Строение Солнечной системы

Солнечная система – совокупность небесных тел, движущихся вокруг Солнца, в котором сосредоточено 99.866% всей массы Солнечной системы. Движения тел подчиняется законам Кеплера. За исключением большинства комет вся масса сосредоточена в одной плоскости, все тела солнечной системы заключены в области пространства, диаметр которой составляет 1/30000 расстояния до ближайшей звезды. Поэтому Солнечную систему можно рассматривать как изолированную систему – тела Солнечной системы взаимодействуют друг с другом, действием других тел Вселенной можно пренебречь. Ближайшая звезда α Центавра 4.3 световых года. Арабское название Толиман, латинское Проксима.

В состав Солнечной системы входят Солнце, планеты, их спутники, астероиды, кометы, частицы межпланетного пылевого вещества.

Планеты – темные стационарные тела с массами менее 0.01 M ๏, при которых из-за низкой температуры в недрах отсутствуют термоядерные реакции. M ๏=2*10³⁰ кг. – масса Солнца. По старой терминологии насчитывалось девять планет, по удалению от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. В настоящее время открыто множество малых тел в Солнечной системе, подобных Плутону. По этой причине он исключён из списка планет. Меркурий, Венера, Земля и Марс являются планетами земной группы, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун – планетами-гигантами. Строение Солнечной системы представлено на рис. 1. Все планеты движутся в одной плоскости.

Первые пять планет были обнаружены на небе ещё в древности (вавилоняне их знали к 1 тыс. до н.э.). В 1781 году Вильгельм Гершель, используя телескоп, открыл Уран. В 1821 г. Бувар высказал идею о существовании за Ураном новой возмущающей его движение планеты. В сентябре 1845 г. кембриджский математик Д.К. Адамс, летом 1846 г. французский астроном Леверье, по возмущениям в движении Урана определили орбиту заурановой планеты. 23 сентября 1846 г. планета была обнаружена берлинским астрономом Г.Галле в 52' от рассчитанного (Леверье) места, как звезда 8^m. Это был триумф для классической механики. В 1930 г. Томбо открыл Плутон, который в настоящее время планетой не считается.

Движение Земли. Земля вращается вокруг своей оси, что обеспечивает смену дня и ночи. Угол между экваториальной плоскостью Земли (она перпендикулярна к оси вращения) и плоскостью эклиптики (плоскостью земной орбиты) ε=23°27'. В процессе своего движения по орбите направление оси вращения не изменяется, это приводит к смене времён года (рис. 2).

Планеты, кроме Меркурия и Венеры обладают спутниками. Направления движения спутников по орбитам в большинстве случаев совпадают с направлением обращения планет вокруг Солнца. Все планеты и их спутники вращаются вокруг своих осей. У ряда спутников периоды вращения вокруг своих осей равны периодам их обращения вокруг планет. В этих случаях они постоянно обращены одной стороной к планете. Пример, Луна.

Кометы состоят из ядра, диаметром до нескольких сот километров, окружающей его головы, размером около 130000 км и хвоста, который может растягиваться на миллионы километров. Массы комет невелики, они не превышают 10^-6 масс Земли. Предполагается, что кометы состоят из глыб метеорного вещества различных размеров, вмёрзших в лёд аммиака, углеводородов, углекислоты и воды. Когда комета приближается к Солнцу, то под действием солнечного излучения часть льда может растаять и испариться. При этом продукты испарения и пылевые частицы образуют хвост кометы.

Метеоры тесно связаны с кометами. Когда ночью крупные метеоры входят в атмосферу Земли, мы видим их как падающие звёзды. Очень яркий метеор, если он взрывается в атмосфере, называется болидом. Если метеор достигает поверхности Земли, то его называют метеоритом. Метеорные тела распределены в Солнечной системе не равномерно, концентрируются в потоки, орбиты которых идентичны орбитам известных комет. Когда Земля проходит через такие рои метеоров можно наблюдать на небе метеорные ливни.

Пояс астероидов находится между Марсом и Юпитером. Астероиды называют малыми планетами. Массы астероидов от 1,4*10²¹ кг (Церера) до 10¹² кг. (Гермес). Незначительная часть астероидов приближается к Земле на близкие расстояния, поэтому есть вероятность столкновений. Проблема астероиднокометной опасности актуальна в настоящее время. Вероятность подобных событий очень мала, но масштаб огромен. Наиболее опасный из известных астероидов 99942 APOPHIS. Открыт в 2004 году. В апреле 2029 года ожидается тесное сближение с Землёй, пройдёт на расстоянии 36-37 тыс.км. После тесного сближения получит возмущение вследствие гравитационного взаимодействия с Землёй. Дальнейшая траектория точно не известна. Ряд исследователей предполагает, что в апреле 2036 возможно соударение.