Планеты солнечной системы

Введение
Солнце
Судьба Солнца
Физические характеристики нашего Солнца
Строение Солнца
Меркурий – ближайшая планета к солнцу
Эволюция и строение меркурия
Венера – раскаленная планета
Земля – наш дом
Внутреннее строение земли
Марс – красная планета
Юпитер – самая большая планета солнечной системы
Сатурн
Уран
Нептун
История открытия планеты
Строение планеты
Спутники.
Плутон
Исследование планеты
Открытие спутника
Заключение

Планеты солнечной системы

Температура поверхности: максимум +58oC, минимальная -90oC
Длина суток: 23часа 56минут 4,1секунды
Расстояние от Cолнца(среднее): 1а.е.,то есть 150 млн.км.
Период обращения по орбите(год): 365,24219 суток
Площадь поверхности: 510,2 млн.км2
Объем: 1,083*1012 км3
Скорость вращения по орбите: 29,8 км/c
Ускорение свободного падения: 9,8 м/c2
Земля - третья от Солнца планета. Скорость оборащения Земли по эллиптической орбите вокруг Солнца равна - 29,765 км/с. Наклон земной оси к плоскости экликтики 66o33'22''. У Земли есть спутник - Луна. Земля обладает магнитным и электрическим полями. Земля образовалаcь 4,7млрд. лет назад из рассеянного в протосолнечной системе газо-пылевого вещества. В составе Земли преобладают: железо (34,6%), кислород (29,5%), кремний (15,2%), магний (12,7%). Давление в центре планеты - 3,6*1011Па, плотность около 12500кг/м3, температура 5000 - 6000oC. Большую часть поверхности занимает Мировой океан (361,1 млн.км2; 70,8%); суша составляет 149,1 млн.км2 и образует шесть материков и острова. Она поднимается над уровнем мирового океана в среднем на 875 метров (наибольшая высота 8848 метров - г.Джомолунгма). Горы занимают 30% суши, пустыни закрывают около 20% поверхности суши, саванны и редколесья - около 20%, леса - около 30%, ледники - 10%. Средняя глубина океана около 3800 метров, наибольшая - 11022 метра (Марианский желоб в Тихом океане), объем воды 1370 млн.км3, средняя соленость 35г/л. Атмосфера Земли, общая масса которой 5,15*1015 тонн, состоит из воздуха - смеси в основном азота (78,1%) и кислорода (21%), остальное - водяной пары, углекислый газ, благородные и другие газы. Около 3 - 3,5 млрд. лет назад в результате закономерной эволюции материи на Земле возникла жизнь, началось развитие биосферы.
Земля как одна из планет Солнечной системы на первый взгляд ничем не примечательна. Это не самая большая, но и не самая малая из планет. Она не ближе других к Солнцу, но и не обитает на периферии планетной системы. И все же Земля обладает одной уникальной особенностью -на ней есть жизнь. Однако при взгляде на Землю из космоса это незаметно. Хорошо видны облака, плавающие в атмосфере. Сквозь просветы в них различимы материки. Большая же часть Земли покрыта океанами.
Появление жизни, живого вещества-биосферы на нашей планете явилось следствием ее эволюции. В свою очередь биосфера оказала значительное влияние на весь дальнейший ход природных процессов.
Внутреннее строение земли
Не просто "заглянуть" в недра Земли. Даже самые глубокие скважены на суше едва преодолевают 10-километровый рубеж. Однако нашелся другой способ. Как в медицине рентгеновские лучи позволяют увидеть внутренние органы человека, так при исследовании недр планеты на помощь приходят сейсмические волны. Скорость сейсмических волн зависит от плотности и упругих свойств горных пород, через которые они проходят. Более того, они отражают от границ между пластами пород разного типа и преломляются на этих границах.
Толщина коры непостоянна, она изменяется от нескольких километров в океанских областях до нескольких десятков километров в горных районах материков8.
Марс – красная планета
9Macca: 6,4*1023кг. (0,107 массы Земли)
Диаметр: 6670 км. (0,53 диаметра Земли)
Плотность: 3,95 г/см3
Температура поверхности: -23oC на большей части поверхности, -150oC на полюсах,0oC на экваторе
Длина суток: 24,6229 часа
Расстояние от Cолнца(среднее): 1,5237а.е.,то есть 228 млн.км.
