Планеты солнечной системы


Реферат >> Астрономия

Предлагаю Вам совершить небольшое путешествие по нашей Солнечной системе.

Центральное тело нашей системы, это Солнце – звезда, принадлежащая к классу желтых карликов. Солнце является самым массивным объектом нашей планетной системы.

Первая планета Солнечной системы – Меркурий – самая маленькая планета земной группы (в нее кроме Земли и Меркурия входят Венера и Марс). После Меркурия идет Венера – сестра Земли, скрытая вечными облаками. Третья планета Солнечной системы – Земля – колыбель человечества. У нашей планеты есть спутник – Луна, который в 81 раз легче Земли, но все равно нашу планету можно считать двойной. Четвертая планета – красный Марс – пустынная планета с двумя спутниками, которая приковывала взоры всех людей в недалеком прошлом и... второе небесное тело, на которое планируется пилотируемый полет (первым была Луна).

Следующая большая группа планет – планеты-гиганты. Самым большим и массивным из гигантов является Юпитер, который представляет из себя Солнечную систему в миниатюре. Из его более чем 40 спутников мы остановимся на самых больших – Ио, Европе, Ганимеде и Каллисто. Эти спутники носят название галилеевских – в честь их первооткрывателя – Галилео Галилея. Следующая планета-гигант – Сатурн, известная всем своими великолепными кольцами. Из 22 спутников Сатурна мы посетим всего семь – Титан, Энцелад, Япет, Рею, Диону, Тефию и Мимас. Следующая планета-гигант – Уран – необычна тем, что она как-бы “лежит на боку” – ось наклона Урана с плоскостью эклиптики составляет 98° – благодаря чему на Уране происходит очень резкая смена времен года. Из его 21 спутника мы посетим Миранду, Ариэль, Умбриэль, Титанию и Оберон. Еще одна отличительная особенность Урана – вращение в обратную сторону. Последней планетой-гигантом является Нептун (Самый большой спутник Нептуна – Тритон). Все планеты-гиганты отличает наличие большого числа спутников, системы колец и протяженные газовые атмосферы.

Самая последняя планета Солнечной системы – Плутон – является самой маленькой планетой. У Плутона имеется три спутника, самый крупный из которых – Харон, который немногим меньше самой планеты. Благодаря этому система Плутон-Харон является действительно двойной планетой. После открытия в поясе Койпера трансплутонного объекта Квавар с диаметром более половины диаметра Плутона всерьез начали рассматривать вопрос о том, что считать планетой и выделять ли Плутон и транплутонные объекты в группу планет-карликов или понизить статус Плутона до астероида. 24 августа 2006 года на съезде 26-й Генеральной Ассамблее МАС Плутона лишили статуса большой планеты. Отныне в Солнечной системе только 8 больших планет.

План Солнечной системы

Расстояние от Солнца до планет в астрономических единицах: Меркурий – 0,72; Земля – 1; Марс – 1,52; Юпитер – 5,2; Сатурн – 9,53; Уран – 19,18; Нептун – 30; Плутон – от 29,6 до 49,2. На схеме масштаб не соблюден.

Солнце


Солнце
На поверхности хорошо видны пятна

Ближайшая к Земле звезда. Карлик главной последовательности диаграммы Герцшпрунга-Рессела. Среднее расстояние от Земли (астрономическая единица или а.е.) 149.6 млн. км. Принадлежит к спектральному классу G2V. Центральное тело нашей планетной системы. Возникло около 4.7 млрд. лет тому назад вместе с другими планетами. Масса 1.99*1030 кг., радиус 696 тыс. км, средняя плотность 1.41 кг/м3, светимость 3.85*1026 Вт, эффективная температура 5779К. Период вращения (синодический) изменяется от 27 сут. на экваторе до 32 сут. у полюсов. Ускорение свободного падения в фотосфере 274 м/с2.

Меркурий


Меркурий

Ближайшая к Солнцу планета, по размерам похожая на Луну (радиус 2439 км), а по средней плотности (5.42 г/см3) на Землю. Ускорение свободного падения на поверхности 372 см/с2, в 2.6 раза меньше земного. Период обращения вокруг Солнца составляет около 88 земных суток. Максимальный видимый угловой размер около 7. Вращение прямое с периодом 58.6±0.5 суток. Это близко к 2/3 периода обращения планеты вокруг Солнца. Ось вращения почти перпендикулярна к плоскости эклиптики. Cоизмеримость периодов вращения и обращения объясняется приливными явлениями. Поверхность очень напоминает лунную: множество кратеров самых различных размеров. Имеются также очень высокие (в несколько километров)


