Вас приветствует портал астрономии Kvant.Space, посвященный нашей Вселенной, космосу, большим и малым планетам, звездным системам и их составляющим. Наш портал предоставляет подробную информацию обо всех 9 планетах, кометах, астероидах, метеорах и метеоритах. Вы сможете узнать про возникновение нашего Солнца и Солнечной системы.
Солнце совместно с ближайшими небесными телами, которые вращаются вокруг него, образуют Солнечную систему. В число небесных тел входят 9 планет, 63 спутника, 4 системы колец у гигантских планет, более 20-и тысяч астероидов, огромнейшее количество метеоритов и миллионы комет. Между ними есть пространство, в котором двигаются электроны и протоны (частицы солнечного ветра). Хоть ученые и астрофизики давно занимаются изучением нашей Солнечной системы, все же еще есть неисследованные места. К примеру, большая часть планет и их спутников изучена только мимолетно с фотографий. Мы видели только одно полушарие Меркурия, а к Плутону и вовсе не залетал космический зонд.
Практически вся масса Солнечной системы сосредоточена в Солнце – 99,87%. Размер Солнца точно так же превосходит размеры остальных небесных тел. Это звезда, которая за счет высоких температур поверхности светит самостоятельно. Окружающие ее планеты светят отраженным от Солнца светом. Этот процесс называется альбедо. Всего планет девять – Меркурий, Венера, Марс, Земля, Уран, Сатурн, Юпитер, Плутон и Нептун. Расстояние в Солнечной системе измеряется в единицах среднего расстояния нашей планеты от Солнца. Его называют астрономической единицей – 1 а.е. = 149,6 млн. км. К примеру, расстояние от Солнца к Плутону составляет 39 а.е., но иногда этот показатель увеличивается до 49 а.е.
Планеты вращаются вокруг Солнца по практически круговым орбитам, которые лежат относительно в одной плоскости. В плоскости орбиты Земли лежит так называемая плоскость эклиптики очень близко к среднему показателю плоскости орбит остальных планет. Из-за этого видимые пути планет Луны и Солнца на небе пролегают поблизости линии эклиптики. Наклоны орбит начинают свой отсчет от плоскости эклиптики. Те углы, которые имеют наклон менее 90⁰, соответствуют движению против часовой стрелки (прямому орбитальному движению), а углы, превышающие 90⁰ – обратному движению.
В Солнечной системе все планеты движутся в прямом направлении. Самый большой наклон орбиты равен 17⁰ у Плутона. Большинство комет движется в обратном направлении. К примеру, та же комета Галлея – 162⁰. Все орбиты тел, которые находятся в нашей Солнечной системе, в основном имеют форму эллипса. Самую близкую точку орбиты к Солнцу называют перигелием, а самую дальнюю – афелием.
Все ученые, принимая во внимание земное наблюдение, делят планеты на две группы. Венеру и Меркурий как самые близкие к Солнцу планеты называют внутренними, а более удаленные внешними. Внутренние планеты обладают предельным углом удаления от Солнца. Когда такая планета удалена по максимуму к востоку или к западу от Солнца астрологи говорят, что она расположена в наибольшей восточной или западной элонгациях. А если внутренняя планета видна перед Солнцем – она расположена в нижнем соединении. Когда за Солнцем – находится в верхнем соединении. Так же, как и Луна, эти планеты имеют определенные фазы освещения в течение синодического периода времени Ps. Истинно орбитальный период у планет называют сидерическим.
Когда внешняя планета расположена за Солнцем, она находится в соединении. В том случае, если она размещена в противоположном Солнцу направлении, говорят, что она находится в противостоянии. Ту планету, которую наблюдают на угловом расстоянии в 90⁰ от Солнца, считают как квадратурную. Пояс астероидов между орбитами Юпитера и Марса делит планетную систему на 2-е группы. Внутренние относятся к планетам Земной группы – Марс, Земля, Венера и Меркурий. Их средняя плотность составляет от 3,9 до 5,5 г/см3. Они лишены колец, медленно вращаются по оси и имеют небольшое количество естественных спутников. У Земли – Луна, а у Марса – Деймос и Фобос. За поясом астероидов расположены планеты-гиганты – Нептун, Уран, Сатурн, Юпитер. Они характеризуются большим радиусом, низкой плотностью и глубокой атмосферой. На таких гигантах нет твердой поверхности. Они очень быстро вращаются, окружены большим количеством спутников и имеют кольца.
