Компоненты мегамира

Планетные системы

Хорошо изучена Солнечная система, она включает:

Ø центральное тело – Солнце;

Ø 9 планет;

Ø их спутники;

Ø множество комет и астероидов.

Движение всех объектов СС определяется тяготением Солнца (m_Солнца в 750 раз > m_планет) → притяжение.

Протяженность Солнечной системы ~ 100 а.е. (только планеты; с кометами – 2-3 св. года).

Земля находится на расстоянии 8,6 св. минут от Солнца;

Луна - «- 1,25 св. сек. от Земли;

Ближайшая к Земле звезда – αЦентавра - 4,2 св. года, следующая – Сириус (> 8 св. лет);

Полярная звезда – 680 св. лет.

Планеты Солнечной системыподразделяются на 2 группы:

1. Планеты земной группы – 4 ближайшие к Солнцу: Меркурий, Венера, Земля, Марс. Они:

· относительно невелики;

· состоят из плотного вещества (атмосфера и поверхность планеты четко отделены друг от друга); плотность убывает по мере удаления от Солнца (Меркурий – 5,5 г/см³, Марс – 3,9 г/см³).

· имеют мало спутников или совсем их не имеют.

Планеты движутся в соответствии с законами Кеплера:

ü

А2

F

Орбиты планет имеют эллиптическую форму, причем Солнце находится в одном из фокусов этого эллипса.

	В2

ü

В1

А1

Планета движется по орбите неравномерно: площади секторов FA₁A₂ FB₁B₂ равны → вблизи Солнца планета движется быстрее, чем вдали от него.

Меркурий:

ü Самая близкая к Солнцу планета. Расстояние до Солнца – 58 млн. км.

ü Орбита эллиптическая, достаточно сильно вытянутая.

ü Полный оборот вокруг Солнца совершает за 88 земных суток. Меркурий движется по орбите со скоростью – 54 км/с, что почти вдвое больше скорости Земли. Меркурианские сутки равны 176 земным суткам.

ü Диаметр – 4 878 км (почти в 3 раза < Земли).

ü Температура поверхности обращенной к Солнцу составляет + 430⁰С (температура плавления олова, свинца и цинка), ночная сторона планеты имеет температуру – 173⁰С. После захода Солнца поверхность Меркурия очень быстро остывает. Уже через 2 часа температура падает до – 140⁰С, а ночью может достигать – 180⁰С.

ü Поверхность усеяна кратерами разных размеров.

ü Атмосфера сильно разрежена. В её составе обнаружены в небольшом количестве Н₂, Не, О₂, Аr и Ne.

ü Альбедо очень мало – 0,07.

Альбедо – это отражательная способность небесных тел, освещаемых извне (планет, их спутников, метеоритов). Оно определяется как отношение светового потока, рассеянного небесным телом во всех направлениях, к световому потоку, падающему на это тело.

ü Меркурий можно увидеть либо вечером как "звезду", расположенную недалеко от места захода Солнца, либо утром как "звезду" около места восхода Солнца. Древние греки называли Меркурий двумя именами: вечернюю звезду - Гермес, а утреннюю звезду - Аполлон, полагая, что это разные объекты. Планета получила свое название в честь быстроногого Меркурия, одного из римских богов.

ü Спутников нет.

ü Жизнь на Меркурии из-за больших перепадов температуры и отсутствия жидкой воды существовать не может.

Венера:

ü Вторая по расстоянию от Солнца планета. Расстояние от Солнца – 108 млн. км.

ü Полный оборот вокруг Солнца совершает за 227 суток.

ü Вокруг своей оси Венера вращается медленно – одни сутки Венеры равны восьми земным месяцам.

ü Самая близкая к Земле планета – может приближаться до 40 млн.км.

ü Венера – одно из самых ярких светил на небе (после Солнца и Луны).Её альбедо – около 0,5. Хорошо видна после захода Солнца или перед его восходом.

ü Диаметр – 12 100 км (95% диаметра Земли).

ü Основной газ атмосферы Венеры – СО₂ (97%; причина – активная в прошлом вулканическая деятельность).Остальные 3% - это Н₂, N₂, He, Ar, Ne, O₂ и около 0,1% водяного пара. Из-за СО₂ и водяного пара создаётся парниковый эффект → поверхность планеты сильно разогревается.

ü Температура достигает 500^оС.

ü Венера окутана плотным слоем облаков (из капель водного р-ра H₂SO₄) → освещенность на её поверхности как у нас в пасмурный день.

ü На поверхности Венеры обнаружены кратеры, горные массивы, вулканы, но большая часть поверхности – это каменистая пустыня – т.е. относительно гладкая местность.

ü Спутников нет.

ü Атмосфера Венеры в принципе пригодна для существования жизни, но этому мешает очень высокая температура.

Земля ( подробно будем рассматривать в геологии):

ü Третья планета от Солнца. Расстояние от Солнца в разных точках орбиты разное (т.к. орбита эллиптическая):в среднем это расстояние равно 149,6 млн. км (1 а.е.). Но, в перигелии (3 января) – реальное расстояние на 2,5 млн. км меньше, а в афелии (5 июля) – на 2,5 млн. км больше среднего расстояния.

ü Полный оборот вокруг Солнца совершает за 365 суток.

