Вселенная неимоверно огромное место, настолько неимоверное, что даже человеческое воображение не может охватить всю глубину необъятности Вселенной. Что же касается нашей Солнечной системы, то по меркам Вселенной она лишь крохотная ее часть. Тогда как для нас, простых смертных обитателей маленькой планеты под названием Земля, Солнечная система очень большое место, и, несмотря на все великие достижения астрономии последних лет, многое еще остается неизведанным, мы лишь начинаем приближаться к границам родной Солнечной системы.

История исследования Солнечной системы

С древних времен люди смотрели на звезды, пытливые умы размышляли над их происхождением, природой. Вскоре было замечено, что некоторые звезды меняют свое положение на звездном небосклоне, так были обнаружены первые планеты. Само слово «планета» с древнегреческого переводится как «скиталец». Планеты получили имена богов античного пантеона: Марс, Венера, и так далее. Их движение и происхождение пояснялось красивыми поэтичными мифами, которые присутствуют у всех народов древности.

В то же время люди прошлого считали, что Земля является центром Вселенной, планеты, другие звезды, все вращается вокруг Земли. Хотя, разумеется, уже в античные времена были ученные, такие как, например Аристарх Самосский (его еще называют Коперником античности), полагавшие, что все несколько не так. Но подлинный прорыв в изучении Солнечной системы произошел в эпоху Возрождения и связан с именами выдающихся астрономов Николая Коперника, Джордано Бруно, Иоганна Кеплера. Именно тогда утвердилась идея, что наша Земля никакой не центр Вселенной, а лишь ничтожно малая ее частичка, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот.

Постепенно были открыты все сегодня известные планеты Солнечной системы, а также их многочисленные спутники, и многое другое.

Структура и состав Солнечной системы

Структуру Солнечной системы можно условно разделить на такие элементы:

• Солнце, ее центр и главный энергетический источник, именно мощная Солнца удерживает планеты на своих местах и заставляет вращаться по своим орбитам.
• Планеты земной группы. Ученые астрономы разделили Солнечную систему на два участка: внутреннюю Солнечную систему и внешнюю Солнечную систему. Во внутреннюю Солнечную систему были включены четыре ближние планеты скалистого типа: , Венера, Земля и Марс.
• Пояс астероидов, который находится за Марсом. Полагают, что он образовался еще в далекие времена зарождения нашей Солнечной системы и состоит из различных космических обломков.
• Планеты гиганты, они же газовые гиганты, которые находятся во внешнем участке Солнечной системы. Это Юпитер, Сатурн, и Нептун. В отличие от планет земной группы обладающей твердой поверхностью с мантией и ядром газовые гиганты наполнены в основном водородной и гелиевой смесью. При более детальном изучении состав планет Солнечной системы может разниться.
• Пояс Койлера и облако Аорта. Они находится за Нептуном, и там проживают карликовые планеты, самой известной из которых является и многочисленные . Поскольку эти участки находятся от нас весьма далеко, то современная наука располагает весьма скудными сведениями про них. В целом многие особенности строения Солнечной системы еще слабо изучены.

Схема строения Солнечной системы

Тут на картинке наглядно представлена визуальная модель строения Солнечной системы.

Зарождение Солнечной системы и ее эволюция

По мнению ученых, наша Солнечная система появилась 4,5 миллиарда лет назад как следствие большого гравитационного коллапса гигантского молекулярного облака, состоящего из гелия, водорода и ряда более тяжелых химических элементов. Большая часть этого облака собралась в центре, из-за сильного скопления температура росла, и в результате образовалось наше Солнце.

По причине высокой температуры вблизи от новорожденной звезды могли существовать лишь твердые тела, и таким образом появились первые твердые планеты, среди которых и наша родная Земля. А вот планеты, которые газовые гиганты, образовались на более удаленном расстоянии от Солнца, температура там была не такая большая, как следствие большие массы льдов образовали гигантские размеры тамошних планет.

На этой картинке представлено как поэтапно проходила эволюция Солнечной системы.

Изучение Солнечной системы

Настоящий бум связанный с изучением космического пространства и Солнечной системы начался в середине прошлого века, в особенности с космических программ бывшего Советского Союза и США: запуск первых искусственных спутников, полет первых космонавтов, знаменитая высадка американских астронавтов на Луне (что правда некоторые скептики считают фальшивкой) и так далее. Но самым действенным методом в изучении Солнечной системы и тогда и сейчас является отправка специальных исследовательских зондов.

Первый искусственный советский космический аппарат Спутник 1 (на фото), был запущен на орбиту в далеком 1957 году, где провел несколько месяцев, собирая данные об атмосфере и ионосфере Земли. В 1959 году к нему присоединился американский спутник Explorer, именно он сделал первые космические фотоснимки нашей планеты. Затем американцами из НАСА был запущен целый ряд исследовательских зондов к другим планетам:

• Маринер в 1964 году полетел к Венере.
• Маринер-4 в 1965 году прибыл к Марсу, а затем уже в 1974 году успешно миновал Меркурий.
• В 1973 году к Юпитеру был отправлен зонд Пионер-10, началось научное изучение внешних планет.
• В 1974 году был отправлен первый зонд к Сатурну.
• В 80-х годах прошлого века подлинным прорывом стали корабли Вояджер, которые первыми облетели газовые гиганты и их спутники.

Активное исследование космического пространства продолжается и в наше время, так совсем недавно, в сентябре этого 2017 года в атмосфере Сатурна погиб космический аппарат Касини, запущенный в 1997 году. За свою двадцатилетнюю исследовательскую миссию он сделал немало интересных наблюдений над атмосферой Сатурна, его спутников и, конечно же, знаменитых колец. Последние часы и минуты жизни аппарата Касини транслировались НАСА в прямом эфире.

Строение Солнечной системы, видео

И в завершение интересный документальный фильм про нашу Солнечную систему.

От поверхности к ядру: восемь путешествий по недрам планет Солнечной системы.

