Планеты солнечной системы по порядку: сколько их? самая большая планета

Марс

Фото: nasa.gov


В настоящее время именно на Марс обращено наибольшее внимание ученых и исследователей. Марс является любимой необитаемой планетой для различных фантастических киносценариев

Свое знаменитое прозвище «красная планета» Марс получил из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого оксидом железа. Помимо Луны, Марс – единственный космический объект, до которого человек может добраться с помощью современных ракет и зондов. Для космонавтов этот путь может занять примерно четыре года.

Рельеф Марса обладает многими уникальными чертами. Рядом с экватором Марса располагается район Тарсис (называемый также Провинция Фарсида). В этой зоне располагаются вулканы огромных размеров.

Самый большой вулкан Тарсиса – Олимп. По разным данным, он достигает от 21 до 27 километров в высоту, что делает его самым высоким известным объектом в Солнечной системе.

Интересно, что атмосферное давление на вершине Олимпа составляет лишь два процента от марсианского. Для сравнения, давление на вершине Эвереста составляет 25 процентов от показателя на уровне моря. А так как давление на поверхности Марса в 160 раз меньше земного, то разреженность среды на вершине Олимпа почти не отличается от космического вакуума.

Рядом с Тарсисом располагается гигантская система каньонов – Долина Маринер. Это самый большой каньон в солнечной системе шириной 600 километров и глубиной, в которую гора Эверест может полностью опуститься на дно.

Предполагается, что в прошлом вода покрывала значительную часть поверхности Марса. В настоящее время поверхность Марса исследуют два марсохода – Opportunity и Curiosity.

Вероятность колонизации

Человечество давно задумывается о том, куда можно было бы переселиться с Земли. Чаще всего, когда речь идет о космической колонизации, первым на ум приходит Марс, ведь красная планета имеет несколько признаков, указывающих на то, что здесь возможна жизнь. Однако существуют и другие объекты, на которых теоретически может поселиться человек.

Спутник Юпитера Европа

Многие ученые уверены, что на Европе имеются следы существования живых организмов и человек там сможет жить тоже. Спутник покрыт слоем льда, под которым, вероятно, находится жидкая вода.

Титан

Еще одним кандидатом для колонизации является спутник Сатурна Титан. Атмосфера его не пригодна для дыхания, но эта проблема решается с помощью специального оборудования. Зато давление на Титане вполне привычно. Еще одним препятствием для колонизации может стать низкая температура на спутнике — -128 градусов, поэтому очевидно, что потребуется носить специальную одежду. Одним из решающих факторов, который может сыграть в пользу Титана — уровень гравитации, близкий к лунному, а значит ходить здесь будет довольно легко.

Миранда

Самый маленький спутник Урана вполне может стать новым домом для землян. Поверхность Миранды имеет множество глубоких каньонов, которые могли бы стать надежным укрытием от опасностей. Кроме этого, в пользу Миранды говорит наличие на ней льда и вероятное наличие здесь воды. Спутник имеет очень низкую гравитацию, что позволит людям беспрепятственно передвигаться по нему.

Энцелад

По мнению ученых, вероятность существования жизни на Энцеладе, спутнике Сатурна, очень высока. Все дело в том, что здесь, помимо того, что обнаружен лед, зафиксирована и активность гейзеров. Образцы, взятые с помощью космического оборудования, показали наличие в субстанции, которую выбрасывает гейзер, частицы воды, азота и органического углерода. Однако есть и серьезные препятствия для колонизации Энцелад — слишком разряженная атмосфера и низкая гравитация.


Движения планет

О том, что планеты находятся в непрерывном движении, люди догадались достаточно давно. Однако осознание этого факта сопровождалось различными вопросами: какова схема движения планет, как происходит вращение и как быстро они движутся.

Первый закон Кеплера

Немецкий ученый Иоганн Кеплер доказал, что планеты движутся по орбитам, напоминающим форму эллипса, а Солнце при этом находится в одном из фокусов данного эллипса.

Этот постулат и стал первым законом Кеплера.

Второй закон Кеплера

Если провести радиус-вектор от Солнца, располагающегося в одном из фокусов орбиты планеты, к самой планете, то получается, что за равный промежуток времени данный вектор проходит равные расстояния.

Третий закон Кеплера

Каждая планетная орбита имеет точку, наиболее близко расположенную к Солнцу — перигелий. Наиболее удаленная от Солнца орбитальная точка называется афелием. Большая ось орбиты — отрезок, соединяющий эти точки.

