Struktura sunca. Više o komšijama

Šta je solarni sistem u kojem živimo? Odgovor će biti sljedeći: ovo je naša centralna zvijezda, Sunce i sva kosmička tijela koja kruže oko njega. To su velike i male planete, kao i njihovi sateliti, komete, asteroidi, plinovi i kosmička prašina.

Naziv Sunčevog sistema dobio je po imenu njegove zvijezde. U širem smislu, "solarni" se često shvata kao bilo koji zvezdani sistem.

Kako je nastao Sunčev sistem?

Prema naučnicima, Sunčev sistem je nastao od ogromnog međuzvjezdanog oblaka prašine i gasova uslijed gravitacionog kolapsa u njegovom posebnom dijelu. Kao rezultat toga, u centru se formirala protozvijezda, a zatim se pretvorila u zvijezdu - Sunce i ogroman protoplanetarni disk, iz kojeg su naknadno formirane sve gore navedene komponente Sunčevog sistema. Vjeruje se da je proces započeo prije oko 4,6 milijardi godina. Ova hipoteza je nazvana nebularna. Zahvaljujući Emmanuelu Swedenborgu, Immanuelu Kantu i Pierre-Simonu Laplaceu, koji su ga predložili još u 18. vijeku, na kraju je postao opšteprihvaćen, ali je tokom mnogih decenija usavršavan, unosili su se novi podaci, uzimajući u obzir znanja o savremenim naukama. Dakle, pretpostavlja se da je zbog povećanja i intenziviranja sudara čestica jedna s drugom temperatura objekta rasla, a nakon što je dostigla vrijednost od nekoliko hiljada kelvina, protozvijezda je dobila sjaj. Kada je indikator temperature dostigao milione kelvina, u centru budućeg Sunca započela je reakcija termonuklearne fuzije - pretvaranje vodonika u helijum. Pretvorila se u zvijezdu.

Sunce i njegove karakteristike

Naši luminari naučnici se odnose na tip žutih patuljaka (G2V) prema spektralnoj klasifikaciji. Ovo je nama najbliža zvijezda, njena svjetlost stiže do površine planete za samo 8,31 sekundu. Čini se da zračenje sa Zemlje ima žutu nijansu, iako je u stvarnosti gotovo bijelo.

Glavne komponente naše svjetiljke su helijum i vodonik. Osim toga, zahvaljujući spektralnoj analizi, ustanovljeno je da su na Suncu prisutni gvožđe, neon, hrom, kalcijum, ugljenik, magnezijum, sumpor, silicijum i azot. Zahvaljujući termonuklearnoj reakciji koja se neprekidno odvija u njenim dubinama, sav život na Zemlji dobija potrebnu energiju. Sunčeva svjetlost je sastavni dio fotosinteze, koja proizvodi kisik. Bez sunčeve svjetlosti bilo bi nemoguće, stoga se ne bi mogla formirati atmosfera pogodna za proteinski oblik života.

Merkur

Ovo je planeta najbliža našoj zvijezdi. Zajedno sa Zemljom, Venerom i Marsom pripada planetama takozvane terestričke grupe. Merkur je dobio ime zbog velike brzine kretanja, koja je, prema mitovima, razlikovala flotonogog drevnog boga. Merkurova godina ima 88 dana.

Planeta je mala, radijus joj je samo 2439,7, a po veličini je manja od nekih velikih satelita džinovskih planeta, Ganimeda i Titana. Međutim, za razliku od njih, Merkur je prilično težak (3,3 10 23 kg), a njegova gustina tek neznatno zaostaje za Zemljinom. To je zbog prisustva teškog gustog jezgra gvožđa na planeti.

Na planeti nema promjene godišnjih doba. Njegova pustinjska površina podsjeća na Mjesec. Također je prekriven kraterima, ali još manje pogodan za stanovanje. Dakle, na dnevnoj strani Merkura temperatura dostiže +510 °C, a na noćnoj strani -210 °C. Ovo su najoštriji padovi u čitavom Sunčevom sistemu. Atmosfera planete je vrlo tanka i rijetka.

Venera

Ova planeta, nazvana po drevnoj grčkoj boginji ljubavi, po fizičkim parametrima – masi, gustini, veličini, zapremini – sličnija je Zemlji od ostalih u Sunčevom sistemu. Dugo su se smatrali planetama blizancima, ali se vremenom pokazalo da su njihove razlike ogromne. Dakle, Venera uopšte nema satelita. Njegova atmosfera se sastoji od skoro 98% ugljičnog dioksida, a pritisak na površini planete je 92 puta veći od Zemljinog! Oblaci iznad površine planete, koji se sastoje od para sumporne kiseline, nikada se ne raspršuju, a temperatura ovde dostiže +434 °C. Kisele kiše padaju na planetu, grmljavine bjesne. Ovdje postoji velika vulkanska aktivnost. Život, prema našem shvaćanju, ne može postojati na Veneri; štaviše, letjelice koje se spuštaju ne mogu dugo izdržati takvu atmosferu.

Ova planeta je jasno vidljiva na noćnom nebu. Ovo je treći najsjajniji objekat za zemaljskog posmatrača, sija bijelom svjetlošću i po sjaju nadmašuje sve zvijezde. Udaljenost do Sunca je 108 miliona km. Završi revoluciju oko Sunca za 224 zemaljska dana, a oko svoje ose - za 243.

Zemlja i Mars

Ovo su posljednje planete takozvane terestričke grupe, čije predstavnike karakterizira prisustvo čvrste površine. U njihovoj strukturi razlikuju se jezgro, plašt i kora (nema ga samo Merkur).

Mars ima masu jednaku 10% mase Zemlje, što je zauzvrat 5,9726 10 24 kg. Njegov promjer je 6780 km, skoro upola manji od našeg planeta. Mars je sedma najveća planeta u Sunčevom sistemu. Za razliku od Zemlje, čija je 71% površine prekrivena okeanima, Mars je potpuno suvo kopno. Voda je sačuvana ispod površine planete u obliku masivnog ledenog pokrivača. Njegova površina ima crvenkastu nijansu zbog visokog sadržaja željeznog oksida u obliku maghemita.

Atmosfera Marsa je veoma razrijeđena, a pritisak na površinu planete je 160 puta manji nego što smo navikli. Na površini planete postoje udarni krateri, vulkani, depresije, pustinje i doline, a na polovima su ledene kape, baš kao na Zemlji.

Marsovski dan je nešto duži od dana na Zemlji, a godina ima 668,6 dana. Za razliku od Zemlje koja ima jedan mjesec, planeta ima dva nepravilna satelita - Fobos i Deimos. I jedni i drugi, kao i Mjesec prema Zemlji, stalno su okrenuti prema Marsu na istoj strani. Fobos se postepeno približava površini svoje planete, krećući se spiralno, i vjerovatno će na kraju pasti na nju ili se raspasti. Deimos se, s druge strane, postepeno udaljava od Marsa i mogao bi napustiti njegovu orbitu u dalekoj budućnosti.

Između orbita Marsa i sledeće planete, Jupitera, nalazi se asteroidni pojas koji se sastoji od malih nebeskih tela.

Jupiter i Saturn

Koja je planeta najveća? U Sunčevom sistemu postoje četiri gasna giganta: Jupiter, Saturn, Uran i Neptun. Jupiter je najveći od njih. Njegova atmosfera, kao i atmosfera Sunca, je pretežno vodonik. Peta planeta, nazvana po bogu groma, ima prosječni radijus od 69.911 km i masu veću od Zemljine za 318 puta. Magnetno polje planete je 12 puta jače od Zemljinog. Njegova površina je skrivena ispod neprozirnih oblaka. Do sada je naučnicima teško reći koji se tačno procesi mogu odvijati ispod ovog gustog vela. Pretpostavlja se da na površini Jupitera postoji kipući okean vodonika. Astronomi ovu planetu smatraju "propalom zvijezdom" zbog neke sličnosti u njihovim parametrima.

Jupiter ima 39 satelita, od kojih je 4 - Io, Europa, Ganimed i Kalisto - otkrio Galileo.

Saturn je nešto manji od Jupitera, drugi je po veličini među planetama. Ovo je šesta, sljedeća planeta, također se sastoji od vodonika sa nečistoćama helijuma, male količine amonijaka, metana, vode. Ovdje bjesne uragani čija brzina može doseći 1800 km/h! Saturnovo magnetno polje nije tako jako kao Jupiterovo, ali jače od Zemljinog. I Jupiter i Saturn su donekle spljošteni na polovima zbog rotacije. Saturn je 95 puta teži od Zemlje, ali je njegova gustina manja od gustine vode. To je najmanje gusto nebesko tijelo u našem sistemu.

Godina na Saturnu traje 29,4 zemaljska dana, a dan 10 sati i 42 minuta. (Jupiter ima godinu - 11,86 Zemlje, dan - 9 sati i 56 minuta). Ima sistem prstenova koji se sastoje od čvrstih čestica različitih veličina. Pretpostavlja se da bi to mogli biti ostaci srušenog satelita planete. Ukupno, Saturn ima 62 satelita.

Uran i Neptun su poslednje planete

Sedma planeta Sunčevog sistema je Uran. Od Sunca je udaljen 2,9 milijardi km. Uran je treći po veličini među planetama Sunčevog sistema (prosječni radijus - 25.362 km) i četvrti po veličini (premašuje Zemlju za 14,6 puta). Godina ovdje traje 84 zemaljska sata, a dan - 17,5 sati. U atmosferi ove planete, pored vodonika i helijuma, značajan volumen zauzima i metan. Stoga, za zemaljskog posmatrača, Uran ima blijedoplavu boju.

Uran je najhladnija planeta u Sunčevom sistemu. Temperatura njegove atmosfere je jedinstvena: -224 °C. Zašto Uran ima nižu temperaturu od planeta koje su udaljenije od Sunca, naučnicima nije poznato.

Ova planeta ima 27 mjeseci. Uran ima tanke, ravne prstenove.

Neptun, osma planeta od Sunca, zauzima četvrto mjesto po veličini (prosječni radijus - 24.622 km) i treće po masi (17 Zemlje). Za gasnog giganta, on je relativno mali (samo četiri puta veći od Zemlje). Njegova atmosfera se takođe uglavnom sastoji od vodonika, helijuma i metana. Oblaci gasa u njegovim gornjim slojevima kreću se rekordnom brzinom, najvećom u Sunčevom sistemu - 2000 km/h! Neki naučnici vjeruju da se ispod površine planete, ispod debljine smrznutih plinova i vode, skrivenih, pak, atmosferom, može sakriti čvrsto kameno jezgro.

Ove dvije planete su bliske po sastavu, pa se ponekad svrstavaju u posebnu kategoriju - ledeni divovi.

Manje planete

Male planete nazivaju se nebeskim tijelima, koja se također kreću oko Sunca po svojim orbitama, ali se od ostalih planeta razlikuju po beznačajnim veličinama. Ranije su u njih bili uključeni samo asteroidi, ali u novije vrijeme, naime, od 2006. godine, njima pripada Pluton, koji je ranije bio uvršten na listu planeta u Sunčevom sistemu i bio posljednji, deseti. To je zbog promjena u terminologiji. Dakle, male planete sada uključuju ne samo asteroide, već i patuljaste planete - Eris, Ceres, Makemake. Po Plutonu su nazvani plutoidi. Orbite svih poznatih patuljastih planeta su izvan orbite Neptuna, u takozvanom Kuiperovom pojasu, koji je mnogo širi i masivniji od pojasa asteroida. Iako je njihova priroda, kako smatraju naučnici, ista: to je "neiskorišćeni" materijal koji je ostao nakon formiranja Sunčevog sistema. Neki naučnici sugerišu da je asteroidni pojas ostaci devete planete, Faetona, koja je umrla kao rezultat globalne katastrofe.

Poznato je da se Pluton sastoji prvenstveno od leda i čvrstih stijena. Glavna komponenta njegovog ledenog pokrivača je dušik. Njegovi stubovi su prekriveni vječnim snijegom.

Ovo je poredak planeta Sunčevog sistema, prema modernim idejama.

Parada planeta. Vrste parada

Ovo je veoma interesantan fenomen za one koji se zanimaju za astronomiju. Uobičajeno je da se parada planeta nazove takvim položajem u Sunčevom sistemu, kada neke od njih, neprekidno se krećući svojim orbitama, za kratko vrijeme zauzmu određenu poziciju za zemaljskog posmatrača, kao da se postroje duž jedne linije.

Vidljiva parada planeta u astronomiji je poseban položaj pet najsjajnijih planeta Sunčevog sistema za ljude koji ih vide sa Zemlje - Merkur, Venera, Mars, kao i dva giganta - Jupiter i Saturn. U ovom trenutku, razmak između njih je relativno mali i jasno su vidljivi u malom sektoru neba.

Postoje dvije vrste parada. Velika je njegova pojava kada se pet nebeskih tijela poreda u jednu liniju. Mali - kada ih ima samo četiri. Ove pojave mogu biti vidljive ili nevidljive iz različitih dijelova svijeta. Istovremeno, velika parada je prilično rijetka - jednom u nekoliko decenija. Mali se može posmatrati jednom u nekoliko godina, a takozvana mini-parada, u kojoj učestvuju samo tri planete, je skoro svake godine.

Zanimljive činjenice o našem planetarnom sistemu

Venera, jedina od svih velikih planeta u Sunčevom sistemu, rotira oko svoje ose u suprotnom smeru od rotacije oko Sunca.

Najviša planina na glavnim planetama Sunčevog sistema je Olimp (21,2 km, prečnik - 540 km), ugašeni vulkan na Marsu. Ne tako davno, na najvećem asteroidu našeg zvjezdanog sistema, Vesti, otkriven je vrh koji po parametrima nešto nadmašuje Olimp. Možda je najviši u Sunčevom sistemu.

Jupiterova četiri Galilejeva mjeseca najveća su u Sunčevom sistemu.

Osim Saturna, svi plinoviti divovi, neki asteroidi i Saturnov mjesec Rhea imaju prstenove.

Koji sistem zvijezda nam je najbliži? Sunčev sistem je najbliži zvjezdanom sistemu trostruke zvijezde Alpha Centauri (4,36 svjetlosnih godina). Pretpostavlja se da u njemu mogu postojati planete slične Zemlji.

Djeci o planetama

Kako objasniti djeci šta je Sunčev sistem? Ovdje će pomoći njen model, koji se može napraviti sa djecom. Za stvaranje planeta možete koristiti plastelin ili gotove plastične (gumene) kuglice, kao što je prikazano u nastavku. Istovremeno, potrebno je posmatrati odnos veličina „planeta“, kako bi model Sunčevog sistema zaista pomogao da se formiraju ispravne ideje o prostoru kod dece.

Trebat će vam i čačkalice koje će držati naša nebeska tijela, a kao pozadinu možete koristiti tamni list kartona sa malim tačkama koje imitiraju zvijezde naslikane bojom. Uz pomoć takve interaktivne igračke, djeci će biti lakše razumjeti šta je solarni sistem.

Budućnost Sunčevog sistema

U članku je detaljno opisano šta je solarni sistem. Uprkos naizgled stabilnosti, naše Sunce, kao i sve u prirodi, evoluira, ali je taj proces, po našim standardima, veoma dug. Zalihe vodoničnog goriva u njegovim utrobama su ogromne, ali ne i beskonačne. Dakle, prema hipotezama naučnika, završiće se za 6,4 milijarde godina. Kako izgara, solarno jezgro će postati gušće i toplije, a vanjski omotač zvijezde će postajati sve širi i širi. Svjetlost zvijezde će se također povećati. Pretpostavlja se da će za 3,5 milijardi godina zbog toga klima na Zemlji biti slična Venerinoj, a život na njoj u uobičajenom smislu za nas više neće biti moguć. Vode uopšte neće ostati, ona će pod uticajem visokih temperatura ispariti u svemir. Nakon toga, prema naučnicima, Sunce će apsorbovati Zemlju i rastvoriti je u njenim dubinama.

Izgledi nisu baš svetli. Međutim, napredak ne miruje, a možda će do tog vremena nove tehnologije omogućiti čovječanstvu da ovlada drugim planetama, nad kojima sijaju druga sunca. Na kraju krajeva, koliko je "solarnih" sistema na svijetu, naučnici još ne znaju. Vjerovatno ih je bezbroj, a među njima je sasvim moguće pronaći i pogodnu za ljudsko stanovanje. Koji "solarni" sistem će postati naš novi dom nije toliko bitno. Ljudska civilizacija će biti sačuvana, a započet će još jedna stranica njene istorije...

Šta je solarni sistem? Ovo je naš zajednički dom. Od čega se sastoji? Kako i kada je nastala? Važno je da svi znaju više o kutku Galaksije u kojem živimo.

Od najvećeg do najmanjeg

Lekciju "Sunčev sistem" treba započeti činjenicom da je potonji dio njegovog ogromnog i neograničenog dijela, koji ljudski um nije u stanju da shvati. Što su naši teleskopi jači, što dublje gledamo u svemir, to više zvijezda i galaksija vidimo tamo. Prema modernim konceptima, Univerzum ima određenu strukturu. I sastoji se od galaksija i njihovih klastera. Mjesto gdje se nalazi Sunčev sistem je galaksija, koja se sastoji od sto milijardi zvijezda, od kojih su mnoge slične Suncu. Naša svjetiljka je prilično običan žuti patuljak. Ali uglavnom zahvaljujući svojoj skromnoj veličini i stabilnoj temperaturi, život je mogao nastati u njegovom sistemu.

emergence

Moderne teorije o pojavi Sunčevog sistema neraskidivo su povezane sa hipotezama o evoluciji svemira. Njegovo porijeklo je još uvijek misterija. Postoje samo različiti matematički modeli. Prema najčešćim od njih, naš svemir je nastao prije sedamnaest milijardi godina kao rezultat Velikog praska. Vjeruje se da je naša zvijezda stara 4,7 milijardi godina. Sunčev sistem je otprilike iste starosti. Koliko treba da živi? Za milijardu godina Sunce će ući u sljedeći ciklus svoje evolucije i postati crveni div. Prema proračunima većine naučnika, gornja granica njegove atmosfere bit će samo na udaljenosti. A ako nakon tako ogromnog vremenskog perioda čovječanstvo i dalje postoji, onda će za ljude to postati katastrofa zaista univerzalnih razmjera. Ali sve je to u dalekoj budućnosti. Kakva je situacija danas?

Tela Sunčevog sistema

Dakle, prije svega, ovo je, naravno, naša zvijezda. Od davnina su joj ljudi davali ime i nazivali Sunce. U njemu je koncentrisano devedeset devet posto mase čitavog sistema. I samo jedan pada na planete, njihove satelite, meteorite, asteroide, komete i tijela Kuiperovog pojasa. Dakle, šta je solarni sistem? Ovo je Sunce i sve što se okreće oko njega. Ali prvo stvari.

Sunce

Kao što je gore pomenuto, zvezda je centar našeg sistema. Njegove dimenzije su nevjerovatne. Sunce je 330.000 puta teže od Zemlje! A njegov prečnik premašuje Zemlju sto devet puta. Prosječna gustina Sunčeve materije je samo 1,4 puta veća od gustine vode. Ali ovo ne bi trebalo da vas obmanjuje. Zaista, u središnjim dijelovima zvijezde, gustoća je sto pedeset puta veća, a tamo, zahvaljujući kolosalnom pritisku, počinju nuklearne reakcije. Ovdje se helijum formira iz vodonika.