Восемь планет нашей Солнечной системы принято разделять на внутренние (Меркурий, Венера, Земля, Марс), расположенные ближе к звезде, и внешние (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун). Отличаются они не только расстоянием до Солнца, но и рядом других характеристик. Внутренние планеты − плотные и каменистые, небольших размеров; внешние − газовые гиганты. У внутренних совсем немного естественных спутников, или нет вовсе; у внешних их десятки, а у Сатурна есть еще и кольца.

Сравнительные размеры планет (слева направо: Меркурий, Венера, Земля, Марс)

NASA

Базовая «анатомия» внутренних планет Солнечной системы проста: все они состоят из коры, мантии и ядра. Кроме того, у некоторых ядро разделяется на внутреннее и внешнее. Например, как устроена Земля? Твердая кора покрывает полурасплавленную мантию, а в центре находится «двухслойное» ядро − жидкое внешнее и твердое внутреннее. Кстати, именно наличие жидкого металлического ядра создает на планете глобальное магнитное поле. На Марсе, к примеру, все немного иначе: твердая кора, твердая мантия, твердое ядро − он напоминает цельный бильярдный шар, и никакого магнитного поля у него нет.

Газовые гиганты − Сатурн и Юпитер − сложены совершенно иначе. Из самого названия этого типа планет понятно, что они представляют собой огромные шары газа, не имеющие твердой поверхности. Если б кому-нибудь довелось спускаться на одну из таких планет, он падал бы и падал к ее центру, где расположено небольшое твердое ядро. На Уране и Нептуне аммиак, метан и другие знакомые нам газы могут существовать лишь в твердой форме, поэтому две дальние планеты представляют собой огромные шары из льда и твердых фрагментов − ледяные гиганты. Впрочем, давайте рассмотрим их все по порядку, одну за другой.

Меркурий: громадное ядро

Ближайшая к Солнцу планета − одна из самых плотных в нашем списке: будучи чуть меньше спутника Сатурна Титана, она более чем вдвое тяжелее его. Плотнее Меркурия только Земля, но Земля достаточно велика для того, чтобы ее уплотняла еще и собственная гравитация, а если б этот эффект не проявлялся, то Меркурий был бы чемпионом.

Здесь царит тяжелое железо-никелевое ядро. Оно исключительно велико для планеты таких размеров − по некоторым предположениям, ядро может занимать основную часть объема Меркурия и иметь радиус около 1800-1900 км, примерно с Луну. Зато окружающие его кремниевые мантия и кора сравнительно тонки, не более 500-600 км в толщину. Судя по тому, что планета вращается слегка неравномерно (как сырое яйцо), ядро ее расплавлено и создает на планете глобальное магнитное поле.

Происхождение большого, плотного, исключительно богатого железом ядра Меркурия остается загадкой. Возможно, некогда Меркурий был в несколько раз крупнее, и ядро его не было чем-то аномальным, но в результате столкновения с неизвестным телом от него «отвалился» изрядный кусок коры и мантии. К сожалению, подтвердить эту теорию пока не удается.

1. Кора, толщина — 100-300 км. 2. Мантия, толщина — 600 км. 3. Ядро, радиус — 1800 км.

Joel Holdsworth

Венера: толстая кора

Самая беспокойная и горячая планета Солнечной системы. Ее чрезвычайно плотная и бурная атмосфера состоит из углекислого газа, метана и сероводорода, который выбрасывают многочисленные активные вулканы. Поверхность Венеры на 90% покрыта базальтовой лавой, здесь имеются обширные возвышенности на манер земных материков − жаль, что вода в жидком виде здесь существовать не может, вся она давно испарилась.

Внутреннее строение Венеры изучено плохо. Считается, что ее толстая силикатная кора уходит в глубину на несколько десятков километров. Судя по некоторым данным, 300-500 млн лет назад планета полностью обновила кору в результате катастрофических масштабов вулканизма. Предположено, что тепло, которое вырабатывается в недрах планеты из-за радиоактивного распада, не может на Венере «стравливаться» постепенно, как на Земле, посредством тектоники плит. Тектоники плит здесь нет, и энергия эта накапливается подолгу, и время от времени «прорывается» такими глобальными вулканическими «бурями».

Под корой Венеры начинается 3000-километровый слой расплавленной мантии неустановленного состава. А раз Венера относится к тому же типу планет, что и Земля, у нее предполагается и наличие железо-никелевого ядра диаметром около 3000 км. С другой стороны, наблюдения не обнаружили у Венеры собственного магнитного поля. Это может означать, что заряженные частицы в ядре не двигаются, и оно находится в твердом состоянии.

Возможное внутреннее строение Венеры

Wikimedia/ Vzb83

Земля: всё идеально

Наша любимая родная планета изучена, конечно, лучше всех, в том числе и геологически. Если двигаться от ее поверхности в глубину, твердая кора будет тянуться до примерно 40 км. Резко отличаются континентальная и океаническая кора: толщина первой может доходить до 70 км, а второй − практически не бывает более 10 км. Первая содержит немало вулканических пород, вторая покрыта толстым слоем осадочных.

Кора, как потрескавшаяся сухая грязь, разделена на литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга. Судя по современным данным, тектоника плит − уникальное в Солнечной системе явление, которое обеспечивает постоянное и некатастрофическое, в целом спокойное обновление ее поверхности. Очень удобно для всех!

Ниже начинаются слои мантии: верхняя (40-400 км), нижняя (до 2700 км). На мантию приходится львиная доля массы планеты − почти 70%. По объему мантия еще внушительнее: если не считать атмосферу, она занимает около 83% нашей планеты. Состав мантии, скорее всего, напоминает состав каменистых метеоритов, она богата кремнием, железом, кислородом, магнием. Несмотря на постоянное перемешивание, не стоит считать мантию жидкой в привычном понимании этого слова. Из-за огромного давления почти все ее вещество находится в кристаллическом состоянии.

Наконец, мы попадем в железо-никелевое ядро: расплавленное внешнее (на глубине до 5100 км) и твердое внутреннее (вплоть до 6400 км). На ядро приходится почти 30% массы Земли, а конвекция жидкого металла во внешнем ядре создает на планете глобальное магнитное поле.