Период обращения по орбите(год): 687 земных суток
Скорость вращения по орбите: 24,1 км/c
Ускорение свободного падения: 3,7 м/c2
Когда в 1965 году американская станция Маринер-4 с малого расстояния впервые получила снимки Марса, эти фотографии вызвали сенсацию. Астрономы были готовы увидеть что угодно, только не лунный ландшафт. Один известный астроном из Пулковской обсерватории даже звонил в редакции газет, чтобы проверить, не спутали ли газетчики Луну с Марсом. Увы, типичный лунный пейзаж принадлежал знаменитой Красной планете. Именно на Марс возлагали особые надежды те, кто хотел найти жизнь в космосе. Но эти чаяния не оправдались — Марс оказался безжизненным.
По современным данным радиус Марса почти вдвое меньше земного (3390 км), а по массе Марс уступает Земле в десять раз. Обращается вокруг Солнца эта планета за 687 земных суток (1,88 года). Солнечные сутки на Марсе практически равны земным — 24 ч 37 мин, а ось вращения планеты наклонена к плоскости орбиты на 25 (для Земли — 23), что позволяет сделать вывод о сходной с земной смене времен года.
Но все мечты ученых о наличии жизни на Красной планете растаяли после того, как был установлен состав атмосферы Марса. Для начала следует указать, что давление у поверхности планеты в 160 раз меньше давления земной атмосферы. А состоит она на 95% из углекислого газа, содержит почти 3% азота, более 1,5% аргона, около 1,3% кислорода, 0,1% водяного пара, присутствует также угарный газ, найдены следы криптона и ксенона. Разумеется, в такой разреженной и негостеприимной атмосфере никакой жизни существовать не может.
Из-за разреженности марсианской атмосферы планета не может удержать солнечное тепло, вследствие чего летним днем температура достигает 25С, а ночью опускается до -90С (в приполярных областях до -135С). Среднегодовая температура на Марсе составляет примерно -60С. Резкие перепады температур в течение суток вызывают сильнейшие пылевые бури, во время которых густые облака песка и пыли поднимаются до высот в 20 км.
Состав марсианской почвы был окончательно выявлен при исследованиях спускаемых американских аппаратов Викинг-1 и Викинг-2. Красноватый блеск Марса вызван обилием в его поверхностных породах оксида железа III (охры). Кроме железа (14%), в марсианском грунте найдены также кремний (20%), кальций и магний (по 5%), алюминий (3%) и сера (более 3%), которой почти в сто раз больше, чем на Земле.
Рельеф Марса весьма интересен. Здесь присутствуют темные и светлые области, как и на Луне, но в отличие от Луны, на Марсе смена цвета поверхности не связана со сменой высот: на одной высоте могут находиться как светлые, так и темные области. На Марсе присутствуют ареографические (аналог термина “географические” для Земли; от греческого имени бога войны Ареса, называемого в римской мифологии Марсом) объекты планетарного масштаба. Известен гигантский грабен — Каньон, его длина составляет 2500 км, ширина — 100-200 км, а глубина достигает 6 км. Высочайшая гора Марса — Олимп — возвышается над окружающим ландшафтом на… 24 км! Диаметр основания этого исполинского вулкана составляет 600 км.
Метеоритных кратеров на Марсе сравнительно немного, зато хорошо различимы следы эрозийной деятельности, скорее всего водной. То есть когда-то (предположительно около 10 млн. лет назад) Марс обладал более мощной атмосферой, с давлением у поверхности, достаточным для сжижения воды, и на Марсе шли дожди, текли реки, и существовали моря и океаны. До сих пор ученым не известна природа катаклизма, вызвавшего глобальные изменения климата на Марсе, приведшие к современным условиям.
Одними из наиболее заметных и завораживающих умы астрономов деталей рельефа Красной планеты долгое время оставались полярные шапки Марса. Эти “ледники” сильно увеличиваются в размерах в середине осени и почти полностью исчезают к началу лета. Современные ученые установили, что среднегодовая температура шапок составляет -70С, а состоят они из двух компонентов: сезонного — твердой углекислоты (“сухого льда”) и векового — обыкновенного водяного льда. Летом СО2 возгоняется, а зимой при понижении температуры до -130С снова осаждается вблизи полюса.
Предположения о внутреннем строении Марса во многом схожи с представлениями в строении Земли: снаружи тонкая пленка литосферы, прикрывающая массивный пласт мантии, а в центре — металлическое ядро, по поводу которого ученые не пришли еще к единому заключению — жидкое оно или затвердело.
Вокруг Марса с большой скоростью летают два его естественных спутника — Фобос (22х30 км) и Деймос (15х12 км). Они обгоняют планету в ее вращении вокруг своей оси. Это мелкие небесные тела, по форме напоминающие картофелины, богато испещренные кратерами, не представляющие большого интереса для астрономов.