Zatim se energija oslobođena kao rezultat toga prenosi na vanjske slojeve uz pomoć konvekcije i raspršuje se u svemiru. Prema naučnicima, naše Sunce je sada 75% vodonika i oko 25% helijuma, preostali elementi nisu više od 1%. Prije svega, to sugerira da je Sunce u punom cvatu, jer još uvijek ima dosta goriva. Tipičan životni vijek zvijezde ove klase (žuti patuljak) je deset milijardi godina. Nemoguće je ne reći nekoliko riječi o strukturi Sunca. U njegovom središtu je masivno jezgro, praćeno zonama prijenosa energije zračenja, konvekcije, fotosfere i hromosfere. Izbočine se često pojavljuju na potonjem. Sunčeve pjege su područja na površini zvijezde gdje su temperature primjetno niže, zbog čega izgledaju tamnije. Naša svjetiljka rotira oko svoje ose u periodu od dvadeset pet zemaljskih dana. Teško da je preterivanje reći da ceo Sunčev sistem zavisi od stanja ove zvezde. Fotolaboratorije za proučavanje procesa na njemu stvorene su čak iu orbiti.

Merkur

Ovo je prvo kosmičko tijelo koje ćemo sresti, udaljavajući se od Sunca. I kao posljedica njegove blizine, na površini je vrlo vruće i praktično nema atmosfere. Spada u takozvane zemaljske planete. Njihove opšte karakteristike su: prilično velika gustina, prisustvo atmosfere gas-voda, mali broj satelita, prisustvo jezgra, plašta i kore. Međutim, kao što je gore spomenuto, praktički je uskraćeno - otpuhuje ga solarni vjetar. Podsjetimo da je Zemlja od njega zaštićena jakim magnetskim poljem i udaljenosti. Ali unatoč tome, plinovita ljuska na Merkuru se još uvijek može otkriti, sastoji se od metalnih jona koji isparavaju s površine planete. Postoje (u malim količinama) kiseonik, azot i inertni gasovi.

Merkur se kreće oko Sunca po izduženoj orbiti. Njegov orbitalni period je 88 zemaljskih dana. Ali planeti je potrebno skoro 59 dana da se okrene oko svoje ose. U velikoj mjeri zbog toga postoji velika temperaturna razlika na Merkuru: od minus 183 0 do plus 427 0 Celzijusa.

Površina planete je prekrivena kraterima, niskim planinama i dolinama. Postoje i tragovi kompresije Merkura (zbog hlađenja metalnog jezgra) - u obliku produženih izbočina). Naučnici sugerišu prisustvo vodenog leda u nekim zasjenjenim područjima planete.

Venera

Druga zemaljska planeta od Sunca. Mnogo je veći od Merkura, ali nešto manji od Zemlje i po masi i po prečniku. Nema satelita. Ali postoji gusta atmosfera, koja se gotovo potpuno skriva od naših očiju, zahvaljujući kojoj je temperatura na površini mnogo viša od one na Merkuru: prosječne vrijednosti prelaze +475 0 Celzijusa, bez ozbiljnijih dnevnih oscilacija. Još jedna karakteristika atmosfere su najjači vjetrovi na visini od nekoliko kilometara (do sto pedeset metara u sekundi), pravi uragani. Šta ih uzrokuje, još uvijek je nejasno. Atmosfera je devedeset i šest posto ugljičnog dioksida. Kiseonik i vodena para su zanemarljivi. Zahvaljujući letovima na planetu nekoliko svemirskih letjelica, naučnici su uspjeli da sastave prilično detaljnu mapu Venere. Površina planete je podijeljena na ravnice i visoravni. Postoje dva velika kontinenta. Postoji mnogo udarnih kratera.

zemlja

Nećemo se detaljnije zadržavati na našoj planeti, jer je ona još uvijek najproučavanija i najpoznatija čitatelju. Ali šta je Sunčev sistem bez Zemlje?.. Moram reći da je naša kuća još uvijek prepuna mnogih misterija. Osim toga, Zemlja je planeta u Sunčevom sistemu, koja je druga po masi nakon plinskih divova i jedina koja ima vodenu školjku. Period okretanja oko zvijezde je 365 dana, a udaljenost do nje - 150.000.000 kilometara - uzima se kao astronomska jedinica. Recimo i da je Zemlja planeta u Sunčevom sistemu, koja ima jedan satelit značajne veličine, i idemo dalje.

mars

I tu imamo crvenu planetu - san svih pisaca naučne fantastike i o kojoj čovek ne prestaje da razmišlja. Na površini Marsa trenutno radi svemirska letjelica. A već za deset godina tamo će poslati svemirski brod s ljudskom posadom. Zašto su ljudi toliko zainteresovani za Mars? Da, jer je po uslovima ova planeta najbliža Zemlji. Astronomi prošlosti općenito su pretpostavljali da na Marsu postoje vodeni kanali i biljni svijet. Potraga za ovim posljednjim, inače, traje do danas. Možda će ovo biti prva planeta sa koje će čovjek započeti proučavanje Sunčevog sistema.

Mars je polovina mase Zemlje. Njegova atmosfera je prilično rijetka i sastoji se uglavnom od ugljičnog dioksida. Prosječna temperatura površine je minus 60 stepeni Celzijusa. Istina, u nekim dijelovima ekvatora može porasti na nulu. Marsova godina traje šest stotina osamdeset sedam zemaljskih dana. A budući da je orbita planete prilično izdužena, godišnja doba na njoj se razlikuju po trajanju. Polovi planete prekriveni su tankim kapama leda. Površina Marsa je bogata kraterima i brdima. Najviša planina u Sunčevom sistemu, planina Olimp, nalazi se na Crvenoj planeti. Njegova visina je oko 12 kilometara. Mars takođe ima dva mala meseca, Fobos i Deimos.

asteroidni pojas

Leži između orbite Marsa i Jupitera. Zapravo, ovo je veoma prostrano i zanimljivo područje. Može otkriti milion različitih objekata, uglavnom malih - do nekoliko stotina metara. Ali postoje i divovi, kao što su Ceres (prečnik - 950 km), Vesta ili Pallas. U početku su ih smatrali i asteroidima, ali su 2006. godine prepoznati kao patuljaste planete, poput Plutona. Svi ovi objekti nastali su u vrijeme formiranja Sunčevog sistema. Možda su svi asteroidi nešto što nikada nije postalo planeta zbog snažnog uticaja Jupitera koji se brzo formira. Postoji mnogo različitih tipova i porodica asteroida. Među njima su i oni koji se sastoje od raznih metala, kako bi se u dalekoj budućnosti mogli koristiti u industriji.

gigantske planete

Za razliku od takvog kosmičkog tijela kao što je Zemlja, planete Sunčevog sistema smještene iza asteroidnog pojasa imaju mnogo veću masu. I prije svega to su, naravno, Jupiter i Saturn. Ovi divovi imaju mnogo satelita, od kojih neki uglavnom podsjećaju na veličinu zemaljskih planeta. Saturn je poznat po svojim prstenovima, koji se zapravo sastoje od mnogo malih objekata. Gustina ovih planeta je mnogo manja od Zemljine. Supstanca Saturna je generalno lakša od vode. Gotovo svi divovi imaju čvrsto jezgro. Njihova atmosfera se sastoji od vodonika, helijuma, amonijaka, metana i male količine drugih gasova. Štaviše, sastav Jupitera i Saturna je na mnogo načina sličan sastavu našeg Sunca.

Stoga nije iznenađujuće što se smatraju neformiranim zvijezdama. Jednostavno nisu imali masu.

Uran i Neptun se samo uslovno mogu smatrati pravim gasnim divovima, jer imaju moćnu atmosferu. Međutim, očigledno, još uvijek imaju tvrdu podlogu. Ali gdje Jupiter počinje, teško je reći. Smatra se da se jezgro najveće planete u Sunčevom sistemu sastoji od metalnog vodonika. Gotovo svi divovi zrače vlastitu energiju (toplotu), i to u količinama većim nego što ih primaju od Sunca. Svi imaju prstenove i mnogo satelita. Uragani neviđene snage bjesne u njihovoj atmosferi (što je planeta udaljenija od Sunca, to je jači).

Kuiperov pojas

Već je dvorište Sunčevog sistema. Ovdje je nekadašnja planeta Pluton (2006. je lišena ovog statusa), kao i Makemake, Eris, Huamea, uporedivih po masi i veličini. To su takozvane nove planete Sunčevog sistema. I hiljade, ako ne i milioni, drugih manjih tijela. Očigledno, Kuiperov pojas ne prelazi 100 astronomskih jedinica. Prema naučnicima, odavde dolaze kratkoperiodične komete. Oortov oblak završava Sunčev sistem. Sasvim je moguće da ćemo uskoro dobiti foto reportažu sa ovih mjesta sa svemirske letjelice New Horizons.

Dakle, ukratko, pokazali smo šta je Sunčev sistem i od kojih elemenata se sastoji. Sada uključuje pet velikih planeta, našu zvijezdu i mnogo manjih objekata. Međutim, moderna nauka se aktivno razvija. I vjerovatno ćemo sutra moći saznati da su otkrivene nove planete Sunčevog sistema.

U posljednje vrijeme sve češće sanjam isti san. Kao da sam se već probudio, otvorim prozor - i izletim na slobodu. Izdižem se u svemir u laganoj spavaćici, rukama hvatam meteorite i plivam pored planeta. Budim se sa strašnom čežnjom - o, kad bih samo mogao, istražio bih svaki kutak naš solarni sistem, a možda i dalje.

Šta je planetarni i solarni sistem

planetarni sistem zove sistem koji vezuje razni svemirski objekti koji se međusobno privlače i zajednički kretanje u prostoru i razvoj na vrijeme.

Primjeri takvih sistema:

• Upsilon Andromeda sistem.
• Sistem 23 Vage.
• Solarni sistem.

Ispostavilo se da je naš Sunčev sistem je poseban slučaj planetarnog sistema čiji je centar Sunce.

Koja su pravila za planetarne sisteme?

I Sunčev i svi drugi planetarni sistemi poštuju neke opšte zakone:

Postoji li život izvan Sunčevog sistema

San naučnika je da otkriju život van naše planete. Čak i u Sunčevom sistemu, mi smo i dalje sami. Dugo je vremena Mars bio potencijalni kandidat za nastanjivost, ali, nažalost, nije išlo.

Sada ljudi pokušavaju barem pronaći sićušna bakterija na Jupiterovim mjesecima. Prekriveni su ledom, ispod kojeg se možda krije okean. U takvim uslovima, naravno, nema govora o humanoidnim inteligentnim bićima. Ali čak i sićušni mikroorganizam pronađen izvan Zemlje će nam dati nadu u to postoji život izvan Sunčevog sistema.

Na kraju krajeva, ne možemo tek tako letjeti tamo: čak ni milioni godina nisu dovoljni da se istraži ceo univerzum. Ostaje tražiti živa bića negdje bliže, ili se nadati da će nam u susret poletjeti i sama razvijenija civilizacija.

Korisno9 Ne baš

Komentari0

Pisati

Vjerovatno ništa u istoriji Univerzuma nije toliko privlačilo čovjeka kao tajanstveni kosmos. Ljudi su oduvek težili da saznaju njegove tajne. Svi znaju da je Zemlja dio solarnog planetarnog sistema zajedno sa još 8 ili 7 planeta. Zašto je tako neizvjesno? Hajde da to riješimo sa mnom.

Tajanstvena "Deveta planeta" ili koliko je planeta u Sunčevom sistemu

Dugo je svima bilo jasno da u Sunčevom sistemu postoje 9 dobro poznatih planeta, uključujući Pluton. Ali nedavno se sve promijenilo. Istraživači su pažljivije proučavali planete Sunčevog sistema i došli do toga Pluton NIJE planeta. A nedavno su 2016. godine naučnici iznijeli hipotezu koja sa 90% potvrđuje da još uvijek postoji devet planeta u Sunčevom sistemu, ali to više nije zaboravljen Pluton, već nova "Deveta planeta".

Naučnici koji su otkrili planetu zovu je Debela. Zašto? Ona može deset puta veći od zemlje! Hladan je i prolazi oko Sunca tek nakon 10-12 hiljada godina. Zamislite samo ove vremenske skale!

Više o komšijama

Dok su istraživanja o misterioznoj "devetoj planeti" još uvijek u toku, čovječanstvo već sa sigurnošću zna za postojanje 7 susjednih planeta naša Zemlja. Zanimljivo je saznati više o njima.

• Merkur. Noću ovdje temperatura može dostići minus 170 stepeni, a danju može porasti i do plus 400.
• Venera. Najsjajnija planeta u Sunčevom sistemu. Omotano je oblacima koji odbijaju Sunce. Ovdje stalno eruptiraju vulkani i udaraju munje.
• mars ili Crvena planeta.Iznenađujuće, mnogi Zemljini mikrobi su prvobitno nastali na Marsu. A prije mnogo godina, Mars je bio bogat vodenim resursima.
• Jupiter. Najveća planeta. Ovdje je jako vjetrovito i udaraju snažne munje, a nemirna oluja bjesni na ekvatoru više od 300 godina.
• Saturn. Prstenasta planeta. Prstenovi su fragmenti jednog od satelita.
• Uran. Planeta leži na boku. Ima 27 satelita.
• Neptun. Najudaljenija planeta od Sunca. Brzina vjetra - više od 1500 km na sat.

Zvezda koja se zove sunce

Sunce se pojavilo prije oko 5 milijardi godina. To je goruća zvijezda, spaljuje kolo 700 milijardi tona vodonika svake sekunde. Temperatura površine cca. 5500 stepeni. To je čak teško i zamisliti, vidite. Vjeruje se da sunce još uvijek mora živjeti 5 milijardi godina. Dakle, već nakon milijardu godina može postati teško živjeti na Zemlji, jer će Sunce postati još veće i jače će grijati Zemlju. Ali nemojmo biti pesimisti.

Sunce je mala zvijezda koja nam je dala život. Ona je naš stalni vodič u mračnim prostranstvima svemira bez dna.

Korisno1 Nije baš dobro

Komentari0

Pisati

Pritisnite "Enter" za komentar

Od pamtivijeka, najradoznaliji pripadnici naše vrste gledali su u nebo. Vrijedi pogledati u bezgranične daljine, a zemaljski problemi već izgledaju kao kosmička prašina. Kao dijete, moj otac i ja smo više puta noću hranili Velikog medvjeda i češljali kosu Veronike, žene kralja Ptolomeja.

Pozivam vas na zamišljeno putovanje. Ne, ne, nahranićemo Medveda drugi put, danas ćemo posetiti sestre naše rodne planete.

Uvod u solarni sistem

Prvo ću ti reći kratka istorija neprimjetan (osim što jedna od njegovih planeta sada piše ovaj odgovor) Solarni sistem.

Bilo je 9 milijardi neke godine nakon velikog praska, ili 4 milijarde 50 miliona tamo prije rođenja Hrista (kako želite). Približna adresa onoga što se dešava je galaksija mliječni put, koji se nalazi u superjatu Djevice, kraku Oriona. Vođen nemilosrdnom gravitacijom u sredini gigantski molekularni oblak pojavljuje se akumulacija materije koju će za 4,5 milijardi godina nazvati stanovnici jedne male planete sunce. Materija koja ne pada u centar formira proto-Sunce koje se okreće okolo disk koji će dati život planete, satelite i druge stanovnike Sunčevog sistema.

U sadašnjosti, Sunčev sistem je poprimio oblik koji već poznajemo. Odgovorimo na pitanje: "Šta je solarni sistem?" To je planetarni sistem sa žutim patuljkom u sredini.

Glavni članovi solarne porodice

Naš solarni sistem naseljavaju različiti stanovnici. Ako zaboravite na lokalnog diktatora, koji ostale stanovnike drži pod čvrstom gravitacionom kontrolom (na Sunce čini 99,86 posto mase sistema), mogu se nazvati glavni članovi porodice planete. Ali ne slažu se uvijek, iz nepoznatih razloga, planete su podijeljene u dvije kompanije: jednu četverostruko grije Sunce, dok je druga na pristojnoj udaljenosti od zvijezde.

zemaljske planete(one kraj sunca):

• Merkur;
• Venera;
• Zemlja;
• Mars.

Džinovske planete:

• Jupiter;
• Saturn;
• Uran;
• Neptun.

O da, negdje u daljini jedan Pluton je još uvijek tužan. Plutone, uz tebe smo!

Korisno1 Nije baš dobro

Komentari0

Pisati

Pritisnite "Enter" za komentar

Gledajući u zvjezdano nebo, oduvijek sam bio fasciniran ljepotom i veličinom svemira, a sedeći u tihoj večeri, gledajući u vedro nebo, pokušavao sam da zamislim ogromne udaljenosti do zvezda i galaksija koje prkose ljudskoj mašti. Možete se dugo diviti bezbrojnim zvijezdama, od kojih svaka može biti ili zvijezda ili planeta, ili posebna galaksija. I da li je naš sistem zaista jedinstven među ovim mnoštvom. Astronomi danonoćno traže sisteme i planete slične našim. U međuvremenu, objasniću šta je Sunčev sistem i gde su njegove granice.

Šta je solarni sistem

Lokacija u svemiru gdje Sunce, ili bilo koja druga zvijezda i planeta, kao i mnogi drugi objekti, kao što su asteroidi, komete, meteoriti, naziva se sistem. Svi se oni kreću u svojim orbitama zahvaljujući ogromnom sunčeva gravitacija. Evo nekih podataka.

• Sunce - glavni izvor energije, njegova snažna gravitacija drži orbite planeta na njihovim mjestima, energija sunca utiče klima i priliku rođenje života.
• dio Solarni sistem planete uključuju: Merkur, Veneru, Zemlju, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun i Pluton.
• Na njega otpada 99,86% ukupne mase sistema Sunce.
• 99% ukupne mase planeta zauzimaju divovi ( Jupiter, Saturn, Uran, Neptun), koji se uglavnom sastoji od gasa, helijuma, vodonika, metana, amonijaka.

Gdje prestaje solarni sistem

Naučnici još uvijek imaju tačnu definiciju gdje se završava Solarni sistem jer postoji nekoliko definicija za ovo.

Često se ivica Sunčevog sistema naziva oblast u kojoj se nalazi na udaljenosti od 150 astronomskih jedinica(1 astronomska jedinica - udaljenost između Sunca i Zemlje, u prosjeku 150 miliona km) solarne čestice se sudaraju sa međuzvjezdanim plinom. Ovo područje se zove heliopauza.

Područje gdje sunčeva gravitacija postaje slabija od galaktičke , pozvao brdska sfera, je hiljadu puta dalje.

Sonda Voyager 1 postao prvi i jedini koji je uspeo da savlada heliopauzu i napusti granicu Sunčevog sistema, postavši tako većina udaljeni sa zemlje objektom izgrađenim ljudskom rukom.