Кратеры на Меркурии
Поверхность Меркурия очень похожа на поверхность Луны

уступы длиною в тысячи километров. Температура поверхности в полдень на экваторе достигает 700 К, а на ночной стороне падает до 100 К. Поверхностный слой грунта – мелко раздробленная порода с низкой плотностью. Атмосфера Меркурия имеет чрезвычайно малую плотность: концентрация не более 106см–3 у поверхности (как в земной атмосфере на высоте 700 км). Состав атмосферы известен плохо, возможен гелий (концентрация около 104см–3) и натрий (около 105см–3). Меркурий имеет собственное магнитное поле в 300 раз слабее земного (около 0.002 Э), что говорит о возможном существовании жидкого ядра. Спутников нет.

Венера


Венера

Вторая планета Солнечной системы, удаленная от Солнца, на среднее расстояние 0,723 а.е. (108 млн. км); радиус твердой поверхности 6052 км (0,95 земного), самая яркая на земном небе утренняя или вечерняя “звезда”. Видимый угловой диаметр меняется от 20 до 1. Во время наилучшей видимости видимая звездная величина достигает -4m. Масса 4,87*1024 кг (0,82 масс Земли), средняя плотность 5250 кг/м3, вращение с периодом 243 сут обратное и синхронное относительно Земли (в нижнем соединении всегда обращена к Земле одной и той же стороной). Сидерический период обращения 224,7 суток и за один оборот вокруг Солнца на Венере происходят два восхода и два захода Солнца, а


Поверхность Венеры
Компьтерная реконструкция поверхности на основе данных, полученных КА "Магеллан"

продолжительность суток составляет 117 земных суток. Синодический период обращения 583,9 сут. Наклонение экватора к плоскости орбиты мало (около 3°), так что сезонные вариации температуры почти отсутствуют. Наличие мощной атмосферы установлено в 1761 г. М.В. Ломоносовым. На высотах 50-70 км Венеру окутывает трехъярусный плотный слой облаков с температурой около 230 К, в которых имеются капельки серной кислоты. Облака образуют мощный сплошной слой, полностью скрывающий каменистую и гористую поверхность планеты, которая покрыта кратерами и имеет температуру 730-740 К за счет парникового эффекта от атмосферы; самые высокие горы Максвелла, 11 км. В. отличается высоким уровнем геологической активности и множеством вулканических базальтов и тектонических образований, специфичных только для Венеры (венцы, куполообразные холмы, паутинные сети лавовых потоков и тектонических трещин, а также около 1000 ударных кратеров; предполагается, что и по внутреннему строению Венера похожа на Землю. У поверхности плотность атмосферы составляет около 1/15 плотности воды, а давление 90 атм. В ней преобладают углекислый газ СО2


Венера и Земля
Венера является второй по
размерам планетой земной
группы – примерно 95%
размера Земли.

(96-97%) и азот N2 (3-4 %.) с незначительной примесью некоторых других газов (водяной пар Н2О, угарный газ СО, двуокись серы SO2, пары соляной кислоты НСl, пары фторводородной кислоты НF). Содержание Н2О в глубоких слоях атмосферы составляет всего около 0,002 %, что очень мало по сравнению с количеством воды на Земле. Поэтому на Венере нет океанов. Нижние конвективные слои атмосферы (тропосфера) на Венере толще земных. На высотах 50-70 км постоянно дуют ветры, имеющие среднюю скорость около 100 км/с. Как и Земля Венера обладает ионосферой. Максимум концентрации электронов и ионов находится на высоте около 150 км. Здесь днем электронная концентрация около 3*105 электронов/см–3, а ночью – на порядок меньше. Собственное магнитное поле Венеры практически отсутствует.

Земля


Земля
Колыбель человечества

Третья от Солнца планета Солнечной системы, удаленная от него на среднее расстояние 1 а.е., с периодом обращения в 1 год. Масса 5.98*1024 кг, полярный радиус 6356.9 км, экваториальный 6378.17 км, (сжатие около 1/300); средняя плотность 5.5 г/см3; период осевого вращения относительно звезд 23 часа 56 минуты 04.1 секунды; Земля отличается от всех других планет Солнечной системы наличием гидросферы и биосферы, а такие большой динамической активностью коры и атмосферы. Структура твердой части: кора – самая внешняя и тонкая (10-100 км) твердая оболочка с плотностью 2,8 г/см3; мантия, которая делится на верхнюю (толщина 850-900 км) и нижнюю, в которой температура близка к точке плавления ее вещества (до глубины около 3000 км); ядро, которое


Станция "Мир"
Станция находится над водами Тихого океана. Фото получено
КК "Дискавери"

подразделяется на внешнее (жидкое) и внутреннее (твердое ядро – плотность в центре 12.5 г/см3, температура 4000-5000К); атмосфера Земли состоит в основном из азота и кислорода с малыми примесями других газов; средняя температура у основания 288К; тепловой баланс поддерживает температуру Земли в средних и экваториальных широтах на уровне, оптимальном для существования теплокровных организмов. Толщина тропосферы порядка 10 км. На высоте около 50 км имеется широкий

На Земле...

