерами Луны, но у него есть собственный спутник - Харон. Плутон делает оборот вокруг Солнца за 250,6 лет, период вращения Харона вокруг Плутона - 6,4 суток. Согласно новой классификации, Плутон относится теперь к категории малых планет, или планетоидов. В ближайшие несколько лет эта категория пополнится новыми небесными телами, обнаруженными на окраинах Солнечной системы. Плутон меньше, чем все остальные планеты, и даже меньше некоторых спутников. Это небесное тело состоит изо льда и вмороженных в него камней. Лед на поверхности Плутона состоит из замершего метана и азота с примесями углеводорода. Слой атмосферы на Плутоне очень тонок.

Кометы

Комета-это замершее тело состоящее из разнообразных оледенелостей и пыли. Они не предсказуемы. Кометы могут внезапно вспыхивать или уходить из виду на часы. Комета может потерять свой хвост или развить множество хвостов. Иногда они даже могут разделяться на две или более части, так что через телескоп, можно увидеть как несколько комет двигаются по небу одновременно. Кометы представляют одни из самых древних, практически нетронутые, объекты Солнечной системы. Кажется что их определённые композиции представляют первоначальный вид обширной туманности, которая в последствии, конденсируясь, образует звёзду и планеты. Многие астрономы считают, что столкновения комет с Землёй принесли большое количество воды, которая сейчас составляет земные океаны. С другой стороны, динозавры - это яркий пример, как столкновение комет с Землёй могут нести вымирание некоторым формам жизни. Обычно комета менее десяти километров в диаметре. Большинство их времени они проводят в замороженном состоянии за пределами нашей Солнечной системы. Ядро обычно не видно с Земли. К тому моменту, когда комета становится видна с Земли, она обычно становиться точкой. Ядро кометы вероятно имеет поверхность, которую точнее будет описать как чёрную корку. Чёрная корка ядра помогает комете сохранить теплоту и за её счёт превратить некоторые обледенелости под коркой в газ. Наиболее слабые области корки разрушаются под давлением и газ выстреливает, как гейзер. Любая пыль, что смешалась с газом так же выбрасывается. Чем больше появляется струй, оболочка из разреженного газа и пыли формирует точку.

Точка. Комета может обычно иметь точку диаметром в несколько тысяч километров, в зависимости от расстояния кометы от Солнца и размеров ядра. Последнее играет приоритетную роль. Даже если точка станет довольно большой по размерам, она может резко уменьшиться примерно к пересечению орбиты Марса. На таком расстоянии излучение Солнца будет достаточным для того что бы буквально сдувать газ и пыль с ядра и точки. Этот разрушительный процесс ответственен за создание хвоста кометы, наиболее известной её части.

Хвост. Когда комета влетает в орбиту Земли, у неё потенциально большой хвост.

Откуда кометы приходят?

Наша Солнечная Система начинала как обширное облако газа и пыли. Это облако медленно вращалось вокруг очень юного Солнца и частицы внутри этого облака сталкивались друг с другом. Во время этих столкновений некоторые частицы исчезали, некоторые росли в размерах, и позже должны были стать планетой. Во время этого раннего периода, кометы наполняли Солнечную систему. Их столкновения с молодыми планетами играли основную роль в их развитии и росте. Обледенелости комет становились основным материалом зарождающейся атмосферы. планет, и учёные сейчас глубоко убеждены что кометы принесли на Землю воду, которая породила жизнь. Большинство комет сейчас расположены за пределами Солнечной системы.

Астероиды

Эти космические тела отличаются от планет прежде всего своими размерами. Движение малых планет вокруг Солнца происходит по эллиптическим орбитам, но более вытянутым, чем у больших планет, а наклон орбитальных плоскостей к эклиптике у них больше, чем у больших планет. Основная масса планет вращается вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера, образуя так называемый пояс астероидов. Но имеются и малые планеты, орбиты которых располагаются ближе к Солнцу, чем орбита Меркурия.

Астероидам , орбиты которых надежно определены, присваивают имя и порядковый номер. Таких астероидов сейчас известно свыше 3500, но в Солнечной системе значительно больше. Подавляющее большинство ( до 98% ) известных астероидов движется между орбитами Марса и  Юпитера, на средних расстояниях от Солнца от 2,06 до 4,30 а.е. ( периоды обращения от 2,96 до 8,92 года). Однако встречаются астероиды с уникальными орбитами,  и им присваиваются мужские имена, как правило из греческой мифологии. Крупных астероидов не так уж много. Наиболее крупные - это Церера (поперечник 1000 км), Паллада (610 км), Веста (540 км) и Гигия (450 км). Только у 14 астероидов поперечники более 250 км, а у остальных меньше, вплоть до 0,7 км. У тел таких малых размеров не может быть сфероидальной формы,  и все астероиды (кроме наиболее крупных) представляют собой бесформенные глыбы. Суммарная масса всех астероидов не превышает 0,001 массы Земли. Все эти небесные тела лишены атмосферы. У многих  астероидов по регулярному изменению их блеска обнаружено осевое вращение. Изучение отражательной способности многих астероидов позволило объединить их в три основные группы: темные, светлые и металлические. Поверхность темных астероидов отражает всего лишь до 5% падающего на нее солнечного света и состоит из веществ, сходными с черными базальтовыми и углистыми породами. Эти астероиды часто называют углистыми. Светлые астероиды отражают от 10% до 25% солнечного света, что роднит их поверхность с кремниевыми соединениями - это каменные астероиды. Металлические астероиды (их абсолютное меньшинство) тоже светлые, но по своим отражательным свойствам их поверхность похожа на железоникелевые сплавы. Такое подразделение астероидов подтверждается и химическим составом выпадающих на Землю метеоритов. Незначительное число изученных астероидов  не относится ни к одной из трех основных групп. Показательно, что в спектрах углистых астероидов обнаружена полоса поглощения воды. При небольших размерах и массах астероидов давление в их недрах невелико и не может вызвать разогрева их твердых холодных недр. Лишь поверхность астероидов очень слабо нагревается далеким от них Солнцем, но и эта незначительная энергия излучается в межпланетное пространство.