Korisno0 Ne baš

Komentari0

Pisati

Pritisnite "Enter" za komentar

Neću kriti da sam strastveni obožavatelj naučne fantastike, bilo da se radi o filmovima, knjigama ili bilo čemu drugom. Naravno, u modernom svijetu postoje mnoge fikcije i nagađanja o svemiru, jer su njegova beskrajna prostranstva i misterije na mnogo načina neshvatljivi suvremenom čovjeku. Međutim, sa sigurnošću se može reći čovječanstvo je jedan od oblika života na planeti Zemlji, koji se nalazi u Solarni sistem i okreće se oko glavne svjetiljke - Sunca. Takvi sistemi širom svemira triliona, ali upravo s našim počinje proučavanje vidljivog dijela svemira.

Šta uključuje solarni sistem

Solarni sistem- dosta mali klaster po univerzalnim standardima, međutim, ovdje se nalaze vrlo velika nebeska tijela. Prvi od njih - Sunce, istina, vremenom će postati mnogo veći, jer je evolucija svjetiljke sada na srednjem koraku. Near 5 milijardi godine na mjestu našeg sistema postojao je ogroman molekularni oblak, usled njegovog kolapsa pojavilo se i Sunce, kao i protoplanetarni disk različite materije, koji je kasnije formirao planete, asteroide i sve ostalo.

Svih 8 planeta podijeljeno je u nekoliko kategorija, - zemaljska grupa, gasni divovi. Prvi završava na Marsu, uključuje Zemlju, Veneru, Merkur. Drugi počinje sa Jupiterom, a slijede Saturn, Uran i Neptun. Možda postoji deveta planeta, procena naučnika ove verovatnoće je 90%, ali ako jeste, onda se nalazi na samom rubu sistema.

Poznate egzoplanete pogodne za život

Svi žele da veruju u to zemaljski oblik života nije jedini. Snage mnogih naučnika usredsređene su na potragu za vanzemaljskim civilizacijama, pa su danas uspeli da otkriju nekoliko planeta sa uslovima sličnim zemlji, i to:

1. Kepler-438b.
2. Proxima Centauri b.
3. Kepler-296e.
4. KOI-3010.01.
5. Gliese 667 Cc.

Svi se oni nalaze na tolikoj udaljenosti od svojih svjetiljki da je vjerovatnoća postojanja života na njima prilično velika visoko. Egzoplanete raznih veličina, kao i zvijezde, impresivna su komponenta Univerzuma, pa je malo vjerovatno da je beživotan.

Korisno0 Ne baš

Komentari0

Pisati

Pritisnite "Enter" za komentar

Nažalost, u mojoj školi nije postojao predmet kao astronomija. Sve što me zanima, morala sam sama tražiti u bibliotekama, jer u godinama mog djetinjstva jednostavno nije bilo interneta. Naučio sam mnogo astronomije od svog djeda, načitanog i sveznajućeg čovjeka. Sjećam se da smo jednom otišli u planetarijum, gdje su demonstrirali uređaj naše WithSolarni sistem.

Svemirska tijela u Sunčevom sistemu

Opća definicija

Solarni sistem, ona je planetarni- sistem sa centralno tijelo - zvezda sunce, kao i objekata koji se okreću oko njega. Naš sistem je formiran 4,58 milijardi. prije mnogo godina. Impresivan dio ukupne mase tijela našeg sistema pada na centralnu zvijezdu, a ostatak je raspoređen po udaljenim planetama. Sve planete imaju relativno kružne orbite nalazi unutar ravni disk pozvao ravan ekliptike.

Struktura našeg Sunčevog sistema

Struktura Sunčevog sistema

Naš sistem uključuje Sunce i 8 velikih svemirskih tijela - planeta. Izvan našeg doma - planete zemlja, još 7 planeta napravi svoju revoluciju oko solarne lopte:

• Merkur- prema karakteristikama njegove strukture podseća na mesec;
• Venera- najviše se razlikuje gusta atmosfera, ponekad se naziva "sestra Zemlje", zbog sličnosti sastava i veličina;
• mars- naš najbliži "komšija", manje od Zemlje za 53%;
• Jupiter - najveće telo u našem sistemu, ima gasovita struktura;
• Saturn - gasni gigant, poznat po svom prstenje sastavljen od sićušnih čestica led i prašina;
• Uran- njegova zanimljiva karakteristika je rotacija okolo sunce "na strani", zbog jako nagnute orbite;
• Neptun- četiri puta veći zemlja i, prva planeta otkrivena sa matematičkih proračuna;

Posljednja dva se razlikuju samo u teleskop, ostalo se može vidjeti u vedroj noći i golim okom.

Saturn je šesta planeta od Sunca

planete naš urođenik Solarni sistem generalno se deli u dve grupe:

• unutrašnje ili zemaljske planete - Mars, Venera, Zemlja i Merkur. Odlikuju se visokim gustina i prisustvo tvrda podloga;
• vanjski, odnosno plinoviti divovi - Neptun, Uran, Saturn i Jupiter. U smislu njihove veličine, oni nadmašiti broj naš urođenik zemlja.

Naš dom je planeta Zemlja

Zanimljiv dio sistema su komete, u ogromnom broju koji ore svemir različite orbite. Neki su sigurni - njihove orbite prolaze dalje impresivnoj udaljenosti od zemlje, dok drugi izazivaju zabrinutost među naučnicima širom svijeta. Tako, na primjer, jedna od verzija smrti dinosaurusa broji udar komete sa našom planetom.

Korisno0 Ne baš

Komentari0

Pisati

Pritisnite "Enter" za komentar

AT kampanje Morao sam dosta često prenoćiti ispod otvorenog nebo. Pogledao sam noćni "veo" posut zvijezde, kao da se malo raspada dijamanti. Inspirisan ovim uspomenama, želim da vam ispričam nešto o tome Solarni sistem.

Granice Sunčevog sistema

Do otvoreno pitanje, ali glavni faktori koji ovo definišu granice: solarna gravitacija i solarni vjetar. Vanjska granica solarnog vjetra se naziva heliopauza, iza kojeg vjetar i međuzvjezdana materija promešati i rastvoriti jedno u drugo. Nalazi se u 400 jednom dalje Pluton. Postoji mišljenje da je granica unutra 1000 puta dalje od dominacije gravitaciono polje sunce preko galaksije.

Granice Sunčevog sistema

9 planet

AT 2016 godine desila se jedna neobična stvar - K. Batygin i M. Brown pronašao novu deveta planeta solarnog sistema, sa stvarnim priliku ona postojanje in 90% pa su je pozvali "Planeta 9". Pretpostavlja se da je na udaljenosti od 90 milijardi km. od sunca. Planeta 10 puta više od naših zemlja, a promet oko sunca čini 10-20 hiljada godina. Sada naučnici aktivno proučavaju njegovo postojanje.

Dimenzije planete 9 i Zemlje

Švedski solarni sistem

Slučajno jeste najveći model Sunčevog sistema na Zemlji, skala koji 1:20 miliona ( , ). Ova instalacija je "živ" i u njemu možete staviti nešto novo. Džinovska sferna struktura tzv Ericsson Globe, je "sunce". Zemljana grupa planete koje se nalaze u Stockholm, a odmor- iza, zajedno balticko more. Pored ovih nebeskih tijela, model ima:

Kada će solarni sistem umrijeti?

Prema teorije, sistem koji se sastoji od 3 ili više tijela, sposoban pokret i odbačen jedan od njih van nje. Osim toga, zbog gravitacija, tijela mogu pasti u " saobraćajna nesreća» ako prođu blizu onda jedno sa drugim sistem će se smanjiti prije jedan ogroman objekt. Do danas, ovaj zadatak nije riješeno, ali po analiza izračunato je da je sistem najvjerovatniji stabilan, Ako govorimo o izbacivanje planete sa njega. kako god nema stabilnosti relativno planetarni sudari. želim te molim te, može se desiti ne ranije nego kroz 4,57 milijardi godina :)

SOLARNI SISTEM
Sunce i nebeska tijela koja se okreću oko njega - 9 planeta, više od 63 satelita, četiri prstena džinovskih planeta, desetine hiljada asteroida, bezbroj meteoroida veličine od gromada do čestica prašine, kao i milioni kometa. U prostoru između njih kreću se čestice solarnog vjetra - elektroni i protoni. Cijeli Sunčev sistem još nije istražen: na primjer, većina planeta i njihovih satelita samo je kratko ispitana sa putanja preleta, fotografisana je samo jedna hemisfera Merkura, a još nije bilo ekspedicija na Pluton. Ali ipak, uz pomoć teleskopa i svemirskih sondi, već je prikupljeno mnogo važnih podataka.
Skoro cela masa Sunčevog sistema (99,87%) je koncentrisana na suncu. Veličina Sunca takođe uveliko premašuje bilo koju planetu u njegovom sistemu: čak i Jupiter, koji je 11 puta veći od Zemlje, ima poluprečnik 10 puta manji od Sunca. Sunce je obična zvijezda koja sama sija zbog visoke površinske temperature. Planete, s druge strane, sijaju reflektovanom sunčevom svetlošću (albedo) jer su same po sebi prilično hladne. Oni su u sledećem redosledu od Sunca: Merkur, Venera, Zemlja, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun i Pluton. Udaljenosti u Sunčevom sistemu se obično mjere u jedinicama prosječne udaljenosti Zemlje od Sunca, koja se naziva astronomska jedinica (1 AJ = 149,6 miliona km). Na primjer, prosječna udaljenost Plutona od Sunca je 39 AJ, ali ponekad je udaljena za 49 AJ. Poznato je da komete lete na 50.000 AJ. Udaljenost od Zemlje do najbliže zvijezde Kentaura je 272 000 AJ, ili 4,3 svjetlosne godine (to jest, svjetlost koja se kreće brzinom od 299 793 km/s pređe ovu udaljenost za 4,3 godine). Poređenja radi, svjetlost putuje od Sunca do Zemlje za 8 minuta, a do Plutona za 6 sati.

Planete se okreću oko Sunca u gotovo kružnim orbitama koje leže približno u istoj ravni, u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, gledano sa sjevernog pola Zemlje. Ravan Zemljine orbite (ravan ekliptike) leži blizu srednje ravni orbita planeta. Stoga vidljivi putevi planeta, Sunca i Mjeseca na nebu prolaze blizu linije ekliptike, a sami su uvijek vidljivi na pozadini sazviježđa Zodijaka. Orbitalni nagibi se mjere iz ravni ekliptike. Uglovi nagiba manji od 90° odgovaraju orbitalnom kretanju naprijed (u smjeru suprotnom od kazaljke na satu), a uglovi veći od 90° odgovaraju kretanju unatrag. Sve planete u Sunčevom sistemu kreću se u smjeru naprijed; Pluton ima najveći nagib orbite (17°). Mnoge komete kreću se u suprotnom smjeru, na primjer, orbitalna inklinacija Halejeve komete je 162°. Orbite svih tijela u Sunčevom sistemu su vrlo bliske elipsama. Veličina i oblik eliptične orbite karakteriziraju velika poluos elipse (prosječna udaljenost planete od Sunca) i ekscentricitet, koji varira od e = 0 za kružne orbite do e = 1 za ekstremno izdužene orbite. one. Tačka u orbiti koja je najbliža Suncu naziva se perihel, a najudaljenija tačka naziva se afel.
vidi takođe ORBITA ; KONIČNI PRESJECI . Sa stanovišta zemaljskog posmatrača, planete Sunčevog sistema su podeljene u dve grupe. Merkur i Venera, koji su bliže Suncu od Zemlje, nazivaju se nižim (unutrašnjim) planetama, a udaljeniji (od Marsa do Plutona) se nazivaju gornjim (spoljnim). Niže planete imaju granični ugao udaljavanja od Sunca: 28° za Merkur i 47° za Veneru. Kada se takva planeta nalazi što je više moguće zapadno (istočno) od Sunca, kaže se da je u svom najvećem zapadnom (istočnom) elongaciji. Kada se inferiorna planeta vidi direktno ispred Sunca, kaže se da je u inferiornoj konjunkciji; kada je direktno iza Sunca - u superiornoj konjunkciji. Poput Mjeseca, ove planete prolaze kroz sve faze osvjetljenja Suncem tokom sinodičkog perioda Ps, vremena koje je potrebno planeti da se vrati u prvobitni položaj u odnosu na Sunce sa stanovišta zemaljskog posmatrača. Pravi orbitalni period planete (P) naziva se sideralni. Za niže planete, ovi periodi su povezani omjerom:
1/Ps = 1/P - 1/Po gdje je Po Zemljin orbitalni period. Za gornje planete ovaj odnos ima drugačiji oblik: 1/Ps = 1/Po - 1/P Gornje planete karakteriše ograničen raspon faza. Maksimalni fazni ugao (Sunce-planeta-Zemlja) je 47° za Mars, 12° za Jupiter i 6° za Saturn. Kada je gornja planeta vidljiva iza Sunca, ona je u konjunkciji, a kada je u suprotnom smjeru od Sunca, ona je u opoziciji. Planeta posmatrana na ugaonoj udaljenosti od 90° od Sunca je u kvadraturi (istok ili zapad). Asteroidni pojas, koji prolazi između orbite Marsa i Jupitera, dijeli planetarni sistem Sunca u dvije grupe. Unutar njega su zemaljske planete (Merkur, Venera, Zemlja i Mars), slične po tome što su mala, kamenita i prilično gusta tijela: njihova prosječna gustoća je od 3,9 do 5,5 g / cm3. Relativno sporo rotiraju oko svojih ose, nemaju prstenove i imaju malo prirodnih satelita: Zemljin Mesec i Marsovski Fobos i Deimos. Izvan pojasa asteroida nalaze se džinovske planete: Jupiter, Saturn, Uran i Neptun. Odlikuju ih veliki radijusi, niska gustina (0,7-1,8 g/cm3) i duboka atmosfera bogata vodonikom i helijumom. Jupiter, Saturn i eventualno drugi divovi nemaju čvrstu površinu. Svi se brzo rotiraju, imaju mnogo satelita i okruženi su prstenovima. Daleki mali Pluton i veliki sateliti džinovskih planeta u mnogome su slični zemaljskim planetama. Stari ljudi su poznavali planete vidljive golim okom, tj. sve unutrašnje i spoljašnje do Saturna. V. Herschel je otkrio Uran 1781. godine. Prvi asteroid je otkrio J. Piazzi 1801. Analizirajući devijacije u kretanju Urana, W. Le Verrier i J. Adams su teoretski otkrili Neptun; na izračunatom mjestu otkrio ju je I. Galle 1846. Najudaljeniju planetu - Pluton - otkrio je 1930. K. Tombo kao rezultat duge potrage za ne-neptunskom planetom koju je organizirao P. Lovell. Četiri velika Jupiterova satelita otkrio je Galileo 1610. godine. Od tada su uz pomoć teleskopa i svemirskih sondi pronađeni brojni sateliti za sve vanjske planete. H. Huygens je 1656. godine ustanovio da je Saturn okružen prstenom. Tamni prstenovi Urana otkriveni su sa Zemlje 1977. kada su posmatrali okultaciju zvijezde. Prozirne kamene prstenove Jupitera otkrila je 1979. interplanetarna sonda Voyager 1. Od 1983. godine, u trenucima okultacije zvijezda, uočeni su znaci nehomogenih prstenova u blizini Neptuna; 1989. sliku ovih prstenova prenio je Voyager 2.
vidi takođe
ASTRONOMIJA I ASTROFIZIKA;
ZODIAC;
SPACE PROBE ;
NEBESKA SFERA.
SUN
Sunce se nalazi u centru Sunčevog sistema - tipična pojedinačna zvijezda poluprečnika oko 700.000 km i mase 2*10 30 kg. Temperatura vidljive površine Sunca - fotosfere - cca. 5800 K. Gustina gasa u fotosferi je hiljadama puta manja od gustine vazduha blizu Zemljine površine. Unutar Sunca temperatura, gustina i pritisak rastu sa dubinom, dostižući 16 miliona K, 160 g/cm3 i 3,5*10 11 bara u centru, respektivno (pritisak vazduha u prostoriji je oko 1 bar). Pod uticajem visoke temperature u jezgri Sunca, vodonik se pretvara u helijum uz oslobađanje velike količine toplote; ovo sprečava da se Sunce sruši pod sopstvenom gravitacijom. Energija oslobođena u jezgru napušta Sunce uglavnom u obliku zračenja fotosfere snage 3,86 * 10 26 W. Sa takvim intenzitetom, Sunce emituje 4,6 milijardi godina, pretvarajući 4% svog vodonika u helijum za to vreme; istovremeno se 0,03% mase Sunca pretvorilo u energiju. Modeli zvjezdane evolucije pokazuju da je Sunce sada u sredini svog života (vidi također NUKLEARNA FUZIJA). Da bi odredili obilje različitih hemijskih elemenata na Suncu, astronomi proučavaju apsorpcione i emisione linije u spektru sunčeve svetlosti. Apsorpcione linije su tamne praznine u spektru, koje ukazuju na odsustvo fotona date frekvencije u njemu, koje apsorbuje određeni hemijski element. Emisione linije ili emisione linije su svjetliji dijelovi spektra, što ukazuje na višak fotona koje emituje hemijski element. Frekvencija (valna dužina) spektralne linije pokazuje koji je atom ili molekul odgovoran za njeno pojavljivanje; kontrast linije ukazuje na količinu supstance koja emituje ili apsorbuje svetlost; širina linije omogućava da se proceni njena temperatura i pritisak. Proučavanje tanke (500 km) fotosfere Sunca omogućava procjenu hemijskog sastava njegove unutrašnjosti, budući da su vanjski dijelovi Sunca dobro izmiješani konvekcijom, spektri Sunca su visokog kvaliteta, a fizički procesi odgovorni za njih su sasvim jasni. Međutim, treba napomenuti da je do sada identifikovana samo polovina linija u sunčevom spektru. Sastavom Sunca dominira vodonik. Na drugom mjestu je helijum, čije ime ("helios" na grčkom "Sunce") podsjeća da je spektroskopski otkriven na Suncu ranije (1899.) nego na Zemlji. Pošto je helijum inertan gas, on izuzetno nerado reaguje sa drugim atomima i nerado se pokazuje u optičkom spektru Sunca - samo jedna linija, iako su mnogi manje zastupljeni elementi predstavljeni u spektru Sunca brojnim linije. Evo sastava "solarne" supstance: na 1 milion atoma vodika ima 98.000 atoma helija, 851 kiseonika, 398 ugljenika, 123 neona, 100 azota, 47 gvožđa, 38 magnezijuma, 35 silicijuma, 16 sumpora, 4 argona, 3 aluminijum, prema 2 atoma nikla, natrijuma i kalcijuma, kao i po malo svih ostalih elemenata. Dakle, po masi, Sunce je otprilike 71% vodonika i 28% helijuma; preostali elementi čine nešto više od 1%. Sa stanovišta planetologije, važno je napomenuti da neki objekti Sunčevog sistema imaju gotovo isti sastav kao Sunce (pogledajte dio o meteoritima u nastavku). Kao što vremenski događaji mijenjaju izgled planetarne atmosfere, tako se i izgled sunčeve površine mijenja sa karakterističnim vremenima u rasponu od sati do decenija. Međutim, postoji bitna razlika između atmosfera planeta i Sunca, a to je da kretanje gasova na Suncu kontroliše njegovo moćno magnetno polje. Sunčeve pjege su ona područja površine svjetiljke gdje je vertikalno magnetsko polje toliko jako (200-3000 gausa) da sprječava horizontalno kretanje plina i na taj način potiskuje konvekciju. Kao rezultat, temperatura u ovom području pada za oko 1000 K, a pojavljuje se tamni središnji dio mrlje - "sjena", okružena toplijim prelaznim područjem - "penumbra". Veličina tipične sunčeve pjege je nešto veća od prečnika Zemlje; postoji takvo mesto nekoliko nedelja. Broj pjega na Suncu ili raste ili opada s trajanjem ciklusa od 7 do 17 godina, u prosjeku 11,1 godina. Obično, što se više mrlja pojavi u ciklusu, to je sam ciklus kraći. Smjer magnetskog polariteta pjega se mijenja od ciklusa do ciklusa, tako da je pravi ciklus aktivnosti sunčevih pjega 22,2 godine. Na početku svakog ciklusa, prve mrlje se pojavljuju na visokim geografskim širinama, ca. 40°, a postepeno se zona njihovog rođenja pomiče na ekvator na geografsku širinu od cca. 5°. vidi takođe ZVIJEZDE ; SUN . Fluktuacije aktivnosti Sunca gotovo da nemaju uticaja na ukupnu snagu njegovog zračenja (ako bi se promenila za samo 1%, to bi dovelo do ozbiljnih klimatskih promena na Zemlji). Bilo je mnogo pokušaja da se pronađe veza između ciklusa sunčevih pjega i Zemljine klime. Najznačajniji događaj u tom smislu je "Maunderov minimum": od 1645. godine tokom 70 godina na Suncu gotovo da nije bilo mrlja, au isto vrijeme Zemlja je doživjela Malo ledeno doba. Još uvijek nije jasno da li je ova nevjerovatna činjenica bila puka slučajnost ili ukazuje na uzročno-posljedičnu vezu.
vidi takođe
KLIMA;
METEOROLOGIJA I KLIMATOLOGIJA. U Sunčevom sistemu postoji 5 ogromnih rotirajućih loptica vodonik-helijum: Sunce, Jupiter, Saturn, Uran i Neptun. U dubinama ovih gigantskih nebeskih tijela, nedostupnih direktnim istraživanjima, koncentrisana je gotovo sva materija Sunčevog sistema. Zemljina unutrašnjost nam je također nedostupna, ali mjerenjem vremena širenja seizmičkih valova (dugovalnih zvučnih valova) pobuđenih u tijelu planete potresima, seizmolozi su sastavili detaljnu kartu unutrašnjosti Zemlje: naučili su dimenzije i gustine Zemljinog jezgra i njenog plašta, a takođe su dobili trodimenzionalne slike pomoću seizmičke tomografije.slike pokretnih ploča njene kore. Slične metode se mogu primijeniti i na Sunce, budući da se na njegovoj površini nalaze valovi s periodom od cca. 5 minuta, uzrokovano mnogim seizmičkim vibracijama koje se šire u njegovim utrobama. Ove procese proučava helioseizmologija. Za razliku od zemljotresa, koji proizvode kratke navale valova, snažna konvekcija u unutrašnjosti Sunca stvara stalnu seizmičku buku. Helioseizmolozi su otkrili da se ispod konvektivne zone, koja zauzima vanjskih 14% radijusa Sunca, materija rotira sinhrono u periodu od 27 dana (još se ne zna ništa o rotaciji Sunčevog jezgra). Iznad, u samoj konvektivnoj zoni, rotacija se odvija sinhrono samo duž konusa jednake geografske širine i što je dalje od ekvatora, to je sporije: ekvatorijalna područja rotiraju u periodu od 25 dana (ispred prosječne rotacije Sunca), a polarne regije - sa periodom od 36 dana (zaostaje za prosječnom rotacijom). Nedavni pokušaji primjene seizmoloških metoda na planete plinovitih divova nisu dali rezultate, budući da instrumenti još nisu u stanju fiksirati nastale oscilacije. Iznad fotosfere Sunca nalazi se tanak vrući sloj atmosfere, koji se može vidjeti samo u rijetkim trenucima pomračenja Sunca. To je hromosfera debela nekoliko hiljada kilometara, nazvana tako po svojoj crvenoj boji zbog emisione linije vodonika Ha. Temperatura se skoro udvostručuje od fotosfere do gornje hromosfere, iz koje se, iz nekog nepoznatog razloga, energija koja napušta Sunce oslobađa kao toplota. Iznad hromosfere, gas se zagreva na 1 milion K. Ovo područje, nazvano korona, prostire se na oko 1 radijus Sunca. Gustina plina u koroni je vrlo niska, ali je temperatura toliko visoka da je korona moćan izvor rendgenskih zraka. Ponekad se u atmosferi Sunca pojavljuju džinovske formacije - eruptivne prominencije. Izgledaju kao lukovi koji se uzdižu iz fotosfere do visine do polovine sunčevog radijusa. Zapažanja jasno pokazuju da je oblik izbočina određen linijama magnetnog polja. Još jedna zanimljiva i izuzetno aktivna pojava su sunčeve baklje, snažna izbacivanja energije i čestica u trajanju do dva sata. Tok fotona koji nastaje takvom sunčevom bakljom stiže do Zemlje brzinom svjetlosti za 8 minuta, a tok elektrona i protona - za nekoliko dana. Sunčeve baklje se javljaju na mjestima gdje se smjer magnetskog polja naglo mijenja, uzrokovano kretanjem materije u sunčevim pjegama. Maksimalna aktivnost Sunca se obično javlja godinu dana prije maksimuma ciklusa sunčevih pjega. Takva predvidljivost je vrlo važna, jer nalet nabijenih čestica rođenih iz moćne sunčeve baklje može oštetiti čak i zemaljske komunikacije i energetske mreže, da ne spominjemo astronaute i svemirsku tehnologiju.

