Исследование планет солнечной системы сообщение. Школьная энциклопедия

Это система планет, в центре которой находится яркая звезда, источник энергии, тепла и света - Солнце.
По одной из теорий Солнце образовалось вместе с Солнечной системой около 4,5 миллиардов лет назад в результате взрыва одной или нескольких сверхновых звезд. Изначально Солнечная система представляла собой облако из газа и частиц пыли, которые в движении и под воздействием своей массы образовали диск, в котором возникла новая звезда Солнце и вся наша Солнечная система.

В центра Солнечной системы находится Солнце, вокруг которого по орбитам вращаются девять крупных планет. Так как Солнце смещено от центра планетарных орбит, то за цикл оборота вокруг Солнца планеты то приближаются, то отдаляются по своим орбитам.

Планеты земной группы: и . Эти планеты небольшого размера с каменистой поверхностью, они находятся ближе других к Солнцу.

Планеты гиганты: и . Это крупные планеты, состоящие в основном из газа и им характерно наличие колец, состоящих из ледяной пыли и множества скалистых кусков.

А вот не попадает ни в одну группу, т.к., несмотря на свое нахождение в Солнечной системе, слишком далеко расположен от Солнца и имеет совсем небольшой диаметр, всего 2320 км, что в два раза меньше диаметра Меркурия.

Планеты Солнечной системы

Давайте начнем увлекательное знакомство с планетами Солнечной системы по порядку их расположения от Солнца, а также рассмотрим их основные спутники и некоторые другие космические объекты (кометы, астероиды, метеориты) в гигантских просторах нашей планетарной системы.

Кольца и спутники Юпитера: Европа, Ио, Ганимед, Каллисто и другие...
Планету Юпитер окружает целое семейство из 16 спутников, причем каждый из них имеет свои, непохожие на другие особенности...

Кольца и спутники Сатурна: Титан, Энцелад и другие...
Характерные кольца есть не только у планеты Сатурн, но и на других планетах-гигантах. Вокруг Сатурна кольца особенно четко видно, потому что состоят из миллиардов мелких частиц, которые вращаются вокруг планеты, помимо нескольких колец у Сатурна есть 18 спутников, один из которых Титан, его диаметр 5000км, что делает его самым большим спутником Солнечной системы...

Кольца и спутники Урана: Титания, Оберон и другие...
Планета Уран имеет 17 спутников и, как и другие планеты-гиганты, опоясывающие планету тонкие кольца, которые практически не имеют способности отражать свет, поэтому открыты были не так давно в 1977 году совершенно случайно...

Кольца и спутники Нептуна: Тритон, Нереида и другие...
Изначально до исследования Нептуна космическим аппаратом "Вояджер-2" было известно о двух спутников планеты - Тритон и Нерида. Интересный факт, что спутник Тритон имеет обратное направление орбитального движения, также на спутнике были обнаружены странные вулканы, которые извергали газ азот, словно гейзеры, расстилая массу темного цвета (из жидкого состояния в пар) на много километров в атмосферу. Во время своей миссии "Вояджер-2" обнаружил еще шесть спутников планеты Нептун...

История и строение

Солнечная система – наша планетная система, включающая в себя Солнце и все естественные объекты, вращающиеся вокруг него. Она появилась 4,57 миллиарда лет назад, когда температура и давление, создаваемые гравитацией внутри первичного газопылевого облака, привели к началу термоядерной реакции.

Основную часть массы Солнечной системы заключается в Солнце, а все остальное содержится в планетах, карликовых планетах, астероидах, кометах, пыли и газе. Восемь относительно уединенных планет имеют относительно круговые орбиты и располагаются в границах почти плоского диска - плоскости эклиптики. Земля входит в так называемую земную группу, в которую входят первые четыре от Солнца планеты - Меркурий, Венера, Земля и , состоящие в основном, из силикатов и металлов. За ними следует группа из четырех более удалённых от Солнца планет - , Урана и Нептуна (также называемых газовыми гигантами), по сравнению с планетами земного типа их размеры огромны. Особенно велики Юпитер и Сатурн, крупнейшие в Солнечной системе, состоящие в основном из гелия и водорода; в составе Урана и Нептуна, кроме водорода и гелия, определяется также угарный газ и метан. Эти планеты также называют «ледяными гигантами». Все газовые гиганты окружены кольцами из пыли и других частиц.

