ДИСТАНЦІЙНА ОСВІТА СЮТ

Гурток "Космічного макетування і моделювання"

Керівник гуртка Братищенко Ігор Федорович

Онлайн-заняття гуртка 20.01.21

Тема заняття"Планети та супутники сонячної системи"

 

До Сонячної системи разом із Сонцем входять 9 великих планет з 34 супутниками, більше 100 тисяч малих планет (астероїдів), близько 110 комет, а також незліченна кількість дрібних, так званих метеорних тіл (упоперек від 100 метрів до мізерно малих порошин). Центральне положення в Сонячній системі займає Сонце. Його маса майже в 750 разів перевершує масу всіх інших тіл, що входять до системи (так, наприклад, Юпітер складає приблизно 0,001 маси Сонця).

Гравітаційне притягання Сонця є головною силою, що визначає рух усіх тіл Сонячної системи, які обертаються навколо нього. Середня відстань від Сонця до найвіддаленішої від нього планети - Плутона - 39,5 а. о., тобто 6 млрд. км. Деякі з комет віддаляються від Сонця на 100 тисяч а. о. і зазнають впливу притягання зір.

Рухаючись у Галактиці, Сонячна система час від часу пролітає крізь міжзоряні газопилові хмари. Унаслідок крайньої розрідженості речовини цих хмар занурення Сонячної системи в хмару може проявитися тільки в невеликому поглинанні й розсіюванні сонячних променів. Прояви цього ефекту в історії Землі поки не встановлені. Усі великі планети - Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун і Плутон - обертаються навколо Сонця в одному напрямку (у напрямку осьового обертання самого Сонця), уздовж майже кругових орбіт, мало нахилених одна до іншої (і до сонячного екватора). Екваторіальна швидкість обертання Сонця навколо своєї осі складає всього лише 2 км/с, у той час як швидкості обертання деяких зір перевершують сонячну іноді навіть у 200 разів. Уже відомо, що швидкості обертання закономірно пов'язані зі спектральним класом зір. Швидше обертаються масивні зорі класів О і В, практично не обертаються жовті й червоні карлики.

Площина земної орбіти - екліптика - приймається за основну площину при відліку нахилу орбіт планет й інших тіл, що обертаються навколо Сонця. Відстані від планет до Сонця утворюють закономірну послідовність: проміжки між сусідніми орбітами зростають із віддаленням від Сонця. Ці закономірності руху планет у поєднанні з розподілом їх на дві групи за фізичними властивостями вказують на те, що Сонячна система не є випадковим зібранням космічних тіл, а виникла в єдиному процесі.

Завдяки майже круговій формі планетних орбіт і великих проміжків між ними виключена можливість тісного зближення між планетами, при якому вони могли б істотно змінювати свій рух у результаті взаємного притягання. Це забезпечує тривале існування планетної системи. Планети обертаються так само навколо своєї осі, причому майже у всіх планет, крім Венери й Урана, обертання відбувається в тому ж напрямку, що і їхнє обертання навколо Сонця. Надзвичайно повільне обертання Венери відбувається у зворотному напрямку, а Уран обертається, ніби лежачи на боці.

Більшість супутників обертаються навколо своїх планет у тому ж напрямку, у якому відбувається осьове обертання планети. Орбіти таких супутників зазвичай кругові й лежать поблизу площини екватора планети, утворюючи зменшену подобу планетної системи. Такі, наприклад, система супутників Урана й система галілеївських супутників Юпітера.    

Зворотний рух мають супутники, розташовані далеко від планети. Сатурн, Юпітер і Уран, крім окремих супутників помітних розмірів, мають безліч дрібних супутників, які ніби зливаються в суцільні кільця. Ці супутники рухаються уздовж орбіт, настільки близько розташованих до планети, що її приливна сила не дозволяє їм об'єднатися в єдине тіло.

Переважна більшість орбіт нині відомих малих планет розташовується в проміжку між орбітами Марса та Юпітера. Усі малі планети обертаються навколо Сонця в тому ж напрямку, що і великі планети, але їхні орбіти, як правило, витягнуті й нахилені до площини екліптики.

Комети рухаються в основному по орбітах, близьких до параболічних. Деякі комети мають витягнуті орбіти порівняно невеликих розмірів - у десятки і сотні а. о. У цих комет, названих періодичними, переважають прямі рухи, тобто рух у напрямку обертання планет.

Планети поділяються на дві групи, що відрізняються за масою, хімічним складом (це виявляється в розходженнях їхньої густини), швидкістю обертання и кількістю супутників.

Чотири планети, найближчі до Сонця, - планети земної групи. Вони невеликі, складаються з щільної кам'янистої речовини й металів.

Планети-гіганти - Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун - набагато масивніші, складаються в основному з легких речовин і тому, незважаючи на величезний тиск у їхніх надрах, мають малу густину. У Юпітера й Сатурна головну частку їхньої маси складають Гідроген і Гелій. У них міститься також до 20% кам'янистих речовин і легких сполук Оксигену, Карбону й Нітрогену, здатних при низьких температурах концентруватися в льоди. Пилоподібні ж частки комет (діаметр їх складає 1-10 мкм), вкраплені в їхню крижану масу, складаються із силікатів магнію й феруму, самородного заліза, сульфідів і сполук Карбону.

Надра планет і деяких супутників знаходяться в розпеченому стані. У планет земної групи й супутників тепло дуже повільно просочується назовні, тому що вони мають малу теплопровідність зовнішніх шарів. Внутрішнє тепло майже не має помітного впливу на температуру поверхні. У планет-гігантів конвекція в їхніх надрах призводить до помітного потоку тепла з надр, що перевершує потік, одержуваний ними від Сонця. Венера, Земля й Марс мають атмосфери, що складаються з газів, які виділилися з їхніх надр.

Планети-гіганти не мають ні твердої, ні рідкої поверхні; їхня атмосфера є своєрідним продовженням їхніх надр. При зануренні усередину атмосферні гази поступово переходять у конденсований стан. Дев'ята планета - Плутон - за хімічним складом близька до групи планет-гігантів, а за розмірами - до земної групи, тому, напевно, її не можна зарахувати до жодної з двох груп.

Ядра комет за своїм хімічним складом близькі до планет-гігантів: до їхнього складу входять водяний лід і льоди різних газів із домішкою кам'янистих речовин.

Майже всі малі планети за своїм складом належать до кам'янистих планет земної групи. Уламки малих планет, що утворюються при їхньому зіткненні одна з одною, іноді випадають на Землю у вигляді метеоритів.

Малі планети, на відміну від планет земної групи, мало чим змінилися з часу їхнього утворення, адже через малі розміри їхні надра підігрівалися значно менше, тому їхня речовина залишилася практично. Незмінною.

Наукові вимірювання віку метеоритів (за вмістом радіоактивних елементів і продуктів їхнього розпаду) показали, що вони, а звідси і вся Сонячна система, існують близько 5 мільярдів років.