SOLARNE PROMINENTE uočene u liniji emisije helijuma (talasna dužina 304) sa svemirske stanice Skylab.

Iz plazma korone Sunca dolazi do stalnog oticanja nabijenih čestica, koje se nazivaju solarni vjetar. Sumnjalo se na njegovo postojanje i prije početka svemirskih letova, jer je bilo primjetno kako nešto "oduva" repove komete. U solarnom vjetru razlikuju se tri komponente: mlaz velike brzine (više od 600 km/s), tok male brzine i nestalni tokovi solarnih baklji. Rendgenski snimci Sunca pokazali su da se u koroni redovno formiraju ogromne "rupe" - područja male gustine. Ove koronalne rupe služe kao glavni izvor sunčevog vjetra velike brzine. U području Zemljine orbite tipična brzina Sunčevog vjetra je oko 500 km/s, a gustina je oko 10 čestica (elektrona i protona) po 1 cm3. Struja solarnog vjetra stupa u interakciju s planetarnim magnetosferama i repovima kometa, značajno utječući na njihov oblik i procese koji se u njima odvijaju.
vidi takođe
GEOMAGNETIZAM;
;
COMET. Pod pritiskom solarnog vjetra u međuzvjezdanom mediju oko Sunca nastala je džinovska pećina, heliosfera. Na njegovoj granici - heliopauzi - trebao bi postojati udarni val u kojem se solarni vjetar i međuzvjezdani plin sudaraju i kondenzuju, vršeći jednak pritisak jedan na drugog. Četiri svemirske sonde se sada približavaju heliopauzi: Pioneer 10 i 11, Voyager 1 i 2. Niko od njih je nije sreo na udaljenosti od 75 AJ. od sunca. To je veoma dramatična trka sa vremenom: Pioneer 10 je prestao da radi 1998. godine, a ostali pokušavaju da stignu do heliopauze pre nego što im se baterija isprazni. Prema proračunima, Voyager 1 leti upravo u pravcu iz kojeg duva međuzvjezdani vjetar, te će stoga prvi stići do heliopauze.
PLANETE: OPIS
Merkur. Merkur je teško posmatrati sa Zemlje teleskopom: on se ne udaljava od Sunca pod uglom većim od 28°. Proučavano je pomoću radara sa Zemlje, a interplanetarna sonda Mariner 10 fotografirala je polovinu njegove površine. Merkur se okreće oko Sunca za 88 zemaljskih dana po prilično izduženoj orbiti sa udaljenosti od Sunca na perihelu od 0,31 AJ. a u afelu 0,47 a.u. Okreće se oko ose sa periodom od 58,6 dana, što je tačno jednako 2/3 orbitalnog perioda, tako da svaka tačka na njegovoj površini rotira prema Suncu samo jednom u 2 Merkurove godine, tj. sunčan dan tamo traje 2 godine! Od velikih planeta, samo je Pluton manji od Merkura. Ali u smislu prosječne gustine, Merkur je na drugom mjestu nakon Zemlje. Vjerovatno ima veliko metalno jezgro, koje iznosi 75% radijusa planete (zauzima 50% poluprečnika Zemlje). Površina Merkura je slična onoj na Mjesecu: tamna, potpuno suha i prekrivena kraterima. Prosječna refleksija svjetlosti (albedo) površine Merkura je oko 10%, otprilike ista kao i Mjeseca. Vjerovatno je i njegova površina prekrivena regolitom - sinteriranim drobljenim materijalom. Najveća udarna formacija na Merkuru je basen Caloris, veličine 2000 km, nalik na lunarna mora. Međutim, za razliku od Mjeseca, Merkur ima osebujne strukture - izbočine visoke nekoliko kilometara koje se protežu stotinama kilometara. Možda su nastali kao rezultat kompresije planete tokom hlađenja njenog velikog metalnog jezgra ili pod utjecajem snažnih sunčevih plime. Temperatura površine planete danju je oko 700 K, a noću oko 100 K. Prema radarskim podacima, led može ležati na dnu polarnih kratera u uslovima večnog mraka i hladnoće. Merkur praktički nema atmosferu - samo izuzetno rijetka helijumska školjka s gustinom zemljine atmosfere na visini od 200 km. Vjerovatno se helijum formira tokom raspada radioaktivnih elemenata u utrobi planete. Merkur ima slabo magnetno polje i nema satelita.
Venera. Ovo je druga planeta od Sunca i planeta najbliža Zemlji - najsjajnija "zvijezda" na našem nebu; ponekad je vidljiv i tokom dana. Venera je slična Zemlji na mnogo načina: njena veličina i gustina su samo 5% manje od Zemljine; verovatno su creva Venere slična zemaljskim. Površina Venere je uvijek prekrivena debelim slojem žućkasto-bijelih oblaka, ali je uz pomoć radara do detalja proučena. Oko svoje ose, Venera rotira u suprotnom smeru (kazaljke na satu, gledano sa severnog pola) sa periodom od 243 zemaljska dana. Njegov orbitalni period je 225 dana; dakle, venerin dan (od izlaska do sledećeg izlaska sunca) traje 116 zemaljskih dana.
vidi takođe RADAR ASTRONOMY.

VENUS. Ultraljubičasta slika snimljena sa interplanetarne stanice Pioneer Venus prikazuje atmosferu planete gusto ispunjenu oblacima koji su svjetliji u polarnim područjima (vrh i donji dio slike).

Atmosfera Venere se sastoji prvenstveno od ugljen-dioksida (CO2) sa malim količinama azota (N2) i vodene pare (H2O). Hlorovodonična kiselina (HCl) i fluorovodonična kiselina (HF) pronađene su kao male nečistoće. Pritisak na površini je 90 bara (kao u zemaljskim morima na dubini od 900 m); temperatura je oko 750 K po cijeloj površini i danju i noću. Razlog za tako visoku temperaturu blizu površine Venere je ono što se ne baš tačno naziva „efekat staklenika“: sunčeve zrake relativno lako prolaze kroz oblake njene atmosfere i zagrevaju površinu planete, ali toplotno infracrveno zračenje od sama površina s velikim poteškoćama bježi kroz atmosferu natrag u svemir. Oblaci Venere se sastoje od mikroskopskih kapljica koncentrovane sumporne kiseline (H2SO4). Gornji sloj oblaka je udaljen 90 km od površine, temperatura je cca. 200 K; donji sloj - 30 km, temperatura cca. 430 K. Još niže je toliko vruće da nema oblaka. Naravno, na površini Venere nema tečne vode. Atmosfera Venere na nivou gornjeg sloja oblaka rotira u istom pravcu kao i površina planete, ali mnogo brže, čineći revoluciju za 4 dana; ovaj fenomen se zove superrotacija i za nju još nije pronađeno objašnjenje. Automatske stanice su se spuštale na dnevnu i noćnu stranu Venere. Tokom dana, površina planete je osvijetljena raspršenom sunčevom svjetlošću otprilike istog intenziteta kao i oblačnog dana na Zemlji. Na Veneri je noću viđeno mnogo munja. Stanice Venera prenijele su slike malih područja na mjestima slijetanja, gdje je vidljivo kamenito tlo. U cjelini, topografija Venere je proučavana pomoću radarskih slika koje su prenijeli orbiteri Pioneer-Venera (1979), Venera-15 i -16 (1983) i Magellan (1990). Najmanji detalji na najboljim od njih su veličine oko 100 m. Za razliku od Zemlje, na Veneri nema jasno definisanih kontinentalnih ploča, ali se zapaža nekoliko globalnih uzvišenja, na primjer, zemlja Ištar veličine Australije. Na površini Venere ima mnogo meteoritskih kratera i vulkanskih kupola. Očigledno je da je kora Venere tanka, tako da se rastopljena lava približava površini i lako se izlijeva na nju nakon pada meteorita. Budući da u blizini površine Venere nema kiše ili jakih vjetrova, površinska erozija se odvija vrlo sporo, a geološke strukture ostaju vidljive iz svemira stotinama miliona godina. Malo se zna o unutrašnjosti Venere. Vjerovatno ima metalno jezgro koje zauzima 50% njegovog radijusa. Ali planeta nema magnetno polje zbog svoje vrlo spore rotacije. Venera nema satelite.
Zemlja. Naša planeta je jedina na kojoj je veći dio površine (75%) prekriven tekućom vodom. Zemlja je aktivna planeta, a možda i jedina čija je površinska obnova posljedica tektonike ploča, manifestirajući se kao srednjookeanski grebeni, otočni lukovi i nabrani planinski pojasevi. Raspodjela visina čvrste površine Zemlje je bimodalna: prosječni nivo okeanskog dna je 3900 m ispod nivoa mora, a kontinenti se u prosjeku uzdižu iznad njega za 860 m (vidi i ZEMLJA). Seizmički podaci ukazuju na sljedeću strukturu zemljine unutrašnjosti: kora (30 km), plašt (do dubine od 2900 km), metalno jezgro. Dio jezgra je otopljen; Tu se stvara Zemljino magnetsko polje koje hvata nabijene čestice Sunčevog vjetra (protone i elektrone) i formira oko Zemlje dva toroidalna područja ispunjena njima - radijacijske pojaseve (Van Allen pojasevi), lokalizirane na visinama od 4000 i 17000 km. sa površine Zemlje.
vidi takođe GEOLOGIJA; GEOMAGNETIZAM.
Zemljina atmosfera je 78% dušika i 21% kisika; rezultat je duge evolucije pod uticajem geoloških, hemijskih i bioloških procesa. Možda je rana Zemljina atmosfera bila bogata vodonikom, koji je tada pobjegao. Otplinjavanje crijeva ispunilo je atmosferu ugljičnim dioksidom i vodenom parom. Ali para se kondenzovala u okeanima, a ugljični dioksid je bio zarobljen u karbonatnim stijenama. (Zanimljivo je da kada bi sav CO2 ispunio atmosferu kao gas, tada bi pritisak bio 90 bara, kao na Veneri. A kada bi sva voda isparila, onda bi pritisak bio 257 bara!). Tako je dušik ostao u atmosferi, a kisik se postepeno pojavljivao kao rezultat vitalne aktivnosti biosfere. Čak i prije 600 miliona godina, sadržaj kisika u zraku bio je 100 puta manji od trenutnog (vidi i ATMOSFERA; OCEAN). Postoje indicije da se klima na Zemlji mijenja u kratkom (10.000 godina) i dugom (100 miliona godina) skali. Razlog tome mogu biti promjene u orbitalnom kretanju Zemlje, nagibu ose rotacije, učestalosti vulkanskih erupcija. Nisu isključene fluktuacije u intenzitetu sunčevog zračenja. U naše doba, ljudska aktivnost utiče i na klimu: emisije gasova i prašine u atmosferu.
vidi takođe
REDUKCIJA KISELINE ;
ZAGAĐENJE ZRAKA ;
ZAGAĐENJE VODE ;
DEGRADACIJA ŽIVOTNE SREDINE.
Zemlja ima satelit - Mjesec, čije porijeklo još nije otkriveno.

ZEMLJA I MJESEC iz svemirske sonde Lunar Orbiter.