Наша система обладает двумя областями с малыми телами. Пояс астероидов между Марсом и Юпитером включает в себя множество объектов, состоящих из силикатов и металлов, что говорит о сходстве с планетами земного типа. Самые крупные объекты в нем это карликовая планета и астероиды Веста, Гигея и Паллада. За орбитой Нептуна находится так называемый пояс Койпера, его объекты состоят из водяного льда, аммиака и метана. Крупнейшими объектами пояса Койпера , обнаруженными на этот день, считают , Седну, Хаумеа, Макемаке, Квавар, Орк и Эриду.

В Солнечной системе существуют и другие популяции малых тел, такие как планетные квазиспутники и троянцы, околоземные астероиды, кентавры, дамоклоиды, а также перемещающиеся по системе кометы, метеороиды и космическая пыль.

Солнечный ветер (поток плазмы от Солнца) создаёт пузырь в межзвёздной среде, называемый гелиосферой , который простирается до края рассеянного диска. Гипотетическое облако Оорта, служащее источником долгопериодических комет, может простираться на расстояние примерно в тысячу раз дальше гелиосферы.

Солнечная система входит в состав галактики Млечный Путь.

Центральный объект системы, Солнце, является так называемым жёлтым карликом и принадлежит к звездам главной последовательности спектрального класса G2V. Несмотря на такое название, Солнце вовсе не маленькая звезда. Ее масса составляет примерно 99,866 % массы всей системы. Примерно 99 % оставшейся массы приходится на газовые гиганты (из этого большая часть досталась Юпитеру и Сатурну - около 90 %).

Движение большинства крупных объектов Солнечной системы происходит практически в одной плоскости, получившей название плоскость эклиптики , но движение комет и многих объектов пояса Койпера часто характеризует большой угол наклона к этой плоскости.

Направление вращения всех планет и большинства других объектов повторяет направление вращения Солнца , из этого правила есть исключения, например, комета Галлея.

Самая большая угловая скорость зафиксирована у Меркурия - на полный оборот вокруг Солнца он тратит 88 земных суток, а у самой далекой планеты, Нептуна, один оборот вокруг Солнца происходит за 165 земных лет.

У большинства планет направление вращения вокруг своей оси и направление вращения вокруг Солнца совпадают, исключением из этого правила являются Венера и Уран. Венера вращается в обратную сторону, причем очень медленно, один оборот происходит за 243 земных дня, а ось вращения Урана наклонена к оси эклиптики почти на 90°, практически он «лежит на боку».

Многие планеты в Солнечной системе имеют спутники, при этом некоторые из них превосходят по размерам Меркурий. Часто крупные спутники вращаются синхронно, это значит, что спутник всегда повернут к планете одной стороной.

Наука

Астрономы открыли новую небольшую планету на краю Солнечной системы и утверждают, что еще дальше скрывается еще одна более крупная планета.

В другом исследовании команда ученых обнаружила астероид со своей системой колец , похожих на кольца Сатурна.

Карликовые планеты

Новая карликовая планета пока была названа 2012 VP113 , а ее солнечная орбита находится далеко за пределами известного нам края Солнечной системы.

Ее отдаленное положение указывает на гравитационное влияние другой более крупной планеты, которая возможно в 10 раз больше Земли и которую еще предстоит обнаружить.

Три фотографии открытой карликовой планеты 2012 VP113, сделанные с разницей в 2 часа 5 ноября 2012 года.

Ранее считалось, что в этой отдаленной части Солнечной системы находится только одна маленькая планета Седна .

Орбита Седны находится на расстоянии, которое в 76 раз больше расстояния от Земли до Солнца, а ближайшая орбита 2012 VP113 в 80 раз больше расстояния от Земли до Солнца или составляет 12 миллиардов километров.

Орбита Седны и карликовой планеты 2012 VP113. Также пурпурным цветом обозначены орбиты планет-гигантов. Пояс Койпера обозначен синими точками.

Исследователи использовали камеру DECam в Андах Чили для открытия 2012 VP113. С помощью телескопа Магеллан они установили ее орбиту и получили информацию о ее поверхности.

Облако Оорта

Карликовая планета Седна.

Диаметр новой планеты составляет 450 км по сравнению с 1000 км у Седны. Она может быть частью Облака Оорта - области, которая существует за пределами пояса Койпера – пояса ледяных астероидов, которые вращаются еще дальше планеты Нептун.