Третий закон Кеплера звучит следующим образом и записывается в виде отношения:

Законы Кеплера оказались удивительно точны для своего времени и имели огромное значение для астрономии. Чуть позже Исаак Ньютон, открыв закон всемирного тяготения, подтвердил вышеописанные законы, подкрепив их теоретическим обоснованием.

10 открытий за последние годы, относящиеся к внешнему космическому пространству благодаря путешествию за пределы системы

  1. Вселенная расширяется. Есть теория о том, что ей примерно 14 миллиардов лет. Еще до начала времён Вселенная существовала в одном сжатом пространстве. Считают, что оно представляло собой точку.
  2. Учёные допускают версию о существовании минимум 100 миллиардов галактик во Вселенной. В свою очередь каждая Галактика переполнена звездами. И наше Солнце — это только одна из множества миллиардов звезд только в нашей галактике Млечный путь, и, как Вы уже догадались, каждая звезда может иметь свою планетную систему.
  3. Примерно 68 процентов всей Вселенной заполняет темная энергия. Еще 27 процентов занимает темная материя. Остальные ничтожные 5 процентов Вселенной это вещество, из которого состоят звезды и планеты.
  4. По своему строению Вселенная напоминает своеобразную пену. В свою очередь Галактики, входящие во вселенную, собрались в листах и нитях, что окружают космические пустоты.
  5. Наша родная Галактика Млечный Путь располагается в Местной группе, в которой находится примерно 30 галактик. И нашей соседкой является Андромеда.
  6. Существование 1700 внесолнечных планет уже подтверждено, и их число растет с каждым днем. Еще тысячи сотен экзопланет ждут своего подтверждения.
  7. Многие планетоподобные тела имеют похожие с земными условия. Там может быть жизнь. Увы, на сегодняшний день точного подтверждения этому пока нет.
  8. Большая часть галактик во всей Вселенной выглядит в виде спирали. Например, так выглядит Млечный Путь. Есть также эллиптические и более редкие галактики — в виде зубочистки либо кольца.
  9. Всего за 11.6 дней космический телескоп Хаббл, смотря в далекий крохотный участок (размером с одной десятой Луны), выявил более 10000 галактик всевозможных форм, цветов и размеров.
  10. Такое уникальное явление как Черная дыра представляет собой огромное количество вещества, сжатого в крохотной площади. За счет этого Черные дыры имею очень большую гравитацию свободную заточить в себе даже свет, именно поэтому мы не можем увидеть Черные дыры.

Формирование и эволюция

В настоящее время общепринятой является небулярная теория происхождения Солнечной системы. Согласно этой точке зрения, ее формирование началось около 4,6 млн лет назад. Некое гигантское молекулярное облако подверглось гравитационному коллапсу. Основная часть облака осталась в гравитационном центре коллапса, оставшаяся часть превратилась в диск, из которого в дальнейшем формировались планеты и астероиды.

Причиной возникновения коллапса, вероятно, стало спонтанное уплотнение облака, которое к тому моменту уже содержало остатки водорода, гелия и металлов. В результате воздействия взрывного удара облако стало центром гравитационного коллапса. Далее размеры облака сжимались под воздействием гравитации, а скорость его вращения увеличивалась. Из-за вращения скорости облака перпендикулярно и параллельно оси отличались, что привело к формированию объекта в форме диска.


Вследствие сжатия увеличилось количество столкновений частиц диска, как следствие — увеличивалась его температура. Когда температура диска достигла нескольких тысяч кельвинов, внутренняя часть диска начала светиться — сформировалась протозвезда. Продолжалось дальнейшее увеличение температуры диска, и когда она достигла миллиона кельвинов, произошла термоядерная реакция гелия и водорода, в результате которой диск превратился в обычную звезду, а плотные участки внешних областей диска преобразовались в планеты, вращающиеся вокруг звезды.

Космическое пространство было заполнено пропланетами, количество которых составляло около 100-150 штук. В результате постоянного столкновения и слияния объектов между собой их количество постоянно изменялось.

Меркурий: мир контрастов

Меркурий в натуральном цвете (снимок «Маринера-10»)

На ближайшем к Солнцу объекте нашлось место для льда. Его можно обнаружить в кратерах, постоянно находящихся в тени. Солнечный свет не достигает их дна. Эксперты полагают, что на планету лед, возможно, забросили кометы. Меркурий лишь на втором месте по высоте температур: первенство принадлежит Венере. Его поверхность избита кратерами сильнее, чем у других небесных тел. Точная дата его открытия неизвестна, но первые упоминания встречаются в шумерских текстах.

