Планетные системы это кратко
Обновлено: 25.06.2024
Каждое мгновение в нашей огромной Вселенной что-то рождается или умирает. Ни для кого не секрет, что мы обитаем в огромной галактике, и помимо неё в космосе подобных ещё миллиарды. И, разумеется, Солнечная система далеко не единственная планетарная система.
Немного предыстории
- притяжение (гравитационное тяготение);
- отталкивание (как, например, при взаимодействии газов);
- соединение (различие частиц по плотности).
Именно различие частиц по плотности приводит к сгущению материи (к более плотным элементам притягиваются более лёгкие), а сила отталкивания помогает не слеплять всю материю в один огромный ком. Вечная борьба двух равных между собой сил – отталкивания и притяжения приводит к дальнейшему развитию мира. Философски звучит, не правда ли? Когда эти две силы сталкиваются, вокруг сгущений материи образовывались вихревые движения – это и заставляет двигаться планеты по своим орбитам. Частицы движутся вокруг центра, объединяясь друг с другом – так рождаются не только звездные системы по типу нашей, но ещё и галактики, туманности и звёздные скопления. Этим же способом Кант описал и наличие спутников у планет, и систему колец Сатурна. Но и на этом немецкий философ не остановился! Он впервые предсказал наличие других планет за орбитой Сатурна, существование двойных звёздных систем, идею о флуктуации плотности, движение комет и многое другое – то, что сейчас подтверждено. Таким образом, мы видим первое логичное объяснение различных систем.
В 1796 году французский ученый Лаплас сделал вывод о том, что Солнечная система родилась из сжимающейся газовой туманности. Часть вещества отделилась от центрального сгустка материи (зародыша Солнца) из-за увеличившейся центробежной силы при его сжатии – из данного вещества и сформировались планеты. Поскольку и Кант и Лаплас считали, что Солнечная система сформировалась из рассеянного вещества, то эта гипотеза называется гипотезой Канта-Лапласа . Позднее некоторые ученые задавались этими вопросами и строили различные гипотезы, весьма далёкие от истины.
До сих пор точно никто не может сказать, какие процессы идут при формировании планет. Кто-то считает, что они образуются ещё до момента рассеивания протопланетного диска. Кто – то полагает, что важнейшую роль играет аккреция – процесс наращивания массы небесного тела с помощью притяжения материи силами гравитации. Планеты прекратят своё формирование только после того, как в звезде начнутся ядерные реакции. Она рассеет протопланетный диск с помощью солнечного ветра, очистив, тем самым, пространство в своей системе.
Формирование Солнечной Системы
Чтобы понять, как формируются планетарные системы, астрономы начали изучение с Солнечной системы, а также наблюдали и за другими.
Считается, что Солнечная система начала формироваться примерно 4,6 млрд лет назад из гигантского межзвёздного газопылевого облака. Из-за гравитационного сжатия размеры газопылевого облака уменьшались, а скорость его вращения постепенно возрастала – так из облака образовался протопланетный диск.
В протопланетном диске элементы вещества сталкивались друг с другом, их гравитационное поле усиливалось из-за увеличения массы, и они притягивали к себе всё больше материи. Из-за постоянных столкновений увеличивалась и температура молодых небесных тел, причем, сильнее всех нагревались именно центральные области протопланетного диска. Планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) состоят из термоустойчивых горных пород.
Учёных интересует ещё одна загадка – возникновение пояса астероидов, который находится между Марсом и Юпитером. Долгое время существовало предположение о некой разрушенной планете – Фаэтон, из осколков которой и получилось это каменистое кольцо, но данная гипотеза не подтверждена официально до сих пор.
Солнечная система по подсчётам учёных будет существовать ещё около 4,5 млрд лет до тех пор, пока в нашем Солнце не закончится ядерное топливо. Исчерпав свои запасы, оно превратится в красного гиганта, поглотив Меркурий, Венеру и, возможно, Землю, а затем, сбросив оболочку, погибнет, и станет белым карликом. Так постепенно и затеряется наш дом во мраке молчаливой бездны.
Солнечная система – это планетная система, состоящяя из Солнца в её центре и тел, вращающихся вокруг него. Система состоит из 8 (ранее 9) планет, около 170 известных планетных спутников, бесчисленного количества астероидов, комет и других ледяных тел и огромные просторы разреженного газа и пыли, которая известна как межпланетная среда.