Ученые намерены продолжить поиск отдаленных объектов в Облаке Оорта, так как они могут многое рассказать о том, как формировалась и развивалась Солнечная система.

Они также считают, что размер некоторых из них может быть больше Марса или Земли , но так как они находятся так далеко, их сложно обнаружить с помощью существующих технологий.

Новый астероид в 2014 году

Другая команда исследователей нашла ледяной астероид, окруженный двойной системой колец, похожих на кольца Сатурна. Только у трех планет: Юпитера, Нептуна и Урана есть кольца.

Ширина колец вокруг 250-километрового астероида Чарикло составляет 7 и 3 километра соответственно, а расстояние между ними – 8 км. Они были обнаружены телескопами с семи мест в Южной Америке, включая Европейскую южную обсерваторию в Чили.

Ученые не могут объяснить наличие колец у астероида. Возможно, они состоят из камней и частиц льда, сформировавшихся из-за столкновения с астероидом в прошлом.

Возможно астероид находится в похожей эволюционной стадии, что и Земля раннего периода, после того как объект размером с Марс столкнулся с ней и сформировал кольцо мусора, которое соединилось в Луну.

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.

Близкие встречи с автоматическими космическими аппаратами превратили для нас планеты, спутники и бесчисленные мелкие миры из интригующих разрисованных дисков или далеких точек света в полноценные сложные объекты с уникальной историей.

РЯДОМ С СОЛНЦЕМ

Ближе всего к Солнцу лежит быстро вращающийся Меркурий, и именно он задал ученым сложнейшую задачу, поскольку аппараты сталкиваются с трудностями при выходе на его орбиту. Благодаря станции «Маринер-10», стартовавшей в 1973 году, мы узнали о поверхности Меркурия.

Астрономы были рады любой возможности увидеть хоть какие-либо детали поверхности этой планеты. Теперь, когда космическая станция «МЕССЕНДЖЕР», наконец, вышла на орбиту Меркурия, ей предстоит составить карту его невидимой стороны.

БЛИЗНЕЦ ЗЕМЛИ

Венера, вторая от Солнца планета и ближайшая соседка Земли, с начала 1960-х годов приняла у себя целый отряд орбитальных аппаратов и посадочных модулей. При этом ее враждебная поверхность быстро разрушала все аппараты, которые пытались войти в ее плотную атмосферу.

Советские аппараты для изучения Венеры достигли уникальных успехов: жесткая и мягкая посадка на поверхность, изучение атмосферы, обнаружение водородной короны, первый сеанс радиосвязи с другой планеты и пр. В начале 1990-х годов американская станция «Магеллан» с помощью радара составила карту поверхности планеты, открыв целый мир вулканов.

Стартовые окна . Отправить космическую станцию на другую планету очень трудно, это ведь не простой перелет по прямой линии от одной орбиты до другой. Следовательно, космический аппарат должен пройти дальше кратчайшего расстояния между двумя объектами. Аппараты используют гомановскую траекторию (орбиту Гомана — Ветчинкина). По существу, это сегмент эллиптической орбиты вокруг Солнца, которая заставляет аппарат вращаться по спирали, приближаясь к центру Солнечной системы. Такие орбиты помогают минимизировать расход топлива, однако из-за подобных условий аппарат может покидать Землю только в узком временном окне (где-то пару недель), когда он точно сможет встретиться с нужным объектом. Если маршрут космической станции проходит мимо больше одной планеты, то планирование полета вызывает значительные трудности.

НАШ СПУТНИК

Луна находится на нашем космическом крыльце, поэтому ее так легко наблюдать в тех или иных подробностях в любой телескоп. Наверное, поэтому Луна была и остается популярной целью для космических аппаратов, начиная с самых первых советских экспедиций «Луна» в конце 1950-х годов.

Многие американские станции 1960-х годов конструировались преимущественно в поддержку пилотируемой программы «Аполлон». К примеру, аппараты серии «Рейнджер» сделали подробные фотографии поверхности нашего спутника. Полученные фото показали, что лунные кратеры не имеют нижней границы размеров, поэтому, вероятно, являются следствием ударов метеоритов, а не вулканической активности.