Интересный факт: космический аппарат MESSENGER обнаружил на Северном полюсе планеты не только лед, но и органику – элементы для возникновения жизни. Меркурий слишком горячий, у него нет атмосферы, чтобы на нем развилась жизнь в привычном виде. Однако эти открытия позволяют узнать, как распространялись эти элементы по Солнечной системе.

Классификация экзопланет

Для удобства классификации, открытые экзопланеты ученые, условно, разделили на группы:

  • горячие Юпитеры – сходные с одноименным гигантом, но расположеные на близкой орбите к своему светилу;
  • пульсарные – небесные тела, вращающиеся вокруг пульсара – остатков сверхновой звезды, обладающей источником мощнейшего электромагнитного излучения;
  • суперземля –гигант земного типа, превышающих Землю более чем в десятки раз;
  • эксцентрические – тела с довольно растянутой эллипсовидной орбитой, что приводит к серьезным годовым температурным колебаниям;
  • горячие Нептуны – сходные с одноименной планетой тела, расположенные близко к местному светилу;
  • планета-океан – полностью заполненные водой или льдом объекты,
  • хтоническая планета –расположена очень близко к звезде и представляет собой раскаленную субстанцию, покрытую лавой;
  • планета-сирота – блуждающие в пространстве шарообразные тела, не примкнувшие ни к одной звезде.

Конечно, изучая пространство за пределами нашей звездной системы, человек пытается найти подобные себе формы жизни и хоть на немного приблизиться к разгадкам тайн Вселенной.

Юпитер

Юпитер — пятый «дом», считая от Солнца. Он в два с половиной раза тяжелее всех планет галактики, вместе взятых. Юпитер назван в честь древнеримского царя богов, скорее всего, из-за своих внушительных размеров.

Интересные факты:

  • Насчёт Юпитера ведётся множество научных бесед. Некоторые ученые предполагают, что Юпитер — несостоявшаяся звезда. Чтобы стать таковой ему нужно стать в 88 раз тяжелее своего нынешнего веса.
  • Составить схему ращения спутников вокруг Юпитера очень трудно, ведь вокруг него вращается множество спутников, целых 67. Это самое большое количество, зафиксированное в нашей системе. Четыре из них: Ганимед, Европа, Ио и Каллисто — смело могли бы считаться карликовыми планетами. Ганимед даже больше Меркурия!
  • Спутник Юпитера Ио — один из трёх сателитов, имеющих атмосферу.

Меркурий

Самая первый объект нашего внимания — Меркурий, назван так в честь божественного посланника Меркурия, отличавшегося своей феноменальной скоростью. Да и сам Меркурий отнюдь не медленный — он, в силу своего расположения, быстрее всех планет нашей системы совершает оборот вокруг Солнца, будучи притом самым маленьким «домом», вращающимся вокруг нашего светила.

Интересные факты:

  • Меркурий вращается вокруг Солнца по эллипсоидной орбите, а не округлой, как у других планет и эта орбита постоянно смещается.
  • У Меркурия железное ядро, составляющее 40% от всей её массы и 83% от её объёма.
  • Меркурий можно увидеть на небе невооружённым глазом.

Возникновение

Наглядный пример гравитационного коллапса

Поскольку Солнечной системе миллиарды лет, люди могут лишь строить гипотезы о способах ее появления. Наиболее популярной является небулярная теория, выдвинутая учеными Лапласом, Кантом и Сведенборгом в XVIII веке. Она строится на том, что система образовалась за счет гравитационного коллапса одной из частей огромного облака, состоящего из газа и пыли. В будущем гипотеза дополнялась за счет данных, полученных при исследовании космоса.