Mjesec. Jedan od najvećih satelita, Mjesec je na drugom mjestu nakon Harona (Plutonov satelit) u odnosu na mase satelita i planete. Njegov radijus je 3,7, a masa 81 puta manja od Zemljine. Prosječna gustina Mjeseca je 3,34 g/cm3, što ukazuje da nema značajno metalno jezgro. Sila gravitacije na površini Mjeseca je 6 puta manja od sile na Zemlji. Mjesec se okreće oko Zemlje u orbiti sa ekscentrikom od 0,055. Nagib ravni njene orbite prema ravni Zemljinog ekvatora varira od 18,3° do 28,6°, a u odnosu na ekliptiku - od 4°59° do 5°19°. Dnevna rotacija i orbitalna cirkulacija Mjeseca su sinhronizovani, tako da uvijek vidimo samo jednu njegovu hemisferu. Istina, mala pomeranja (libracije) Meseca omogućavaju da se vidi oko 60% njegove površine u roku od mesec dana. Glavni razlog za libracije je taj što se dnevna rotacija Mjeseca odvija konstantnom brzinom, a orbitalna cirkulacija - promjenljivom (zbog ekscentriciteta orbite). Dijelovi mjesečeve površine dugo su uvjetno podijeljeni na "morske" i "kontinentalne". Površina mora izgleda tamnije, leži niže i mnogo je manje prekrivena meteoritskim kraterima od kontinentalne površine. Mora su preplavljena bazaltnim lavama, a kontinenti su sastavljeni od anortozitnih stijena bogatih feldspatovima. Sudeći po velikom broju kratera, kontinentalne površine su znatno starije od morskih. Intenzivno bombardiranje meteoritom učinilo je da se gornji sloj mjesečeve kore fino fragmentira, a vanjskih nekoliko metara pretvori u prah nazvan regolit. Astronauti i robotske sonde donijeli su uzorke kamenog tla i regolita sa Mjeseca. Analiza je pokazala da je starost površine mora oko 4 milijarde godina. Posljedično, period intenzivnog bombardiranja meteoritom pada na prvih 0,5 milijardi godina nakon formiranja Mjeseca prije 4,6 milijardi godina. Tada je učestalost pada meteorita i formiranja kratera ostala praktički nepromijenjena i još uvijek iznosi jedan krater promjera 1 km na 105 godina.
vidi takođe ISTRAŽIVANJE I KORIŠĆENJE SVEMIRA.
Lunarne stijene su siromašne isparljivim elementima (H2O, Na, K, itd.) i željezom, ali su bogate vatrostalnim elementima (Ti, Ca, itd.). Samo na dnu lunarnih polarnih kratera mogu biti naslage leda, kao na Merkuru. Mjesec praktično nema atmosferu i nema dokaza da je Mjesečevo tlo ikada bilo izloženo tečnoj vodi. Ni u njemu nema organske tvari - samo tragovi karbonskih hondrita koji su pali s meteoritima. Odsustvo vode i vazduha, kao i jake fluktuacije površinske temperature (390 K danju i 120 K noću), čine Mesec nenastanjivim. Seizmometri dostavljeni na Mjesec omogućili su da se nešto nauči o unutrašnjosti Mjeseca. Tu se često javljaju slabi "mjesečevi potresi", vjerovatno zbog plimnog uticaja Zemlje. Mjesec je prilično homogen, ima malo gusto jezgro i koru debljine oko 65 km napravljenu od lakših materijala, pri čemu su gornjih 10 km kore smrvljeni meteoritima još prije 4 milijarde godina. Veliki udarni bazeni su ravnomjerno raspoređeni po površini Mjeseca, ali je debljina kore na vidljivoj strani Mjeseca manja, pa je na njoj koncentrisano 70% površine mora. Povijest mjesečeve površine je općenito poznata: nakon završetka faze intenzivnog meteoritnog bombardiranja prije 4 milijarde godina, crijeva su još uvijek bila dovoljno vruća oko milijardu godina, a bazaltna lava se izlila u mora. Tada je samo rijedak pad meteorita promijenio lice našeg satelita. Ali o porijeklu mjeseca se još uvijek raspravlja. Mogao bi se formirati sam, a zatim ga Zemlja uhvatiti; mogao nastati zajedno sa Zemljom kao njen satelit; konačno, mogao bi se odvojiti od Zemlje tokom perioda formiranja. Druga mogućnost je donedavno bila popularna, ali se posljednjih godina ozbiljno razmatra hipoteza o formiranju Mjeseca iz materijala kojeg je proto-Zemlja izbacila prilikom sudara s velikim nebeskim tijelom. Uprkos nejasnoći porekla sistema Zemlja-Mjesec, njihova dalja evolucija može se prilično pouzdano pratiti. Interakcija plime i oseke značajno utiče na kretanje nebeskih tijela: dnevna rotacija Mjeseca je praktično prestala (njegov period je postao jednak orbitalnom), a rotacija Zemlje se usporava, prenoseći svoj ugaoni moment na orbitalno kretanje Mjesec, koji se kao rezultat udaljava od Zemlje za oko 3 cm godišnje. Ovo će prestati kada se Zemljina rotacija uskladi sa rotacijom Mjeseca. Tada će Zemlja i Mesec biti stalno okrenuti jedno prema drugom (kao Pluton i Haron), a njihov dan i mesec će postati jednaki sa 47 tekućih dana; u ovom slučaju, Mjesec će se udaljiti od nas 1,4 puta. Istina, ova situacija neće trajati vječno, jer sunčeve plime neće prestati utjecati na rotaciju Zemlje. vidi takođe
MOON ;
POREKLO I ISTORIJA MJESECA;
FLOW I FLOW.
Mars. Mars je sličan Zemlji, ali skoro upola njegove veličine i ima nešto nižu prosječnu gustinu. Period dnevne rotacije (24 h 37 min) i nagib ose (24°) gotovo da se ne razlikuju od onih na Zemlji. Zemaljskom posmatraču, Mars izgleda kao crvenkasta zvezda, čiji se sjaj primetno menja; maksimalan je u periodima sukoba koji se ponavljaju za nešto više od dvije godine (na primjer, u aprilu 1999. i junu 2001.). Mars je posebno blizu i svetao tokom perioda velike opozicije koja se javlja ako prođe blizu perihela u vreme opozicije; to se dešava svakih 15-17 godina (sljedeća je u avgustu 2003.). Teleskop na Marsu pokazuje svijetle narančaste regije i tamnije regije koje se mijenjaju u skladu s godišnjim dobima. Na polovima leže svijetle bijele snježne kape. Crvenkasta boja planete povezana je s velikom količinom željeznih oksida (rđe) u tlu. Sastav tamnih područja vjerovatno podsjeća na kopnene bazalte, dok su svijetli dijelovi sastavljeni od fino raspršenog materijala.

POVRŠINA MARSA u blizini sletišta "Viking-1". Veliki ulomci kamena su veličine oko 30 cm.

U osnovi, naše znanje o Marsu stičemo automatskim stanicama. Najuspješnija su bila dva orbitera i dva lendera ekspedicije Viking, koja je sletjela na Mars 20. jula i 3. septembra 1976. u oblastima Chris (22° N, 48° W) i Utopia (48° N). 226° W), s Vikingom 1 koji je radio do novembra 1982. Obojica su sletjela u klasična svijetla područja i završila u crvenkastoj pješčanoj pustinji posutoj tamnim kamenjem. 4. jula 1997. sonda "Mars Pathfinder" (SAD) do doline Ares (19° N, 34° W) prvo automatsko samohodno vozilo koje je otkrilo miješane stijene i, moguće, šljunak okrenut vodom i pomiješan s pijeskom i glinom , što ukazuje na snažne promjene klime na Marsu i prisustvo velike količine vode u prošlosti. Razrijeđena atmosfera Marsa sastoji se od 95% ugljičnog dioksida i 3% dušika. Prisutne su male količine vodene pare, kiseonika i argona. Prosječni pritisak na površini je 6 mbara (tj. 0,6% zemlje). Pri tako niskom pritisku ne može biti tečne vode. Prosječna dnevna temperatura je 240 K, a maksimum ljeti na ekvatoru dostiže 290 K. Dnevne temperaturne fluktuacije su oko 100 K. Dakle, klima Marsa je klima hladne, dehidrirane visinske pustinje. Na visokim geografskim širinama Marsa, zimi temperatura pada ispod 150 K, a atmosferski ugljični dioksid (CO2) se smrzava i pada na površinu kao bijeli snijeg, formirajući polarnu kapu. Periodična kondenzacija i sublimacija polarnih kapa uzrokuje sezonske fluktuacije atmosferskog tlaka za 30%. Do kraja zime granica polarne kape pada na 45°-50° geografske širine, a ljeti od nje ostaje malo područje (300 km u prečniku na južnom polu i 1000 km na sjevernom), koje se vjerovatno sastoji od vodeni led, čija debljina može doseći 1-2 km. Ponekad na Marsu duvaju jaki vjetrovi, podižući oblake sitnog pijeska u zrak. Posebno snažne prašne oluje se javljaju krajem proljeća na južnoj hemisferi, kada Mars prolazi kroz perihel orbite i kada je sunčeva toplina posebno velika. Nedeljama, pa čak i mesecima, atmosfera postaje neprozirna od žute prašine. Orbiteri "Vikinzi" prenosili su slike moćnih pješčanih dina na dnu velikih kratera. Naslage prašine mijenjaju izgled površine Marsa iz sezone u godišnje doba toliko da je to vidljivo čak i sa Zemlje kada se gleda kroz teleskop. U prošlosti su neki astronomi smatrali da su ove sezonske promjene u boji površine znakovi vegetacije na Marsu. Geologija Marsa je veoma raznolika. Velika prostranstva južne hemisfere prekrivena su starim kraterima preostalim iz ere drevnog bombardovanja meteorita (prije 4 milijarde godina). prije mnogo godina). Veći dio sjeverne hemisfere prekriven je mlađim tokovima lave. Posebno je interesantno uzvišenje Tharsis (10° S, 110° W), na kojem se nalazi nekoliko džinovskih vulkanskih planina. Najviša među njima - planina Olimp - ima prečnik u podnožju od 600 km i visinu od 25 km. Iako sada nema znakova vulkanske aktivnosti, starost tokova lave ne prelazi 100 miliona godina, što je malo u poređenju sa starošću planete od 4,6 milijardi godina.

Iako drevni vulkani ukazuju na nekada moćnu aktivnost unutrašnjosti Marsa, nema znakova tektonike ploča: nema naboranih planinskih pojaseva i drugih pokazatelja kompresije kore. Međutim, postoje moćni rasjedini rasjedi, od kojih se najveći - doline Mariner - proteže od Tarsisa prema istoku na 4000 km s maksimalnom širinom od 700 km i dubinom od 6 km. Jedno od najzanimljivijih geoloških otkrića napravljenih na osnovu fotografija sa svemirskih letjelica bile su razgranate krivudave doline duge stotine kilometara, koje podsjećaju na presušene kanale zemaljskih rijeka. Ovo ukazuje na povoljniju klimu u prošlosti, kada su temperature i pritisci možda bili viši, a rijeke su tekle preko površine Marsa. Istina, položaj dolina u južnim područjima Marsa sa velikim brojem kratera ukazuje na to da su rijeke na Marsu postojale jako davno, vjerovatno u prvih 0,5 milijardi godina njegove evolucije. Voda sada leži na površini kao led na polarnim kapama i možda ispod površine kao sloj permafrosta. Unutrašnja struktura Marsa je slabo shvaćena. Njegova niska prosječna gustina ukazuje na odsustvo značajnog metalnog jezgra; u svakom slučaju se ne topi, što proizilazi iz odsustva magnetnog polja na Marsu. Seizmometar na sletnom bloku aparata Viking-2 nije zabilježio seizmičku aktivnost planete za 2 godine rada (seizmometar nije radio na Viking-1). Mars ima dva mala satelita - Fobos i Deimos. Oba su nepravilnog oblika, prekrivena meteoritskim kraterima i vjerovatno su asteroidi koje je planeta uhvatila u dalekoj prošlosti. Fobos se okreće oko planete u veoma niskoj orbiti i nastavlja da se približava Marsu pod uticajem plime i oseke; kasnije bi ga uništila gravitacija planete.
Jupiter. Najveća planeta Sunčevog sistema, Jupiter, je 11 puta veća od Zemlje i 318 puta masivnija od nje. Njegova niska prosječna gustina (1,3 g/cm3) ukazuje na sastav blizak Sunčevom: uglavnom vodonik i helijum. Brza rotacija Jupitera oko svoje ose uzrokuje njegovu polarnu kompresiju za 6,4%. Teleskop na Jupiteru pokazuje trake oblaka paralelne sa ekvatorom; svjetlosne zone u njima su ispresijecane crvenkastim pojasevima. Vjerovatno je da su svjetlosne zone područja uzlaznog strujanja gdje su vidljivi vrhovi oblaka amonijaka; crvenkasti pojasevi su povezani sa silaznim strujama, čiju svijetlu boju određuje amonijum hidrosulfat, kao i spojevi crvenog fosfora, sumpora i organskih polimera. Pored vodonika i helijuma, u Jupiterovoj atmosferi spektroskopski su detektovani CH4, NH3, H2O, C2H2, C2H6, HCN, CO, CO2, PH3 i GeH4. Temperatura na vrhovima oblaka amonijaka je 125 K, ali se sa dubinom povećava za 2,5 K/km. Na dubini od 60 km trebao bi postojati sloj vodenih oblaka. Brzine kretanja oblaka u zonama i susjednim pojasevima značajno se razlikuju: na primjer, u ekvatorijalnom pojasu oblaci se kreću na istok 100 m/s brže nego u susjednim zonama. Razlika u brzinama uzrokuje jaku turbulenciju na granicama zona i pojaseva, što njihov oblik čini vrlo zamršenim. Jedna od manifestacija toga su ovalne rotirajuće mrlje, od kojih je najveću - Veliku crvenu mrlju - otkrio prije više od 300 godina Cassini. Ova tačka (25.000-15.000 km) je veća od Zemljinog diska; ima spiralnu ciklonalnu strukturu i napravi jedan okret oko svoje ose za 6 dana. Ostale mrlje su manje i iz nekog razloga potpuno bijele.

Jupiter nema čvrstu površinu. Gornji sloj planete sa dužinom od 25% radijusa sastoji se od tečnog vodonika i helijuma. Ispod, gde pritisak prelazi 3 miliona bara, a temperatura je 10.000 K, vodonik prelazi u metalno stanje. Moguće je da se blizu centra planete nalazi tečno jezgro težih elemenata ukupne mase od oko 10 zemaljskih masa. U centru je pritisak oko 100 miliona bara, a temperatura 20-30 hiljada K. Tečne metalne unutrašnjosti i brza rotacija planete izazvali su njeno snažno magnetno polje, koje je 15 puta jače od zemaljskog. Jupiterova ogromna magnetosfera, sa snažnim radijacijskim pojasevima, proteže se izvan orbita njegova četiri velika satelita. Temperatura u centru Jupitera uvijek je bila niža od potrebne za nastanak termonuklearnih reakcija. Ali Jupiterove unutrašnje rezerve toplote, koje su ostale iz epohe formiranja, su velike. Čak i sada, 4,6 milijardi godina kasnije, emituje približno istu količinu toplote koju prima od Sunca; u prvih milion godina evolucije, snaga zračenja Jupitera bila je 104 puta veća. Budući da je to bilo doba formiranja velikih satelita planete, nije iznenađujuće što njihov sastav zavisi od udaljenosti do Jupitera: dva najbliža njemu - Io i Europa - imaju prilično veliku gustinu (3,5 i 3,0 g/ cm3), a udaljenije - Ganimed i Kalisto - sadrže mnogo vodenog leda i stoga su manje guste (1,9 i 1,8 g/cm3).
Sateliti. Jupiter ima najmanje 16 satelita i slab prsten: udaljen je 53.000 km od gornjeg sloja oblaka, ima širinu od 6.000 km, i očigledno se sastoji od malih i vrlo tamnih čvrstih čestica. Četiri najveća Jupiterova mjeseca nazivaju se Galilejevi jer ih je otkrio Galileo 1610. godine; nezavisno od njega, iste godine ih je otkrio nemački astronom Marius, koji im je dao sadašnja imena - Io, Evropa, Ganimed i Kalisto. Najmanji od satelita - Evropa - nešto je manji od Mjeseca, a Ganimed je veći od Merkura. Svi su vidljivi kroz dvogled.

Na površini Ia, Voyageri su otkrili nekoliko aktivnih vulkana, izbacivši materiju stotinama kilometara u zrak. Površina Ioa je prekrivena crvenkastim naslagama sumpora i svijetlim mrljama sumpor-dioksida - produktima vulkanskih erupcija. U obliku gasa, sumpor dioksid stvara izuzetno retku atmosferu Io. Energija vulkanske aktivnosti se crpi iz plimnog uticaja planete na satelit. Iova orbita prolazi kroz Jupiterove radijacijske pojaseve, a odavno je utvrđeno da satelit snažno interaguje sa magnetosferom, izazivajući u njoj radio eksplozije. Godine 1973. otkriven je torus blistavih atoma natrijuma duž orbite Ioa; kasnije su tu pronađeni joni sumpora, kalija i kiseonika. Ove supstance izbacuju energetski protoni radijacionih pojaseva ili direktno sa površine Ioa, ili iz gasovitih oblaka vulkana. Iako je Jupiterov plimni uticaj na Evropu slabiji nego na Io, njegova unutrašnjost takođe može biti delimično otopljena. Spektralne studije pokazuju da Evropa ima vodeni led na svojoj površini, a njena crvenkasta nijansa je vjerovatno posljedica zagađenja sumporom iz Ioa. Gotovo potpuno odsustvo udarnih kratera ukazuje na geološku mladost površine. Nabori i rasjedi ledene površine Evrope liče na ledena polja zemaljskih polarnih mora; vjerovatno na Evropi ispod sloja leda ima tečne vode. Ganimed je najveći mjesec u Sunčevom sistemu. Njegova gustina je mala; verovatno je pola kamen a pola led. Njegova površina izgleda čudno i pokazuje znakove ekspanzije kore, što je moguće da prati proces diferencijacije ispod površine. Dijelovi drevne površine kratera razdvojeni su mlađim rovovima, dugim stotinama kilometara i širokim 1-2 km, koji se nalaze na udaljenosti od 10-20 km jedan od drugog. Vjerovatno je riječ o mlađem ledu, nastalom izlivanjem vode kroz pukotine neposredno nakon diferencijacije prije oko 4 milijarde godina. Kalisto je sličan Ganimedu, ali na njegovoj površini nema znakova rasjeda; sve je veoma staro i puno kratera. Površina oba satelita prekrivena je ledom prošaranim stenama regolitskog tipa. Ali ako je na Ganimedu leda oko 50%, onda je na Kalistu manje od 20%. Sastav stena Ganimeda i Kalista verovatno je sličan onom karbonskih meteorita. Jupiterovi mjeseci nemaju atmosferu, osim razrijeđenog vulkanskog plina SO2 na Io. Od Jupiterovih desetak manjih mjeseca, četiri su bliža planeti od Galilejevih; najveći od njih, Amalthea, je kraterski objekat nepravilnog oblika (dimenzija 270*166*150 km). Njegova tamna površina - vrlo crvena - možda je bila prekrivena sivom iz Ioa. Vanjski mali sateliti Jupitera podijeljeni su u dvije grupe u skladu sa svojim orbitama: 4 bliže planeti okreću se u smjeru naprijed (u odnosu na rotaciju planete), a 4 udaljenija - u suprotnom smjeru. Svi su mali i tamni; verovatno ih je uhvatio Jupiter iz grupe asteroida trojanske grupe (vidi ASTEROID).
Saturn. Druga po veličini džinovska planeta. Ovo je planeta vodonik-helijum, ali relativna količina helijuma u Saturnu je manja od one kod Jupitera; ispod i njegovu prosječnu gustinu. Brza rotacija Saturna dovodi do njegove velike spljoštenosti (11%).

SATURN i njegovi meseci, fotografisani tokom prolaska svemirske sonde Voyager.