Юпитер – самая большая планета солнечной системы
10
Macca: 1,9*1027кг. (318 раз больше массы Земли)
Диаметр: 143760 км. (11,2 раза больше диаметра Земли)
Плотность: 1,31 г/см3
Температура верхних облаков: -160oC
Длина суток: 9,93 часа
Расстояние от Cолнца(среднее): 5,203а.е.,то есть 778 млн.км.
Период обращения по орбите(год): 11,86 лет
Скорость вращения по орбите: 13,1 км/c
Ускорение свободного падения: 25,8 м/c2
Юпитер - самая большая планета Солнечной системы, его диаметр в 11 раз превосходит диаметр Земли, а масса в 318 раз больше массы Земли. Путь Юпитера по орбите вокруг Солнца занимает 12 лет, при этом среднее расстояние до Солнца равно 800 млн км. Пояса облаков в атмосфере и Большое Красное пятно делают Юпитер весьма живописной планетой.
Юпитер - не твердая планета. В отличие от четырех твёрдых планет, ближе других расположенных к Солнцу, Юпитер представляет собой огромный газовый шар. Есть и еще три газовых гиганта, которые еще более удалены от Солнца: Сатурн, Уран и Нептун. По своему химическому составу эти газовые планеты очень похожи па Солнце и сильно отличаются от твердых внутренних планет Солнечной системы. Атмосфера Юпитера, например, на 85 процентов состоит из водорода и примерно на 14 процентов - из гелия. Хотя сквозь облака Юпитера мы не можем видеть никакой твердой, каменистой поверхности, но глубоко внутри планеты водород находится под таким давлением, что приобретает некоторые черты металла.
Юпитер вращается вокруг своей оси исключительно быстро - он делает один оборот за 10 часов. Скорость вращения настолько высока, что планета выпячивается вдоль экватора. Такое быстрое вращение является, кроме того, причиной очень сильных ветров в верхних слоях атмосферы, где облака вытягиваются длинными красочными лентами. Разные части атмосферы вращаются с несколько различными скоростями, и именно это различие порождает полосы облаков. Облака над Юпитером неоднородные, бурные, поэтому внешний вид облачных полос может измениться всего за несколько дней. В облаках Юпитера имеется, кроме того, очень большое количество вихрей и круговых пятен. Самое большое из них - так называемое Большое Красное пятно, превосходящее по своим размерам Землю. Его можно увидеть даже через небольшой телескоп. Большое Красное пятно представляет собой огромного размера бурю в атмосфере Юпитера, которую наблюдают вот уже 300 лет. По орбитам вокруг Юпитера летает не менее 16 лун. Одна из них, Ганимед, является самый большим спутником в нашей Солнечной системе; он превосходит по размеру планету Меркурий.
Сатурн
Macca: 5,68*1026кг. (95 раз больше массы Земли)
Диаметр: 120420 км. (9,46 раза больше диаметра Земли)
Плотность: 0,71 г/см3
Температура верхних облаков: -150oC
Длина суток: 10,54 часа
Расстояние от Cолнца(среднее): 9,54а.е.,то есть 1427 млн.км.
Период обращения по орбите(год): 29,46 года
Скорость вращения по орбите: 9,6 км/c
Ускорение свободного падения: 11,3 м/c2
Сатурн, шестая от Солнца планета, имеет удивительную систему колец. Из-за быстрого вращения вокруг своей оси шар Сатурна как бы сплюснут у полюсов и раздут вдоль экватора. Скорость ветров на экваторе достигает 1800км/ч, что вчетверо больше скорости самых быстрых ветров на Юпитере. Ширина колец Сатурна 400000км., но в толщину они имеют всего несколько десятков метров. Внутренние части колец вращаются вокруг Сатурна быстрее, чем наружные. Кольца в основном состоят из миллиардов мелких частиц, каждая из которых обращается по орбите вокруг Сатурна как отдельная микроскопическая луна. Вероятно, эти "микролуны" состоят из водяного льда или из камней, покрытых льдом. Размер большинства из них - около метра, но в общем их размеры колеблются от нескольких сантиметров до десятков метров. В кольцах имеются и более крупные объекты - каменные глыбы и обломки до сотен метров в поперечнике. Щели между кольцами возникают под действием сил тяготения семнадцати лун (Гиперион, Мимас, Тефия, Титан, Энцелад и др.), которые вынуждают кольца расщипляться. В состав атмосферы входят: CH4, H2, He, NH3.