Солнце, Луна и самые яркие планеты были видны невооруженным глазом древних астрономов. Их наблюдения и расчеты движения этих тел дали начало науке астрономии. Сегодня объем информации о движении, свойствах и составе планет, более мелких тел возрос до огромных размеров. Спектр наблюдательных приборов расширился далеко за пределы Солнечной системы до других галактик и края известной вселенной. Однако Солнечная система и ее внешняя граница все еще представляют собой предел нашей физической досягаемости и она остаются ядром нашего теоретического понимания космоса.
Запущенные с Земли космические зонды и посадочные аппараты собрали данные о планетах, спутниках, астероидах и других телах. Эти данные были добавлены к измерениям, собранным телескопами и другими приборами, а также пробам, полученным из метеоритов, лунных пород, которые были в распоряжении ученых. Вся эта информация тщательно изучается в попытках понять в деталях происхождение и эволюцию Солнечной системы.
Состав Солнечной системы
Расположенное в центре Солнечной системы и влияющее на движение всех остальных тел посредством своей гравитационной силы, Солнце само по себе содержит более 99% массы системы. Планеты в порядке их удаленности от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Четыре планеты от Юпитера до Нептуна – имеют кольцевые системы. Все планеты, кроме Меркурия и Венеры, имеют один или несколько спутников. Плутон официально он числился среди планет с тех пор, как был обнаружен в 1930 году на орбите за Нептуном. В 1992 году ледяной объект был обнаружен еще дальше от Солнца, чем Плутон. За этим последовало много других подобных открытий, в том числе объект под названием Эрида. Эта карликовая планета была, по меньшей мере, такой же большой, как Плутон. Стало очевидно, что Плутон был просто одним из самых крупных членов этой новой группы объектов, известной как пояс Койпера. Соответственно, в августе 2006 года Международный Астрономический Союз (МАС) проголосовала за отмену планетарного статуса Плутона и отнесение его к новой классификации под названием карликовая планета.
Любой естественный объект Солнечной системы, кроме Солнца, планеты, карликовой планеты или Луны, называется малым телом. К ним относятся астероиды, метеороиды и кометы. Большинство из нескольких сотен тысяч астероидов или малых планет, вращаются между Марсом и Юпитером в почти плоском кольце. Это место называется поясом астероидов. Осколки астероидов и других мелких частиц твердого вещества (размером менее нескольких десятков метров в поперечнике) часто называют метеороидами, чтобы отличить их от более крупных астероидных тел.
Несколько миллиардов комет Солнечной системы находятся в основном в двух областях системы. Более удаленное место, называемое облаком Оорта, представляет собой сферическую оболочку, окружающую Солнечную систему на расстоянии приблизительно 50 000 а.е., а это более чем в 1 000 раз превышает расстояние до орбиты Плутона. Другая облась – пояс Койпера, представляет собой толстую дискообразную зону, основная концентрация которой простирается на 30-50 а.е.от Солнца, за орбитой Нептуна, но включает в себя часть орбиты Плутона. (1 а.е. – это расстояние от Земли до Солнца, равная около 150 млн км).
Орбиты космеческих тел
Все планеты, скалистые астероиды и ледяные тела в поясе Койпера движутся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам в том же направлении, что и Солнце. Это движение называется прогрессирующим или прямым движением. Наблюдатель, смотрящий за системой с высоты, расположенной над северным полюсом Земли, обнаружил бы, что все эти орбитальные движения направлены против часовой стрелки. В отличие от этого, ядра комет в облаке Оорта находятся на орбитах, имеющих случайные направления, соответствующие их сферическому распределению вокруг плоскости планет.
Форма орбиты объекта определяется в терминах его эксцентриситета. Для идеально круглой орбиты эксцентриситет равен 0. С увеличением удлинения формы орбиты эксцентриситет увеличивается до значения 1. Из восьми планет Венера и Нептун имеют наиболее круговые орбиты вокруг Солнца с эксцентриситетами 0,007 и 0,009 соответственно. Меркурий имеет наибольший эксцентриситет равный 0,21, а карликовая планета Плутон имеет 0,25 и еще более эксцентрична. Еще одним определяющим признаком орбиты объекта вокруг Солнца является её наклон, то есть угол, который она образует с плоскостью земной орбиты – эклиптикой. Опять же, из всех планет наибольший наклон имеет Меркурий, его орбита лежит под углом 7° к эклиптике, орбита Плутона, по сравнению с ним, имеет гораздо более крутой наклон 17,1°. Орбиты малых тел обычно имеют как более высокие эксцентриситы, так и более высокие наклоны, чем орбиты планет. Некоторые кометы из облака Оорта имеют наклон более 90°, а это говорит о том, что их движение вокруг Солнца, противоположно вращению Солнца или ретроградно.