U teleskopu, Saturnov disk ne izgleda tako spektakularno kao Jupiter: ima smeđe-narandžastu boju i slabo izražene pojaseve i zone. Razlog je taj što su gornji dijelovi njegove atmosfere ispunjeni maglom od amonijaka (NH3) koja raspršuje svjetlost. Saturn je udaljeniji od Sunca, pa je temperatura njegove gornje atmosfere (90 K) za 35 K niža od Jupiterove, a amonijak je u kondenzovanom stanju. Sa dubinom, temperatura atmosfere raste za 1,2 K/km, tako da struktura oblaka liči na Jupiterovu: ispod sloja oblaka amonijum hidrosulfata nalazi se sloj vodenih oblaka. Pored vodonika i helijuma, u Saturnovoj atmosferi spektroskopski su detektovani CH4, NH3, C2H2, C2H6, C3H4, C3H8 i PH3. Po unutrašnjoj strukturi, Saturn takođe podseća na Jupiter, iako zbog svoje manje mase ima niži pritisak i temperaturu u centru (75 miliona bara i 10.500 K). Saturnovo magnetno polje je uporedivo sa Zemljinim. Poput Jupitera, Saturn stvara unutrašnju toplotu, dvostruko više nego što prima od Sunca. Istina, ovaj omjer je veći od onog kod Jupitera, jer Saturn, koji se nalazi dvostruko udaljeniji, prima četiri puta manje topline od Sunca.
Prstenovi Saturna. Saturn je okružen jedinstveno moćnim sistemom prstenova do udaljenosti od 2,3 planetarna radijusa. Lako se razlikuju kada se gledaju kroz teleskop, a kada se proučavaju iz blizine, pokazuju izuzetnu raznolikost: od masivnog B prstena do uskog F prstena, od spiralnih valova gustoće do potpuno neočekivanih radijalno izduženih "žbica" koje su otkrili Voyageri . Čestice koje ispunjavaju prstenove Saturna reflektuju svjetlost mnogo bolje od materijala tamnih prstenova Urana i Neptuna; njihovo proučavanje u različitim spektralnim opsezima pokazuje da su to "prljave snježne grudve" dimenzija reda metar. Tri klasična prstena Saturna, redom od spoljašnjeg ka unutrašnjem, označena su slovima A, B i C. Prsten B je prilično gust: radio signali sa Voyagera jedva su prolazili kroz njega. Razmak od 4.000 km između A i B prstena, nazvan Cassinijeva fisija (ili jaz), nije zapravo prazan, ali je uporediv po gustini sa blijedim C prstenom, koji se nekada zvao krep prsten. Blizu vanjske ivice A prstena nalazi se manje vidljiva Enckeova pukotina. Godine 1859. Maxwell je zaključio da Saturnovi prstenovi moraju biti sastavljeni od pojedinačnih čestica koje kruže oko planete. Krajem 19. vijeka ovo je potvrđeno spektralnim opservacijama, koje su pokazale da se unutrašnji dijelovi prstenova rotiraju brže od vanjskih. Pošto prstenovi leže u ravni planetinog ekvatora, što znači da su nagnuti prema orbitalnoj ravni za 27°, Zemlja padne u ravan prstenova dva puta u 29,5 godina, a mi ih posmatramo na ivici. U ovom trenutku, prstenovi "nestaju", što dokazuje njihovu vrlo malu debljinu - ne više od nekoliko kilometara. Detaljne slike prstenova koje su napravili Pioneer 11 (1979) i Voyagers (1980 i 1981) pokazale su mnogo složeniju strukturu od očekivane. Prstenovi su podijeljeni na stotine pojedinačnih prstenova tipične širine od nekoliko stotina kilometara. Čak je i u Cassinijevom procjepu bilo najmanje pet prstenova. Detaljna analiza je pokazala da su prstenovi nehomogeni i po veličini i, moguće, po sastavu čestica. Složena struktura prstenova je vjerovatno posljedica gravitacionog utjecaja malih satelita koji su im blizu, za koje se ranije nije sumnjalo. Vjerovatno najneobičniji je najtanji F prsten, koji je 1979. godine otkrio Pioneer na udaljenosti od 4000 km od vanjskog ruba A prstena. kasnije, Voyager 2 je otkrio da je struktura F prstena mnogo jednostavnija: "nizovi" materije više nisu bili isprepleteni. Ova struktura i njena brza evolucija dijelom su posljedica utjecaja dva mala satelita (Prometeja i Pandore) koji se kreću na vanjskim i unutrašnjim rubovima ovog prstena; zovu se "psi čuvari". Međutim, nije isključeno prisustvo još manjih tijela ili privremenih nakupina materije unutar samog F prstena.
Sateliti. Saturn ima najmanje 18 mjeseci. Većina ih je vjerovatno ledena. Neki imaju veoma zanimljive orbite. Na primjer, Janus i Epimetej imaju gotovo iste orbitalne radijuse. U orbiti Dione, 60° ispred nje (ova pozicija se zove vodeća Lagrangeova tačka), kreće se manji satelit Helena. Tethys prate dva mala satelita - Telesto i Calypso - na vodećim i zaostalim Lagrangeovim tačkama svoje orbite. Radijusi i mase sedam Saturnovih satelita (Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Titan i Japetus) izmjereni su sa dobrom preciznošću. Svi su uglavnom ledeni. One manje imaju gustinu od 1-1,4 g/cm3, što je blizu gustini vodenog leda sa manje ili više primesa kamenja. Još nije jasno da li sadrže metan i amonijačni led. Veća gustoća Titana (1,9 g/cm3) je rezultat njegove velike mase, koja uzrokuje kompresiju unutrašnjosti. Po prečniku i gustini, Titan je veoma sličan Ganimedu; vjerovatno imaju istu unutrašnju strukturu. Titan je drugi najveći mjesec u Sunčevom sistemu, a jedinstven je po tome što ima konstantnu moćnu atmosferu, koja se sastoji uglavnom od azota i male količine metana. Pritisak na njegovoj površini je 1,6 bara, temperatura je 90 K. U takvim uslovima, tečni metan može biti na površini Titana. Gornji slojevi atmosfere do visine od 240 km ispunjeni su narandžastim oblacima, koji se vjerovatno sastoje od čestica organskih polimera sintetiziranih pod utjecajem ultraljubičastih zraka Sunca. Ostali Saturnovi mjeseci su premali da bi imali atmosferu. Njihove površine su prekrivene ledom i sa velikim kraterima. Samo na površini Enceladusa ima znatno manje kratera. Vjerovatno plimni utjecaj Saturna održava njegova crijeva u rastopljenom stanju, a udari meteorita dovode do izlijevanja vode i punjenja kratera. Neki astronomi vjeruju da su čestice s površine Enceladusa formirale široki E prsten duž njegove orbite. Vrlo je zanimljiv satelit Japet na kojem je stražnja (u odnosu na smjer orbitalnog kretanja) hemisfera prekrivena ledom i reflektira 50% upadne svjetlosti, a prednja hemisfera je toliko tamna da reflektira samo 5% svjetlosti. ; prekrivena je nečim poput tvari ugljeničnih meteorita. Moguće je da materijal izbačen pod utjecajem udara meteorita sa površine Saturnovog vanjskog satelita Fibe padne na prednju hemisferu Japeta. U principu, to je moguće, jer se Phoebe kreće u orbiti u suprotnom smjeru. Osim toga, površina Phoebe je prilično tamna, ali o njoj još nema točnih podataka.
Uran. Uran je morsko zelene boje i izgleda bezoblično jer je njegova gornja atmosfera ispunjena maglom, kroz koju je sonda Voyager 2 koja je letjela blizu njega 1986. godine jedva mogla vidjeti nekoliko oblaka. Osa planete je nagnuta prema orbitalnoj osi za 98,5°, tj. leži skoro u ravni orbite. Dakle, svaki od polova je neko vrijeme okrenut direktno prema Suncu, a zatim ide u sjenu na pola godine (42 zemaljske godine). Atmosfera Urana sadrži uglavnom vodonik, 12-15% helijuma i nekoliko drugih gasova. Temperatura atmosfere je oko 50 K, iako se u gornjim razrijeđenim slojevima penje na 750 K danju i 100 K noću. Magnetno polje Urana je nešto slabije od Zemljinog po jačini na površini, a njegova osa je nagnuta prema osi rotacije planete za 55°. Malo se zna o unutrašnjoj strukturi planete. Sloj oblaka se vjerovatno proteže do dubine od 11.000 km, nakon čega slijedi okean tople vode dubok 8.000 km, a ispod njega jezgro od rastopljenog kamena radijusa od 7.000 km.
Prstenovi. Godine 1976. otkriveni su jedinstveni Uranovi prstenovi koji se sastoje od zasebnih tankih prstenova, od kojih je najširi debljine 100 km. Prstenovi se nalaze u rasponu udaljenosti od 1,5 do 2,0 radijusa planete od njenog centra. Za razliku od Saturnovih prstenova, Uranovi prstenovi se sastoje od velikih tamnih stijena. Vjeruje se da se mali satelit ili čak dva satelita kreću u svakom prstenu, kao u F prstenu Saturna.
Sateliti. Otkriveno je 20 Uranovih satelita. Najveći - Titania i Oberon - s promjerom od 1500 km. Ima još 3 velike, veće od 500 km, ostale su jako male. Površinski spektri pet velikih satelita ukazuju na veliku količinu vodenog leda. Površine svih satelita prekrivene su meteoritskim kraterima.
Neptun. Spolja, Neptun je sličan Uranu; u njegovom spektru takođe dominiraju metan i vodonik. Protok toplote sa Neptuna znatno premašuje snagu sunčeve toplote koja pada na njega, što ukazuje na postojanje unutrašnjeg izvora energije. Možda se veliki dio unutrašnje topline oslobađa kao rezultat plime i oseke uzrokovane masivnim mjesecom Tritonom, koji kruži u suprotnom smjeru na udaljenosti od 14,5 planetarnih radijusa. Voyager 2, koji je 1989. leteo na udaljenosti od 5000 km od sloja oblaka, otkrio je još 6 satelita i 5 prstenova u blizini Neptuna. U atmosferi je otkrivena Velika tamna mrlja i složen sistem vrtložnih struja. Ružičasta površina Tritona otkrila je nevjerovatne geološke detalje, uključujući moćne gejzire. Pokazalo se da je satelit Proteus koji je otkrio Voyager veći od Nereida, otkrivene sa Zemlje davne 1949. godine.
Pluton. Pluton ima veoma izduženu i nagnutu orbitu; u perihelu se približava Suncu na 29,6 AJ. i uklanja se u afelu na 49,3 AJ. Pluton je prošao perihel 1989; od 1979. do 1999. bio je bliže Suncu nego Neptunu. Međutim, zbog velikog nagiba Plutonove orbite, njegova putanja se nikada ne ukršta sa Neptunom. Prosečna površinska temperatura Plutona je 50 K, ona se menja od afela do perihela za 15 K, što je prilično primetno na ovako niskim temperaturama. To posebno dovodi do pojave razrijeđene atmosfere metana u periodu prolaska planete kroz perihel, ali je njen pritisak 100.000 puta manji od pritiska zemljine atmosfere. Pluton ne može dugo zadržati atmosferu jer je manji od mjeseca. Plutonovom mjesecu Haronu potrebno je 6,4 dana da kruži blizu planete. Njegova orbita je veoma nagnuta prema ekliptici, tako da se pomračenja dešavaju samo u retkim epohama prolaska Zemlje kroz ravan Haronove orbite. Sjaj Plutona se redovno menja u periodu od 6,4 dana. Dakle, Pluton rotira sinhrono sa Haronom i ima velike mrlje na površini. U odnosu na veličinu planete, Haron je veoma velik. Pluton-Haron se često naziva "dvostrukom planetom". Nekada se Pluton smatrao "pobjeglim" satelitom Neptuna, ali nakon otkrića Harona to izgleda malo vjerovatno.
PLANETE: KOMPARATIVNA ANALIZA
Unutrašnja struktura. Objekti Sunčevog sistema u smislu njihove unutrašnje strukture mogu se podijeliti u 4 kategorije: 1) komete, 2) mala tijela, 3) zemaljske planete, 4) plinoviti divovi. Komete su jednostavna ledena tijela sa posebnim sastavom i istorijom. U kategoriju malih tijela spadaju sva ostala nebeska tijela poluprečnika manjeg od 200 km: međuplanetarna zrnca prašine, čestice planetarnih prstenova, male satelite i većinu asteroida. Tokom evolucije Sunčevog sistema, svi su izgubili toplotu oslobođenu tokom primarne akrecije i ohladili se, nisu bili dovoljno veliki da se zagreju zbog radioaktivnog raspada koji se u njima odvija. Planete zemaljskog tipa su veoma raznolike: od "gvozdenog" Merkura do misterioznog ledenog sistema Pluton-Haron. Pored najvećih planeta, Sunce se ponekad klasifikuje i kao gasni div. Najvažniji parametar koji određuje sastav planete je prosječna gustina (ukupna masa podijeljena s ukupnim volumenom). Njegova vrijednost odmah pokazuje kakva je planeta - "kamen" (silikati, metali), "led" (voda, amonijak, metan) ili "gas" (vodonik, helijum). Iako su površine Merkura i Meseca zapanjujuće slične, njihov unutrašnji sastav je potpuno drugačiji, jer je prosečna gustina Merkura 1,6 puta veća od Mesečeve. Istovremeno, masa Merkura je mala, što znači da njegova visoka gustina uglavnom nije posledica kompresije materije pod dejstvom gravitacije, već posebnog hemijskog sastava: Merkur sadrži 60-70% metala i 30% metala. -40% silikata po masi. Sadržaj metala po jedinici mase Merkura je znatno veći nego na bilo kojoj drugoj planeti. Venera rotira tako sporo da se njeno ekvatorijalno oticanje mjeri samo u dijelovima metra (kod Zemlje - 21 km) i ne može ništa reći o unutrašnjoj strukturi planete. Njegovo gravitaciono polje korelira s topografijom površine, za razliku od Zemlje, gdje kontinenti "plutaju". Moguće je da su kontinenti Venere fiksirani krutošću plašta, ali je moguće da se topografija Venere dinamički održava snažnom konvekcijom u njenom plaštu. Površina Zemlje je mnogo mlađa od površina drugih tijela u Sunčevom sistemu. Razlog tome je uglavnom intenzivna obrada materijala kore kao rezultat tektonike ploča. Primetan efekat ima i erozija pod dejstvom tekuće vode. Na površini većine planeta i mjeseca dominiraju prstenaste strukture povezane s udarnim kraterima ili vulkanima; na Zemlji, tektonika ploča je dovela do toga da njene glavne uzvisine i nizine budu linearne. Primjer su planinski lanci koji se uzdižu gdje se sudaraju dvije ploče; okeanski rovovi koji označavaju mjesta gdje jedna ploča ide ispod druge (zone subdukcije); kao i srednjeokeanski grebeni na onim mjestima gdje se dvije ploče razilaze pod djelovanjem mlade kore koja izlazi iz plašta (zona širenja). Dakle, reljef zemljine površine odražava dinamiku njene unutrašnjosti. Mali uzorci gornjeg plašta Zemlje postaju dostupni za laboratorijsko proučavanje kada se izdignu na površinu kao dio magmatskih stijena. Poznate su ultramafične inkluzije (ultrabazične, siromašne silikatima i bogate Mg i Fe), koje sadrže minerale koji nastaju samo pri visokom pritisku (npr. dijamant), kao i parne minerale koji mogu koegzistirati samo ako su nastali pod visokim pritiskom. Ove inkluzije su omogućile da se sa dovoljnom preciznošću procijeni sastav gornjeg plašta do dubine od cca. 200 km. Mineraloški sastav dubokog omotača nije dobro poznat, jer još ne postoje precizni podaci o raspodjeli temperature s dubinom, a glavne faze dubokih minerala nisu laboratorijski reproducirane. Zemljino jezgro se deli na spoljašnje i unutrašnje. Spoljno jezgro ne propušta poprečne seizmičke talase, stoga je tečno. Međutim, na dubini od 5200 km materija jezgra ponovo počinje da sprovodi poprečne talase, ali malom brzinom; to znači da je unutrašnje jezgro djelimično "zamrznuto". Gustina jezgra je manja od one u čistoj tekućini željezo-nikl, vjerovatno zbog primjesa sumpora. Četvrtinu površine Marsa zauzima brdo Tharsis, koje je poraslo za 7 km u odnosu na prosječni radijus planete. Na njemu se nalazi većina vulkana, prilikom čijeg formiranja se lava širila na veliku udaljenost, što je tipično za rastopljene stijene bogate željezom. Jedan od razloga za ogromnu veličinu marsovskih vulkana (najvećih u Sunčevom sistemu) je taj što, za razliku od Zemlje, Mars nema ploče koje se kreću u odnosu na vruće džepove u omotaču, tako da vulkanima treba dugo da rastu na jednom mjestu. . Mars nema magnetno polje i nije otkrivena nikakva seizmička aktivnost. U njenom tlu bilo je mnogo željeznih oksida, što ukazuje na slabu diferencijaciju unutrašnjosti.
Unutrašnja toplina. Mnoge planete zrače više toplote nego što primaju od sunca. Količina toplote koja se stvara i skladišti u utrobi planete ovisi o njenoj povijesti. Za planetu u nastajanju, meteoritsko bombardovanje je glavni izvor toplote; tada se toplota oslobađa tokom diferencijacije unutrašnjosti, kada se najgušće komponente, kao što su gvožđe i nikl, talože prema centru i formiraju jezgro. Jupiter, Saturn i Neptun (ali ne i Uran iz nekog razloga) još uvijek zrače toplinu koju su akumulirali kada su se formirali prije 4,6 milijardi godina. Za zemaljske planete, važan izvor grijanja u sadašnjoj eri je raspad radioaktivnih elemenata - uranijuma, torija i kalija - koji su bili uključeni u maloj količini u originalni hondritski (solarni) sastav. Disipacija energije kretanja u plimnim deformacijama - takozvana "plimna disipacija" - glavni je izvor zagrijavanja Ioa i igra značajnu ulogu u evoluciji nekih planeta čija rotacija (na primjer, Merkur) je usporila plima.
Konvekcija u plaštu. Ako se tekućina zagrije dovoljno jako, u njoj se razvija konvekcija, jer se toplinska vodljivost i zračenje ne mogu nositi s toplinskim tokom koji se isporučuje lokalno. Može izgledati čudno reći da je unutrašnjost zemaljskih planeta prekrivena konvekcijom, poput tečnosti. Zar ne znamo da se, prema seizmološkim podacima, poprečni talasi šire u Zemljinom omotaču i samim tim se plašt ne sastoji od tečnosti, već od čvrstih stena? Ali uzmimo obični stakleni kit: sa sporim pritiskom, ponaša se kao viskozna tekućina, s oštrim pritiskom - kao elastično tijelo, a s udarom - kao kamen. To znači da, da bismo razumjeli kako se materija ponaša, moramo uzeti u obzir u kojoj vremenskoj skali se odvijaju procesi. Transverzalni seizmički talasi prolaze kroz utrobu zemlje za nekoliko minuta. Na geološkoj vremenskoj skali mjerenoj u milionima godina, stijene se plastično deformiraju ako se na njih stalno primjenjuje značajan stres. Nevjerovatno je da se zemljina kora još uvijek ispravlja, vraćajući se u svoj nekadašnji oblik, koji je imala prije posljednje glacijacije, koja se završila prije 10.000 godina. Proučavajući starost uzdignutih obala Skandinavije, N. Haskel je 1935. izračunao da je viskoznost Zemljinog omotača 1023 puta veća od viskoziteta vode u tečnom stanju. Ali čak i u isto vrijeme, matematička analiza pokazuje da je Zemljin omotač u stanju intenzivne konvekcije (takvo kretanje zemljine unutrašnjosti moglo bi se vidjeti u ubrzanom filmu, gdje milion godina prođe u sekundi). Slični proračuni pokazuju da Venera, Mars i, u manjoj meri, Merkur i Mesec takođe verovatno imaju konvektivni omotač. Tek počinjemo da otkrivamo prirodu konvekcije na planetama gasnih divova. Poznato je da su konvektivna kretanja pod jakim uticajem brze rotacije koja postoji kod džinovskih planeta, ali je veoma teško eksperimentalno proučavati konvekciju u rotirajućoj sferi sa centralnim privlačenjem. Do sada su najprecizniji eksperimenti ove vrste izvedeni u mikrogravitaciji u orbiti oko Zemlje. Ovi eksperimenti, zajedno sa teorijskim proračunima i numeričkim modelima, pokazali su da se konvekcija javlja u cijevima koje su rastegnute duž ose rotacije planete i savijene u skladu s njenom sferičnosti. Takve konvektivne ćelije nazivaju se "bananama" zbog njihovog oblika. Pritisak planeta plinovitih divova varira od 1 bara na nivou vrhova oblaka do oko 50 Mbara u centru. Stoga se njihova glavna komponenta - vodonik - nalazi na različitim nivoima u različitim fazama. Pri pritisku iznad 3 Mbara, obični molekularni vodonik postaje tečni metal sličan litiju. Proračuni pokazuju da se Jupiter uglavnom sastoji od metalnog vodonika. A Uran i Neptun, po svemu sudeći, imaju prošireni omotač od tekuće vode, koji je takođe dobar provodnik.
Magnetno polje. Eksterno magnetno polje planete nosi važne informacije o kretanju njene unutrašnjosti. Magnetno polje je ono koje postavlja referentni okvir u kojem se mjeri brzina vjetra u oblačnoj atmosferi džinovske planete; to ukazuje da u tečnom metalnom jezgru Zemlje postoje snažni tokovi, a aktivno miješanje se odvija u vodenim omotačima Urana i Neptuna. Naprotiv, odsustvo jakog magnetnog polja na Veneri i Marsu nameće ograničenja njihovoj unutrašnjoj dinamici. Među zemaljskim planetama, Zemljino magnetsko polje ima izvanredan intenzitet, što ukazuje na aktivan dinamo efekat. Odsustvo jakog magnetnog polja na Veneri ne znači da se njeno jezgro učvrstilo: najvjerovatnije spora rotacija planete sprječava dinamo efekat. Uran i Neptun imaju iste magnetne dipole sa velikim nagibom prema osovinama planeta i pomeranjem u odnosu na njihove centre; ovo ukazuje da njihov magnetizam potiče iz plašta, a ne iz jezgara. Jupiterovi sateliti Io, Evropa i Ganimed imaju svoja magnetna polja, dok Kalisto nema. Preostali magnetizam pronađen na Mjesecu.