Этапы формирования Солнечной системы и Земли

Сейчас процесс возникновения Солнечной системы описывается следующими шагами:

  1. Изначально в этой области вселенной находилось облако, состоящее из гелия, водорода и других веществ, полученных при взрывах старых звезд. В небольшой его части началось уплотнение, ставшее центром гравитационного коллапса. Он постепенно начал притягивать к себе окружающие вещества.
  2. Из-за притяжения веществ размеры облака начали уменьшаться, при этом росла скорость вращения. Постепенно его форма превратилась в диск.
  3. По мере сжатия увеличивалась плотность частиц на единицу объема, что приводило к постепенному нагреву вещества за счет частых столкновений молекул.
  4. Когда центр гравитационного коллапса разогрелся до нескольких тысяч кельвинов, он начал светиться, что означало образование протозвезды. Параллельно с этим, в разных областях диска начали появляться другие уплотнения, которые в будущем послужат гравитационными центрами для образования планет.
  5. Финальный этап формирования солнечной системы начался в период, когда температура центра протозвезды превысила несколько миллионов кельвинов. Тогда гелий и водород вступили в реакцию термоядерного синтеза, что привело к появлению полноценной звезды. Остальные уплотнения диска постепенно сформировались в планеты, которые начали вращаться в одном направлении вокруг Солнца, находясь на одной плоскости.

Данный процесс длился очень долгое время, и ученые могут лишь догадываться, сколько лет ушло на формирование Солнечной системы.

Солнце

5 млрд. лет назад после гибели гигантской звезды произошёл взрыв сверхновой. Взрывная волна прошла к водородному облаку. Облако распалось, образуя кольца газа и пыли. В его центре зажглось ядерное пламя – новая  звезда – Солнце. А из частиц газа и пыли сформировались 9 планет.

Солнечное пространство – Гелиосфера – по форме похожа на пузырь, за пределами которого – межзвёздное пространство. Это пространство, в котором плазма солнечного ветра движется со сверхзвуковой скоростью относительно Солнца. Первые 10 млрд км это скорость примерно миллион км/час. Далее, сталкиваясь с межзвёздной средой, скорость плазмы уменьшается. Это происходит за Границей ударной волны. Граница за которой уравновешивается давление солнечного ветра и межзвёздной среды называется Гелиопаузой. За границей Головной ударной волны начинается межзвёздное пространство.

Вся энергия, получаемая на земле – это энергия Солнца.

Внутри Солнца при температуре 15 млн. градусов протекает термоядерная реакция превращения водорода в гелий. Каждую секунду Солнце теряет 4 млн. тонн своей массы, которая высвобождается в виде энергии. Носитель этой энергии – фотон. Это безмассовая элементарная частица – квант электромагнитного излучения. В вакууме его скорость равна скорости света. Из-за высокой плотности и активности солнечного вещества фотон от ядра к поверхности Солнца прорывается несколько тысяч лет, а с поверхности до Земли долетает за 8 минут.

Состав Солнца учёные узнали по анализу спектра солнечного света. Оно содержит 73% водорода, 24% гелия, остальное частицы других элементов.

Фотосфера – поверхность Солнца её температура 6 тыс. градусов. Она покрыта пузырями нагретого газа. Каждый пузырь размером с Техас. Так называемые пятна на солнце это участки с более низкой температурой. Размеры пятен больше размера Земли. Образуются пятна за 10 дней и исчезают за 2 недели. Чем больше магнитная активность Солнца, тем больше на нём пятен, так как в этих местах проходят силовые линии, которые создаются газами и находятся под поверхностью. Поверхность вращается с различной скоростью. На экваторе один оборот происходит за 26 дней, а на полюсах за 37. Это искажает магнитное поле и генерирует энергию. Солнечные вспышки высвобождают энергию 10 млн. водородных бомб.

Как поверхность, так и внутреннее вещество Солнца постоянно перемещаются, вызывая при этом «солнечные ветры» – вспышки электро-магнитых излучений.

Каждые 11 лет магнитные полюса меняются. В середине этих циклов энергия Солнца максимальна.

Над  фотосферой – внутренняя атмосфера Солнца – хромосфера, которую образуют вспышки – газовые дуги вокруг магнитных силовых линий. Высота дуг – 50 тыс. км. Разрываясь, дуги образуют струи высотой 100 тыс. км (для сравнения средний диаметр Земли менее 13 тыс. км).

Внешняя атмосфера Солнца – корона – видна во время полного солнечного затмения. Когда Луна заслоняет Солнце. Температура короны достигает 2 млн. градусов. Корона отражает колебания на поверхности Солнца – вспышки короны – следствие выбросов изнутри. Осколки сильных выбросов – наэлектризованные частицы Солнца – отлетают в космическое пространство на миллионы километров. Их скорость 400 – 800 кмсек в зависимости от активности Солнца. Землю они достигают за 4 дня. Потоки таких частиц называют – солнечный ветер. Реакция их с внешней атмосферой Солнца видна на Земле как полярное сияние. Через атмосферу они не проходят, благодаря магнитному полю Земли – оно их отталкивает. И только на полюсах силовые линии проводят их к планете – загораются огни полярных сияний.