Общая структура планеты Земля

Wikimedia/ Jeremy Kemp

Марс: застывшие плиты

Хотя сам Марс заметно меньше Земли, интересно, что площадь его поверхности примерно равна площади земной суши. Но перепады высот здесь куда заметнее: на Красной планете расположены самые высокие в Солнечной системе горы. Местный Эверест − Олимпус Монс − поднимается на высоту 24 км, а громадные горные хребты выше 10 км могут тянуться на тысячи километров.

Покрытая базальтовыми породами кора планеты в северном полушарии имеет толщину около 35 км, а в южном − аж до 130 км. Считается, что некогда на Марсе также существовало движение литосферных плит, однако с какого-то момента они остановились. Из-за этого вулканические точки перестали менять свое расположение, и вулканы стали расти и расти сотни миллионов лет, создавая исключительно могучие горные вершины.

Средняя плотность планеты довольно невелика − видимо, из-за небольших размеров ядра и наличия в нем немалого (до 20%) количества легких элементов − скажем, серы. Судя по имеющимся данным, ядро Марса имеет радиус около 1500-1700 км и остается жидким лишь частично, а значит − способно создавать на планете лишь очень слабое магнитное поле.

Сравнение строения Марса и других планет земной группы

NASA

Юпитер: сила тяжести и легкие газы

Сегодня не существует технических возможностей исследовать строение Юпитера: слишком уж велика эта планета, слишком сильна ее гравитация, слишком плотна и неспокойна атмосфера. Впрочем, где здесь кончается атмосфера и начинается сама планета, сказать трудно: этот газовый гигант, по сути, не имеет никаких четких внутренних границ.

По существующим теориям, в центре Юпитера имеется твердое ядро по массе в 10-15 раз больше Земли и в полтора раза крупнее ее по размерам. Впрочем, на фоне планеты-великана (масса Юпитера больше массы всех остальных планет Солнечной системы вместе взятых) эта величина совсем незначительна. Вообще же Юпитер состоит на 90% из обычного водорода, а на оставшиеся 10% − из гелия, с некоторым количеством простых углеводородов, азота, серы, кислорода. Но не стоит думать, что из-за этого структура газового гиганта «проста».

При колоссальном давлении и температуре водород (а по некоторым данным, и гелий) здесь должен существовать, в основном, в необычной металлической форме − этот слой, возможно, тянется на глубину в 40-50 тыс. км. Здесь электрон отрывается от протона и начинает вести себя свободно, как в металлах. Такой жидкий металлический водород, естественно, является отличным проводником и создает на планете исключительно мощное магнитное поле.

Модель внутренней структуры Юпитера

NASA

Сатурн: саморазогревающаяся система

Несмотря на все внешние различия, отсутствие знаменитого Красного пятна и наличие еще более знаменитых колец, Сатурн очень похож на соседний Юпитер. Он состоит из водорода на 75%, и на 25% из гелия, со следовым количеством воды, метана, аммиака и твердых веществ, в основном сосредоточенных в горячем ядре. Как и на Юпитере, здесь имеется толстый слой металлического водорода, создающий мощное магнитное поле.

Пожалуй, главным отличием двух газовых гигантов являются теплые недра Сатурна: процессы в глубине поставляют планете уже больше энергии, чем солнечное излучение − он излучает в 2,5 раза больше энергии сам, чем получает от Солнца.

Этих процессов, видимо, два (отметим, что и на Юпитере они также работают, просто на Сатурне имеют большее значение) − радиоактивный распад и механизм Кельвина − Гельмгольца. Работу этого механизма можно представить довольно легко: планета охлаждается, давление в ней падает, и она немного сжимается, а сжатие создает дополнительное тепло. Впрочем, нельзя исключать и наличие других эффектов, создающих энергию в недрах Сатурна.

Внутреннее строение Сатурна

Wikimedia

Уран: лед и камень

А вот на Уране внутреннего тепла явно недостаточно, причем настолько, что это до сих пор требует специального объяснения и озадачивает ученых. Даже Нептун, на Уран очень похожий, излучает тепло в разы больше, Уран же мало того, что получает от Солнца совсем немного, так и отдает порядка 1% этой энергии. Это самая холодная планета Солнечной системы, температура здесь может падать до 50 Кельвин.

Считается, что основная масса Урана приходится на смесь льдов − водного, метанового и аммиачного. Вдесятеро меньше по массе здесь водорода с гелием, и еще меньше твердых пород, скорее всего, сосредоточенных в сравнительно небольшом каменном ядре. Основная доля приходится на ледяную мантию. Правда, этот лед − не совсем та субстанция, к которой мы привыкли, он текуч и плотен.

Это означает, что у ледяного гиганта тоже нет никакой твердой поверхности: газообразная, состоящая из водорода и гелия атмосфера без явной границы переходит в жидкие верхние слои самой планеты.

Внутреннее строение Урана

Wikimedia/ FrancescoA

Нептун: алмазный дождь

Как и у Урана, у Нептуна атмосфера особенно заметна, она составляет 10-20% всей массы планеты и простирается на 10-20% расстояния до ядра в ее центре. Состоит она из водорода, гелия и метана, который придает планете голубоватый цвет. Опускаясь сквозь нее вглубь, мы заметим, как атмосфера постепенно уплотняется, медленно переходя в жидкую и горячую электропроводящую мантию.

Мантия Нептуна в десяток раз тяжелее всей нашей Земли и богата аммиаком, водой, метаном. Она действительно горяча − температура может достигать тысяч градусов − но традиционно вещество это называют ледяным, а Нептун, как и Уран, относят к ледяным гигантам.

Существует гипотеза, согласно которой ближе к ядру давление и температура достигают такой величины, что метан «рассыпается» и «спрессовывается» в кристаллы алмазов, которые на глубине ниже 7000 км образуют океан «алмазной жидкости», который проливается «дождями» на ядро планеты. Железо-никелевое ядро Нептуна богато силикатами и лишь немногим больше земного, хотя давление в центральных областях гиганта намного выше.