Atmosfera. Sunce, osam od devet planeta i tri od šezdeset i tri satelita imaju atmosferu. Svaka atmosfera ima svoj poseban hemijski sastav i ponašanje zvano "vreme". Atmosfere se dijele u dvije grupe: za zemaljske planete, gusta površina kontinenata ili okeana određuje uslove na donjoj granici atmosfere, a za plinovite divove atmosfera je praktički bez dna. Za zemaljske planete, tanak (0,1 km) sloj atmosfere u blizini površine stalno doživljava zagrijavanje ili hlađenje od njega, a tokom kretanja - trenje i turbulencija (zbog neravnog terena); ovaj sloj se naziva površinski ili granični sloj. Blizu površine, molekularni viskozitet ima tendenciju da "zalijepi" atmosferu za tlo, tako da čak i lagani povjetarac stvara jak vertikalni gradijent brzine koji može uzrokovati turbulenciju. Promjena temperature zraka s visinom kontrolira se konvektivnom nestabilnošću, jer se odozdo zrak zagrijava sa tople površine, postaje lakši i lebdi; kako se diže u područja niskog pritiska, širi se i zrači toplinu u svemir, uzrokujući da se ohladi, postane gušći i tone. Kao rezultat konvekcije, u nižim slojevima atmosfere uspostavlja se adijabatski vertikalni temperaturni gradijent: na primjer, u Zemljinoj atmosferi temperatura zraka opada s visinom za 6,5 ​​K/km. Ova situacija postoji do tropopauze (grčki "tropo" - okret, "pauza" - završetak), ograničavajući donji sloj atmosfere, nazvan troposfera. Tu se dešavaju promjene koje nazivamo vremenom. U blizini Zemlje, tropopauza prolazi na visinama od 8-18 km; na ekvatoru je 10 km viša nego na polovima. Zbog eksponencijalnog smanjenja gustine sa visinom, 80% mase Zemljine atmosfere je zatvoreno u troposferi. Takođe sadrži gotovo svu vodenu paru, a samim tim i oblake koji stvaraju vrijeme. Na Veneri, ugljični dioksid i vodena para, zajedno sa sumpornom kiselinom i sumpordioksidom, apsorbiraju gotovo sve infracrveno zračenje koje se emituje s površine. To izaziva jak efekat staklene bašte, tj. dovodi do činjenice da je površinska temperatura Venere 500 K viša od one koju bi imala u atmosferi providnoj za infracrveno zračenje. Glavni "staklenički" gasovi na Zemlji su vodena para i ugljen-dioksid, koji podižu temperaturu za 30 K. Na Marsu ugljen-dioksid i atmosferska prašina izazivaju slab efekat staklene bašte od samo 5 K. Vruća površina Venere sprečava oslobađanje sumpora iz atmosfere vezujući ga za površinske stijene. Niža atmosfera Venere obogaćena je sumpordioksidom, pa se u njoj nalazi gust sloj oblaka sumporne kiseline na visinama od 50 do 80 km. U zemljinoj atmosferi nalazi se i neznatna količina tvari koje sadrže sumpor, posebno nakon snažnih vulkanskih erupcija. Sumpor nije zabilježen u atmosferi Marsa, stoga su njegovi vulkani neaktivni u trenutnoj epohi. Na Zemlji se stabilno smanjenje temperature s visinom u troposferi mijenja iznad tropopauze u povećanje temperature s visinom. Stoga postoji izuzetno stabilan sloj, nazvan stratosfera (latinski stratum - sloj, podnica). Postojanje trajnih tankih slojeva aerosola i dugotrajno zadržavanje radioaktivnih elemenata od nuklearnih eksplozija direktni su dokaz odsustva miješanja u stratosferi. U zemaljskoj stratosferi temperatura nastavlja da raste sa visinom do stratopauze, prelazeći na visini od cca. 50 km. Izvor topline u stratosferi su fotohemijske reakcije ozona, čija je koncentracija maksimalna na visini od cca. 25 km. Ozon apsorbira ultraljubičasto zračenje, pa se ispod 75 km gotovo sav pretvara u toplinu. Hemija stratosfere je složena. Ozon se uglavnom formira u ekvatorijalnim regijama, ali se njegova najveća koncentracija nalazi na polovima; ovo ukazuje da na sadržaj ozona ne utiče samo hemija, već i dinamika atmosfere. Mars takođe ima veće koncentracije ozona iznad polova, posebno iznad zimskog pola. Suva atmosfera Marsa ima relativno malo hidroksilnih radikala (OH) koji oštećuju ozon. Temperaturni profili atmosfere džinovskih planeta određeni su iz zemaljskih opservacija planetarnih okultacija zvijezda i iz podataka sonde, posebno iz slabljenja radio signala kada sonda uđe u planetu. Svaka planeta ima tropopauzu i stratosferu, iznad kojih se nalaze termosfera, egzosfera i jonosfera. Temperatura termosfera Jupitera, Saturna i Urana je pribl. 1000, 420 i 800 K. Visoka temperatura i relativno niska gravitacija na Uranu omogućavaju da se atmosfera proširi do prstenova. To uzrokuje usporavanje i brz pad čestica prašine. Budući da u Uranovim prstenovima još uvijek postoje tragovi prašine, tamo mora postojati izvor prašine. Iako temperaturna struktura troposfere i stratosfere u atmosferama različitih planeta ima mnogo zajedničkog, njihov hemijski sastav je veoma različit. Atmosfere Venere i Marsa su uglavnom ugljični dioksid, ali predstavljaju dva ekstremna primjera atmosferske evolucije: Venera ima gustu i vruću atmosferu, dok Mars ima hladnu i rijetku. Važno je razumjeti da li će Zemljina atmosfera na kraju doći do jednog od ova dva tipa i da li su ove tri atmosfere oduvijek bile toliko različite. Sudbina izvorne vode na planeti može se odrediti mjerenjem sadržaja deuterija u odnosu na lagani izotop vodonika: omjer D/H nameće ograničenje količine vodonika koji napušta planetu. Masa vode u atmosferi Venere sada iznosi 10-5 mase Zemljinih okeana. Ali odnos D/H na Veneri je 100 puta veći nego na Zemlji. Ako je u početku ovaj omjer bio isti na Zemlji i Veneri i rezerve vode na Veneri se nisu obnavljale tokom njene evolucije, onda stostruko povećanje D/H omjera na Veneri znači da je nekada na Veneri bilo sto puta više vode nego sad. Objašnjenje za ovo obično se traži u teoriji "isparenja staklenika", koja kaže da Venera nikada nije bila dovoljno hladna da bi se voda kondenzirala na njenoj površini. Ako je voda uvijek ispunjavala atmosferu u obliku pare, onda je fotodisocijacija molekula vode dovela do oslobađanja vodika, čiji je svjetlosni izotop pobjegao iz atmosfere u svemir, a preostala voda je obogaćena deuterijem. Od velikog je interesa velika razlika između atmosfera Zemlje i Venere. Vjeruje se da je moderna atmosfera zemaljskih planeta nastala kao rezultat otplinjavanja crijeva; u ovom slučaju su se uglavnom oslobađale vodena para i ugljični dioksid. Na Zemlji je voda bila koncentrisana u okeanu, a ugljični dioksid je bio vezan u sedimentnim stijenama. Ali Venera je bliže Suncu, tamo je vruće i nema života; pa je ugljični dioksid ostao u atmosferi. Vodena para pod dejstvom sunčeve svetlosti disocira na vodonik i kiseonik; vodonik je pobjegao u svemir (zemljina atmosfera također brzo gubi vodonik), a ispostavilo se da je kisik vezan u stijenama. Istina, razlika između ove dvije atmosfere može se pokazati dublja: još uvijek nema objašnjenja za činjenicu da u atmosferi Venere ima mnogo više argona nego u atmosferi Zemlje. Površina Marsa je sada hladna i suva pustinja. Tokom najtoplijeg dijela dana, temperatura može biti malo iznad normalne tačke smrzavanja vode, ali nizak atmosferski pritisak ne dozvoljava da voda na površini Marsa bude u tečnom stanju: led se odmah pretvara u paru. Međutim, na Marsu postoji nekoliko kanjona koji podsjećaju na suva riječna korita. Čini se da su neke od njih presječene kratkotrajnim, ali katastrofalno snažnim tokovima vode, dok drugi pokazuju duboke jaruge i razgranatu mrežu dolina, što ukazuje na vjerovatno dugotrajno postojanje nizijskih rijeka u ranim periodima istorije Marsa. Postoje i morfološke indicije da su stari krateri Marsa uništeni erozijom mnogo više nego mladi, a to je moguće samo ako je atmosfera Marsa bila mnogo gušća nego sada. Početkom 1960-ih smatralo se da se polarne kape Marsa sastoje od vodenog leda. Ali 1966. R. Leighton i B. Murray su razmatrali toplotnu ravnotežu planete i pokazali da bi se ugljični dioksid trebao kondenzirati u velikim količinama na polovima, a ravnotežu čvrstog i plinovitog ugljičnog dioksida treba održavati između polarnih kapa i atmosfera. Zanimljivo je da sezonski rast i smanjenje polarnih kapa dovode do fluktuacija tlaka u atmosferi Marsa za 20% (na primjer, u kabinama starih mlaznih lajnera, padovi tlaka prilikom polijetanja i slijetanja također su bili oko 20%). Svemirske fotografije marsovskih polarnih kapa pokazuju zadivljujuće spiralne uzorke i stepenaste terase koje je sonda Mars Polar Lander (1999) trebala istražiti, ali je doživjela neuspjeh pri slijetanju. Ne zna se tačno zašto je pritisak atmosfere Marsa toliko pao, verovatno sa nekoliko bara u prvih milijardu godina na 7 mbara sada. Moguće je da je trošenje površinskih stijena uklonilo ugljični dioksid iz atmosfere, sekvestrirajući ugljik u karbonatnim stijenama, kao što se dogodilo na Zemlji. Na površinskoj temperaturi od 273 K, ovaj proces bi mogao uništiti atmosferu ugljičnog dioksida na Marsu pritiskom od nekoliko bara za samo 50 miliona godina; očigledno se pokazalo veoma teškim održati toplu i vlažnu klimu na Marsu kroz istoriju Sunčevog sistema. Sličan proces utječe i na sadržaj ugljika u Zemljinoj atmosferi. Oko 60 bara ugljenika je sada vezano u zemljinim karbonatnim stenama. Očigledno je da je u prošlosti Zemljina atmosfera sadržavala mnogo više ugljičnog dioksida nego sada, a temperatura atmosfere je bila viša. Glavna razlika između evolucije atmosfere Zemlje i Marsa je u tome što na Zemlji tektonika ploča podržava ciklus ugljika, dok je na Marsu "zaključana" u stijenama i polarnim kapama.
cirkumplanetarni prstenovi. Zanimljivo je da svaka od džinovskih planeta ima sistem prstenova, ali nijedna zemaljska planeta nema. Oni koji prvi put gledaju Saturn kroz teleskop često uzviknu: "Pa, baš kao na slici!", videći njegove neverovatno svetle i jasne prstenove. Međutim, prstenovi preostalih planeta gotovo su nevidljivi u teleskopu. Jupiterov blijedi prsten doživljava misterioznu interakciju sa svojim magnetnim poljem. Uran i Neptun su okruženi sa po nekoliko tankih prstenova; struktura ovih prstenova odražava njihovu rezonantnu interakciju sa obližnjim satelitima. Tri prstenasta luka Neptuna posebno su intrigantna za istraživače, jer su jasno ograničeni i u radijalnom i u azimutalnom smjeru. Veliko iznenađenje bilo je otkriće uskih prstenova Urana tokom posmatranja njegovog pokrivanja zvijezde 1977. Činjenica je da postoje mnoge pojave koje bi u samo nekoliko decenija mogle primjetno proširiti uske prstenove: to su međusobni sudari čestica , Poynting-Robertsonov efekat (kočenje radijacijom) i kočenje plazmom. Sa praktične tačke gledišta, uski prstenovi, čiji se položaj može meriti sa velikom preciznošću, pokazali su se kao veoma pogodan indikator orbitalnog kretanja čestica. Precesija Uranovih prstenova omogućila je da se razjasni distribucija mase unutar planete. Oni koji su morali da voze automobil sa prašnjavim vetrobranom prema izlazećem ili zalazećem suncu znaju da čestice prašine snažno raspršuju svetlost u pravcu njenog pada. Zbog toga je teško otkriti prašinu u planetarnim prstenovima posmatrajući ih sa Zemlje, tj. sa strane sunca. Ali svaki put kada je svemirska sonda proletjela kraj vanjske planete i "pogledala" unazad, dobili smo slike prstenova u propuštenom svjetlu. Na takvim slikama Urana i Neptuna otkriveni su do sada nepoznati prstenovi prašine, koji su mnogo širi od uskih prstenova koji su dugo poznati. Rotirajući diskovi su najvažnija tema moderne astrofizike. Mnoge dinamičke teorije razvijene da objasne strukturu galaksija također se mogu koristiti za proučavanje planetarnih prstenova. Tako su Saturnovi prstenovi postali predmet testiranja teorije samogravitirajućih diskova. Svojstvo samogravitacije ovih prstenova ukazuje na prisustvo i spiralnih talasa gustine i spiralnih talasa savijanja u njima, koji su vidljivi na detaljnim slikama. Paket talasa pronađen u Saturnovim prstenovima pripisuje se snažnoj horizontalnoj rezonanciji planete sa svojim mjesecom Japetom, koji pokreće spiralne valove gustine u vanjskom Cassinijevom dijelu. Mnogo je pretpostavki o porijeklu prstenova. Važno je da leže unutar Roche zone, tj. na takvoj udaljenosti od planete gdje je međusobno privlačenje čestica manje od razlike u silama privlačenja među njima od strane planete. Unutar Rocheove zone, rasute čestice ne mogu formirati satelit planete. Možda je supstanca prstenova ostala "nezatražena" od formiranja same planete. Ali možda su to tragovi nedavne katastrofe - sudara dva satelita ili uništenja satelita od strane plimnih sila planete. Ako sakupite svu supstancu prstenova Saturna, dobićete telo poluprečnika od cca. 200 km. U prstenovima drugih planeta ima mnogo manje supstance.
MALA TIJELA SUNČEVOG SISTEMA
Asteroidi. Mnoge male planete - asteroidi - kruže oko Sunca uglavnom između orbita Marsa i Jupitera. Astronomi su usvojili naziv "asteroid" jer u teleskopu izgledaju kao slabe zvijezde (aster na grčkom znači "zvijezda"). U početku su mislili da su to fragmenti velike planete koja je nekada postojala, ali onda je postalo jasno da asteroidi nikada nisu formirali jedno tijelo; najvjerovatnije se ova supstanca nije mogla ujediniti u planetu zbog utjecaja Jupitera. Prema procjenama, ukupna masa svih asteroida u našoj eri iznosi samo 6% mase Mjeseca; polovina ove mase sadržana je u tri najveće - 1 Ceres, 2 Pallas i 4 Vesta. Broj u oznaci asteroida označava redoslijed kojim je otkriven. Asteroidima sa tačno poznatim orbitama se dodeljuju ne samo serijski brojevi, već i imena: 3 Juno, 44 ​​Nisa, 1566 Ikar. Poznati su tačni elementi orbita više od 8.000 asteroida od 33.000 do sada otkrivenih. Postoji najmanje dvije stotine asteroida s radijusom većim od 50 km i oko hiljadu - više od 15 km. Procjenjuje se da oko milion asteroida ima radijus veći od 0,5 km. Najveći od njih je Ceres, prilično taman i težak objekt za promatranje. Potrebne su posebne metode adaptivne optike kako bi se razlikovali površinski detalji čak i velikih asteroida pomoću zemaljskih teleskopa. Orbitalni radijusi većine asteroida su između 2,2 i 3,3 AJ, ovo područje se naziva "pojas asteroida". Ali nije u potpunosti ispunjen orbitama asteroida: na udaljenostima od 2,50, 2,82 i 2,96 AJ. Oni nisu ovdje; ovi "prozori" su nastali pod uticajem smetnji sa Jupitera. Svi asteroidi kruže u smjeru naprijed, ali orbite mnogih od njih su primjetno izdužene i nagnute. Neki asteroidi imaju vrlo čudne orbite. Dakle, grupa Trojanaca se kreće u orbiti Jupitera; većina ovih asteroida je vrlo tamna i crvena. Asteroidi iz grupe Amur imaju orbite koje odgovaraju ili prelaze orbitu Marsa; među njima 433 Erosa. Asteroidi iz grupe Apollo prelaze Zemljinu orbitu; među njima 1533 Ikar, najbliži Suncu. Očigledno, prije ili kasnije, ovi asteroidi dožive opasno približavanje planetama, koje se završava sudarom ili ozbiljnom promjenom orbite. Konačno, asteroidi grupe Aton nedavno su izdvojeni kao posebna klasa, čije orbite leže gotovo u potpunosti unutar orbite Zemlje. Svi su veoma mali. Svjetlina mnogih asteroida se periodično mijenja, što je prirodno za rotirajuća nepravilna tijela. Njihovi periodi rotacije se kreću u rasponu od 2,3 do 80 sati i u prosjeku su blizu 9 sati, a svoj nepravilan oblik asteroidi duguju brojnim međusobnim sudarima. Primjeri egzotičnog oblika su 433 Eros i 643 Hector, u kojima omjer dužina osa doseže 2,5. U prošlosti je čitava unutrašnjost Sunčevog sistema vjerovatno bila slična glavnom pojasu asteroida. Jupiter, koji se nalazi u blizini ovog pojasa, svojom privlačnošću snažno ometa kretanje asteroida, povećava njihovu brzinu i dovodi do sudara, a to ih češće uništava nego spaja. Poput nedovršene planete, asteroidni pojas nam daje jedinstvenu priliku da vidimo dijelove strukture prije nego što nestanu unutar gotovog tijela planete. Proučavajući svjetlost koju reflektiraju asteroidi, može se naučiti mnogo o sastavu njihove površine. Većina asteroida, na osnovu njihove refleksije i boje, dodijeljena je u tri grupe slične grupama meteorita: asteroidi tipa C imaju tamnu površinu poput karbonskih hondrita (vidi Meteoriti ispod), tip S je svjetliji i crveniji, a tip M sličan je željezu. -nikl meteoriti. Na primjer, 1 Ceres izgleda kao karbonski hondriti, a 4 Vesta izgleda kao bazaltni eukrit. Ovo ukazuje da je porijeklo meteorita povezano s asteroidnim pojasom. Površina asteroida je prekrivena fino drobljenim kamenjem - regolitom. Prilično je čudno što se zadržava na površini nakon udara meteorita - uostalom, asteroid od 20 km ima gravitaciju od 10-3 g, a brzina napuštanja površine je samo 10 m/s. Osim boje, danas se zna da se mnoge karakteristične infracrvene i ultraljubičaste spektralne linije koriste za klasifikaciju asteroida. Prema ovim podacima, razlikuje se 5 glavnih klasa: A, C, D, S i T. Asteroidi 4 Vesta, 349 Dembovska i 1862 Apollo nisu se uklapali u ovu klasifikaciju: svaki od njih je zauzimao poseban položaj i postao prototip novog klase, redom V, R i Q, koji sada sadrži druge asteroide. Iz velike grupe C-asteroida naknadno su izdvojene klase B, F i G. Savremena klasifikacija obuhvata 14 tipova asteroida, označenih (po opadajućem redosledu od broja članova) slovima S, C, M, D, F, P, G, E, B, T, A, V, Q, R. Pošto je albedo C asteroida niži od albeda S asteroida, dolazi do opservacijske selekcije: tamne C asteroide je teže otkriti. Imajući to na umu, C-asteroidi su najbrojniji tip. Poređenjem spektra asteroida različitih tipova sa spektrima čistih minerala formirane su tri velike grupe: primitivna (C, D, P, Q), metamorfna (F, G, B, T) i magmatska (S, M, E, A, V, R). Površina primitivnih asteroida je bogata ugljikom i vodom; metamorfne sadrže manje vode i isparljivih materija od primitivnih; magmatski su prekriveni kompleksnim mineralima, vjerovatno nastalim iz taline. Unutrašnji dio glavnog asteroidnog pojasa bogato je naseljen magmatskim asteroidima, u srednjem dijelu pojasa prevladavaju metamorfni asteroidi, a na periferiji primitivni asteroidi. Ovo ukazuje da je tokom formiranja Sunčevog sistema postojao oštar temperaturni gradijent u asteroidnom pojasu. Klasifikacija asteroida na osnovu njihovih spektra grupiše tijela prema njihovom površinskom sastavu. Ali ako uzmemo u obzir elemente njihovih orbita (velika poluos, ekscentricitet, nagib), onda se razlikuju dinamičke porodice asteroida, koje je prvi opisao K. Hirayama 1918. godine. Najnaseljenije od njih su porodice Themis, Eos i Koronidi. Vjerovatno je svaka porodica roj fragmenata relativno nedavnog sudara. Sistematsko proučavanje Sunčevog sistema navodi nas da shvatimo da su veliki sudari pravilo, a ne izuzetak, te da ni Zemlja nije imuna na njih.
Meteoriti. Meteoroid je malo tijelo koje se okreće oko Sunca. Meteor je meteoroid koji je uletio u atmosferu planete i postao usijan do sjaja. A ako je njegov ostatak pao na površinu planete, naziva se meteorit. Meteorit se smatra "palim" ako postoje očevici koji su posmatrali njegov let u atmosferi; inače se zove "pronađen". Mnogo je više "pronađenih" meteorita nego "palih". Često ih nađu turisti ili seljaci koji rade u polju. Budući da su meteoriti tamne boje i lako vidljivi u snijegu, antarktička ledena polja, u kojima su već pronađene hiljade meteorita, odlično su mjesto za njihovo traženje. Po prvi put, meteorit na Antarktiku je 1969. godine otkrila grupa japanskih geologa koji su proučavali glečere. Pronašli su 9 fragmenata koji leže jedan pored drugog, ali koji pripadaju četiri različite vrste meteorita. Ispostavilo se da se meteoriti koji su pali na led na različitim mjestima skupljaju tamo gdje se zaustavljaju ledena polja koja se kreću brzinom od nekoliko metara godišnje, počivajući na planinskim lancima. Vjetar uništava i suši gornje slojeve leda (nastaje suva sublimacija - ablacija), a meteoriti se koncentrišu na površini glečera. Takav led ima plavkastu boju i lako se razlikuje od zraka, što naučnici koriste kada proučavaju mjesta koja obećavaju prikupljanje meteorita. Važan pad meteorita dogodio se 1969. u Čivavi (Meksiko). Prvi od mnogih velikih fragmenata pronađen je u blizini kuće u selu Pueblito de Allende, a po tradiciji, svi pronađeni fragmenti ovog meteorita objedinjeni su pod imenom Allende. Pad meteorita Allende poklopio se sa početkom lunarnog programa Apolo i dao je naučnicima priliku da razrade metode za analizu vanzemaljskih uzoraka. Posljednjih godina otkriveno je da su neki meteoriti koji sadrže bijele fragmente ugrađene u tamnije matične stijene lunarni fragmenti. Meteorit Allende pripada hondritima, važnoj podgrupi kamenih meteorita. Zovu se tako jer sadrže hondrule (od grč. chondros, zrno) - najstarije sferne čestice koje su se kondenzovale u protoplanetarnoj maglini i potom postale dio kasnijih stijena. Takvi meteoriti omogućavaju procjenu starosti Sunčevog sistema i njegovog početnog sastava. Uključci meteorita Allende bogatog kalcijumom i aluminijumom, koji su se prvi kondenzovali zbog svoje visoke tačke ključanja, imaju starost merenu radioaktivnim raspadom od 4,559 ± 0,004 milijarde godina. Ovo je najtačnija procjena starosti Sunčevog sistema. Osim toga, svi meteoriti nose "istorijske zapise" uzrokovane dugotrajnim utjecajem galaktičkih kosmičkih zraka, sunčevog zračenja i solarnog vjetra na njih. Ispitivanjem štete uzrokovane kosmičkim zracima možemo reći koliko je dugo meteorit ostao u orbiti prije nego što je pao pod zaštitu Zemljine atmosfere. Direktna veza između meteorita i Sunca proizlazi iz činjenice da elementarni sastav najstarijih meteorita - hondrita - potpuno ponavlja sastav solarne fotosfere. Jedini elementi čiji se sadržaj razlikuje su isparljive tvari, poput vodonika i helijuma, koji su obilno isparili iz meteorita prilikom njihovog hlađenja, kao i litijum, koji je djelimično "sagorio" na Suncu u nuklearnim reakcijama. Izrazi "solarni sastav" i "sastav hondrita" koriste se naizmjenično u opisu "recepta za solarnu materiju" koji je gore spomenut. Kameni meteoriti, čiji se sastav razlikuje od sunca, nazivaju se ahondriti.
Male krhotine. Približni solarni prostor ispunjen je malim česticama čiji su izvori kolapsirajuća jezgra kometa i sudari tijela, uglavnom u asteroidnom pojasu. Najmanje čestice postupno se približavaju Suncu kao rezultat Poynting-Robertsonovog efekta (on se sastoji u tome da pritisak sunčeve svjetlosti na česticu koja se kreće nije usmjerena točno duž linije Sunce-čestica, već kao rezultat svjetlosne aberacije se odbija nazad i stoga usporava kretanje čestice). Pad malih čestica na Sunce kompenzira se njihovim stalnim razmnožavanjem, tako da u ravni ekliptike uvijek postoji nakupljanje prašine koja raspršuje sunčeve zrake. U najmračnijim noćima vidljiva je kao zodijačka svjetlost, koja se proteže u širokom pojasu duž ekliptike na zapadu nakon zalaska sunca i na istoku prije izlaska sunca. U blizini Sunca, zodijačka svjetlost prelazi u lažnu koronu (F-kruna, od lažno - lažno), koja je vidljiva samo tokom potpunog pomračenja. Sa povećanjem ugaone udaljenosti od Sunca, sjaj zodijačke svetlosti se brzo smanjuje, ali u antisolarnoj tački ekliptike ponovo raste, formirajući kontraradijansu; to je zbog činjenice da male čestice prašine intenzivno reflektiraju svjetlost natrag. S vremena na vrijeme, meteoroidi uđu u Zemljinu atmosferu. Brzina njihovog kretanja je toliko velika (u prosjeku 40 km/s) da gotovo svi, osim onih najmanjih i najvećih, izgore na visini od oko 110 km, ostavljajući duge svijetleće repove - meteore ili zvijezde padalice. . Mnogi meteoroidi su povezani s orbitama pojedinačnih kometa, pa se meteori češće opažaju kada Zemlja prođe blizu takvih orbita u određeno doba godine. Na primjer, oko 12. avgusta svake godine ima mnogo meteora dok Zemlja prelazi kišu Perzeida koja je povezana sa česticama koje je izgubila kometa 1862 III. Još jedan pljusak - Orionidi - u regionu 20. oktobra povezan je sa prašinom sa Halejeve komete.
vidi takođe METEOR. Čestice manje od 30 mikrona mogu se usporiti u atmosferi i pasti na tlo bez spaljivanja; takvi mikrometeoriti se sakupljaju za laboratorijske analize. Ako se čestice veličine nekoliko centimetara ili više sastoje od dovoljno guste tvari, tada također ne izgaraju u potpunosti i padaju na površinu Zemlje u obliku meteorita. Više od 90% njih je kamen; samo ih stručnjak može razlikovati od kopnenih stijena. Preostalih 10% meteorita je gvožđe (u stvari, oni su sastavljeni od legure gvožđa i nikla). Meteoriti se smatraju fragmentima asteroida. Gvozdeni meteoriti su nekada bili u sastavu jezgara ovih tela, uništeni sudarima. Moguće je da neki labavi i hlapljivi meteoriti potječu od kometa, ali to je malo vjerovatno; najvjerovatnije velike čestice kometa izgaraju u atmosferi, a ostaju samo male. S obzirom na to koliko je kometama i asteroidima teško doći do Zemlje, jasno je koliko je korisno proučavati meteorite koji su samostalno "stigli" na našu planetu iz dubina Sunčevog sistema.
vidi takođe METEORIT.
Komete. Obično komete dolaze sa daleke periferije Sunčevog sistema i za kratko vreme postaju izuzetno spektakularna svetila; u ovom trenutku privlače opću pažnju, ali veliki dio njihove prirode je još uvijek nejasan. Nova kometa se obično pojavljuje neočekivano, pa je stoga gotovo nemoguće pripremiti svemirsku sondu da je dočeka. Naravno, možete polako pripremiti i poslati sondu u susret sa jednom od stotina periodičnih kometa čije su orbite dobro poznate; ali sve ove komete, koje su se više puta približavale Suncu, već su ostarile, gotovo su potpuno izgubile svoje hlapljive supstance i postale su blijede i neaktivne. Još uvijek je aktivna samo jedna periodična kometa - Halejeva kometa. Njenih 30 nastupa redovno se beleži od 240. godine pre nove ere. i nazvana je kometa u čast astronoma E. Haleja, koji je predvideo njenu pojavu 1758. Halejeva kometa ima orbitalni period od 76 godina, udaljenost u perihelu je 0,59 AJ. i afelija 35 AJ Kada je u martu 1986. prešao ravan ekliptike, armada svemirskih letelica sa pedeset naučnih instrumenata pojurila mu je u susret. Posebno važne rezultate dobile su dvije sovjetske sonde "Vega" i evropska "Giotto", koje su po prvi put prenijele slike jezgra komete. Oni pokazuju vrlo neravnu površinu prekrivenu kraterima i dva gasna mlaza koja šikljaju na sunčanoj strani jezgra. Jezgro Halejeve komete bilo je veće od očekivanog; njegova površina, koja reflektira samo 4% upadne svjetlosti, jedna je od najtamnijih u Sunčevom sistemu.