Солнце пульсирует и меняет форму.

У полюсов возникают торнадо величиной с Землю. Скорость их вращения 500 тыс. кмчас.

Через 5 млрд. лет Солнцу будет не хватать водорода. Оно начнёт расширяться. Увеличившись в 200 раз, станет красным гигантом. Ближайшие планеты – Меркурий, Венера и Земля – погибнут. Затем, выдыхая из себя дым, Солнце будет колебаться. Останется только раскалённое ядро, которое сократится до размера Земли – Солнце превратится в белый карлик. Когда угаснет и ядро, Солнце станет чёрным карликом. Из планет Солнечной системы уцелеет только Марс.

Изображение с сайта 

Что находится за пределами Солнечной системы?

Фото орбитального телескопа Вояджер 1

Американские корабли серии Вояджер были запущены в 1977 году учеными НАСА с целью исследования окраин области влияния Солнца, поиска и исследования внесолнечных планет.  Оба беспилотника успешно достигли Сатурна и Юпитера, передав на землю четкие качественные снимки газовых гигантов. После чего Вояджер-2 пошел к Урану и Нептуну, а Вояжер-1 направился к границам нашей системы.  К 2100 году, то есть более, чем через 80 лет Вояджер-1 окажется на расстоянии около 65 миллиардов километров от Солнца и полностью покинуть пределы Солнечной системы. На сегодня это единственный робот, отдалившийся от Солнца на такое расстояние. На борту Вояджера находится информация о Земле, ее положении в Космосе, ее жителях, флоре и фауне.

Медная пластина с информацией о Земле

Вы знали? Пять космических аппаратов достигли достаточной скорости для путешествия за пределы нашей Солнечной системы. Voyager 1 перешел в межзвездное пространство в 2012 году. Voyager 2 и New Horizons все еще активны и скоро перейдут в пространство между звездами. Пионеры 10 и 11 также достигли скорости вылета. При этом оба космических аппарата неактивны в течение многих лет. Именно благодаря этим зондам и множеству исследований мы знаем, что находится за Солнечной системой.

Последним рубежом, еще как-то связывающим пространство с Солнцем, является облако Оорта. Оно представлено большим скоплением ледяных глыб. Именно из этой области под воздействием ударной волны и других физических процессов в сторону Солнца периодически устремляются кометы.

И последний важный рубеж, который обрывает любую гравитационную связь с нашей звездой – 9,5 триллионов километров – величина, равная одному световому году.

Планеты земной группы

Планеты земной группы — это четыре планеты Солнечной системы, сходные по своему размеру и составу: Меркурий, Венера, Земля и Марс.

Меркурий — самая близкая к Солнцу и самая маленькая планета Солнечной системы. Принято считать, что на Меркурии очень жарко. Да, это так, температура на солнечной стороне может достигать +427°С. Но, на Меркурии почти нет атмосферы, поэтому на ночной стороне бывает до -170°С. А на полюсах из-за низкого Солнца вообще предполагается слой подземной вечной мерзлоты…

Венера. Долгое время её считали «сестрой» Земли, пока на её поверхность не опустились советские исследовательские станции. Это оказался настоящий ад! Температура +475°С, давление почти в сотню атмосфер и атмосфера из ядовитых соединений серы и хлора. Чтобы её колонизировать — придётся очень постараться…

Марс. Знаменитая красная планета. Это самая дальняя из планет земной группы в Солнечной системе. Подобно Земле, у Марса есть спутники: Фобос и Деймос В основном это холодный, каменистый и сухой мир. Лишь на экваторе в полдень может потеплеть до +20°С, в остальное время — свирепый мороз, до -153°С на полюсах. У планеты нет магнитосферы и космическая радиация нещадно облучает поверхность. Атмосфера очень разреженная и не пригодна для дыхания, тем не менее её плотности хватает, чтобы иногда на Марсе случались мощнейшие пыльные бури. Несмотря на все недостатки. Марс — самая многообещающая планета для колонизации в Солнечной системе.

Подробнее о планетах земной группы рассказано в статье Самые большие планеты Солнечной системы


С этим читают