Вскоре после этого американские аппараты «Сервейер», выполнившие мягкую посадку, исследовали условия на поверхности Луны, а серия орбитальных аппаратов «Лунар Орбитер» составила подробный фотографический атлас.

С 1990-х годов к Луне снова были отправлены космические станции, в частности Lunar Prospector (он первым составил карту элементного состава поверхности Луны) и японский орбитальный аппарат «КАГУЯ», оборудованный камерами высокого разрешения.

МЕНЯЮЩИЙСЯ МАРС

Красная планета служила непрерывным источником для игры воображения многих специалистов еще задолго до начала космической эры. Первые станции «Маринер» пролетали над кратерированными южными высокогорьями. Эти первые беглые взгляды обнаружили нечто вроде ржавой версии нашей безжизненной Луны, развенчав все иллюзии о том, что Марс может быть вполне гостеприимен для нас. Прибытие орбитального аппарата «Маринер-9» в 1971 году изменило представления о планете. Обнаружилось, что это куда более интересный мир с громадными вулканами и древними руслами рек.

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СЕКРЕТЫ

В 1996 году была запущена станция «Марс Глобал Сервейор», которая вместе с последовавшими за ней другими аппаратами обнаружила будоражащие воображение признаки того, что на или под поверхностью Марса и сегодня может течь вода.

Благодаря посадочным модулям мы узнали историю Марса. Аппараты «Викинг» представили нам первый беглый взгляд на пустынную поверхность планеты в 1976 году, когда они тщетно искали признаки жизни. Mars Pathfinder («Марсопроходец») и марсоходы Mars Exploration Rover осматривали ландшафт планеты в 1997-м и далее с 2004 года. Они помогли раскрыть ряд важных геологических секретов, нашли убедительные доказательства того, что некогда стоячая вода была широко распространена по всей планете.

Посадочный модуль «Феникс», запущенный в 2007 году, прибыл на Северный полюс Марса в мае 2008 для подтверждения существования на планете воды. В сентябре 2008 года модуль увидел снег, падавший с облаков Марса.

МАЛЫЕ МИРЫ

Космические аппараты посещали также — астероиды и кометы. Комета Галлея, первый такой объект, который земные станции посетили в 1986 году, оказалась очень эффектной. Последовавшие в дальнейшем миссии исследовали кометы различными способами: отбирали образцы материала из их хвостов, падали на них и фотографировали их поверхности.

«Галилео» впервые показал нам крупным планом астероид, когда находился в полете к Юпитеру в 1991 году. Но первые подробные снимки были получены в рамках проекта по отслеживанию околоземных астероидов NEAR, когда космическая станция вышла на орбиту астероида (433) Эрос на целый год, начиная с 2000-го.

СРЕДИ ГИГАНТОВ

За пределы пояса астероидов , полетевшие на свидание с Юпитером и Сатурном в 1970-х годах. Они проложили путь аппаратам «Вояджер», обнаружившим сложность устройства планет-гигантов.

Хотя встреча с небесным телом ограничивалась лишь расширенным пролетом мимо него, великолепные камеры на борту и тщательно высчитанные траектории позволяли станциям проходить максимально близко к крупнейшим спутникам. Вот почему им удалось открыть вулканическую активность на Ио, признаки наличия океана под ледяной корой Европы, плотную атмосферу, укрывающую Титан, и поразительную сложность системы колец Сатурна.

Этих открытий оказалось более чем достаточно, чтобы подтвердить целесообразность отправки орбитальных станций «Галилео» и «Кассини» для исследования Юпитера и Сатурна. «Галилео» не только подтвердил теории о существовании водяного океана на спутнике Юпитера Европе, но и нашел доказательства чего-то похожего под поверхностью Ганимеда и Каллисто. «Кассини» открыла на Титане углеводородные озера, а также выявила активность на маленьком спутнике Энцеладе.

НА КРАЙ СВЕТА

Если «Вояджер-1» от Сатурна полетел в космическое пространство, то «Вояджер-2» с помощью гравитационных маневров обогнул Уран и Нептун, бросив лишь беглый взгляд на эти холодные миры и их системы спутников.

Ни один из этих аппаратов, находясь на пути к краю Солнечной системы, не смог пролететь мимо объектов пояса Койпера, но запущенная недавно станция «Новые горизонты» заполнит этот пробел, и наше первое разведывательное освоение Солнечной системы, длившееся более полувека, будет завершено.