В древности люди знали планеты, но только те, которые были видны невооруженным глазом. В 1781 году В. Гершель открыл еще одну планету – Уран. В 1801 году Дж. Пиацци открыл первый астероид. Нептун открывали дважды, сначала теоретически – У. Леверье и Дж. Адамс, а потом и физически – И. Галле. Плутон как самую отдаленную планету открыли только в 1930 году. Галилей еще в XVII веке открыл четыре спутника Юпитера. Начиная с того времени начались многочисленные открытия других спутников. Все они совершались при помощи телескопов. Про то, что Сатурн окружен кольцом астероидов впервые узнал Х. Гюйгенс. Вокруг Урана темные кольца были открыты в 1977 году. Остальные космические открытия в основном совершались специальными машинами и спутниками. Так, к примеру, в 1979 году благодаря зонду «Вояджер-1» люди увидели каменные прозрачные кольца Юпитера. А спустя 10 лет «Вояджер-2» открыл неоднородные кольца Нептуна.
Наш портал Kvant.Space поведает основную информацию про Солнечную систему, ее строение и небесные тела. Мы представляем только передовую информацию, которая актуальна на данный момент. Одним из самых основных небесных тел в нашей галактике считается само Солнце.
Солнце находится в центре Солнечной системы. Это естественная одиночная звезда массой в 2*1030 кг и радиусом примерно 700000 км. Температура фотосферы – видимой поверхности Солнца – 5800К. Сравнивая плотность газа фотосферы Солнца с плотностью воздуха на нашей планете можно сказать, что она в тысячи раз меньше. Внутри Солнца плотность, давление и температура увеличиваются в зависимости от глубины. Чем глубже, тем показатели больше.
Высокая температура ядра Солнца влияет на превращение водорода в гелий, в результате чего выделяется большое количество тепла. Из-за этого звезда не сжимается под действием своей же силы тяжести. Энергия, которая выделяется из ядра, покидает Солнце в виде излучения фотосферы. Мощность излучения – 3,86*1026 Вт. Этот процесс идет уже примерно 4,6 миллиарда лет. По примерным подсчетам ученых уже переработано из водорода в гелий примерно 4%. Интересно то, что 0,03% массы Звезды превращено таким образом в энергию. Учитывая модели жизни Звезд можно предположить, что Солнце сейчас прошло половину собственной эволюции.
Изучение Солнца крайне тяжелое. Все связанно именно с большими температурами, но благодаря развитию технологий и науки человечество понемногу осваивает знания. К примеру, для того чтобы определить содержание химических элементов на Солнце ученые астрономы изучают излучения в спектре света и линии поглощения. Эмиссионные линии (линии излучения) представляют собой очень яркие участки спектра, которые указывают на излишество фотонов. Частота спектральной линии говорит о том, какая молекула или атом отвечает за ее появление. Линии поглощения представлены темными промежутками в спектре. Они указывают на отсутствующие фотоны той или иной частоты. А, значит, они поглощены каким-то химическим элементом.
Изучая тонкую фотосферу, астрономы оценивают химический состав его недр. Наружные области Солнца перемешаны конвекцией, солнечные спектры обладают высоким качеством, а ответственные их же физические процессы объяснимы. Из-за недостаточности средств и технологий пока что интенсифицирована только половина линий солнечного спектра.
Основу Солнца составляет водород, после него по количеству идет гелий. Это инертный газ, который плохо вступает в реакцию с другими атомами. Точно так же он неохотно показывается в оптическом спектре. Видно всего одну линию. Вся масса Солнца состоит на 71% из водорода и на 28% из гелия. Остальные элементы занимают чуть больше 1%. Интересно то, что это не единственный объект в солнечной системе, который имеет такой же состав.
Солнечные пятна представляют собой области поверхности звезды с большим вертикальным магнитным полем. Это явление препятствует движению газа по вертикали, чем подавляет конвекцию. Температура данной области опускается на 1000 К, образуя, таким образом, пятно. Центральная его часть – «тень», окружается более высокой температурной областью – «полутень». По размерам такое пятно в диаметре немножко превышает размер Земли. Его жизнеспособность не превышает периода в несколько недель. Нет определенного количества пятен на Солнце. В один период их может быть больше, в другой – меньше. Эти периоды имеют собственные циклы. В среднем их показатель достигает отметки 11,5 лет. Жизнеспособность пятен зависит от цикла, чем он больше, тем меньше существуют пятна.
Колебания активности Солнца практически не влияют на полную мощность его излучения. Ученые долго пытались найти связь между климатом Земли и циклами Солнечных пятен. С этим солнечным явлением связано событие – «минимум Маундера». В середине XVII века на протяжении 70 лет наша планета ощутила на себе Малый ледниковый период. Одновременно с этим событием на Солнце не было практически ни одного пятна. До сих пор в точности так и не известно существует ли связь между этими двумя событиями.
Всего в Солнечной системе присутствует пять больших постоянно вращающихся водородно-гелиевых шаров – Юпитер, Сатурн, Нептун, Уран и само Солнце. Внутри этих гигантов находятся практически все вещества Солнечной системы. Прямое изучение отдаленных планет пока невозможно, поэтому большинство недоказанных теорий так и остается недоказанными. Такая же ситуация и с недрами Земли. Но люди все же нашли способ хоть как-то изучить внутреннее строение нашей планеты. С этим вопросом неплохо справляются сейсмологи, наблюдая за сейсмическими толчками. Естественно, что их же методы вполне применимы к Солнцу. В отличие от сейсмических земных движений в Солнце действует постоянный сейсмический шум. Под конверторной зоной, которая занимает 14% радиуса Звезды, вещество крутится синхронно с периодом в 27 суток. Выше по конвективной зоне вращение идет синхронно вдоль конусов равной широты.
Совсем недавно астрономы пытались применить методы сейсмологии для изучения планет-гигантов, но никаких результатов так и не было. Дело в том, что приборы, примененные в этом исследовании, пока еще не могут зафиксировать появляющиеся колебания.
Над фотосферой Солнца размещен тонкий, сильно горячий слой атмосферы. Его можно увидеть сугубо в моменты солнечных затмений. Ее называют хромосферой из-за красного цвета. Хромосфера имеет толщину примерно в несколько тысяч километров. От фотосферы до верха хромосферы температура увеличивается в два раза. Но до сих пор неизвестно, почему энергия Солнца выделяется, покидает хромосферу в виде тепла. Газ, который находится над хромосферой, нагрет до одного миллиона К. Эту область еще называют короной. По радиусу Солнца она простирается на один радиус и обладает очень низкой плотностью газа внутри себя. Интересно то, что при низкой плотности газа температура очень высокая.
Время от времени в атмосфере нашего светила создаются гигантских размеров образования – эруптивные протуберанцы. Имея форму арки, они вздымаются из фотосферы на большую высоту примерно в половину солнечного радиуса. По наблюдениям ученых выходит, что форма протуберанцев конструируется силовыми линиями, исходящими от магнитного поля.
Еще одним интересным и чрезвычайно активным явлением считаются солнечные вспышки. Это очень мощные выбросы частиц и энергии продолжительностью до 2-х часов. Такой поток фотонов от Солнца до Земли доходит за восемь минут, а протоны и электроны доходят за несколько суток. Такие вспышки создаются в местах, где резко меняется направление магнитного поля. Они вызываются движением веществ в солнечных пятнах.