Планеты и спутники Солнечной системы
8 планет можно разделить на две различные категории на основе их плотности (массы на единицу объема). 4 внутренние или земные планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Они имеют каменистый состав и плотность более 3 г/см 3 . (Плотность воды составляет 1 г/см 3 ). 4 внешние планеты, газовые гиганты:Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун представляют собой крупные объекты с плотностью менее 2 г/см 3 . Они состоят главным образом из водорода и гелия (Юпитер и Сатурн) или изо льда, камня, водорода и гелия (Уран и Нептун). Карликовая планета Плутон уникальна – это ледяное тело низкой плотности, меньшее, чем наша Луна. Плутон больше похож на кометы или на большие ледяные спутники внешних планет, чем на саму планету. Его нахождение в составе пояса Койпера объясняет эти аномалии.
Относительно небольшие внутренние планеты имеют твердую поверхность, не имеют кольцевых систем и имеют мало или вообще не имеют спутников. Атмосферы Венеры, Земли и Марса состоят из значительного процента окисленных соединений, таких как углекислый газ. Среди внутренних планет только Земля обладает сильным магнитным полем, которое защищает ее от враждебной среды.
4 гигантские внешние планеты намного массивнее планет земной группы и имеют огромную атмосферу, состоящую в основном из водорода и гелия. Однако, у них нет твердой поверхности, а их плотность настолько мала, что один из них, Сатурн, действительно плавал бы в воде. Каждая из внешних планет имеет магнитное поле, кольцевую систему и множество известных спутников. У Плутона нет известных колец и только 5 известных лун. Несколько других объектов пояса Койпера и некоторые астероиды также имеют свои собственные спутники.
Большинство известных спутников движутся вокруг своих планет в том же направлении, что и планеты вокруг Солнца. Они весьма разнообразны, представляя широкий диапазон окружающих сред. Спутник Ио вращается вокруг Юпитера и имеет интенсивный вулканизм на своей поверхности. Самый большой спутник Сатурна, Титан по размеру больше, чем планета Меркурий. Тритон движется по ретроградной орбите вокруг Нептуна, то есть в противоположном направлении от орбиты планеты вокруг Солнца. Температура на поверхности спутника составляет всего -236 °C.
Редкие столкновения относительно крупных объектов (диаметром более 1 км) с Землей могут быть разрушительными, как в случае столкновения с астероидом, которое, как полагают, было ответственно за массовое вымирание видов в конце мелового периода 65 миллионов лет назад. Наблюдения с Земли, которые были подтверждены космическими аппаратами, показывают, что некоторые астероиды в основном металлические (главным образом железные), другие каменистые, а третьи богаты органическими соединениями, напоминающими углеродистые хондритовые метеориты. Астероиды, посещаемые космическими аппаратами, представляют собой объекты неправильной формы, испещренные кратерами. Некоторые из них сохранили очень примитивный материал с первых дней существования Солнечной системы.
Физические характеристики ядер комет принципиально отличаются от характеристик астероидов. Льды являются их основной составляющей, в основном замороженная вода, углекислый газ, окись углерода и метанол. Эти космические ледяные шары пронизаны каменной пылью и богатым разнообразием органических соединений.
Кометы могут быть классифицированы в соответствии с их орбитальным периодом, временем, которое требуется для их обращения вокруг Солнца. Кометы, имеющие орбитальные периоды более 200 лет (и обычно гораздо большие), называются долгопериодическими кометами. Кометы, которые возвращаются через меньшее время, являются короткопериодическими кометами.
Ядро типичной долгопериодической кометы имеет неправильную форму и несколько км в поперечнике. У неё может быть орбитальный период в миллионы лет, и она проводит большую часть своей жизни на огромных расстояниях от Солнца. Их орбиты могут быть наклонены в любом направлении. Напротив, большинство короткопериодических комет, особенно с периодом 20 лет и менее, движутся по более округлым орбитам вблизи плоскости Солнечной системы. Их источником считается гораздо более близкий пояс Койпера, которая лежит в плоскости Солнечной системы за орбитой Нептуна. Ядра комет в поясе Койпера были сфотографированы с Земли с помощью больших телескопов.