Закат на море В горах




Горная речка Пляж

температурный максимум (мезосфера). Увеличение температуры начинается с высот 20-25 км. Из-за фотохимической реакции разложения озона. Озон поглощает ультрафиолетовое излучение в области от 200 до 300 нм, что разогревает атмосферу. Озон, находящийся в верхней атмосфере, служит своеобразным щитом, охраняющим биосферу от действия ультрафиолетового излучения Солнца. Над мезосферой расположен температурный минимум – мезопауза. Выше температура вновь начинает расти за счет энергии поглощаемого ультрафиолетового излучения Солнца на высотах 150-300 км, обусловленное ионизацией атомарного кислорода: Над мезопаузой температура растет непрерывно до высоты около 400 км, где она достигает днем в эпоху максимума солнечной активности 1800 К, а в эпоху минимума она может быть меньше 1000 К. Выше 400 км атмосфера изотермична (термосфера). Ионизованные слои атмосферы, начиная с высот 100-120 км образуют ионосферу, в которой концентрация ионов и электронов одинакова и плазма в целом нейтральна; на высоте 300 км днем она составляет около 106 ионов в см3. Плазма такой плотности отражает радиоволны длиной более 20 м и пропускает более короткие; магнитное поле у поверхности Земли около 0.5 Э. Магнитные полюса эквивалентного диполя не совпадают с географическими; южный магнитный полюс имеет координаты = 79 с.ш., = 70 з.д. (Северная Гренландия). Магнитное поле Земли через интервалы времени от 500 тыс. до 50 млн. лет меняет направление на обратное. На больших расстояниях от Земли форма ее магнитного поля искажается под действием солнечного ветра. В магнитном поле Земли удерживается огромное количество заряженных частиц, которые образуют радиационные пояса Земли. Земля имеет один спутник – Луну.

Нептун


Нептун
Хорошо видно Большое темное пятно Нептуна: пропавшее, но не забытое

Восьмая планета Солнечной системы, удаленная от Солнца на среднее расстояние 30.1 а.е.; видимая звездная величина 7.6m угловой диаметр 2.4, линейный радиус 25050 км, масса 17.2 масс Земли, средняя плотность 1.7 г/см3, период обращения вокруг Солнца почти 165 лет. Период вращения (прямого) вокруг оси 15.8 часов ± 1 час. По характеристикам атмосферы и внутреннего строения Нептун очень похож на Уран. Известны восемь спутников и система колец. Из них Тритон принадлежит к числу крупнейших в Солнечной системе (радиус 2000 км); он имеет обратное обращение вокруг планеты. Атмосфера Нептуна в основном состоит из невидимых водорода и гелия. Своим синим цветом Нептун обязан небольшому количеству метана в атмосфере, который поглощает в основном красный свет. На Нептуне


Облака на Нептуне
За два часа до ближайшего сближения с Нептуном в 1989 году

дуют самые быстрые ветры в солнечной системе, их порывы достигают скорости 2000 километров в час. Существуют предположения, что в плотной, горячей среде под облаками Урана и Нептуна могут образовываться алмазы. Когда космический аппарат НАСА "Вояджер-2" пролетал мимо далекого Нептуна в августе 1982 года, астрономы были крайне удивлены. Поскольку Нептун получает всего 3 процента солнечного света, отражаемого Юпитером, они ожидали увидеть темную, холодную, спящую планету. Вместо этого на снимках Вояджера перед нами предстал динамичный и турбулентный мир. Одним из самых поразительных открытий стало Большое Темное Пятно.


Большое темное пятно
Крупным планом

Удивительно, что по размеру оно было сравнимо Большим Красным Пятном Юпитера, находилось в тех же умеренно южных широтах, и выглядело как аналогичное вихревое атмосферное образование. Скорость ветра вблизи пятна достигали рекордной среди всех планет величины 2400 километров в час (670 метров в секунду). Согласно данным "Вояджера" Большое Темное Пятно значительно изменилось в размерах за короткое время пролета. Когда в 1994 году Космический телескоп им. Хаббла наблюдал Нептун, пятно исчезло, правда, вместо него в северном полушарии планеты появилось другое темное пятно.

11