1. Верхняя атмосфера, верхние облака 2. Атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана 3. Мантия, состоящая из воды, аммиака и метанового льда 4. Железо-никелевое ядро

Naked Science

http://naked-science.ru/article/nakedscience/kak-ustroeny-planety

Солнечная система — крошечная структура в масштабах Вселенной. При этом ее размеры для человека поистине грандиозны: каждый из нас, проживая на пятой по величине планете, с трудом может оценить даже масштабы Земли. Скромные габариты нашего дома, пожалуй, ощущаются, только когда смотришь на него из иллюминатора космического корабля. Похожее чувство возникает и во время просматривания снимков телескопа "Хаббл": Вселенная огромна и Солнечная система занимает лишь малый ее участок. Однако именно ее мы можем изучать и исследовать, используя полученные данные для интерпретации феноменов дальнего космоса.

Вселенские координаты

Расположение Солнечной системы ученые определяют по косвенным признакам, поскольку мы не можем наблюдать строение Галактики со стороны. Наш кусочек Вселенной размещается в одном из спиральных рукавов Млечного Пути. Рукав Ориона, названный так потому, что проходит вблизи одноименного созвездия, считается ответвлением одного из основных галактических рукавов. Солнце расположено ближе к краю диска, нежели к его центру: расстояние до последнего составляет примерно 26 тысяч

Ученые предполагают, что местоположение нашего кусочка Вселенной имеет одно преимущество перед прочими. В целом Галактика Солнечной системы, обладает звездами, которые в силу особенностей своего движения и взаимодействия с другими объектами то погружаются в спиральные рукава, то выныривают из них. Однако есть небольшая область, называемая коротационным кругом, где скорость звезд и спиральных рукавов совпадает. Размещенные здесь не подвергаются воздействию бурных процессов, характерных для рукавов. К коротационному кругу относится и Солнце с планетами. Подобное положение считается одним из условий, способствовавших появлению жизни на Земле.

Схема Солнечной системы

Центральное тело любого планетарного сообщества — это звезда. Название Солнечной системы дает исчерпывающий ответ на вопрос, вокруг какого светила движется Земля и ее соседи. Солнце — звезда третьего поколения, находящаяся на середине своего жизненного цикла. Оно светит уже более 4,5 млрд лет. Примерно столько же вокруг него обращаются планеты.

Схема Солнечной системы сегодня включает восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун (о том, куда делся Плутон, чуть ниже). Они условно поделены на две группы: планеты земного типа и газовые гиганты.

«Родственники»

Первый тип планет, как понятно из названия, включает и Землю. Кроме нее к нему принадлежат Меркурий, Венера и Марс.

Все они обладают набором схожих характеристик. Планеты земной группы в основном состоят из силикатов и металлов. Их отличает высокая плотность. Все они имеют схожее строение: железное ядро с примесью никеля обернуто силикатной мантией, верхний слой — кора, включающая соединения кремния и несовместимые элементы. Подобное строение нарушается только у Меркурия. Самая маленькая и не обладает корой: она разрушена метеоритными бомбардировками.

Группы — это Земля, за ней следует Венера, затем Марс. Существует определенный порядок Солнечной системы: планеты земной группы составляют ее внутреннюю часть и отделяются от газовых гигантов астероидным поясом.

Большие планеты

В число газовых гигантов входят Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Все они гораздо крупнее объектов земной группы. Гиганты обладают более низкой плотностью и, в отличие от планет предыдущей группы, состоят из водорода, гелия, аммиака и метана. Планеты-гиганты не имеют как таковой поверхности, ею считается условная граница нижнего слоя атмосферы. Все четыре объекта очень быстро вращаются вокруг своей оси, обладают кольцами и спутниками. Самая внушительная по размерам планета — Юпитер. Он сопровождается наибольшим числом спутников. При этом самые впечатляющие кольца - у Сатурна.

Характеристики газовых гигантов взаимосвязаны. Если бы они по размерам приближались к Земле, то имели бы иной состав. Легкий водород может удержать только планета, обладающая достаточно большой массой.

Карликовые планеты

Самое время для изучения того, что представляет собой Солнечная система, — 6 класс. Когда сегодняшние взрослые были в этом возрасте, космическая картина выглядела для них несколько иначе. Схема Солнечной системы на тот момент включала девять планет. Последним в списке значился Плутон. Так было до 2006 года, когда собрание МАС (Международный астрономический союз) приняло определение планеты и Плутон перестал ему соответствовать. Один из пунктов звучит так: «Планета доминирует на своей орбите». Плутона засорена другими объектами, превосходящими в общей сложности бывшую девятую планету по массе. Для Плутона и еще нескольких объектов было введено понятие «карликовая планета».

После 2006 года все тела в Солнечной системе были, таким образом, поделены на три группы:

планеты — объекты достаточно крупные, сумевшие расчистить свою орбиту;

малые тела Солнечной системы (астероиды) — объекты, обладающими столь небольшими размерами, что не могут достичь гидростатического равновесия, то есть принять округлую или приближенную к ней форму;

карликовые планеты, занимающие промежуточное положение между двумя предыдущими типами: они достигли гидростатического равновесия, но не очистили орбиту.

Последняя категория сегодня официально включает пять тел: Плутон, Эрида, Макемаке, Хаумеа и Церера. Последняя относится к поясу астероидов. Макемаке, Хаумеа и Плутон принадлежат поясу Койпера, а Эрида — рассеянному диску.

Астероидный пояс

Своеобразная граница, отделяющая планеты земной группы от газовых гигантов, на протяжении своего существования подвергается воздействию Юпитера. Из-за присутствия огромной планеты астероидный пояс имеет ряд особенностей. Так, его изображения создают впечатление, то это очень опасная для космических аппаратов зона: корабль может быть поврежден астероидом. Однако это не совсем верно: воздействие Юпитера привело к тому, что пояс представляет собой довольно разреженное скопление астероидов. Причем тела, составляющие его, имеют достаточно скромные размеры. В процессе формирования пояса гравитация Юпитера оказывала влияние на орбиты крупных космических тел, скопившихся здесь. В результате постоянно происходили столкновения, приведшие к появлению небольших осколков. Значительная часть этих обломков под воздействием все того же Юпитера была выдворена за пределы Солнечной системы.