По мере того как кометы подходят близко к Солнцу, они нагреваются за счет солнечного нагрева и начинают выделять газы и пыль, которые образуют знакомые расплывчатые комы и длинные тонкие хвосты. Газ рассеивается в космосе, но частицы силикатов и органических соединений остаются на орбите Солнца по траекториям, очень похожим на траектории родительской кометы. Когда путь Земли вокруг Солнца пересекается с одной из этих пыльных орбит, происходит метеоритный дождь. Во время такого события ночные наблюдатели могут видеть десятки и сотни так называемых падающих звезд за один час. Хотя ночью можно наблюдать много случайных метеоров, во время метеорного дождя они происходят с гораздо большей скоростью. Даже в обычный день атмосфера Земли бомбардируется более чем 80 тоннами мелких астероидов и комет.
Планетная система — это система, в центре которой находится мощная звезда, оказывающее воздействие на все предметы солнечной системы, включая планеты, астероиды, кометы и многое другое.
Как и когда образовались планетные системы? В то время, когда образовывались и сами звезды. Считается, что планетные системы создаются из газо-пылевого облака, которое окружает звезду. Происходит это не само собой, а благодаря воздействию разных сил, таких как электромагнитные и гравитационные, что позволяет проводить конденсацию определенных участков этого облака.
На 2010-й год учеными было обнаружено порядка 393-х планетных систем. Однако это нельзя считать точным числом, так как технологии позволяют нам обнаруживать далеко не все системы, звезды и планеты, а лишь самых заметных представителей.
Уже сейчас существует мнение, что новые технологии позволят нам открыть гораздо больше планетных систем, чем сейчас. Это интересно, так как другие планетные системы в чем-то похожи на нашу, но в чем-то отличаются. В целом, множество и вариабельность строения разных систем ставит большое количество вопросов, ответы на которые, позволят нам ответить на вопросы строения и создания собственной планетарной системы.
Удивительно, но даже у такой отдаленной от обыденной жизни темы в скором времени может быть и практическое применение.
Изучение космоса необходимо для улучшения науки и совершенствования технологий, а так же для огромной практической пользы в будущем.
Очень возможно, что существование групп астероидов в планетных системах является обычным явлением, но до сих пор не удавалось сопоставить их наблюдениями.
Планетарная система ( также иногда называемая солнечной системой [ 1 ] ) состоит из центральной звезды или нескольких ( звездная система ) и различных объектов, вращающихся вокруг нее. Наша планетная система — это солнечная система , состоящая из Солнца , различных планет и множества меньших тел . Известно более 2900 звезд , вокруг которых вращается хотя бы одна планета . [ 2 ]
Происхождение и эволюция планетарных систем
Считается, что планетные системы вокруг солнечных звезд формируются в рамках одного и того же процесса звездообразования . Большинство древних теорий относились к катастрофическому типу и включали в себя прохождение звезды очень близко к Солнцу , способной извлекать из него вещество посредством своей гравитации , а затем коллапсировать, образуя планеты . Однако вероятность такого события настолько мала, что это означало бы большую нехватку планетных систем в галактике . Современные теории указывают на то, что планеты образовались из аккреционного диска . . В случае Солнечной системы это должно было образоваться из солнечной туманности .
Некоторые планетные системы сильно отличаются от наших, например системы планет вокруг пульсаров , обнаруженные по небольшим вариациям импульсов электромагнитного излучения этих тел. Пульсары образуются в результате сильных взрывов сверхновых , так что обычная планетная система не смогла бы пережить такой взрыв, планеты испарились бы или ускользнули бы от гравитационного притяжения центральной звезды. Некоторые теории указывают на то, что существующие рядом со сверхновой звезды-компаньоны испарят большую часть своей массы, оставив тела размером с планету. В качестве альтернативы планеты могут образоваться в аккреционном диске, окружающем пульсары, и образованном материалом, выброшенным звездой.
Некоторые известные планетные системы
Внесолнечная планетная система
Внесолнечная система планет — это любая планетная система, известная или еще не известная, за исключением Солнечной системы . Само слово проясняет его значение. Нет никакой конкретной физической или астрометрической характеристики, которая охватывает эти планетные системы и отличает их от солнечной системы , кроме простого практического антропоцентризма при классификации объектов, обнаруженных и каталогизированных человеческой цивилизацией .
Несколько планетных систем
Людям известно более 2900 звезд или звездных систем, которые содержат планетарную систему с по крайней мере одной планетой на орбите (известно, что сотни из них являются множественными системами). [ 2 ] Из всех них есть группа систем, которые имеют более одной планеты на орбите, так называемые множественные планетные системы; мы находим более 600 систем, обладающих этой характеристикой. В рейтинге звезд с самыми известными планетами мы находим:
Читайте также: