Sunce je zvezda i centralno telo Sunčevog sistema. Solarni sistem
Solarni sistem je jedan od 200 milijardi zvezdanih sistema koji se nalaze u galaksiji Mlečni put. Nalazi se otprilike na pola puta između centra galaksije i njenog ruba.
Sunčev sistem je određena grupa nebeskih tijela koja su gravitacijskim silama povezana sa zvijezdom (Suncem). Uključuje: centralno tijelo - Sunce, 8 velikih planeta sa svojim satelitima, nekoliko hiljada malih planeta ili asteroida, nekoliko stotina posmatranih kometa i beskonačan broj meteoroida.
Glavne planete su podijeljene u 2 glavne grupe:
- zemaljske planete (Merkur, Venera, Zemlja i Mars);
- planete grupe Jupiter ili džinovske planete (Jupiter, Saturn, Uran i Neptun).
U ovoj klasifikaciji nema mjesta za Pluton. Godine 2006. otkriveno je da Pluton, zbog svoje male veličine i velike udaljenosti od Sunca, ima nisko gravitaciono polje i njegova orbita nije slična orbitama susjednih planeta bliže Suncu. Osim toga, izdužena elipsoidna orbita Plutona (za ostale planete je gotovo kružna) seče se sa orbitom osme planete Sunčevog sistema - Neptuna. Zbog toga je nedavno odlučeno da se Plutonu oduzme status "planete".
Zemaljske planete relativno mali i imaju veliku gustinu. Njihove glavne komponente su silikati (jedinjenja silikona) i željezo. U gigantske planete Tvrde površine praktički nema. To su ogromne plinovite planete, formirane uglavnom od vodika i helijuma, čija se atmosfera postepeno zgušnjava i glatko se pretvara u tekući plašt.
Naravno, glavni elementi Sunčev sistem je sunce. Bez toga bi se sve planete, uključujući i našu, razletjele na velike udaljenosti, a možda čak i izvan granica galaksije. Upravo Sunce, zbog svoje ogromne mase (99,87% mase cijelog Sunčevog sistema), stvara nevjerovatno moćan gravitacijski efekat na sve planete, njihove satelite, komete i asteroide, tjerajući svaku od njih da se rotira po svom orbita.
IN Solarni sistem Pored planeta, postoje i dva područja ispunjena malim tijelima (patuljasti planeti, asteroidi, komete, meteoriti). Prva oblast je Pojas asteroida, koji se nalazi između Marsa i Jupitera. Sastav mu je sličan onom kod zemaljskih planeta, jer se sastoji od silikata i metala. Iza Neptuna postoji druga regija koja se zove Kuiperov pojas. Sadrži mnogo objekata (uglavnom patuljastih planeta) koji se sastoje od smrznute vode, amonijaka i metana, od kojih je najveći Pluton.
Keupnerov pojas počinje odmah nakon orbite Neptuna.
Njegov vanjski prsten završava na udaljenosti
8,25 milijardi km od Sunca. Ovo je ogroman prsten oko celine
Sunčev sistem je beskonačan
količina isparljivih materija iz ledenih ploha: metana, amonijaka i vode.
Pojas asteroida nalazi se između orbite Marsa i Jupitera.
Vanjska granica se nalazi 345 miliona km od Sunca.
Sadrži desetine hiljada, možda i milione objekata, više od jednog
kilometara u prečniku. Najveće od njih su patuljaste planete
(prečnik od 300 do 900 km).
Sve planete i većina drugih objekata kruže oko Sunca u istom smjeru kao i rotacija Sunca (u smjeru suprotnom od kazaljke na satu kada se gleda sa Sunčevog sjevernog pola). Merkur ima najveću ugaonu brzinu – uspeva da završi punu revoluciju oko Sunca za samo 88 zemaljskih dana. A za najudaljeniju planetu - Neptun - orbitalni period je 165 zemaljskih godina. Većina planeta rotira oko svoje ose u istom smjeru u kojem se okreću oko Sunca. Izuzetak su Venera i Uran, a Uran se rotira gotovo "ležeći na boku" (nagib ose je oko 90°).
Ranije se to pretpostavljalo granica Sunčevog sistema završava odmah nakon orbite Plutona. Međutim, 1992. godine otkrivena su nova nebeska tijela koja nesumnjivo pripadaju našem sistemu, jer su direktno pod gravitacijskim utjecajem Sunca.
Svaki nebeski objekt karakteriziraju koncepti kao što su godina i dan. Godina- ovo je vrijeme za koje se tijelo okreće oko Sunca pod uglom od 360 stepeni, odnosno pravi puni krug. A dan je period rotacije tela oko sopstvene ose. Najbliža planeta od Sunca, Merkur, kruži oko Sunca za 88 zemaljskih dana, a oko svoje ose za 59 dana. To znači da u jednoj godini na planeti prođe čak i manje od dva dana (na primjer, na Zemlji jedna godina uključuje 365 dana, odnosno toliko puta se Zemlja okrene oko svoje ose u jednom okretu oko Sunca). Dok na najudaljenijoj patuljastoj planeti od Sunca, Plutonu, dan traje 153,12 sati (6,38 zemaljskih dana). A period okretanja oko Sunca je 247,7 zemaljskih godina. Odnosno, samo će naši pra-pra-pra-pra-pra-praunuci vidjeti trenutak kada Pluton konačno prođe cijelim putem svojom orbitom.
galaktička godina. Pored svog kružnog kretanja u orbiti, Sunčev sistem vrši vertikalne oscilacije u odnosu na galaktičku ravan, prelazeći je svakih 30-35 miliona godina i završavajući na sjevernoj ili južnoj galaktičkoj hemisferi.
Uznemirujući faktor za planete Solarni sistem je njihov gravitacioni uticaj jedan na drugog. Ona neznatno mijenja orbitu u odnosu na onu po kojoj bi se svaka planeta kretala pod utjecajem samog Sunca. Pitanje je da li se ovi poremećaji mogu akumulirati sve dok planeta ne padne na Sunce ili se pomeri izvan njegovih granica Solarni sistem, ili su periodične prirode i orbitalni parametri će fluktuirati samo oko nekih prosječnih vrijednosti. Rezultati teorijskog i istraživačkog rada astronoma u proteklih 200 godina govore u prilog drugoj pretpostavci. O tome svjedoče i podaci iz geologije, paleontologije i drugih nauka o Zemlji: za 4,5 milijardi godina udaljenost naše planete od Sunca praktički se nije promijenila. I u budućnosti, niti pada na Sunce niti odlazi Solarni sistem, kao što je Zemlja, i druge planete nisu ugrožene.
Solarni sistem
Centralni objekat Sunčevog sistema je Sunce, zvezda glavnog niza spektralne klase G2V, žuti patuljak. Ogromna većina ukupne mase sistema je koncentrisana na Suncu (oko 99,866%), on svojom gravitacijom drži planete i druga tijela koja pripadaju Sunčevom sistemu. Četiri najveća objekta - plinoviti giganti - čine 99% preostale mase (s Jupiterom i Saturnom koji čine većinu - oko 90%).
Uporedne veličine tijela Sunčevog sistema
Najveći objekti u Sunčevom sistemu, posle Sunca, su planete
Sunčev sistem se sastoji od 8 planeta: Merkur, Venera, zemlja, mars, Jupiter, Saturn, Uran I Neptun(navedeno prema udaljenosti od Sunca). Orbite svih ovih planeta leže u istoj ravni, koja se naziva ravan ekliptike.
Relativni položaj planeta Sunčevog sistema
U periodu od 1930. do 2006. godine vjerovalo se da u Sunčevom sistemu postoji 9 planeta: na 8 navedenih, dodata je i planeta Pluton. Ali 2006. godine, na kongresu Međunarodne astronomske unije, usvojena je definicija planete. Prema ovoj definiciji, planeta je nebesko tijelo koje istovremeno ispunjava tri uslova:
· okreće se oko Sunca po eliptičnoj orbiti (tj. sateliti planeta nisu planete)
· ima dovoljnu gravitaciju da pruži oblik blizak sfernom (tj. većina asteroida nisu planete, koje, iako se okreću oko Sunca, nemaju sferni oblik)
· su gravitacione dominante u svojoj orbiti (tj., osim date planete, nema uporedivih nebeskih tijela u istoj orbiti).
Pluton, kao i određeni broj asteroida (Ceres, Vesta, itd.) ispunjavaju prva dva uslova, ali ne ispunjavaju treći uslov. Takvi objekti se klasifikuju kao patuljaste planete. Od 2014. godine postoji 5 patuljastih planeta u Sunčevom sistemu: Ceres, Pluton, Haumea, Makemake i Eris; možda će u budućnosti uključiti i Vestu, Sedna, Orcus i Quaoar. Sva ostala nebeska tijela Sunčevog sistema koja nisu zvijezde, planete i patuljaste planete nazivaju se malim tijelima Sunčevog sistema (planetarni sateliti, asteroidi, planete, objekti iz Kajperovog pojasa i Oortovi oblaci).
Udaljenosti unutar Sunčevog sistema se obično mjere u astronomske jedinice(A .e.). Astronomska jedinica je udaljenost od Zemlje do Sunca (ili, preciznije rečeno, velike poluose Zemljine orbite) jednaka 149,6 miliona km (približno 150 miliona km).
Hajde da ukratko govorimo o najznačajnijim objektima Sunčevog sistema (svaki od njih ćemo detaljnije proučiti sledeće godine).
Merkur –najbliža planeta Suncu (0,4 AJ od Sunca) i planeta sa najmanjom masom (0,055 Zemljinih masa). Jedna od najmanje proučavanih planeta, zbog činjenice da je Merkur zbog svoje blizine Suncu veoma teško posmatrati sa Zemlje. Reljef Merkura je sličan Mesečevom - sa velikim brojem udarnih kratera. Karakteristični detalji reljefa njegove površine, pored udarnih kratera, su brojne izbočine u obliku režnja koje se protežu stotinama kilometara. Objekti na površini Merkura obično se nazivaju po kulturnim i umjetničkim ličnostima.
Sa velikom vjerovatnoćom, Merkur je uvijek jednom stranom okrenut prema Suncu, kao što je Mjesec prema Zemlji. Postoji hipoteza da je Merkur nekada bio satelit Venere, kao što je Mesec blizu Zemlje, ali da ga je kasnije otkinula gravitaciona sila Sunca, ali za to nema potvrde.
Venera- druga planeta u Sunčevom sistemu na udaljenosti od Sunca. Po veličini i gravitaciji nije mnogo manji od Zemlje. Venera je uvijek prekrivena gustom atmosferom, kroz koju se njena površina ne vidi. Nema satelit. Karakteristična karakteristika ove planete je monstruozno visok atmosferski pritisak (100 Zemljinih atmosfera) i površinska temperatura koja dostiže 400-500 stepeni Celzijusa. Venera se smatra najtoplijim tijelom u Sunčevom sistemu, osim Sunca. Očigledno se tako visoka temperatura objašnjava ne toliko blizinom Suncu, koliko efektom staklene bašte - atmosfera, koja se sastoji uglavnom od ugljičnog dioksida, ne ispušta infracrveno (toplinsko) zračenje planete u svemir.
Na Zemljinom nebu, Venera je najsjajnije (posle Sunca i Meseca) nebesko telo. Na nebeskoj sferi može se udaljiti od Sunca za najviše 48 stepeni, pa se uveče uvek posmatra na zapadu, a ujutru na istoku, zbog čega Veneru često nazivaju „jutarnjom zvezdom“. .
zemlja- naša planeta, jedina sa atmosferom kiseonika, hidrosferom, i do sada jedina na kojoj je otkriven život. Zemlja ima jedan veliki satelit - Mjesec, koji se nalazi na udaljenosti od 380 hiljada km. oko Zemlje (27 Zemljinih prečnika), rotirajući oko Zemlje u periodu od mjesec dana. Mjesec ima masu 81 puta manju od mase Zemlje (što je najmanja razlika među svim satelitima planeta u Sunčevom sistemu, zbog čega se sistem Zemlja/Mjesec ponekad naziva dvostrukom planetom). Sila gravitacije na površini Mjeseca je 6 puta manja nego na Zemlji. Mjesec nema atmosferu.
mars- četvrta planeta Sunčevog sistema, koja se nalazi na udaljenosti od Sunca od 1,52 a .e. i po veličini znatno manji od Zemlje. Planeta je prekrivena slojem željeznih oksida, zbog čega njena površina ima izrazitu narandžasto-crvenu boju, vidljivu čak i sa Zemlje. Upravo zbog ove boje, koja podsjeća na boju krvi, planeta je dobila ime u čast starorimskog boga rata, Marsa.
Zanimljivo je da je dužina dana na Marsu (period njegove rotacije oko svoje ose) skoro jednaka onoj na Zemlji i iznosi 23,5 sata. Poput Zemlje, osa rotacije Marsa je nagnuta prema ravni ekliptike, tako da i tu dolazi do promjene godišnjih doba. Na polovima Marsa postoje "polarne kape", koje se, međutim, ne sastoje od vodenog leda, već od ugljičnog dioksida. Mars ima slabu atmosferu, koja se uglavnom sastoji od ugljičnog dioksida, čiji je pritisak otprilike 1% Zemljinog, što je, međutim, dovoljno za periodično ponavljajuće jake oluje prašine. Temperatura površine Marsa može da varira od plus 20 stepeni Celzijusa tokom letnjeg dana na ekvatoru. Postoji mnogo dokaza da je Mars nekada imao vodu (postoje isušena korita reka i jezera) i, moguće, atmosferu kiseonika i život ( dokazi za koje još nisu primljeni).
Mars ima dva satelita - Fobos i Deimos (ova imena u prijevodu s grčkog znače "Strah" i "Užas").
Ove četiri planete - Merkur, Venera, Zemlja i Mars - zajednički se nazivaju " zemaljske planete" Razlikuju se od divovskih planeta koji ih slijede, prvo, po relativno malim veličinama (Zemlja je najveća od njih), a drugo, po prisutnosti čvrste površine i čvrstog željeznog silikatnog jezgra.
Uporedne veličine zemaljskih planeta i patuljastih planeta
Uvriježeno je vjerovanje da Venera, Zemlja i Mars predstavljaju tri različite faze razvoj planeta ovog tipa. Venera je model Zemlje kakva je bila u svojim ranim fazama razvoja, a Mars je model Zemlje kakva bi jednog dana mogla postati milijardama godina od sada. Venera i Mars takođe predstavljaju, u odnosu na Zemlju, dva dijametralno suprotna slučaja formiranja klime: na Veneri glavni doprinos formiranju klime daju atmosferski tokovi, dok za Mars, sa svojom tankom atmosferom, glavnu ulogu igra slabo sunčevo zračenje. . Poređenje ove tri planete omogućit će, između ostalog, bolje poznavanje zakona formiranja klime i prognoze vremena na Zemlji.
Nakon što dođe Mars asteroidni pojas. Zanimljivo je prisjetiti se historije njegovog otkrića. Godine 1766. njemački astronom i matematičar Johann Titius izjavio je da je otkrio jednostavan obrazac u povećanju radijusa oko solarnih orbita planeta. Počeo je sa nizom 0, 3, 6, 12, ..., u kojem se svaki sljedeći član formira udvostručavanjem prethodnog (počevši od 3; to jest 3 ∙ 2n, gdje je n = 0, 1, 2, 3, ... ), a zatim dodao 4 svakom članu niza i podijelio rezultirajuće sume sa 10. Rezultat su bila vrlo tačna predviđanja (vidi tabelu), koja su potvrđena nakon što je Uran otkriven 1781.:
|
Planeta |
2 n - 1 |
Orbitalni radijus (a .e.), izračunato po formuli |
Realni orbitalni radijus |
|
|
Merkur |
0,39 |
|||
|
Venera |
0,72 |
|||
|
zemlja |
1,00 |
|||
|
mars |
1,52 |
|||
|
Jupiter |
5,20 |
|||
|
Saturn |
10,0 |
9,54 |
||
|
Uran |
19,6 |
19,22 |
Kao rezultat toga, ispostavilo se da bi između Marsa i Jupitera trebala postojati ranije nepoznata planeta koja se okreće oko Sunca u orbiti radijusa od 2,8 a. .e. Godine 1800. čak je stvorena grupa od 24 astronoma koji su vršili danonoćna dnevna posmatranja na nekoliko najmoćnijih teleskopa tog doba. Ali prvu malu planetu koja kruži između Marsa i Jupitera nisu otkrili oni, već talijanski astronom Giuseppe Piazzi (1746–1826), a to se nije dogodilo negdje, već na Novu godinu, 1. januara 1801., i ovo otkriće označio je početak X IX veka. Novogodišnji poklon je uklonjen sa Sunca na udaljenosti od 2,77 AJ. e. Međutim, u roku od samo nekoliko godina nakon Piazzijevog otkrića, otkriveno je još nekoliko malih planeta koje su tzv. asteroidi, a danas ih ima na hiljade.
Što se tiče Ticijeve vladavine (ili, kako se još naziva, “ Titius-Bodeovo pravilo"), zatim je naknadno potvrđeno za satelite Saturna, Jupitera i Urana, ali... nije potvrđeno za kasnije otkrivene planete - Neptun, Pluton, Eris, itd. Nije potvrđeno za egzoplanete(planete koje kruže oko drugih zvijezda). Šta je njegovo fizičko značenje ostaje nejasno. Jedno uvjerljivo objašnjenje za pravilo je sljedeće. Već u fazi formiranja Sunčevog sistema, kao rezultat gravitacijskih poremećaja uzrokovanih protoplanetima i njihove rezonancije sa Suncem (u ovom slučaju nastaju plimne sile, a energija rotacije se troši na plimno ubrzanje ili, bolje rečeno, usporavanje), a pravilna struktura je formirana od naizmjeničnih područja u kojima su mogle ili stabilne orbite ne bi mogle postojati prema pravilima orbitalnih rezonancija (odnosno, odnos radijusa orbita susjednih planeta jednak 1/2, 3/2, 5/2, 3/7, itd.). Međutim, neki astrofizičari smatraju da je ovo pravilo samo slučajnost.
Pojas asteroida prate 4 planete koje se nazivaju gigantske planete: Jupiter, Saturn, Uran i Neptun. Jupiter ima masu 318 puta veću od Zemlje i 2,5 puta masivniji od svih ostalih planeta zajedno. Sastoji se uglavnom od vodonika i helijuma. Visoka unutrašnja temperatura Jupitera uzrokuje mnoge polutrajne vrtložne strukture u njegovoj atmosferi, kao što su oblačne trake i Velika crvena mrlja.
Do kraja 2014. Jupiter ima 67 mjeseci. Četiri najveća - Ganimed, Kalisto, Io i Evropa - otkrio je Galileo Galilej 1610. godine i stoga se nazivaju Galilejac sateliti. Najbliži od njih je Jupiteru I o tome– ima najmoćniju vulkansku aktivnost od svih tijela u Sunčevom sistemu. najdalje - Evropa- naprotiv, prekriven je višekilometarskim slojem leda, ispod kojeg može biti okean sa tekućom vodom.Ganimed i Kalisto zauzimaju međustanje između njih. Ganimed, najveći mjesec u Sunčevom sistemu, veći je od Merkura. Uz pomoć zemaljskih teleskopa u narednih 350 godina otkriveno je još 10 Jupiterovih satelita, pa se od sredine dvadesetog stoljeća dugo vjerovalo da Jupiter ima samo 14 satelita. Preostala 53 satelita otkrivena su uz pomoć automatskih međuplanetarnih stanica koje su posjetile Jupiter.
Saturn- planeta pored Jupitera i poznata po svom sistemu prstenova (koji su ogroman broj malih satelita planete - pojas sličan asteroidnom pojasu oko Sunca). Jupiter, Uran i Neptun takođe imaju slične prstenove, ali samo Saturnovi prstenovi su vidljivi čak i sa slabim teleskopom ili dvogledom.
Iako je zapremina Saturna 60% zapremine Jupitera, njegova masa (95 Zemljinih masa) je manja od trećine Jupiterove; dakle, Saturn je planeta najmanje gustine u Sunčevom sistemu (njegova prosječna gustina je manja od gustine vode).
Do kraja 2014. Saturn ima 62 poznata mjeseca. Najveći od njih je Titan, veći od Merkura. Ovo je jedini satelit planete koji ima atmosferu (kao i vodene površine i kišu, iako ne od vode, već od ugljikovodika); i jedini satelit planete (ne računajući Mesec) na koji je izvršeno meko sletanje.
Prilikom proučavanja planeta oko drugih zvijezda, pokazalo se da Jupiter i Saturn pripadaju klasi planeta pod nazivom “ Jupiteri" Zajedničko im je da su to gasne kugle sa masom i zapreminom znatno većom od zemaljske, ali sa niskom prosečnom gustinom. Nemaju čvrstu površinu i sastoje se od plina čija se gustoća povećava kako se približava centru planete; možda se u njihovim dubinama vodik komprimira u metalno stanje.
Uporedne veličine džinovskih planeta sa zemaljskim i patuljastim planetama
Sljedeće dvije džinovske planete - Uran i Neptun - pripadaju klasi planeta pod nazivom " Neptunes" Po veličini, masi i gustoći, oni zauzimaju srednju poziciju između "Jupitera" i zemaljskih planeta. Ostaje pitanje da li imaju čvrstu površinu (najvjerovatnije od vodenog leda) ili su plinovite kugle poput Jupitera i Saturna.
UranSa masom 14 puta većom od Zemlje, najlakša je od vanjskih planeta. Ono što ga čini jedinstvenim među ostalim planetama je to što se rotira "ležeći na boku": nagib njegove ose rotacije prema ravni ekliptike je približno 98°. Ako se druge planete mogu uporediti sa rotirajućim vrhovima, onda je Uran više kao lopta koja se kotrlja. Ima mnogo hladnije jezgro od drugih plinskih divova i zrači vrlo malo topline u svemir. Od 2014. Uran ima 27 poznatih satelita; najveći su Titania, Oberon, Umbriel, Ariel i Miranda (nazvani po likovima iz Shakespeareovih djela).
Uporedne veličine Zemlje i najvećih satelita planeta
Neptun, iako je nešto manji od Urana, masivniji je (17 zemaljskih masa) i stoga gušći. Emituje više unutrašnje toplote, ali ne toliko kao Jupiter ili Saturn. Neptun ima 14 poznatih mjeseci. Dva najveća su Triton I Nereid, otkriven pomoću zemaljskih teleskopa. Triton je geološki aktivan, sa gejzirima tekućeg dušika. Preostale mjesece otkrila je svemirska letjelica Voyager 2, koja je proletjela pored Neptuna 1989. godine.
Pluton- patuljasta planeta otkrivena 1930. godine i do 2006. godine smatrana je punopravnom planetom. Plutonova orbita se oštro razlikuje od drugih planeta, prvo po tome što ne leži u ravni ekliptike, već je nagnuta prema njoj za 17 stepeni, i, drugo, ako su orbite drugih planeta blizu kružne, onda je Pluton može se naizmjenično približavati Suncu je na udaljenosti od 29,6 a. e., budući da je bliže Neptunu, udaljava se za 49,3 a. e.
Pluton ima slabu atmosferu, koja zimi pada na njegovu površinu u obliku snijega, a ljeti ponovo obavija planetu.
Godine 1978. otkriven je satelit u blizini Plutona, tzv Charon. Pošto je centar mase sistema Pluton-Haron izvan njihovih površina, oni se mogu smatrati dvostrukim planetarnim sistemom. Četiri manja mjeseca — Niks, Hidra, Kerberos i Stiks — kruže oko Plutona i Harona.
Sa Plutonom se ponovila situacija koja se dogodila 1801. godine sa Cererom, koja se u početku smatrala zasebnom planetom, ali se potom ispostavilo da je samo jedan od objekata u asteroidnom pojasu. Na isti način, ispostavilo se da je Pluton samo jedan od objekata "drugog asteroidnog pojasa", nazvanog " Kuiperov pojas" Samo u slučaju Plutona period neizvjesnosti se protezao na nekoliko decenija, tokom kojih je ostalo otvoreno pitanje da li postoji deseta planeta Sunčevog sistema. I to samo na skretanju XX i XXI stoljeća, pokazalo se da postoji mnogo „desetih planeta“, a Pluton je jedan od njih.
Crtani film "Izbacivanje Plutona sa liste planeta"
Pojas Kuiper prostire se između 30 i 55 a. e. od sunca. Sastoji se prvenstveno od malih tijela Sunčevog sistema, ali mnogi od njegovih najvećih objekata, kao što su Quaoar, Varuna i Orcus, mogu biti reklasificiran u patuljaste planete nakon pojašnjenja njihovih parametara. Procjenjuje se da više od 100.000 objekata Kuiperovog pojasa ima prečnik veći od 50 km, ali ukupna masa pojasa je samo jedna desetina ili čak stoti dio mase Zemlje. Mnogi objekti u pojasu imaju više satelita, a većina objekata ima orbite izvan ravnine ekliptike.
Pored Plutona, među objektima Kuiperovog pojasa, status patuljaste planete je Haumea(manji od Plutona, ima jako izduženi oblik i period rotacije oko svoje ose od oko 4 sata; dva satelita i još najmanje osam trans-neptunski predmeti su dio porodice Haumea; orbita ima veliki nagib prema ravni ekliptike - 28°); Makemake(drugi po prividnom sjaju u Kuiperovom pojasu nakon Plutona; ima prečnik od 50 do 75% Plutonovog prečnika, orbita je nagnuta za 29°) i Eris(poluprečnik orbite je u prosjeku 68 AJ, prečnik je oko 2400 km, odnosno 5% veći od Plutona, i upravo je njegovo otkriće izazvalo kontroverzu o tome kako se tačno treba zvati planetom). Eris ima jedan satelit - Dysnomia. Kao i Pluton, njegova orbita je izuzetno izdužena, sa perihelom od 38,2 AJ. e. (približna udaljenost Plutona od Sunca) i afelija 97,6 a. e.; a orbita je snažno (44,177°) nagnuta prema ravni ekliptike.
Uporedne veličine predmeta Kuiperovog pojasa
Specifično trans-neptunski objekat je Sedna, koji ima veoma izduženu orbitu - od približno 76 AJ. e. u perihelu do 975. godine. Odnosno, u afelu i sa orbitalnim periodom od preko 12 hiljada godina.
Druga klasa malih tijela u Sunčevom sistemu je komete, koji se uglavnom sastoji od isparljivih tvari (ledova). Njihove orbite su veoma ekscentrične, obično sa perihelom unutar orbita unutrašnjih planeta i afelom daleko iza Plutona. Kako kometa ulazi u unutrašnji Sunčev sistem i približava se Suncu, njena ledena površina počinje da isparava i jonizuje, stvarajući komu, dugi oblak gasa i prašine koji se često može videti sa Zemlje golim okom. Najpoznatija je Halejeva kometa, koja se vraća na Sunce svakih 75-76 godina (poslednji put 1986. godine). Većina kometa ima period rotacije od nekoliko hiljada godina.
Izvor kometa je Oort oblak. Ovo je sferni oblak ledenih objekata (do triliona). Procijenjena udaljenost do vanjskih granica Oortovog oblaka od Sunca je od 50.000 AJ. e. (otprilike 1 svjetlosna godina) do 100.000 a. e. (1,87 svjetlosnih godina).
Pitanje gdje tačno završava Sunčev sistem i počinje međuzvjezdani prostor je kontroverzno. Dva faktora se smatraju ključnim za njihovo određivanje: solarni vjetar i solarna gravitacija. Vanjska granica solarnog vjetra je heliopauza, iza njega se miješaju solarni vjetar i međuzvjezdana materija, međusobno se rastvarajući. Heliopauza je oko četiri puta dalje od Plutona i smatra se početkom međuzvjezdanog medija.
Pitanja i zadaci:
1. navedite planete Sunčevog sistema. Navedite glavne karakteristike svakog od njih
2. šta je centralni objekat Sunčevog sistema?
3. Kako se mjere udaljenosti unutar Sunčevog sistema? Čemu je jednaka 1 astronomska jedinica?
4. Koja je razlika između zemaljskih planeta, džinovskih planeta, patuljastih planeta i malih tijela Sunčevog sistema?
5. Kako se klase planeta koje se zovu "Zemlje", "Jupiteri" i "Neptuni" razlikuju jedna od druge?
6. imenovati glavne objekte asteroidnog i Kuiperovog pojasa. Koje od njih spadaju u patuljaste planete?
7. Zašto je Pluton prestao da se smatra planetom 2006. godine?
8. Neki sateliti Jupitera i Saturna veći su od planete Merkur. Zašto se onda ovi sateliti ne smatraju planetama?
9. gdje završava solarni sistem?
Sunčev sistem je sistem zvezda-planet. U našoj galaksiji postoji oko 200 milijardi zvijezda, među kojima stručnjaci vjeruju da neke zvijezde imaju planete. Sunčev sistem uključuje centralno tijelo, Sunce i devet planeta sa svojim satelitima (poznato je više od 60 satelita). Prečnik Sunčevog sistema je više od 11,7 milijardi km.
Početkom 21. veka. U Sunčevom sistemu otkriven je objekat koji su astronomi nazvali Sedna (ime eskimske boginje okeana).
na). Sedna ima prečnik od 2000 km. Jedna revolucija oko Sunca je
10.500 zemaljskih godina.
Neki astronomi ovaj objekat nazivaju planetom u Sunčevom sistemu. Drugi astronomi planetama nazivaju samo one svemirske objekte koji imaju centralno jezgro s relativno visokom temperaturom. Na primjer, temperatura
u centru Jupitera, prema proračunima, dostiže 20.000 K. Od danas
Sedna se nalazi na udaljenosti od oko 13 milijardi km od centra Sunčevog sistema,
tada su informacije o ovom objektu prilično oskudne. Na najdaljoj tački orbite, udaljenost od Sedne do Sunca dostiže ogromnu vrijednost - 130 milijardi km.
Naš zvjezdani sistem uključuje dva pojasa malih planeta (asteroida). Prvi se nalazi između Marsa i Jupitera (sadrži više od milion asteroida), drugi je izvan orbite planete Neptun. Neki asteroidi imaju prečnik veći od 1000 km. Vanjske granice Sunčevog sistema su okružene tzv Oort oblak, nazvan po holandskom astronomu koji je pretpostavio postojanje ovog oblaka u prošlom veku. Astronomi vjeruju da se rub ovog oblaka najbližeg Sunčevom sistemu sastoji od ledenih ploha vode i metana (jezgra kometa), koje se, poput najmanjih planeta, pod utjecajem njegove gravitacije okreću oko Sunca na udaljenosti od preko 12 milijardi km. Broj takvih minijaturnih planeta je u milijardama.
Hipoteza o solarnoj satelitskoj zvijezdi Nemesis se često nalazi u literaturi. (Nemesis u grčkoj mitologiji je boginja koja kažnjava kršenje morala i zakona). Neki astronomi tvrde da je Nemesis udaljen 25 triliona km od Sunca u njegovoj najdaljoj tački u svojoj orbiti oko Sunca, i 5 triliona km u najbližoj tački Suncu. Ovi astronomi vjeruju da prolazak Nemesisa kroz Oortov oblak uzrokuje katastrofe
u Sunčev sistem, pošto nebeska tela iz ovog oblaka ulaze u Sunčev sistem. Od davnina, astronomi su bili zainteresirani za ostatke tijela vanzemaljskog porijekla, meteorita. Svakog dana, prema istraživačima, oko 500 vanzemaljskih tijela padne na Zemlju. Godine 1947. pao je meteorit po imenu Sikhote-Alin (jugoistočni dio Primorskog teritorija), težak 70 tona, sa formiranjem 100 kratera na mjestu udara i puno krhotina koje su bile razbacane po površini od 3 km2. Svi njeni fragmenti su sakupljeni. Više od 50% pada
meteoriti - kameni meteoriti, 4% - željezo i 5% - željezo-kamen.
Među kamenim se razlikuju hondriti (od odgovarajuće grčke riječi - lopta, zrno) i ahondriti. Interesovanje za meteorite povezano je sa proučavanjem nastanka Sunčevog sistema i nastanka života na Zemlji.
Naš solarni sistem napravi punu revoluciju oko centra Galaksije brzinom od 240 km/s za 230 miliona godina. To se zove galaktička godina. Osim toga, Sunčev sistem se kreće zajedno sa svim objektima naše Galaksije
brzinom od približno 600 km/s oko nekog zajedničkog gravitacionog centra galaktičkog jata. To znači da je brzina Zemlje u odnosu na centar naše galaksije nekoliko puta veća od njene brzine u odnosu na Sunce. Osim toga, Sunce rotira oko svoje ose
brzinom od 2 km/s. Po svom hemijskom sastavu, Sunce se sastoji od vodonika (90%), helijuma (7%) i teških hemijskih elemenata (2-3%). Ovdje su date približne brojke. Masa atoma helija je skoro 4 puta veća od mase atoma vodika.
Sunce je zvezda spektralne klase G, nalazi se na glavnom nizu zvijezda na Hertzsprung-Russell dijagramu. Masa Sunca (2·
1030 kg) čini skoro 98,97% ukupne mase Sunčevog sistema; sve ostale formacije u ovom sistemu (planete, itd.) čine samo
2% ukupne mase Sunčevog sistema. U ukupnoj masi svih planeta, glavni udio je masa dva džinovska planeta, Jupitera i Saturna, oko 412,45 Zemljinih masa, ostatak čini samo 34 Zemljine mase. Zemljina masa
6 1024 kg, 98% ugaonog momenta u Sunčevom sistemu
pripada planetama, a ne Suncu. Sunce je prirodni termonuklearni plazma reaktor koji je stvorila priroda, u obliku lopte prosječne gustine 1,41 kg/m3. To znači da je prosječna gustina na Suncu nešto veća od gustine obične vode na našoj Zemlji. Osvetljenost Sunca ( L) je približno 3,86 1033 erg/s. Radijus Sunca je oko 700 hiljada km. Dakle, dva radijusa Sunca (prečnik) su 109 puta veća od Zemljinih. Ubrzanje slobodnog pada na Suncu je 274 m/s2, na Zemlji - 9,8 m/s2. To znači da je druga izlazna brzina za savladavanje gravitacijske sile Sunca 700 km/s, za Zemlju - 11,2 km/s.
Plazma je fizičko stanje kada jezgra atoma odvojeno koegzistiraju s elektronima. U slojevitoj plinskoj plazmi
formiranja pod uticajem gravitacije postoje značajne
odstupanja od prosječnih vrijednosti temperature, pritiska itd. u svakom sloju
Termonuklearne reakcije se dešavaju unutar Sunca u sfernom području poluprečnika 230 hiljada km. U centru ovog regiona temperatura je oko 20 miliona K. Opada prema granicama ove zone na 10 miliona K. Sledeće sferno područje sa proširenjem
280 hiljada km ima temperaturu od 5 miliona K. U ovoj oblasti se ne dešavaju termonuklearne reakcije, jer je granična temperatura za njih 10 miliona K. Ova oblast se naziva oblast radijacionog prenosa energije koja dolazi iz unutrašnjosti prethodnog regiona.
Ovo područje slijedi područje konvekcija(lat. konvekcija- dostava,
transfer). U oblasti konvekcije, temperatura dostiže 2 miliona K.
Konvekcija je fizički proces prijenosa energije u obliku topline putem određenog medija. Fizička i hemijska svojstva konvektivnog medija mogu biti različita: tečnost, gas, itd. Svojstva ovog medija određuju brzinu procesa prenosa energije u obliku toplote do sledećeg područja Sunca. Konvektivna oblast ili zona na Suncu se proteže otprilike
150-200 hiljada km.
Brzina kretanja u konvektivnom mediju uporediva je sa brzinom zvuka (300
gospođa). Veličina ove brzine igra veliku ulogu u uklanjanju toplote iz unutrašnjosti Sunca
u njegove naredne oblasti (zone) i u prostor.
Sunce ne eksplodira zbog činjenice da je brzina sagorijevanja nuklearnog goriva unutar Sunca primjetno niža od brzine odvođenja topline u konvektivnoj zoni, čak i kod vrlo oštrih oslobađanja energije i mase. Konvektivna zona je, zbog svojih fizičkih svojstava, ispred mogućnosti eksplozije: konvektivna zona se širi nekoliko minuta prije moguće eksplozije i time prenosi višak energije-mase na sljedeći sloj, područje Sunca. U jezgru do konvektivnih zona Sunca, gustina mase se postiže velikom količinom lakih elemenata (vodonik i helijum). U konvektivnoj zoni dolazi do procesa rekombinacije (formiranja) atoma, čime se povećava molekulska masa plina u konvektivnoj zoni. Rekombinacija(lat. recombinare- connect) dolazi iz rashladne plazme tvari koja osigurava termonuklearne reakcije unutar Sunca. Pritisak u centru Sunca je 100 g/cm3.
Na površini Sunca temperatura dostiže približno 6000 K. Dakle
Dakle, temperatura iz konvektivne zone pada na 1 milion K i dostiže 6000 K
na nivou punog radijusa Sunca.
Svetlost je elektromagnetski talas različitih dužina. Područje Sunca u kojem nastaje svjetlost naziva se fotosfera(grčke fotografije - svjetlo). Područje iznad fotosfere naziva se hromosfera (od grčkog - boja). Fotosfera zauzima
200-300 km (0,001 solarni radijus). Gustina fotosfere je 10-9-10-6 g/cm3, temperatura fotosfere opada od njenog donjeg sloja naviše na 4,5 hiljada K. U fotosferi se pojavljuju Sunčeve pjege i fakule. Smanjenje temperature u fotosferi, odnosno u donjem sloju Sunčeve atmosfere, prilično je tipičan fenomen. Sljedeći sloj je hromosfera, njegova dužina je 7-8 hiljada km. IN
u ovom sloju temperatura počinje da raste do 300 hiljada K. Sledeći atmosferski
sloj - solarna korona - temperatura u njemu već dostiže 1,5-2 miliona K. Solarna korona se proteže na nekoliko desetina solarnih radijusa, a zatim se raspršuje u međuplanetarnom prostoru. Efekat povećanja temperature u solarnoj koroni Sunca povezan je sa takvim fenomenom kao što je
"sunčani vetar". To je plin koji formira solarnu koronu, koja se sastoji uglavnom od protona i elektrona, čija se brzina povećava, prema jednoj tački gledišta, takozvanim valovima svjetlosne aktivnosti iz zone konvekcije, zagrijavajući koronu. Svake sekunde Sunce gubi 1/100 svoje mase, odnosno otprilike 4 miliona τ u sekundi. „Rastanak“ Sunca sa njegovom energetskom masom manifestuje se u obliku toplote, elektromagnetnog zračenja i solarnog vetra. Što je dalje od Sunca, to je manja druga brzina bijega koja je potrebna česticama koje formiraju "solarni vjetar" da pobjegnu iz gravitacionog polja Sunca. Na udaljenosti Zemljine orbite (150 miliona km), brzina čestica sunčevog vjetra dostiže 400 m/s. Među brojnim problemima istraživanja Sunca, važno mjesto zauzima problem solarne aktivnosti, koji je povezan sa nizom pojava kao što su sunčeve pjege, aktivnost sunčevog magnetnog polja i sunčevo zračenje. Sunčeve pjege se formiraju u fotosferi. Prosječan godišnji broj sunčevih pjega mjeri se u periodu od 11 godina. U svojoj dužini mogu doseći prečnik do 200 hiljada km. Temperatura sunčevih pjega je 1-2 hiljade K niža od temperature fotosfere u kojoj se formiraju, odnosno 4500 K i niže. Zato izgledaju tamno. Izgled
Sunčeve pjege su povezane s promjenama u solarnom magnetnom polju. IN
U sunčevim pjegama, jačina magnetnog polja je mnogo veća nego u drugim područjima fotosfere.
Dvije tačke gledišta u objašnjavanju magnetnog polja Sunca:
1. Magnetno polje Sunca je nastalo tokom formiranja Sunca. Budući da magnetsko polje reguliše proces oslobađanja energije i mase Sunca u okolinu, onda, prema ovom stavu, 11-godišnji ciklus pojavljivanja sunčevih pjega nije obrazac. Godine 1890., direktor opservatorije Greenwich (osnovane 1675. na periferiji Londona) E. Mauder zabilježio je da s
Od 1645. do 1715. ne spominju se 11-godišnji ciklusi. Greenwich meridijan -
Ovo je početni meridijan od kojeg se mjere geografske dužine na Zemlji.
2. Druga tačka gledišta predstavlja Sunce kao svojevrsni dinamo u kojem električno nabijene čestice koje ulaze u plazmu stvaraju snažno magnetsko polje koje se naglo povećava u ciklusima od 11 godina. Postoji hipoteza
o posebnim kosmičkim uslovima u kojima se nalaze Sunce i Sunčev sistem. Riječ je o tzv korotacijski krug (engleski) korotation- rotacija zgloba). U korotacionom krugu, na određenom radijusu, prema nekim istraživanjima, dolazi do sinhrone rotacije spiralnih krakova i same Galaksije, što stvara posebne fizičke uslove za kretanje struktura uključenih u ovaj krug, u kojem se nalazi Sunčev sistem.
U modernoj nauci razvija se gledište o bliskoj povezanosti procesa
koji se dešavaju na Suncu, sa ljudskim životom na Zemlji. Naš sunarodnik A.
L. Čiževski (1897-1964) jedan je od osnivača heliobiologije, koja proučava uticaj sunčeve energije na razvoj živih organizama i čoveka. Na primjer, istraživači su skrenuli pažnju na vremenske podudarnosti velikih događaja u ljudskom društvenom životu s periodima bljeskova sunčeve aktivnosti. U prošlom veku maksimalna sunčeva aktivnost se dogodila tokom
1905-1907, 1917, 1928, 1938, 1947, 1968, 1979 i 1990-1991
Postanak Sunčevog sistema. Nastanak Sunčevog sistema iz oblaka gasa i prašine međuzvjezdanog medija (ISM) je najpriznatiji koncept. Izraženo je mišljenje da je masa početnog materijala za obrazovanje
Oblak Sunčevog sistema bio je jednak 10 solarnih masa. U ovom oblaku
njegov hemijski sastav je bio odlučujući (oko 70% je bio vodonik, oko 30%
Helijum i 1-2% - teški hemijski elementi). Pribl.
Prije otprilike 5 milijardi godina, iz ovog oblaka nastala je gusta kondenzacija,
imenovani protosolar disk. Vjeruje se da je eksplozija supernove u našoj galaksiji dala ovom oblaku dinamičan impuls rotacije i fragmentacije: protostar I protoplanetarni disk. Prema ovom konceptu, obrazovni proces protosun a protoplanetarni disk se dogodio brzo, u roku od 1 milion godina, što je dovelo do koncentracije sve energije - mase budućeg zvezdanog sistema u njegovom centralnom telu, i ugaonog momenta - u protoplanetarnom disku, u budućim planetama. Vjeruje se da je evolucija protoplanetarnog diska trajala više od milion godina. Došlo je do sljepljivanja čestica u središnjoj ravnini ovog diska, što je kasnije dovelo do stvaranja koncentracija čestica, prvo malih, a zatim većih tijela, koje geolozi nazivaju planete-zemlje. Od njih se vjeruje da su formirane buduće planete. Ovaj koncept je zasnovan na rezultatima kompjuterskih modela. Postoje i drugi koncepti. Na primjer, jedan od njih kaže da je rođenje Sunčeve zvijezde trajalo 100 miliona godina, kada se u proto-Suncu dogodila reakcija termonuklearne fuzije. Prema ovom konceptu, planete Sunčevog sistema, posebno zemaljska grupa, nastale su tokom istih 100 miliona godina, iz mase preostale nakon formiranja Sunca. Dio ove mase zadržalo je Sunce, drugi je rastvoren u međuzvjezdanom prostoru.
U januaru 2004 bila je poruka u stranim publikacijama o otkriću u sazviježđu Škorpije zvijezde, po veličini, sjaju i masi sličan Suncu. Astronome trenutno zanima pitanje: ima li ova zvijezda planete?
Postoji nekoliko misterija u proučavanju Sunčevog sistema.
1. Harmonija u kretanju planeta. Sve planete u Sunčevom sistemu kruže oko Sunca po eliptičnim orbitama. Kretanje svih planeta Sunčevog sistema odvija se u istoj ravni, čiji se centar nalazi u središnjem dijelu ekvatorijalne ravni Sunca. Ravan koju formiraju putanje planeta naziva se ravan ekliptike.
2. Sve planete i Sunce rotiraju oko svoje ose. Osi rotacije Sunca i planeta, sa izuzetkom planete Urana, usmjerene su, grubo rečeno, okomito na ravan ekliptike. Uranova osa je usmjerena gotovo paralelno s ravninom ekliptike, odnosno rotira ležeći na boku. Još jedna njegova karakteristika je da se rotira oko svoje ose u drugom smjeru, npr
i Venera, za razliku od Sunca i drugih planeta. Sve ostale planete i
Sunce rotira suprotno od smjera kazaljke na satu. Uran ima 15
sateliti.
3. Između orbita Marsa i Jupitera nalazi se pojas malih planeta. Ovo je takozvani pojas asteroida. Male planete imaju prečnik od 1 do 1000 km. Njihova ukupna masa je manja od 1/700 mase Zemlje.
4. Sve planete su podijeljene u dvije grupe (zemaljske i nezemaljske). Prvo- ovo su planete visoke gustine; teški hemijski elementi zauzimaju glavno mjesto u njihovom hemijskom sastavu. Male su veličine i polako se rotiraju oko svoje ose. Ova grupa uključuje Merkur, Veneru, Zemlju i Mars. Trenutno se sugerira da je Venera prošlost Zemlje, a Mars njena budućnost.
Co. druga grupa uključuju: Jupiter, Saturn, Uran, Neptun i Pluton. Sastoje se od lakih hemijskih elemenata, brzo se rotiraju oko svoje ose, sporo kruže oko Sunca i primaju manje energije zračenja od Sunca. U nastavku (u tabeli) su dati podaci o prosječnoj površinskoj temperaturi planeta na Celzijusovoj skali, dužini dana i noći, dužini godine, prečniku planeta Sunčevog sistema i masi planete u odnosu na masu
Zemlja (uzeta kao 1).
Udaljenost između orbita planeta se približno udvostručuje tokom tranzicije
od svakog od njih do drugog. To su još 1772. godine zabilježili astronomi
I. Titius i I. Bode, otuda i ime "Titius-Bode pravilo" posmatrano u rasporedu planeta. Ako uzmemo udaljenost Zemlje do Sunca (150 miliona km) kao jednu astronomsku jedinicu, dobijamo sljedeći raspored planeta od Sunca prema ovom pravilu:
Merkur - 0,4 a. e. Venera - 0,7 a. e. Zemlja - 1 a. e. Mars - 1,6 a. e. Asteroidi - 2,8 a. e. Jupiter - 5,2 a. e. Saturn - 10.0 a. e. Uranijum - 19,6 a. e. Neptun - 38,8 a. e. Pluton - 77,2 a. e.
Table. Podaci o planetama Sunčevog sistema
Kada se razmatraju prave udaljenosti planeta do Sunca, ispada da
Pluton je u nekim periodima bliži Suncu nego Neptun, i,
stoga mijenja svoj serijski broj prema Titius-Bodeovom pravilu.
Misterija planete Venere. U drevnim astronomskim izvorima koji datiraju iz
3,5 hiljada godina (kineska, vavilonska, indijska) nema pomena o Veneri. Američki naučnik I. Velikovsky u knjizi „Sudarajući svetovi“, koja se pojavila 50-ih godina. XX veka, pretpostavio je da je planeta Venera zauzela svoje mesto tek nedavno, tokom formiranja drevnih civilizacija. Otprilike jednom u 52 godine, Venera se približi Zemlji, na udaljenosti od 39 miliona km. U periodu velikog protivljenja, svakih 175 godina, kada se sve planete poredaju jedna za drugom u istom pravcu, Mars se približava Zemlji na udaljenosti od 55 miliona km.
Astronomi koriste sideralno vrijeme za promatranje položaja zvijezda i drugih nebeskih objekata kako se pojavljuju V noćno nebo u jedan i
Isto zvezdano vreme. Sunčano vrijeme- mjereno vrijeme
u odnosu na Sunce. Kada je Zemlja de. laje punu revoluciju oko svoje ose
u odnosu na Sunce, prođe jedan dan. Ako se Zemljina revolucija posmatra u odnosu na zvijezde, tada će se Zemlja tokom ove revolucije kretati u svojoj orbiti za 1/365 puta oko Sunca, odnosno za 3 minute 56 sekundi. Ovo vrijeme se naziva sideralno (lat. siederis- zvijezda).
1. Razvoj moderne astronomije neprestano proširuje znanje o strukturi i objektima Univerzuma koji su dostupni za istraživanje. Ovo objašnjava razliku u podacima o broju zvijezda, galaksija i drugih objekata koji se navode u literaturi.
2. Otkriveno je nekoliko desetina planeta koje se nalaze u našoj galaksiji i izvan nje.
3. Otkriće Sedne kao 10. planete u Sunčevom sistemu značajno mijenja naše razumijevanje veličine Sunčevog sistema i njegove interakcije sa
drugi objekti u našoj galaksiji.
4. Uopšteno govoreći, treba reći da je tek u drugoj polovini prošlog veka astronomija počela da proučava najudaljenije objekte Univerzuma na osnovu savremenijih sredstava
zapažanja i istraživanja.
5. Moderna astronomija je zainteresovana za objašnjenje uočenog efekta kretanja (drifta) značajnih masa materije velikom brzinom u odnosu na
reliktno zračenje. Govorimo o tzv. Velikom
zid. Ovo je džinovsko jato galaksija koje se nalazi na udaljenosti od 500 miliona svjetlosnih godina od naše Galaksije. Prilično popularna prezentacija pristupa objašnjavanju ovog efekta objavljena je u člancima u časopisu “In the World of Science”1. 6. Nažalost, vojni interesi brojnih zemalja ponovo se pojavljuju u istraživanju svemira.
Na primjer, američki svemirski program.
PITANJA ZA SAMOPIS I SEMINARE
1. Oblici galaksija.
2. Od kojih faktora zavisi sudbina zvezde?
3. Koncepti formiranja Sunčevog sistema.
4. Supernove i njihova uloga u formiranju hemijskog sastava međuzvjezdanog medija.
5. Razlika između planete i zvijezde.
Univerzum (svemir)- ovo je čitav svijet oko nas, neograničen u vremenu i prostoru i beskonačno raznolik u oblicima koje vječno pokretna materija poprima. Bezgraničnost Univerzuma može se delimično zamisliti u vedroj noći sa milijardama različitih veličina svetlećih treperavih tačaka na nebu, koje predstavljaju udaljene svetove. Zraci svjetlosti brzinom od 300.000 km/s iz najudaljenijih dijelova Univerzuma stižu do Zemlje za oko 10 milijardi godina.
Prema naučnicima, Univerzum je nastao kao rezultat "Velikog praska" prije 17 milijardi godina.
Sastoji se od klastera zvijezda, planeta, kosmičke prašine i drugih kosmičkih tijela. Ova tijela formiraju sisteme: planete sa satelitima (na primjer, Sunčev sistem), galaksije, metagalaksije (jata galaksija).
Galaxy(kasno grč galaktikos- mlečno, mlečno, od grčkog gala- mlijeko) je ogroman zvjezdani sistem koji se sastoji od mnogih zvijezda, zvjezdanih jata i asocijacija, maglina plina i prašine, kao i pojedinačnih atoma i čestica rasutih u međuzvjezdanom prostoru.
U svemiru postoji mnogo galaksija različitih veličina i oblika.
Sve zvijezde vidljive sa Zemlje su dio galaksije Mliječni put. Ime je dobio zbog činjenice da se većina zvijezda može vidjeti u vedroj noći u obliku Mliječnog puta - bjelkaste, mutne pruge.
Ukupno, galaksija Mliječni put sadrži oko 100 milijardi zvijezda.
Naša galaksija je u stalnoj rotaciji. Brzina njegovog kretanja u svemiru je 1,5 miliona km/h. Ako našu galaksiju pogledate sa njenog sjevernog pola, rotacija se događa u smjeru kazaljke na satu. Sunce i njemu najbliže zvijezde završe revoluciju oko centra galaksije svakih 200 miliona godina. Ovaj period se smatra galaktička godina.
Po veličini i obliku slična galaksiji Mliječni put je galaksija Andromeda, ili maglina Andromeda, koja se nalazi na udaljenosti od približno 2 miliona svjetlosnih godina od naše galaksije. Svjetlosna godina— udaljenost koju svjetlost prijeđe za godinu dana, približno jednaka 10 13 km (brzina svjetlosti je 300 000 km/s).
Za vizualizaciju proučavanja kretanja i položaja zvijezda, planeta i drugih nebeskih tijela, koristi se koncept nebeske sfere.
Rice. 1. Glavne linije nebeske sfere
Nebeska sfera je zamišljena sfera proizvoljno velikog radijusa, u čijem središtu se nalazi posmatrač. Zvijezde, Sunce, Mjesec i planete se projektuju na nebesku sferu.
Najvažnije linije na nebeskoj sferi su: visak, zenit, nadir, nebeski ekvator, ekliptika, nebeski meridijan itd. (Sl. 1).
Plumb line- prava linija koja prolazi kroz centar nebeske sfere i poklapa se sa smjerom viska na mjestu posmatranja. Za posmatrača na površini Zemlje, visak prolazi kroz centar Zemlje i tačku posmatranja.
Visak siječe površinu nebeske sfere u dvije tačke - zenit, iznad glave posmatrača, i nadire - dijametralno suprotna tačka.
Veliki krug nebeske sfere, čija je ravan okomita na liniju viska, naziva se matematički horizont. Ona dijeli površinu nebeske sfere na dvije polovine: vidljivu posmatraču, sa vrhom u zenitu, i nevidljivu, sa vrhom u nadiru.
Prečnik oko kojeg rotira nebeska sfera je axis mundi. Seče se sa površinom nebeske sfere u dve tačke - severni pol sveta I južnog pola svijeta. Sjeverni pol je onaj s kojeg se nebeska sfera okreće u smjeru kazaljke na satu kada se sfera gleda izvana.
Veliki krug nebeske sfere, čija je ravan okomita na svjetsku os, naziva se nebeski ekvator. Ona dijeli površinu nebeske sfere na dvije hemisfere: sjeverno, sa svojim vrhom na sjevernom nebeskom polu, i južni, sa svojim vrhom na južnom nebeskom polu.
Veliki krug nebeske sfere, čija ravan prolazi kroz visak i os svijeta, je nebeski meridijan. Ona dijeli površinu nebeske sfere na dvije hemisfere - istočno I western.
Linija preseka ravnine nebeskog meridijana i ravni matematičkog horizonta - podnevna linija.
Ecliptic(iz grčkog ekieipsis- pomračenje) je veliki krug nebeske sfere duž kojeg se odvija vidljivo godišnje kretanje Sunca, tačnije njegovog centra.
Ravan ekliptike je nagnuta prema ravni nebeskog ekvatora pod uglom od 23°26"21".
Kako bi lakše zapamtili lokaciju zvijezda na nebu, ljudi su u davna vremena došli na ideju da spoje najsjajnije od njih u sazvežđa.
Trenutno je poznato 88 sazvežđa koja nose imena mitskih likova (Herkul, Pegaz, itd.), horoskopskih znakova (Bik, Ribe, Rak, itd.), objekata (Vaga, Lira, itd.) (Sl. 2) .
Rice. 2. Ljetno-jesen sazviježđa
Poreklo galaksija. Sunčev sistem i njegove pojedinačne planete i dalje ostaju nerazjašnjena misterija prirode. Postoji nekoliko hipoteza. Trenutno se vjeruje da je naša galaksija nastala od oblaka plina koji se sastoji od vodonika. U početnoj fazi evolucije galaksije prve zvijezde su nastale iz međuzvjezdanog plina i prašine, a prije 4,6 milijardi godina, Sunčev sistem.
Sastav Sunčevog sistema
Nastaje skup nebeskih tijela koja se kreću oko Sunca kao centralno tijelo Solarni sistem. Nalazi se gotovo na periferiji galaksije Mliječni put. Sunčev sistem je uključen u rotaciju oko centra galaksije. Brzina njegovog kretanja je oko 220 km/s. Ovo kretanje se dešava u pravcu sazviježđa Labud.
Sastav Sunčevog sistema može se predstaviti u obliku pojednostavljenog dijagrama prikazanog na Sl. 3.
Preko 99,9% mase materije u Sunčevom sistemu dolazi od Sunca, a samo 0,1% od svih ostalih elemenata.
|
Hipoteza I. Kanta (1775) - P. Laplasa (1796) |
Hipoteza D. Jeansa (početak 20. stoljeća) |
Hipoteza akademika O.P. Šmita (40-te godine XX veka) |
Akalemička hipoteza V. G. Fesenkova (30-te godine XX veka) |
|
Planete su formirane od gasno-prašne materije (u obliku vruće magline). Hlađenje je praćeno kompresijom i povećanjem brzine rotacije neke ose. Prstenovi su se pojavili na ekvatoru magline. Supstanca prstenova se skuplja u vruća tijela i postepeno hladi |
Veća zvijezda je jednom prošla pored Sunca, a njena gravitacija je izvukla mlaz vruće materije (prominence) iz Sunca. Nastale su kondenzacije, od kojih su kasnije nastale planete. |
Oblak plina i prašine koji se okreće oko Sunca trebao je poprimiti čvrst oblik kao rezultat sudara čestica i njihovog kretanja. Čestice su se spojile u kondenzaciju. Privlačenje manjih čestica kondenzacijama trebalo je da doprinese rastu okolne materije. Orbite kondenzacija trebale su postati gotovo kružne i ležati gotovo u istoj ravni. Kondenzacije su bile embrioni planeta, apsorbirajući gotovo svu materiju iz prostora između svojih orbita |
Samo Sunce je nastalo iz rotacionog oblaka, a planete su nastale iz sekundarnih kondenzacija u ovom oblaku. Nadalje, Sunce se jako smanjilo i ohladilo do sadašnjeg stanja |
Rice. 3. Sastav Sunčevog sistema
Ned
Ned- ovo je zvezda, ogromna vruća lopta. Njegov prečnik je 109 puta veći od prečnika Zemlje, njegova masa je 330.000 puta veća od mase Zemlje, ali je njegova prosečna gustina niska - samo 1,4 puta veća od gustine vode. Sunce se nalazi na udaljenosti od oko 26.000 svjetlosnih godina od centra naše galaksije i okreće se oko njega, čineći jednu revoluciju za oko 225-250 miliona godina. Orbitalna brzina Sunca je 217 km/s – dakle putuje jednu svjetlosnu godinu svakih 1400 zemaljskih godina.
Rice. 4. Hemijski sastav Sunca
Pritisak na Sunce je 200 milijardi puta veći nego na površini Zemlje. Gustina sunčeve materije i pritisak brzo rastu u dubini; povećanje pritiska se objašnjava težinom svih slojeva iznad. Temperatura na površini Sunca je 6000 K, a unutar njega 13 500 000 K. Karakterističan životni vijek zvijezde poput Sunca je 10 milijardi godina.
Tabela 1. Opće informacije o Suncu
Hemijski sastav Sunca je otprilike isti kao i kod većine drugih zvijezda: oko 75% je vodonik, 25% je helijum i manje od 1% su svi ostali hemijski elementi (ugljenik, kiseonik, azot, itd.) (Sl. 4 ).
Središnji dio Sunca sa radijusom od približno 150.000 km naziva se solarni jezgro. Ovo je zona nuklearnih reakcija. Gustoća tvari ovdje je otprilike 150 puta veća od gustine vode. Temperatura prelazi 10 miliona K (na Kelvinovoj skali, u stepenu Celzijusa 1 °C = K - 273,1) (slika 5).
Iznad jezgra, na udaljenosti od oko 0,2-0,7 solarnih radijusa od njegovog centra, nalazi se zona prijenosa energije zračenja. Prijenos energije ovdje se vrši apsorpcijom i emisijom fotona od strane pojedinačnih slojeva čestica (vidi sliku 5).
Rice. 5. Struktura Sunca
Photon(iz grčkog phos- svjetlost), elementarna čestica koja može postojati samo kretanjem brzinom svjetlosti.
Bliže površini Sunca dolazi do vrtložnog miješanja plazme i energija se prenosi na površinu
uglavnom kretanjem same supstance. Ova metoda prenosa energije se zove konvekcija, a sloj Sunca u kojem se javlja je konvektivna zona. Debljina ovog sloja je oko 200.000 km.
Iznad konvektivne zone nalazi se solarna atmosfera, koja stalno fluktuira. Ovdje se šire i vertikalni i horizontalni valovi dužine od nekoliko hiljada kilometara. Oscilacije se javljaju u periodu od oko pet minuta.
Unutrašnji sloj Sunčeve atmosfere naziva se fotosfera. Sastoji se od laganih mehurića. Ovo granule. Njihove veličine su male - 1000-2000 km, a udaljenost između njih je 300-600 km. Na Suncu se istovremeno može posmatrati oko milion granula, od kojih svaka postoji nekoliko minuta. Granule su okružene tamnim prostorima. Ako se tvar diže u granulama, onda oko njih pada. Granule stvaraju opštu pozadinu na kojoj se mogu posmatrati velike formacije kao što su fakule, sunčeve pjege, izbočine, itd.
Sunčeve pjege- tamna područja na Suncu, čija je temperatura niža od okolnog prostora.
Solarne baklje nazivaju se svijetla polja koja okružuju sunčeve pjege.
Prominencije(od lat. protubero- nabubri) - guste kondenzacije relativno hladne (u poređenju sa temperaturom okoline) supstance koje se uzdižu i drže iznad površine Sunca pomoću magnetnog polja. Pojava Sunčevog magnetnog polja može biti uzrokovana činjenicom da se različiti slojevi Sunca rotiraju različitim brzinama: unutrašnji dijelovi rotiraju brže; Jezgro se posebno brzo rotira.
Prominence, sunčeve pjege i fakule nisu jedini primjeri solarne aktivnosti. Takođe uključuje magnetne oluje i eksplozije, koje se nazivaju treperi.
Iznad fotosfere se nalazi hromosfera- spoljašnji omotač Sunca. Porijeklo imena ovog dijela solarne atmosfere povezano je s njegovom crvenkastom bojom. Debljina hromosfere je 10-15 hiljada km, a gustina materije je stotine hiljada puta manja nego u fotosferi. Temperatura u hromosferi brzo raste, dostižući desetine hiljada stepeni u njenim gornjim slojevima. Na rubu hromosfere se uočavaju spikule, koji predstavljaju izdužene stupove zbijenog svjetlećeg plina. Temperatura ovih mlazova je viša od temperature fotosfere. Spikule se prvo uzdižu iz niže hromosfere na 5000-10.000 km, a zatim se vraćaju nazad, gde blede. Sve se to dešava brzinom od oko 20.000 m/s. Spi kula živi 5-10 minuta. Broj spikula koji istovremeno postoje na Suncu je oko milion (slika 6).
Rice. 6. Struktura vanjskih slojeva Sunca
Okružuje hromosferu solarna korona- spoljašnji sloj Sunčeve atmosfere.
Ukupna količina energije koju emituje Sunce je 3,86. 1026 W, a samo jednu dvomilijardinu energiju prima Zemlja.