Среди бесчисленного множества небесных объектов, которые можно видеть в телескоп, самым красивым, вероятно, является планета Сатурн. Если смотреть вечером, в сумерки, когда небо еще светлое, то золотисто-желтый шар планеты и ее неправдоподобно прекрасные кольца, мерцающие в яркой синеве, кажутся скорее редким произведение искусства, чем явление природы. Чуть заметные на поверхности Сатурна полосы, более однородные, чем полосы Юпитера, параллельны большим кольцам; лишь от случая к случаю удается различить отдельные детали, которые позволяют обнаружить быстрое вращение этого гиганта шара. Яркость постепенно падает от центра к размытому краю диска планеты, а внешний край колец кажется растворяющимся в небе.
Там, где кольца Сатурна пересекают диск, видно, что их самый внутренний край ограничен туманной темной полосой. Это «креповое кольцо» легче всего различить по его слабой тени на диске планеты. Внешние кольца также отбрасывают тени на поверхность Сатурна, а он в свою очередь полностью загораживает большие участки колец. Полярные области планеты в направлении, перпендикулярном к плоскости колец, темнее других краев диска, и при наблюдении их в хороших атмосферных условиях имеют чуть зеленоватый оттенок. Нетрудно обнаружить три большие части, на которые разделены кольца: ярко сверкающее среднее кольцо, более слабое наружное кольцо и едва светящееся креповое или внутреннее кольцо. Кольца состоят из отдельных обломков, каждый из которых движется по своей собственной орбите вокруг Сатурна согласно закону всемирного тяготения Ньютона.
По размерам Сатурн уступает только Юпитеру: его радиус в 9,2 раз больше земного (он составляет почти 60 000 км), а по массе эта планета больше Земли в 95 раз. Обращается Сатурн вокруг Солнца на расстоянии 9,58 а.е., совершая полный оборот за 29,5 земных лет, а вокруг своей оси он делает полный оборот всего за 10,5 часов (по другим данным — до 11 часов), что обуславливает еще большее, чем у Юпитера, полярное сжатие — 1/10.
В популярных книгах по астрономии иногда приводится забавный рисунок — в гигантском воображаемом бассейне с водой, с легкостью пробки, плавает Сатурн. Эта фантастическая ситуация отражает реальный факт: Сатурн — единственное тело Солнечной системы, которое легче воды. Его средняя плотность составляет всего 0,69 г/см3, что в два раза меньше средней плотности Солнца. Это позволяет с большой долей уверенности говорить о том, что Сатурн состоит преимущественно из водорода (80% по расчетам ученых) и гелия (18%).
Предположения о внутреннем строении Сатурна во многом опирались на более достоверные заключения о Юпитере. В целом картина схожая: в верхних слоях атмосферы Сатурна, помимо водорода и гелия, обнаружены также незначительные количества метана. Ниже, как и у Юпитера, идет глобальный водородный океан, затем слой металлического водорода. В центре находится силикатно-металлическое ядро, предположительная масса которого составляет более 9 масс Земли, а температура в нем достигает 20 000 К.
Из других тел, окружающих Сатурн, стоит рассказать о крупнейшем из 17 спутников планеты — Титане. Название отражает суть — Титан, один из самых больших спутников в Солнечной системе, имеет в диаметре 5150 км. Он замечателен еще и тем, что окружен атмосферой, которая в десять раз массивнее земной! Главной ее составляющей является, по-видимому, азот. Велико содержание здесь таких соединений, как метан, этан и ацетилен. Интересны также еще четыре крупных спутника Сатурна — Япет, Рея, Диона и Тефия (диаметры порядка 1000 км). Дело в том, что одно их полушарие (для Япета — переднее по направлению вращения вокруг Сатурна, для остальных — наоборот) намного темнее другого. Ученые считают, что яркая сторона этих тел покрыта снегом, тогда как другая — какими-то горными породами.
Уран
Macca: 8,7*1025кг. (14,5 раз больше массы Земли)
Диаметр: 51300 км. (4 раза больше диаметра Земли)
Плотность: 1,27 г/см3
Температура: -220oC
Длина суток: 17,23 часа
Расстояние от Cолнца(среднее): 19,2а.е.,то есть 2,86 млрд.км.
Период обращения по орбите(год): 84 года
Скорость вращения по орбите: 6,8 км/c
Ускорение свободного падения: 9 м/c2
Уран - седьмая от Солнца планета. Состав атмосферы: H2, He, CH4 (14%). Ось вращения Урана наклонена на угол 98o. Уран имеет 15 спутников (Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания, Оберон, Корделия, Офелия, Бианка, Крессида, Дездемона, Джульета, Порция, Розалинда, Белинда, Пэк) и систему колец. В центре Урана находится ядро, состоящее из камня и железа.