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/см3. (Плотность воды составляет 1 г/см3). 4 внешние планеты, газовые гиганты:Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун представляют собой крупные объекты с плотностью менее 2 г/см3. 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.
Астероиды и кометы Солнечной системы
Астероиды и кометы являются остатками процесса планетообразования во внутренней и внешней Солнечной системе соответственно. Пояс астероидов является домом для скалистых тел размером от самого большого известного астероида Цереры (также классифицируемого МАС как карликовая планета), диаметром примерно 940 км, до микроскопических частиц пыли, рассеянных по всему поясу. Некоторые астероиды движутся по траекториям, пересекающим орбиту Земли, что создает возможности для столкновений с планетой.
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.
| Общие характеристики | ||
|---|---|---|
| Возраст | 4,5682±0,0006 млрд лет | |
| Расположение | Местное межзвёздное облако, Местный пузырь, рукав Ориона, Млечный Путь, Местная группа галактик | |
| Масса | 1,0014 MСолнца | |
| Ближайшая звезда | Проксима Центавра (4,21—4,24 св. лет) Система Альфа Центавра (4,37 св. лет) |
|
| Третья космическая скорость (вблизи поверхности Земли) | 16,65 км/с | |
| Планетная система | ||
| Самая отдалённая планета от Солнца | Нептун (4,503 млрд км, 30,1 а.е.) | |
| Расстояние до пояса Койпера | ~30—50 а.е. | |
| Количество звёзд | 1 (Солнце) | |
| Количество известных планет | 8 | |
| Число карликовых планет | 5 подтвержденных | |
| Число спутников | 415 (172 у планет и 243 у малых тел Солнечной системы) | |
| Число малых тел | более 700 000 (на ноябрь 2016 года) | |
| Число комет | 3441 (на ноябрь 2016 года) | |
| Обращение вокруг галактического центра | ||
| Наклонение к плоскости Млечного Пути | 60,19° | |
| Расстояние до галактического центра | 27 170 ± 1140 св. лет (8330 ± 350 пк) |
|
| Период обращения | 225—250 млн лет | |
| Орбитальная скорость | 220—240 км/с | |
 планет.){kind=link}