Sunčevo zračenje uključuje korpuskularno I elektromagnetno zračenje.Korpuskularno fundamentalno zračenje- ovo je tok plazme koji se sastoji od protona i neutrona, ili drugim riječima - sunčani vjetar, koji dopire do svemira blizu Zemlje i teče oko cijele magnetosfere Zemlje. Elektromagnetno zračenje- Ovo je energija zračenja Sunca. Do površine Zemlje dolazi u obliku direktnog i difuznog zračenja i obezbjeđuje termalni režim na našoj planeti.
Sredinom 19. vijeka. švajcarski astronom Rudolf Wolf(1816-1893) (slika 7) izračunao je kvantitativni indikator solarne aktivnosti, poznat širom svijeta kao Vukov broj. Nakon što je obradio zapažanja sunčevih pjega akumuliranih sredinom prošlog stoljeća, Wolf je uspio ustanoviti prosječan jednogodišnji ciklus sunčeve aktivnosti. Zapravo, vremenski intervali između godina maksimalnog ili minimalnog broja Vuka kreću se od 7 do 17 godina. Istovremeno sa 11-godišnjim ciklusom nastaje sekularni, tačnije 80-90-godišnji ciklus solarne aktivnosti. Neusklađeno postavljeni jedni na druge, oni čine primjetne promjene u procesima koji se odvijaju u geografskoj ljusci Zemlje.
Blisku povezanost mnogih zemaljskih pojava sa sunčevom aktivnošću ukazao je još 1936. godine A. L. Čiževski (1897-1964) (Sl. 8), koji je napisao da je ogromna većina fizičkih i hemijskih procesa na Zemlji rezultat uticaja kosmičke sile. Bio je i jedan od osnivača takve nauke kao heliobiologija(iz grčkog helios- sunce), proučavajući uticaj Sunca na živu materiju geografskog omotača Zemlje.
U zavisnosti od sunčeve aktivnosti, na Zemlji se javljaju fizičke pojave kao što su: magnetne oluje, učestalost aurore, količina ultraljubičastog zračenja, intenzitet aktivnosti grmljavine, temperatura vazduha, atmosferski pritisak, padavine, nivo jezera, reka, podzemnih voda, salinitet i aktivnost mora i sl.
Život biljaka i životinja povezan je s periodičnom aktivnošću Sunca (postoji korelacija između sunčeve cikličnosti i dužine vegetacije kod biljaka, razmnožavanja i seobe ptica, glodara itd.), kao i ljudi (bolesti).
Trenutno se odnosi između solarnih i zemaljskih procesa nastavljaju proučavati pomoću umjetnih Zemljinih satelita.
Zemaljske planete
Pored Sunca, kao dio Sunčevog sistema izdvajaju se i planete (slika 9).
Na osnovu veličine, geografskih karakteristika i hemijskog sastava, planete se dijele u dvije grupe: zemaljske planete I gigantske planete. Zemaljske planete uključuju i. O njima će se raspravljati u ovom pododjeljku.
Rice. 9. Planete Sunčevog sistema
zemlja- treća planeta od Sunca. Njemu će biti posvećen poseban pododjeljak.
Hajde da sumiramo. Gustoća supstance planete, a uzimajući u obzir njenu veličinu, njenu masu, zavisi od lokacije planete u Sunčevom sistemu. Kako
Što je planeta bliža Suncu, to je veća njena prosječna gustina materije. Na primjer, za Merkur je 5,42 g/cm\ Venera - 5,25, Zemlja - 5,25, Mars - 3,97 g/cm3.
Opšte karakteristike zemaljskih planeta (Merkur, Venera, Zemlja, Mars) su prvenstveno: 1) relativno male veličine; 2) visoke temperature na površini i 3) velike gustine planetarne materije. Ove planete rotiraju relativno sporo oko svoje ose i imaju malo ili nimalo satelita. U strukturi zemaljskih planeta postoje četiri glavne ljuske: 1) gusto jezgro; 2) plašt koji ga pokriva; 3) kora; 4) laka gasno-vodena školjka (isključujući Merkur). Na površini ovih planeta pronađeni su tragovi tektonske aktivnosti.
Džinovske planete
Sada hajde da se upoznamo sa džinovskim planetama, koje su takođe deo našeg Sunčevog sistema. Ovo , .
Džinovske planete imaju sledeće opšte karakteristike: 1) velike veličine i mase; 2) brzo rotirati oko ose; 3) imaju prstenove i mnogo satelita; 4) atmosfera se sastoji uglavnom od vodonika i helijuma; 5) u sredini imaju vrelo jezgro od metala i silikata.
Odlikuju ih i: 1) niske temperature površine; 2) mala gustina planetarne materije.
1. Imenujte centralno tijelo Sunčevog sistema.
2. Šta možete vidjeti na Suncu?
3. Hoće li Sunce umrijeti?
SUN -Težina = 1,99* 10 30 kg.
Prečnik = 1.392.000 km.
Apsolutna magnituda = +4,8
Spektralna klasa = G2
Temperatura površine = 5800 o K
Period rotacije oko ose = 25 sati (polovi) -35 sati (ekvator)
Orbitalni period oko galaktičkog centra = 200.000.000 godina
Udaljenost do centra galaksije = 25000 svjetlosti. godine
Brzina kretanja oko centra galaksije = 230 km/sec.
ned - centralno i najveće telo Solarni sistem,usijan
plazma kugla, tipična patuljasta zvijezda. Hemijski sastav Sunca odredio je da se ono sastoji od vodonik i helijum, ostali elementi manji od 0,1%.
Izvor sunčeve energije je reakcija pretvaranja vodonika u helijum brzinom od 600 miliona tona u sekundi. Istovremeno, svjetlost i toplota se oslobađaju u jezgri Sunca. Temperatura u jezgru dostiže 15 miliona stepeni.
Odnosno, Sunce je vrela rotirajuća lopta koja se sastoji od blistavog gasa. Radijus Sunca je 696 hiljada km. Prečnik Sunca :
1.392.000 km (109 prečnika Zemlje).
Sunčeva atmosfera (hromosfera i solarna korona) je veoma aktivna, u njoj se uočavaju razne pojave: baklje, prominencije, solarni vetar (stalno oticanje materije korone u međuplanetarni prostor).
PROMINENCIJE (od latinskog protubero nabubri), ogromni, dugi do stotine hiljada kilometara, jezici vrelog gasa u solarnoj koroni, veće gustine i niže temperature od koronske plazme koja ih okružuje. Na Sunčevom disku uočavaju se u obliku tamnih niti, a na njegovom rubu u obliku svijetlećih oblaka, lukova ili mlaza. Njihova temperatura može dostići i do 4000 stepeni.
SOLARNI BLJESAK, najsnažnija manifestacija sunčeve aktivnosti, iznenadno lokalno oslobađanje energije magnetnog polja u koroni i hromosferi Sunca. Tokom sunčevih baklji uočava se: povećanje sjaja hromosfere (8-10 min), ubrzanje elektrona, protona i teških jona, rendgenska i radio emisija.
SUNČEVICE, formacije u fotosferi Sunca, razvijaju se iz pora, mogu doseći 200 hiljada km u prečniku, postoje u prosjeku 10-20 dana. Temperatura u sunčevim pjegama je niža od temperature fotosfere, zbog čega su one 2-5 puta tamnije od fotosfere. Sunčeve pjege karakteriziraju jaka magnetna polja.
ROTACIJA SUNCA oko ose, odvija se u istom smeru kao i Zemlja (od zapada ka istoku).Jedan obrt u odnosu na Zemlju traje 27,275 dana (sinodički period okretanja), u odnosu na nepokretne zvezde za 25,38 dana (siderski period okretanja).
EKLIPSA solarni i lunarni, nastaju ili kada Zemlja padne u senku,
baca Mjesec (pomračenja Sunca), ili kada Mjesec padne u Zemljinu senku
(Mjesečeva pomračenja).
Trajanje potpunih pomračenja Sunca ne prelazi 7,5 minuta,
parcijalna (velika faza) 2 sata Mesečeva senka klizi po Zemlji brzinom od cca. 1 km/s,
pokriva razdaljinu do 15 hiljada km, prečnik mu je cca. 270 km. Potpuna pomračenja Mjeseca mogu trajati do 1 sat i 45 minuta. Pomračenja se ponavljaju u određenom nizu nakon perioda od 6585 1/3 dana. Godišnje nema više od 7 pomračenja (od kojih su najviše 3 lunarne).
Aktivnost solarne atmosfere ponavlja se periodično, sa periodom od 11 godina.
Sunce je glavni izvor energije za Zemlju, utiče na sve zemaljske procese. Zemlja se nalazi na povoljnoj udaljenosti od Sunca, pa je na njoj očuvan život. Sunčevo zračenje stvara uslove pogodne za žive organizme. Da je naša planeta bliže, bilo bi prevruće, i obrnuto.
Dakle, površina Venere je zagrijana na skoro 500 stepeni, a atmosferski pritisak je ogroman, tako da je tamo gotovo nemoguće pronaći život. Mars je dalje od Sunca, ljudima je previše hladno, ponekad temperatura nakratko poraste i do 16 stepeni. Obično na ovoj planeti postoje jaki mrazevi, tokom kojih se čak i ugljični dioksid koji čini atmosferu Marsa smrzava.
|
Koliko će Sunce trajati?
|