Общая масса тел, составляющих Астероидный пояс, равна всего 4 % от массы Луны. Состоят они в основном из горных пород и металлов. Самым крупным телом на этом участке является карликовая за ней следуют Веста и Гигея.

Пояс Койпера

Схема Солнечной системы включает и еще один участок, заселенный астероидами. Это пояс Койпера, расположенный за орбитой Нептуна. Объекты, размещающиеся здесь, в том числе и Плутон, получили название транснептуновых. В отличие от астероидов пояса, пролегающего между орбитами Марса и Юпитера, они состоят из льда - водяного, аммиачного и метанового. Пояс Койпера в 20 раз шире астероидного и значительно массивнее его.

Плутон по своему строению представляет собой типичный объект пояса Койпера. Он является наиболее крупным телом области. Здесь же размещаются еще две карликовые планеты: Макемаке и Хаумеа.

Рассеянный диск

Размеры Солнечной системы не ограничиваются поясом Койпера. За ним располагается так называемый рассеянный диск и гипотетическое облако Оорта. Первый частично пересекается с поясом Койпера, но пролегает значительно дальше его в космосе. Это место, где зарождаются короткопериодические кометы Солнечной системы. Для них характерен орбитальный период менее 200 лет.

Объекты рассеянного диска, в том числе и кометы, как и тела из пояса Койпера, состоят преимущественно из льда.

Облако Оорта

Пространство, где зарождаются долгопериодические кометы Солнечной системы (с периодом в тысячи лет), называется облаком Оорта. На сегодняшний день нет прямых доказательств его существования. Тем не менее обнаружено множество фактов, косвенно подтверждающих гипотезу.

Астрономы предполагают, что внешние границы облака Оорта удалены от Солнца на расстояние от 50 до 100 тысяч астрономических единиц. По своем размерам оно больше в тысячу раз пояса Койпера и рассеянного диска вместе взятых. Внешняя граница облака Оорта считается и границей Солнечной системы. Расположенные здесь объекты подвергаются воздействию ближайших звезд. В результате этого образуются кометы, орбиты которых проходят через центральные части Солнечной системы.

Уникальная структура

На сегодняшний день Солнечная система — единственная известная нам часть космоса, где есть жизнь. Не в последнюю очередь на возможность ее появления оказала влияние структура планетной системы и ее размещение в коротационной окружности. Земля, располагающаяся в «зоне жизни», где солнечный свет становится не столь губительным, могла быть такой же мертвой, как ее ближайшие соседи. Кометы, возникающие в поясе Койпера, рассеянном диске и облаке Оорта, а также крупные астероиды могли погубить не только динозавров, но и даже саму вероятность возникновения живой материи. От них нас защищает огромный Юпитер, притягивая к себе подобные объекты или изменяя их орбиту.

Во время изучения структуры Солнечной системы трудно не подпасть под влияние антропоцентризма: кажется, будто Вселенная сделала все только для того, чтобы люди смогли появиться. Вероятно, это не совсем так, однако огромное количество условий, малейшее нарушение которых привело бы к гибели всего живого, упорно склоняют к подобным мыслям.

> Планеты

Исследуйте все планеты Солнечной системы по порядку и изучите названия, новые научные факты и интересные особенности окружающих миров с фото и видео.

На территории Солнечной системы проживает 8 планет: Меркурий, Венера, Марс, Земля, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Первые 4 относятся к внутренней Солнечной системе и считаются планетами земной группы. Юпитер и Сатурн – большие планеты Солнечной системы и представители газовых гигантов (огромные и наполнены водородом и гелием), а Уран и Нептун – ледяные гиганты (крупные и представлены более тяжелыми элементами).

Ранее девятой планетой считался Плутон, но с 2006 года перешел в разряд карликовых. Впервые эта карликовая планета была найдена Клайдом Томбом. Сейчас это один из крупнейших объектов в поясе Койпера – скопление ледяных тел на внешнем краю нашей системы. Плутон потерял планетарный статус после того, как в МАС (Международный Астрономический Союз) пересмотрели само понятие.

Согласно решению МАС планетой Солнечной системы является тело, которое выполняет орбитальный проход вокруг Солнца, наделена достаточной массой, чтобы сформироваться в виде сферы и очистить территорию вокруг себя от посторонних объектов. Плутон не смог соответствовать последнему требованию, поэтому и стал карликовой планетой. Среди других подобных объектов можно вспомнить Цереру, Макемаке, Хаумеа и Эриду.

При небольшой атмосфере, суровыми поверхностными особенностями и 5-ю спутниками, Плутон считается сложнейшей карликовой планетой и одной из удивительнейших планет в нашей Солнечной системе.

Но ученые не теряют надежды найти загадочную Девятую планету - , после того, как в 2016 году объявили о гипотетическом объекте, влияющем гравитацией на тела из пояса Койпера. По параметрам она в 10 раз превышает земную массу и в 5000 раз массивнее Плутона. Ниже представлен список планет Солнечной системы с фото, названиями, описанием, детальными характеристиками и интересными фактами для детей и взрослых.

Многообразие планет

Астрофизик Сергей Попов о газовых и ледяных гигантах, системах двойных звезд и одиночных планетах:

Горячие планетные короны

Астроном Валерий Шематович об изучении газовых оболочек планет, горячих частицах в атмосфере и открытиях на Титане:

Планета	Диаметр относительно,Земли	Масса, относительно Земли	Орбиталь­ный радиус, а. е.	Период обращения, земных лет	Сутки, относительно Земли	Плотность, кг/м³	Спутники
	0,382	0,06	0,38	0,241	58,6	5427	нет
	0,949	0,82	0,72	0,615	243	5243	нет
	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	5515	1
	0,53	0,11	1,52	1,88	1,03	3933	2
	0,074	0,000013	2,76	4,6	0,46	~2000	нет
	11,2	318	5,20	11,86	0,414	1326	67
	9,41	95	9,54	29,46	0,426	687	62
	3,98	14,6	19,22	84,01	0,718	1270	27
	3,81	17,2	30,06	164,79	0,671	1638	14
	0,098	0,0017	39,2	248,09	6,3	2203	5
	0,032	0,00066	42,1	281,1	0,03	~1900	2
	0,033	0,00065	45,2	306,28	1,9	~1700	нет
	0,1	0,0019	68,03	561,34	1,1	~2400	1

Земные планеты Солнечной системы

Первые 4 планеты от Солнца именуют планетами земного типа, потому что их поверхность скалистая. У Плутона также твердый поверхностный слой (замерзший), но он относится к планетам карликового типа.

Планеты газовые гиганты Солнечной системы

Во внешней Солнечной системе проживают 4 газовых гиганта, так как они достаточно огромные и газообразные. Но Уран и Нептун отличаются, так как в них больше льда. Поэтому их именуют также ледяными гигантами. Однако всех газовых гигантов объединяет один момент: все они состоят из водорода и гелия.

МАС выдвинула определение планеты:

• Объект должен вращаться вокруг Солнца;
• Иметь достаточную массу, чтобы приобрести форму шара;
• Очистить свой орбитальный путь от посторонних объектов;

Плутон не смог соответствовать последнему требованию, так как делит орбитальный путь с огромным количеством тел из пояса Койпера. Но не все были согласны с определением. Однако на арене появились такие карликовые планеты как Эрида, Хаумеа и Макемаке.

Также между Марсом и Юпитером проживает Церера. Ее заметили в 1801 году и посчитали планетой. Некоторые до сих пор считают её 10-й планетой Солнечной системы.

Карликовые планеты Солнечной системы

Образование планетных систем

Астроном Дмитрий Вибе о каменных планетах и планетах-гигантах, многообразии планетных систем и горячих юпитерах:

Планеты Солнечной системы по порядку

Ниже описаны характеристики 8 основных планет Солнечной системы по порядку от Солнца:

Первая планета от Солнца - Меркурий

Меркурий – первая планета от Солнца. Совершает вращение по эллиптической орбите с удаленностью в 46-70 млн. км от Солнца. На один орбитальный пролет тратит 88 дней, а на осевой – 59 дней. Из-за медлительного вращения день охватывает 176 дней. Осевой наклон крайне незначителен.

При диаметре в 4887 км первая планета от Солнца достигает 5% земной массы. Поверхностная гравитация – 1/3 земной. Планета практически лишена атмосферного слоя, поэтому днем раскалена, а ночью замерзает. Температурная отметка колеблется между +430°C и -180°C.

Есть кратерная поверхность и железное ядро. Но по магнитному полю уступает земному. Изначально радары указывали на наличие водяного льда на полюсах. Аппарат Messenger подтвердил предположения и нашел залежи на дне кратеров, которые все время погружены в тень.

Первая планета от Солнца расположена близко к звезде, поэтому её можно заметить перед рассветом и сразу после заката.

• Наименование: посланник богов в римском пантеоне.
• Диаметр: 4878 км.
• Орбита: 88 дней.
• Длительность дня: 58.6 дней.

Вторая планета от Солнца - Венера

Венера – вторая планета от Солнца. Путешествует по практически круговой орбите на дистанции в 108 млн. км. Ближе всех подходит к Земле и может сокращать расстояние до 40 млн. км.

На орбитальный путь тратит 225 дней, а осевой оборот (по часовой стрелке) длится 243 дней. День охватывает 117 земных дней. Осевой наклон составляет 3 градуса.

По диаметру (12100 км) вторая планета от Солнца почти сходится с земным и достигает 80% земной массы. Показатель гравитации – 90% земной. У планеты наблюдается плотный атмосферный слой, где давление в 90 раз превышает земное. Атмосфера наполнена двуокисью углерода с толстыми серными облаками, что создает мощный парниковый эффект. Именно из-за этого поверхность прогревается на 460°C (наиболее раскаленная планета в системе).

Поверхность второй планеты от Солнца скрыта от прямого наблюдения, но ученым удалось создать карту при помощи радара. Укрыта крупными вулканическими равнинами с двумя огромными континентами, горами и долинами. Есть и ударные кратеры. Наблюдается слабое магнитное поле.

• Обнаружение: древние видели без использования инструментов.
• Наименование: римская богиня, отвечающая за любовь и красоту.
• Диаметр: 12104 км.
• Орбита: 225 дней.
• Длительность дня: 241 дней.

Третья планета от Солнца - Земля

Земля - третья планета от Солнца. Это крупнейшая и самая плотная из внутренних планет. Орбитальный путь отдален от Солнца на 150 млн. км. Обладает единственным спутником и развитой жизнью.

На орбитальный облет уходит 365.25 дней, а осевое вращение занимает 23 часа, 56 минут и 4 секунды. Продолжительность дня – 24 часа. Осевой наклон составляет 23.4 градуса, а показатель диаметра – 12742 км.

Третья планета от Солнца сформировалась 4.54 млрд. лет назад и большую часть ее существования рядом находится Луна. Полагают что спутник появился после того, как в Землю врезался огромный объект и вырвал материал на орбиту. Именно Луна стабилизировала земной осевой наклон и выступает источником формирования приливов.

Спутник в диаметре охватывает 3747 км (27% от земного) и расположен на удаленности в 362000-405000 км. Испытывает планетарное гравитационное воздействие, из-за чего замедлил осевое вращение и попал в гравитационный блок (поэтому к Земле повернута одна сторона).

Планета защищена от звездной радиации мощным магнитным полем, сформированным активным ядром (расплавленное железо).

• Диаметр: 12760 км.
• Орбита: 365.24 дней.
• Длительность дня: 23 часа и 56 минут.

