18.02.2012 Ученые обнаружили галактическое несовпадение родной и чужеродной материи. Открытие НАС А основано на данных, полученных с помощью исследовательского спутника IBEX, который берет образцы материи, попадающей в нашу солнечную систему из межзвездного пространства .
"Мы обнаружили чужеродную материю, которая попала в нашу солнечную систему из других частей галактики, которая отличается, в химическом отношении, от того, что мы наблюдаем здесь, дома", - сказал Дэвид Маккомас, научный руководитель IBEX.
Наша солнечная система окружена гелиосферой, магнитным пузырем, который отделяет нас от остальной галактики Млечный путь. За пределами гелиосферы находится "межпланетное пространство", а внутри располагается солнце и все планеты. Солнце надувает этот огромный магнитный пузырь своим солнечным ветром, который раздувает магнитное поле солнца. Гелиосфера защищает нас от космических лучей, не позволяя им проникнуть внутрь нашей солнечной системы.
IBEX, запущенный в 2008 году, вращается вокруг Земли и сканирует весь небосвод. Он способен обнаруживать наличие нейтральных атомов, который проходят через магнитную защиту гелиосферы. Не выходя за пределы гелиосферы, IBEX способен взять на пробу образцы частичек, которые возникли за пределами нашей солнечной системы.
Первые два года подсчетов этих чужеродных атомов привели к некоторым интересным выводам:
"Мы напрямую измерили количество четырех отдельных типов атомов из межпланетного пространства и полученные результаты не совпадают с тем, что мы видим в нашей солнечной системе", - сказал Эрик Кристиан из научного центра НАСА в Гринбэлте.
Среди этих четырех типов атомов: H, He, O и Ne - последний, неон, является особенно интересным. "Неон относится к разряду благородных газов, поэтому он не вступает в реакцию ни с чем. И он относительно широко распространен, что позволяет собрать больше статистической информации", - пояснил Маккомас.
На основе информации с IBEX, исследователи сравнили соотношение уровней содержания неона и кислорода внутри и за пределами гелиосферы. В шести научных статьях, опубликованных в Astrophysical Journal, они сообщили, что в галактическом ветре, который пришел извне, на каждые 20 атомов неона приходится 74 атомов кислорода. А в нашей солнечной системе, на каждые 20 атомов неона, приходится 111 атомов кислорода. Из чего следует вывод о том, что содержание кислорода в нашей солнечной системе выше, чем за ее пределами.
Откуда появился дополнительный кислород? "Существует, по меньшей мере, два варианта", - сказал Маккомас. "Или наша солнечная система зарождалась в более богатой кислородом части галактики, чем та, в которой мы находимся сейчас, или кислород застревает в межзвездной пыли".
В любом случае, это меняет наши научные модели зарождения нашей солнечной системы и жизни.
Определение и классификация небесных тел, основные физические и химические характеристики астрономических объектов Солнечной системы.
Содержание статьи:
Небесные тела - это объекты, расположенные в Наблюдаемой Вселенной. Такими объектами могут являться естественные физические тела или их ассоциации. Все они характеризуются обособленностью, а также представляют собой единую структуру, связанную гравитацией или электромагнетизмом. Изучением данной категории занимается астрономия. В этой статье предлагается к вниманию классификация небесных тел Солнечной системы, а также описание их основных характеристик.
Классификация небесных тел Солнечной системы
Каждое небесное тело имеет особые характеристики, например, способ зарождения, химический состав, размеры и др. Это дает возможность классифицировать объекты, объединяя их в группы. Опишем, какие есть небесные тела в Солнечной системе: звезды, планеты, спутники, астероиды, кометы и др.
Классификация небесных тел Солнечной системы по составу:
- Силикатные небесные тела . Данная группа небесных тел именуется силикатной, т.к. основным компонентом всех ее представителей являются каменно-металлические породы (около 99% от всей массы тела). Силикатная составляющая представлена такими тугоплавкими веществами, как кремний, кальций, железо, алюминий, магний, сера и др. Присутствуют также ледяные и газовые компоненты (вода, лед, азот, углекислота, кислород, гелий водород), однако их содержание мизерное. К этой категории относятся 4 планеты (Венера, Меркурий, Земля и Марс), спутники (Луна, Ио, Европа, Тритон, Фобос, Деймос, Амальтея, др), более миллиона астероидов, обращающихся между орбитами двух планет - Юпитера и Марса (Паллада, Гигея, Веста, Церера и др.). Показатель плотности - от 3 грамм на кубический сантиметр и более.
- Ледяные небесные тела . Эта группа является самой многочисленной в Солнечной системе. Основная составляющая - ледяная компонента (углекислота, азот, водяной лед, кислород, аммиак, метан и др.). В меньшем количестве присутствует силикатная компонента, а объем газовой крайне незначительный. Эта группа включает одну планету Плутон, крупные спутники (Ганимед, Титан, Каллисто, Харон и др.), а также все кометы.
- Комбинированные небесные тела . Составу представителей данной группы присуще наличие в больших количествах всех трех компонент, т.е. силикатной, газовой и ледяной. К небесным телам с комбинированным составом относится Солнце и планеты-гиганты (Нептун, Сатурн, Юпитер и Уран). Эти объекты характеризуются быстрым вращением.
Характеристика звезды Солнце
Солнце является звездой, т.е. представляет собой скопление газа с невероятными объемами. Имеет собственную гравитацию (взаимодействие, характеризующееся притяжением), с помощью которой и удерживаются все его компоненты. Внутри любой звезды, а значит, и внутри Солнца, происходят реакции термоядерного синтеза, продуктом которых является колоссальная энергия.
Солнце имеет ядро, вокруг которого образовывается зона излучения, где происходит перенос энергии. Далее следует зона конвекции, в которой зарождаются магнитные поля и движения солнечного вещества. Видимая часть Солнца может быть названа поверхностью этой звезды только условно. Более правильная формулировка - фотосфера или сфера света.
Притяжение внутри Солнца настолько велико, что фотон из его ядра на то, чтобы добраться до поверхности звезды, затрачивает сотни тысяч лет. При этом его путь от поверхности Солнца до Земли составляет всего 8 минут. Плотность и размеры Солнца позволяют притягивать другие объекты Солнечной системы. Ускорение свободного падения (силы тяжести) в поверхностной зоне равно почти 28 м/с 2 .
Характеристика небесного тела звезды Солнце имеет следующий вид:
- Химический состав. Основные компоненты Солнца - это гелий и водород. Естественно, звезда включает и другие элементы, однако их удельный вес очень мизерный.
- Температура. Значение температуры существенно различается в разных зонах, так, в ядре она достигает 15.000.000 градусов Цельсия, а на видимой части - 5.500 градусов Цельсия.
- Плотность. Составляет 1,409 г/см 3 . Самая большая плотность отмечена в ядре, наименьшая - на поверхности.
- Масса. Если описывать массу Солнца без математических сокращений, то число будет выглядеть, как 1.988.920.000.000.000.000.000.000.000.000 кг.
- Объем. Полное значение - 1.412.000.000.000.000.000.000.000.000.000 кубических килограмм.
- Диаметр. Этот показатель составляет 1391000 км.
- Радиус. Радиус звезды Солнце - 695500 км.
- Орбита небесного тела. Солнце имеет собственную орбиту, которая пролегает вокруг центра Млечного пути. Полный оборот занимает 226 миллионов лет. Расчеты ученых показали, что скорость движения невероятно высока - почти 782000 километров в час.
Характеристика планет Солнечной системы
Планеты - это небесные тела, которые вращаются по орбите вокруг звезды или же ее остатков. Большой вес позволяет планетам под воздействием собственной гравитации становиться округлыми. Однако размеры и вес недостаточны для начала термоядерных реакций. Разберем более подробно характеристики планет на примерах некоторых представителей этой категории, входящих в состав Солнечной системы.
Марс занимает второе место по изученности среди планет. Является 4-й по удаленности от Солнца. Его размеры позволяют занимать 7 место в рейтинге самых объемных небесных тел Солнечной системы. Марс имеет внутреннее ядро, окруженное внешним жидким ядром. Далее располагается силикатная мантия планеты. А после промежуточного слоя идет кора, имеющая разную толщину в различных участках небесного тела.
Рассмотрим детальнее характеристики Марса:
- Химический состав небесного тела. Основными элементами, из которых состоит Марс, являются железо, сера, силикаты, базальт, оксид железа.
- Температура. Средний показатель - -50°C.
- Плотность - 3,94 г/см 3 .
- Масса - 641.850.000.000.000.000.000.000 кг.
- Объем - 163.180.000.000 км 3 .
- Диаметр - 6780 км.
- Радиус - 3390 км.
- Ускорение силы тяжести - 3,711 м/с 2 .
- Орбита. Пролегает вокруг Солнца. Имеет округлую траекторию, далекую от идеала, т.к. в разное время расстояние небесного тела от центра Солнечной системы имеет разные показатели - 206 и 249 млн. км.
Плутон отличается такими характеристиками:
- Состав. Основные составляющие - камень и лед.
- Температура. Средний показатель температуры на Плутоне - -229 градусов Цельсия.
- Плотность - около 2 г на 1 см 3 .
- Масса небесного тела - 13.105.000.000.000.000.000.000 кг.
- Объем - 7.150.000.000 км 3 .
- Диаметр - 2374 км.
- Радиус - 1187 км.
- Ускорение силы тяжести - 0,62 м/с 2 .
- Орбита. Планета обращается вокруг Солнца, однако орбита характеризуется эксцентричностью, т.е. в один период она удаляется до 7,4 млрд. км, в другой - приближается до 4,4 млрд. км. Орбитальная скорость небесного тела достигает 4,6691 км/с.
Основные характеристики Урана:
- Химический состав. Эта планета состоит из комбинации химических элементов. В большом количестве включает кремний, металлы, воду, метан, аммиак, водород, др.
- Температура небесного тела. Средняя температура - -224°С.
- Плотность - 1,3 г/см 3 .
- Масса - 86.832.000.000.000.000.000.000 кг.
- Объем - 68.340.000.000 км 3 .
- Диаметр - 50724 км.
- Радиус - 25362 км.
- Ускорение силы тяжести - 8,69 м/с 2 .
- Орбита. Центром, вокруг которого вращается Уран, также является Солнце. Орбита слегка вытянута. Орбитальная скорость составляет 6,81 км/с.
Характеристики спутников небесных тел
Спутник - это объект, находящийся в Видимой Вселенной, который обращается не вокруг звезды, а вокруг другого небесного тела под влиянием его гравитации и по определенной траектории. Опишем некоторые спутники и характеристики этих космических небесных тел.
Деймос - спутник Марса, который считается одним их самых маленьких, описывается так:
- Форма - похож на трехосный эллипсоид.
- Размеры - 15х12,2х10,4 км.
- Масса - 1.480.000.000.000.000 кг.
- Плотность - 1,47 г/см 3 .
- Состав. В состав спутника в основном входят каменистые породы, реголит. Атмосфера отсутствует.
- Ускорение силы тяжести - 0,004 м/с 2 .
- Температура - -40°С.
Характеристики Каллисто:
- Форма - округлая.
- Диаметр - 4820 км.
- Масса - 107.600.000.000.000.000.000.000 кг.
- Плотность - 1,834 г/см 3 .
- Состав - диоксид углерода, молекулярный кислород.
- Ускорение силы тяжести - 1,24 м/с 2 .
- Температура - -139,2°С.
Рассмотрим характеристики Оберона:
- Форма - округлая.
- Диаметр - 1523 км.
- Масса - 3.014.000.000.000.000.000.000 кг.
- Плотность - 1,63 г/см 3 .
- Состав - камень, лед, органика.
- Ускорение силы тяжести - 0,35 м/с 2 .
- Температура - -198°С.
Характеристика астероидов в Солнечной системе
Астероиды - большие каменные глыбы. В основном располагаются в астероидном поясе между орбитами Юпитера и Марса. Могут выходить из своих орбит по направлению к Земле и Солнцу.
Ярким представителем этого класса является Гигея - один из крупнейших астероидов. Это небесное тело располагается в главном астероидном поясе. Увидеть его можно даже в бинокль, но не всегда. Он хорошо различим в период перигелия, т.е. в тот момент, когда астероид находится в самой ближней к Солнцу точке орбиты. Имеет тусклую темную поверхность.
Основные характеристики Гигеи:
- Диаметр - 4 07 км.
- Плотность - 2,56 г/см 3 .
- Масса - 90.300.000.000.000.000.000 кг.
- Ускорение силы тяжести - 0,15 м/с 2 .
- Орбитальная скорость. Среднее значение - 16,75 км/с.
Основные характеристики Матильды таковы:
- Диаметр - почти 53 км.
- Плотность - 1,3 г/см 3 .
- Масса - 103.300.000.000.000.000 кг.
- Ускорение силы тяжести - 0,01 м/с 2 .
- Орбита. Матильда проходит полный оборот по орбите за 1572 земных суток.
У этого астероида имеется железно-никелевое ядро, покрытое каменной мантией. Протяженность самого большого кратера на Весте составляет 460 км, а глубина - 13 км.
Перечислим основные физические характеристики Весты:
- Диаметр - 525 км.
- Масса. Значение находится в пределах 260.000.000.000.000.000.000 кг.
- Плотность - порядка 3,46 г/см 3 .
- Ускорение свободного падения - 0,22 м/с 2 .
- Орбитальная скорость. Показатель средней орбитальной скорости равен 19,35 км/с. Один оборот вокруг оси Веста проходит за 5,3 часа.
Характеристика комет Солнечной системы
Комета - это небесное тело, имеющее небольшие размеры. Орбиты комет проходят вокруг Солнца и имеют вытянутую форму. Эти объекты, сближаясь с Солнцем, образуют след, состоящий из газа и пыли. Иногда он остается в форме комы, т.е. облака, которое тянется на огромное расстояние - от 100000 до 1,4 млн. км от ядра кометы. В других случаях след остается в форме хвоста, длина которого может достигать 20 млн. км.
Галлея - небесное тело группы комет, известное человечеству еще с древних времен, т.к. ее можно увидеть невооруженным взглядом.
Характеристики Галлеи:
- Масса. Приблизительно равна 220.000.000.000.000 кг.
- Плотность - 600 кг/м 3 .
- Период обращения вокруг Солнца - менее 200 лет. Сближение со звездой происходит приблизительно через 75-76 лет.
- Состав - замерзшая вода, металл и силикаты.
Состав кометы: дейтерий (тяжелая вода), органические соединения (муравьиная, уксусная кислота и др.), аргон, крипто и др. Период обращения вокруг Солнца - 2534 года. Достоверных данных о физических характеристиках этой кометы нет.
Комета Темпеля славится тем, что является первой кометой, на поверхность которой был доставлен зонд с Земли.
Характеристика кометы Темпеля:
- Масса - в пределах 79.000.000.000.000 кг.
- Размеры. Длина - 7,6 км, ширина - 4,9 км.
- Состав. Вода, углекислый газ, органические соединения и др.
- Орбита. Меняется при прохождении кометы вблизи Юпитера, постепенно сокращаясь. Последние данные: один оборот вокруг Солнца составляет 5,52 года.
За годы изучения Солнечной системы учеными было собрано немало интересных фактов о небесных телах. Рассмотрим те из них, которые зависят от химических и физических характеристик:
- Самым большим небесным телом по массе и диаметру является Солнце, на втором месте Юпитер, а на третьем - Сатурн.
- Наибольшая гравитация присуща Солнцу, второе место занимает - Юпитер, а третье - Нептун.
- Гравитация Юпитера способствует активному притяжению космического мусора. Ее уровень настолько велик, что планета способна вытягивать мусор с орбиты Земли.
- Самым жарким небесным телом Солнечной системы является именно Солнце - это ни для кого не секрет. А вот следующий показатель в 480 градусов Цельсия зафиксирован на Венере - второй по удаленности от центра планете. Было бы логичным предположить, что второе место должно быть у Меркурия, орбита которого проходит ближе к Солнцу, но на самом деле показатель температуры там более низкий - 430°С. Это связано с наличием у Венеры и отсутствием у Меркурия атмосферы, которая способна удерживать тепло.
- Самой холодной планетой считается Уран.
- На вопрос, плотность какого небесного тела наибольшая в рамках Солнечной системы, ответ прост - плотность Земли. На втором месте находится Меркурий, а на третьем - Венера.
- Траектория орбиты Меркурия обеспечивает длительность дня на планете, равную 58 земным суткам. Длительность одного дня на Венере равна 243 земным суткам, при этом год длится всего 225.
Изучение характеристик небесных тел позволяет человечеству делать интересные открытия, обосновывать те или иные закономерности, а также расширять общие знания о Вселенной.
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.
Различают две группы планет :
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...
Ближайшая к Солнцу и наименьшая планета системы, всего 0.055% от размера Земли. 80% ее массы составляет ядро. Поверхность камениста, изрезана кратерами и воронками. Атмосфера сильно разрежена, состоит из углекислого газа. Температура солнечной стороны составляет +500оС, обратной стороны -120оС. Гравитационного и магнитного поля на Меркурии нет.
Венера
Венера обладает очень плотной атмосферой, состоящей из двуокиси углерода. Температура поверхности достигает 450оС, что объясняется постоянным парниковым эффектом, давление порядка 90 Атм. Размер Венеры равняется 0.815 размера Земли. Ядро планеты сложено из железа. На поверхности имеется небольшое количество воды, а также множество метановых морей. У Венеры отсутствуют спутники.
Планета Земля
Единственная во Вселенной планета, на которой существует жизнь. Почти 70% поверхности покрыто водой. Атмосфера состоит из сложной смеси кислорода, азота, углекислого и инертных газов. Гравитация планеты имеет идеальную величину. Если она была бы меньшей – кислород бы в , если большей – водород собрался бы на поверхности, и жизнь не смогла существовать.
Если увеличить расстояние от Земли до Солнца на 1% - океаны замерзнут, если уменьшить на 5% - вскипят.
Марс
Из-за большого содержания окиси железа в грунте, Марс имеет ярко красный цвет. Его размер в 10 раз меньший, чем земной. Атмосфера состоит из углекислого газа. Поверхность покрыта кратерами и потухшими вулканами, наивысший из которых Олимп, его высота составляет 21.2 км.
Юпитер
Наибольшая из планет Солнечной системы. Крупнее Земли в 318 раз. Состоит из смеси гелия и водорода. Внутри Юпитер разжарен, и поэтому в его атмосфере преобладают вихревые структуры. Имеет 65 известных спутников.
Сатурн
Структура планеты схожа с Юпитером, но прежде всего, Сатурн известен благодаря системе колец. Сатурн в 95 раз крупнее Земли, но его плотность наименьшая среди Солнечной системы. Его плотность приравнивается к плотности воды. Имеет 62 известных спутника.
Уран
Уран крупнее Земли в 14 раз. Уникален своим вращением «на боку». Наклон его оси вращения равняется 98о. Ядро Урана очень холодное, поскольку отдает все тепло в космос. Имеет 27 спутников.
Нептун
Крупнее Земли в 17 раз. Излучает большое количество тепла. Проявляет невысокую геологическую активность, на его поверхности находятся гейзеры из . Имеет 13 спутников. Планету сопровождают так званые «Нептунские троянцы», которые являются телами астероидного характера.
В атмосфере Нептуна содержится большое количество метана, это придает ему характерный синий цвет.
Особенности планет Солнечной системы
Отличительной чертой планет Солнечной системы является факт их вращения не только вокруг Солнца, но еще и по своей оси. Также все планеты в большей или меньшей степени являются теплыми небесными телами.