ü Диаметр – 12 756 км.

ü Земля обладает магнитным полем (→ мы можем пользоваться компасом). Имеются 2 магнитных полюса – Северный и Южный.

ü Земля окружена атмосферой, состоящей в основном из N₂, О₂ и Ar, других газов мало (СО₂ около 0,03%).

ü Единственный спутник – Луна.

ü На Земле существует жизнь.

Марс:

ü Четвёртая планета Солнечной системы. Расстояние от Солнца – 228 млн. км.

Ø Полный оборот вокруг Солнца совершает за 687 суток.

Ø На звездном небе выглядит как немерцающая точка красного цвета.

Ø Диаметр – 6 974 км (около 50% диаметра Земли).

Ø Атмосфера менее плотная, чем у Земли. Основной газ атмосферы – СО₂ (95,3%). Кроме того – 2,7% N₂, 1,6% Ar, 0,07% СО, 0,13% O₂ и около 0,03% водяного пара.

Ø На Марсе происходит смена сезонов года, т.к. его экватор расположен под углом в 25,2^о к плоскости орбиты (почти как у Земли).

Ø Средняя температура поверхности Марса около –87⁰С, днем на экваторе она достигает –60⁰С, а ночью падает до –160⁰С и даже до -180⁰С в полярных областях.

Ø Рельеф марса хорошо исследован, его детали нанесены на специальные карты.

В 1976 г. американский корабль-исследователь «Викинг» передал на Землю около 300 000 телеизображений. Были получены фотографии сфинксообразных фигур. Размеры одной из них во много раз превосходят египетского сфинкса, охраняющего Великие пирамиды. Длина от подбородка до макушки – 1,5 км, ширина – 1,3 км. Дальнейшая компьютерная обработка снимков позволила обнаружить в 7 км от загадочного сфинкса четыре малых и семь больших пирамид. Факт обнаружения пирамид был подтвержден и НАСА.

Ø Толщина слоя атмосферной воды, осажденной на поверхности Марса не более 10-20 мкм (на Земле около 1 см). Остальная вода скована в недрах вечной мерзлотой.

Ø У Марса 2 спутника – Фобос и Деймос, открытые в 1877 г. Период обращения Фобоса 7 часов 39 минут 14 секунд, что меньше периода вращения самого Марса. Деймос обращается с периодом 30 часов 17 минут 5 секунд. Оба спутника имеют неправильную форму. Размеры Фобоса 22-25 км, Деймоса - около 13 км.

Ø Новые снимки поверхности Марса указывают, что миллиард лет назад на нём, вероятно, имелись полноводные реки и озера. Отснятые участки марсианской поверхности по очертаниям очень напоминают дельту реки со множеством извилистых рукавов и протоков. По мнению специалистов, такие следы мог оставить только сильный водный поток, который не иссякал в течение длительного времени и впадал в озеро примерно миллиард лет назад. В то же время, до сих пор нет четких свидетельств наличия на Марсе воды. Предполагается, что в результате падения температуры и снижения атмосферного давления влага на планете превратилась в лед или испарилась.

Ø Атмосфера Марса может быть пригодна для существования жизни, препятствием могут стать достаточно низкие температуры.

Недавно ученые, работающие по проекту европейского марсианского орбитального зонда Mars Express, обнаружили в атмосфере Марса метан – СН4. Его наличие указывает на то, что на Марсе могли существовать или сейчас существуют какие-то формы жизни, поскольку метан является одним из продуктов жизнедеятельности живых организмов. Во всяком случае, почти весь метан, который имеется в атмосфере Земли, был получен из биологических источников. Например, метан на Марсе могли выделять так называемые метаногены - микробы, которые получают энергию, поглощая Н2 или СО и выделяя СН4 в качестве побочного продукта этой реакции. Колонии таких микробов могут жить под поверхностью Марса, так как для жизни им не нужен кислород. Для точного определения природы метана на Марсе нужны дальнейшие исследования и лабораторные эксперименты.

Сразу за планетами Земной группы расположен Пояс астероидов

Пояс астероидов (малые планеты) – расположен между двумя группами планет (между орбитами Марса и Юпитера) – «недоформированная», либо разрушившаяся планета.

Ширина пояса – 100-300 млн. км, он образован несколькими десятками тысяч каменистых тел неправильной формы и размерами от нескольких см. до 100 км.

Астероидов много, но их суммарная масса < 0,001 m Земли (d самого крупного астероида – Цереры ~ 1000 км; d Земли ~ 12600 км; масса одной только Цереры ~ 1/3 общей массы всех астероидов).

Астероиды обращаются вокруг Солнца в соответствии с законами Кеплера и проходят свою орбиту за 3-6 лет.

Отдельные астероиды движутся по индивидуальным орбитам, пересекающим или очень сближенным с орбитой Земли. Вероятность, что астероид больших размеров столкнется с Землей, мала, но она существует. Чтобы исключить ее, сегодня активно развиваются системы наблюдения за потенциально опасными объектами.

Мелкие обломки астероидов сгорают в атмосфере Земли (метеоры), более крупные достигают ее поверхности (метеориты: их масса превышает 100 грамм). Если же метеорит ярко светится в атмосфере, то его называют – болидом.