Четвертая планета от Солнца - Марс

Марс - четвертая планета от Солнца. Красная планета перемещается по эксцентричному орбитальному пути – 230 млн. км. На один облет вокруг Солнца тратит 686 дней, а осевой оборот – 24 часа и 37 минут. Расположен под наклоном в 25.1 градус, а день длится 24 часа и 39 минут. По наклону напоминает Землю, поэтому располагает сезонами.

По диаметру четвертая планета от Солнца (6792 км) вдвое меньше земного, а масса достигает 1/10 земной. Показатель гравитации – 37%.

Марс лишен защиты в качестве магнитного поля, поэтому изначальная атмосфера уничтожилась солнечным ветром. Аппараты зафиксировали отток атомов в пространство. В итоге, давление достигает 1% земного, а тонкий атмосферный слой представлен 95% углекислого газа.

Четвертая планета от Солнца крайне морозная, где температура опускается зимой до -87°C, а летом поднимается к -5°C. Это пыльное местечко с гигантскими бурями, способными охватить всю поверхность.

• Обнаружение: древние видели без использования инструментов.
• Наименование: бог войны у римлян.
• Диаметр: 6787 км.
• Орбита: 687 дней.
• Длительность дня: 24 часа и 37 минут.

Пятая планета от Солнца - Юпитер

Юпитер – пятая планета от Солнца. Кроме того, перед вами крупнейшая планета в системе, которая в 2.5 раз массивнее всех планет и охватывает 1/1000 солнечной массы.

Отдален от Солнца на 780 млн. км и тратит на орбитальный путь 12 лет. Наполнен водородом (75%) и гелием (24%) и может располагать скалистым ядром, погруженным в жидкий металлический водород с диаметром в 110000 км. Общий планетарный диаметр – 142984 км.

В верхнем слое атмосферы расположены 50-километровые облака, представленные кристаллами аммиака. Они находятся в полосах, перемещающихся на разных скоростях и широтах. Примечательным кажется Большое Красное Пятно – масштабный шторм.

На осевой оборот пятая планета от Солнца тратит 10 часов. Это стремительная скорость, а значит экваториальный диаметр на 9000 км больше полярного.

• Обнаружение: древние видели без использования инструментов.
• Наименование: главный бог в римском пантеоне.
• Диаметр: 139822 км.
• Орбита: 11.9 лет.
• Длительность дня: 9.8 часов.

Шестая планета от Солнца - Сатурн

Сатурн - шестая планета от Солнца. Сатурн стоит на 2-й позиции по масштабности в системе, превосходя земной радиус в 9 раз (57000 км) и в 95 раз массивнее.

Отдален от Солнца на 1400 млн. км и тратит на орбитальный пролет 29 лет. Наполнен водородом (96%) и гелием (3%). Может располагать скалистым ядром в жидком металлическом водороде с диаметром в 56000 км. Верхние слои представлены жидкой водой, водородом, гидросульфидом аммония и гелием.

Ядро раскалено до 11700°C и производит больше тепла, чем планета получает от Солнца. Чем выше поднимаемся, тем ниже падает градус. На верхушке температура удерживается на отметке в -180°C и 0°C на глубине в 350 км.

Облачные слои шестой планеты от Солнца напоминают картину Юпитера, но они слабее и шире. Есть также Большое Белое Пятно – краткая периодическая буря. На осевой оборот тратит 10 часов и 39 минут, но точную цифру назвать сложно, так как нет фиксируемых поверхностных особенностей.

• Обнаружение: древние видели без использования инструментов.
• Наименование: бог хозяйства в римском пантеоне.
• Диаметр: 120500 км.
• Орбита: 29.5 дней.
• Длительность дня: 10.5 часов.

Седьмая планета от Солнца - Уран

Уран - седьмая планета от Солнца. Уран – представитель ледяных гигантов и стоит на 3-й позиции по величине в системе. По диаметру (50000 км) в 4 раза превосходит земной и в 14 раз массивнее.

Отдален на 2900 млн. км и тратит на орбитальный путь 84 года. Удивляет то, что по осевому наклону (97 градусов) планета буквально вращается на боку.

Полагают, что присутствует небольшое скалистое ядро, вокруг которого сконцентрирована мантия из воды, аммиака и метана. Далее следует водородная, гелиевая и метановая атмосфера. Седьмая планета от Солнца выделяется еще тем, что не излучает больше внутреннего тепла, поэтому температурная отметка опускается к -224°C (самая морозная планета).

• Обнаружение: в 1781 году заметил Уильям Гершель.
• Наименование: персонификация неба.
• Диаметр: 51120 км.
• Орбита: 84 лет.
• Длительность дня: 18 часов.

Нептун - восьмая планета от Солнца. Нептун с 2006 года считается официальной последней планетой в Солнечной системе. Диаметр – 49000 км, а по массивности в 17 раз превышает земную.

Отдален на 4500 млн. км и тратит на орбитальный пролет 165 лет. Из-за удаленности к планете поступает лишь 1% солнечного освещения (по сравнению с Землей). Осевой наклон – 28 градусов, а оборот выполняет за 16 часов.

Метеорология восьмой планеты от Солнца более выражена, чем у Урана, поэтому на полюсах можно заметить мощные штормовые действия в виде темных пятен. Ветер разгоняется до 600 м/с, а температурная отметка падает к -220°C. Ядро прогревается до 5200°C.

• Обнаружение: 1846 год.
• Наименование: римский бог воды.
• Диаметр: 49530 км.
• Орбита: 165 лет.
• Длительность дня: 19 часов.

Это небольшой мир, уступающий по размерам земному спутнику. Орбита пересекается с Нептуном и в 1979-1999 гг. можно было считать его 8-й планетой по удаленности от Солнца. Плутон будет пребывать за орбитой Нептуна более двухсот лет. Орбитальный путь расположен под наклоном к плоскости системы в 17.1 градусов. Морозный мир в 2015 году посетил Новые Горизонты.

