2015-02-27
741
Солнце – небольшая звезда, расположенная на периферии галактики и имеющая девять планет. Возраст Солнечной системы оценивается 5 млрд лет. Диаметр Солнца 1,4 млн км, масса 1,99•1030 кг, мощность излучения 3,86•1020 МВт., температура в центре ≈15 млн оК, поверхности - 5806 - оК.
Примерные относительные размеры планет Солнечной системы показаны на рис.4.3, основные физические параметры представлены в табл. 4.1. Девять планет Солнечной системы принято делить на две относительно обособленные по физическим параметрам группы. В первую входят пять более мелких планет (Меркурий, Венера, Земля, Марс и Плутон), которые называются планетами земной группы. Во вторую – четыре планеты-гиганта (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).
Рис. 4.3.Солнце и планеты
Кроме указанных планет в Солнечной системе существует множество мелких твёрдых тел – астероидов, наиболее крупные из которых достигают в поперечнике десятков километров. Основная масса этих астероидов сосредоточена в виде пояса между орбитами Марса и Юпитера.
|
|
|
Планеты-гиганты (в табл.4.1 выделены серым фоном) помимо большой массы характеризуются более низкой плотностью из-за малого содержания тяжёлых элементов. Почти всю их массу составляют водород и гелий, поэтому они не имеют твёрдой поверхности в нашем обычном понимании. Их преимущественно водородная атмосфера по мере движения к центру при определённом давлении переходит в жидкость, затем в твёрдое состояние. Предполагается даже, что на Юпитере в условиях колоссального давления твёрдый водород в центре планеты начинает проявлять металлические свойства. Таким образом, твёрдая поверхность планет группы Юпитера находится на дне океанов глубиной в тысячи километров, состоящих из жидкого водорода
Все эти планеты-гиганты имеют спутники, число которых у Юпитера и Сатурна более десяти. Самые крупные из этих спутников напоминают по строению планеты, некоторые имеют атмосферу, воду в твёрдом состоянии, обладают вулканической активностью или имеют следы былой вулканической деятельности. Помимо спутников вокруг крупных планет вращаются большие массы обломочного материала, образующего кольца, которые особенно выражены у Сатурна.
Таблица 4.1
Планеты Солнечной системы[37, с.82]
| Планета или спутник | Расстояние от Солнца, а.е.* | Диа- метр, км | Масса, _кг_ М+** | Плотность, кг/м3 | Период обращения | Период вращения | Наклон орбиты, град*** | Газы атмосферы, % | Температура, оС | |
| Меркурий | 0,39 | 3,28·1023 0,055 | 88 суток | 58,7 суток | Нет | |||||
| Венера | 0,72 | 4,87·1024 0,82 | 224,7 суток | 243 суток (вращение обратное) | 3,4 | СО296, N23-5 | ||||
| Земля | 1,0 | 5,98·1024 1 | 365,26 суток | 23ч 56мин 4,1 с | N2 78, О2 21, СО2 0,03 | |||||
| Луна | 0,00257 | 7,34·1022 0,012 | 27,3 суток | 27,3 суток | 5,15 | Нет | ||||
| Марс | 1,52 | 6,42·1023 0,11 | 686,98 суток | 24ч 37 мин | 1,85 | СО295, N22-3, Ar1-2 | -55 | |||
| Юпитер **** | 5,19 | 1,9·1027 318 | 11,86 года | 9ч 55мин 29 с | 1,3 | Н2, Не | ≈-150 | |||
| Сатурн | 9,54 | 5,7·1026 95 | 29,46 года | 10ч 40,5 мин | 2,5 | Н2, Не | -180 | |||
| Уран | 19,18 | 8,7·1025 14,6 | 84,01 года | 17ч 14 мин | 0,77 | Н2, СН4 | ≈-200 | |||
| Нептун | 30,1 | 1,03·1026 17,2 | 164,79 года | 16ч 3 мин | 1,77 | Н2, СН4 | -215 | |||
| Плутон Хорон | 39,53 | 1,3·1022 0,002 | 247,7 года | 6,38 суток | 17,3 | СН4 | -220 | |||
* а.е. – астрономическая единица 149,6 млн.км; ** М+ - масса Земли; ***относительно орбиты Земли. ****Серым фоном выделены планеты-гиганты.
|
|
|
Планеты земной группы имеют более высокую плотность, поскольку в их составе преобладают тяжёлые элементы, прежде всего железо, кремний, кислород, углерод и другие. Многие минералы этих планет напоминают земные, и некоторые могут иметь связанную воду.
Газообразный водород на всех планетах земной группы практически отсутствует. Это можно объяснить малой массой планет, которая из-за слабой гравитации не позволяла длительно (миллиарды лет) удерживать лёгкие молекулы. На первых четырёх планетах испарению водорода также способствовали повышенная температура и Солнечный ветер, обусловленные близостью Солнца.
Из планет земной группы несколько выделяются Венера и последняя, самая маленькая планета Плутон. Особенностью Венеры является очень медленной вращение вокруг своей оси (1 оборот за 243 дня) и к тому же в обратную сторону относительно вращения всех остальных планет. Таким образом, за один венерианский год (225 суток) день и ночь сменяют друг друга только 1 раз. Вероятно, в процессе образования планет Венера испытала какое-то сильное случайное воздействие.
Отличительными особенностями Плутона, помимо малой массы и максимальной удалённости, являются более низкая плотность и большой наклон плоскости орбиты (17,3о) по сравнению с орбитами всех остальных планет. Низкая плотность может быть обусловлена тем, что в его составе относительно мало тяжёлых элементов и, возможно, много метана и воды в виде льда. Поэтому можно предположить, что планета Плутон образовалась не одновременно с остальными планетами, а представляет собой космическое тело, случайно захваченное гравитацией Солнечной системы.
Следует подчеркнуть, что ни на одной из планет Солнечной системы, кроме Земли, не обнаруживается в больших количествах молекулярный кислород, из чего можно сделать предположение, что кислород нашей атмосферы появился как результат развития жизни.