• Обнаружение: 1930 год – Клайд Томбо.
• Наименование: римский бог подземного мира.
• Диаметр: 2301 км.
• Орбита: 248 лет.
• Длительность дня: 6.4 дней.

Девятая планета – гипотетический объект, проживающей во внешней системе. Ее гравитация должна объяснять поведение транс-нептунианских объектов.

Солнечная система состоит из Солнца, девяти планет, шестидесяти шести спутников планет, большого количества малых тел (комет и астероидов) и межпланетной среды. Внутренняя Солнечная система включает в себя Солнце, Меркурий, Венеру, Землю и Марс:

К планетам внешней Солнечной системы относятся Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон:

Орбиты планет - эллиптические с Солнцем в фокусе, за исключением Меркурия и Плутона, орбиты которых почти круговые. Орбиты всех планет лежат более или менее в одной плоскости, называемой эклиптикой и определяемой плоскостью орбиты Земли. Эклиптика наклонена примерно на 7 градусов к плоскости экватора Солнца. Орбита Плутона больше всех отклоняется от плоскости эклиптики - на 17 градусов.

Рисунок ниже показывает относительные размеры орбит девяти планет из точки, расположенной несколько выше эклиптики. Все планеты облетают Солнце по орбитам в одном и том же направлении (против часовой стрелки, если смотреть с северного полюса Солнца); все, кроме Венеры, Урана и Плутона, вращаются также в этом же самом направлении.

Один из способов представить себе относительные размеры Солнечной системы состоит в том, чтобы вообразить модель, в которой все уменьшено в размерах в один миллиард раз. При этом диаметр Земного шара будет приблизительно 1.3 см (размер виноградины). Луна при этом обращается по орбите вокруг Земли на расстоянии около 30 см. Диаметр Солнца - 1.5 метра, а расстояние от него до Земли - 150 метров. Диаметр Юпитера - 15 см (размер большого грейпфрута), расстояние до Солнца - 750 метров. Сатурн размером с апельсин - в 1.5 км от Солнца; Уран и Нептун (лимоны) - в 3 и 4.5 км от Солнца. Человек в этом масштабе имел бы размер атома; самая близкая звезда была бы удалена от нас на расстояние более чем 40000 км.

Не показаны на приведенных выше рисунках многочисленные малые тела: спутники планет; большое количество астероидов (малые каменистые тела), движущихся по орбите вокруг Солнца большей частью между Марсом и Юпитером, и кометы (малые льдистые тела), движущиеся по сильно вытянутым орбитам, произвольно ориентированным к плоскости эклиптики. С несколькими исключениями орбиты спутников планет, так же как и сами планеты, располагаются приблизительно в плоскости эклиптики, но это не распространяется на кометы и астероиды.

Классификация

Классификация этих объектов вызывает небольшие споры. Традиционно Солнечную систему подразделяли на планеты (большие тела, облетающие по орбитам Солнце), их спутники (так называемые луны - различные по размерам объекты, облетающие по орбите планеты), астероиды (малые плотные объекты, облетающие по орбите Солнце) и кометы (малые льдистые объекты с высоко эксцентрическими орбитами). К сожалению, Солнечная система оказалась более сложной, чем это можно было предложить:

Есть несколько спутников, превосходящих по размерам Плутон, и два спутника более крупных, чем Меркурий;

Есть несколько малых спутников, которые, вероятно, являются захваченными астероидами;

Кометы иногда истощаются и становятся неотличимыми от астероидов;

Объекты пояса Kuiper и другие, подобные Хирону, не совсем хорошо вписываются в эту схему;

Системы Земля / Луна и Плутон/Харон иногда рассматриваются как "двойные планеты".

Другие классификации, например, на основе химического состава, обычно включают в себя слишком много классов или допускают слишком много исключений. К тому же многие из тел являются уникальными. Современных знаний просто недостаточно для того, чтобы установить точные и четкие категории. Будем использовать стандартную классификацию. Итак, девять тел, традиционно называемых планетами, далее часто классифицируются несколькими способами:

по составу:

Земные, или каменистые планеты:

Меркурий, Венера, Земля и Марс: планеты Земной группы состоят прежде всего из горной породы (камня) и металла и имеют сравнительно высокие плотности, замедленное вращение, твердую поверхность, несколько спутников и никаких колец.

Газовые планеты:

Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун: эти планеты состоят прежде всего из водорода и гелия и обычно имеют низкие плотности, быстрое вращение, глубокую атмосферу, кольца и большое количество спутников.

по размеру:

Маленькие планеты: Меркурий, Венера, Земля, Марс и Плутон. Их диаметр - не более 13 000 км.

Гигантские планеты:

Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Диаметр гигантских планет - более 48 000 км.

Меркурий и Плутон иногда называют меньшими планетами (не путать с термином "малые планеты", который является официальным термином для астероидов).

Планеты -гиганты иногда еще называют газовыми гигантами.

по расположению относительно Солнца:

Внутренние планеты:

Меркурий, Венера, Земля и Марс.

Внешние планеты:

Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон.

Пояс астероидов между Марсом и Юпитером образует границу между внутренней и внешней Солнечной системой.

по расположению относительно Земли:

Нижние планеты:

Меркурий и Венера. Они расположены ближе к Солнцу, чем Земля;

У этих планет можно наблюдать фазы подобно Лунным.

Высшие планеты:

Видны всегда полностью.

с исторической точки зрения:

Классические планеты:

Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн.

известны с доисторических времен; видны невооруженным глазом. Современные планеты:

Уран, Нептун и Плутон.

обнаружены в наше время; видны только в телескоп.

Предполагается, что планеты возникли одновременно (или почти одновременно) 4,6 млрд. лет назад из газово-пылевой туманности, имевшей форму диска, в центре которого было расположено молодое Солнце. Эта протопланетная туманность образовалась, по-видимому, вместе с Солнцем из межзвездного вещества, плотность которого превысила критический предел. По некоторым данным (присутствие специфических изотопов в метеоритах), такое уплотнение произошло в результате относительно близкого взрыва сверхновой звезды