Godišnje se posmatra oko deset kometa, od kojih je samo trećina otkrivena ranije. Često se klasifikuju prema trajanju orbitalnog perioda: kratkoperiodični (3 OSTALI PLANETARNI SISTEMI
Iz modernih pogleda na formiranje zvijezda, slijedi da rođenje zvijezde solarnog tipa mora biti praćeno formiranjem planetarnog sistema. Čak i ako se ovo odnosi samo na zvijezde koje su potpuno slične Suncu (tj. pojedinačne zvijezde spektralne klase G), tada bi u ovom slučaju najmanje 1% zvijezda u Galaksiji (a to je oko 1 milijardu zvijezda) trebalo imaju planetarne sisteme. Detaljnija analiza pokazuje da sve zvijezde mogu imati planete hladnije od spektralnog tipa F, čak i one koje su uključene u binarne sisteme.

Zaista, posljednjih godina bilo je izvještaja o otkrićima planeta oko drugih zvijezda. Istovremeno, same planete nisu vidljive: njihovo prisustvo se detektuje blagim pomeranjem zvezde, izazvano njenom privlačnošću prema planeti. Orbitalno kretanje planete uzrokuje da se zvijezda "ljulja" i da periodično mijenja svoju radijalnu brzinu, što se može mjeriti iz položaja linija u spektru zvijezde (Doplerov efekat). Do kraja 1999. otkriveno je oko 30 zvijezda tipa Jupiter, uključujući 51 Peg, 70 Vir, 47 UMa, 55 Cnc, t Boo, u And, 16 Cyg, itd. Sve su to zvijezde blizu Sunce, a udaljenost do najbližeg od njih (Gliese 876) samo 15 St. godine. Dva radio pulsara (PSR 1257+12 i PSR B1628-26) takođe imaju sisteme planeta sa masama veličine Zemljine. Takve svijetle planete još nije moguće uočiti u normalnim zvijezdama uz pomoć optičke tehnologije. Oko svake zvijezde možete odrediti ekosferu, u kojoj površinska temperatura planete dozvoljava postojanje tekuće vode. Sunčeva ekosfera se prostire od 0,8 do 1,1 AJ. Sadrži Zemlju, ali Venera (0,72 AJ) i Mars (1,52 AJ) ne padaju. Vjerovatno u bilo kojem planetarnom sistemu ne pada više od 1-2 planete u ekosferu, na kojoj su uslovi povoljni za život.
DINAMIKA ORBITALNOG KRETANJA
Kretanje planeta sa velikom preciznošću poštuje tri zakona I. Keplera (1571-1630), koje je izveo iz zapažanja: 1) Planete se kreću po elipsama, u čijem je jednom od fokusa Sunce. 2) Radijus-vektor koji povezuje Sunce i planetu briše jednake površine u jednakim vremenskim intervalima orbite planete. 3) Kvadrat orbitalnog perioda je proporcionalan kocki velike poluose eliptične orbite. Keplerov drugi zakon direktno slijedi iz zakona održanja ugaonog momenta i najopštiji je od tri. Newton je otkrio da prvi Keplerov zakon vrijedi ako je sila privlačenja između dva tijela obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih, a treći zakon - ako je i ova sila proporcionalna masama tijela. J. Bertrand je 1873. dokazao da se općenito samo u dva slučaja tijela neće kretati jedno oko drugog u spirali: ako se privlače prema Newtonovom zakonu inverznog kvadrata ili prema Hookeovom zakonu direktne proporcionalnosti (koji opisuje elastičnost opruge). Izuzetno svojstvo Sunčevog sistema je da je masa centralne zvezde mnogo veća od mase bilo koje planete, tako da se kretanje svakog člana planetarnog sistema može izračunati sa velikom preciznošću u okviru problema kretanje dva međusobno gravitirajuća tijela - Sunca i jedine planete pored njega. Njegovo matematičko rješenje je poznato: ako brzina planete nije prevelika, onda se kreće po zatvorenoj periodičnoj orbiti, što se može precizno izračunati. Problem kretanja više od dva tijela, općenito nazvan "problem N-tijela", mnogo je teži zbog njihovog haotičnog kretanja u nezatvorenim orbitama. Ova nasumičnost orbita je fundamentalno važna i omogućava razumijevanje, na primjer, kako meteoriti dolaze iz asteroidnog pojasa do Zemlje.
vidi takođe
KEPLEROVI ZAKONI;
NEBESKA MEHANIKA;
ORBITA. Godine 1867. D. Kirkwood je prvi primijetio da se prazni prostori („otvori“) u asteroidnom pojasu nalaze na takvim udaljenostima od Sunca, gdje je prosječno kretanje u sumjerljivosti (u cijelim brojevima) sa kretanjem Jupitera. Drugim riječima, asteroidi izbjegavaju orbite u kojima bi period njihove revolucije oko Sunca bio višekratnik perioda okretanja Jupitera. Dva najveća otvora Kirkwooda padaju u proporcijama 3:1 i 2:1. Međutim, u blizini promjerljivosti 3:2, postoji višak asteroida grupiranih prema ovoj osobini u Gilda grupu. Postoji i višak asteroida trojanske grupe u proporciji 1:1 koji se kreću u orbiti Jupitera 60° ispred i 60° iza njega. Situacija sa Trojancima je jasna - oni su uhvaćeni u blizini stabilnih Lagrangeovih tačaka (L4 i L5) u orbiti Jupitera, ali kako objasniti Kirkwoodove otvore i grupu Gilda? Kada bi postojale samo otvore na proporcijama, onda bi se moglo prihvatiti jednostavno objašnjenje koje je predložio sam Kirkwood da su asteroidi izbačeni iz rezonantnih područja periodičnim uticajem Jupitera. Ali sada se ova slika čini previše jednostavnom. Numerički proračuni su pokazali da haotične orbite prodiru u područja svemira blizu rezonancije 3:1 i da fragmenti asteroida koji padaju u ovo područje mijenjaju svoje orbite iz kružnih u izdužene eliptične, redovno ih dovodeći u centralni dio Sunčevog sistema. U takvim međuplanetarnim orbitama, meteoroidi ne žive dugo (samo nekoliko miliona godina) prije nego što padnu na Mars ili Zemlju, i uz mali promašaj bivaju izbačeni na periferiju Sunčevog sistema. Dakle, glavni izvor pada meteorita na Zemlju su otvore Kirkwooda, kroz koje prolaze haotične orbite fragmenata asteroida. Naravno, postoji mnogo primjera visoko uređenih rezonantnih kretanja u Sunčevom sistemu. Upravo na taj način se kreću sateliti blizu planeta, na primjer Mjesec, koji je uvijek okrenut ka Zemlji istom hemisferom, jer mu se orbitalni period poklapa sa aksijalnim. Primer još veće sinhronizacije daje sistem Pluton-Haron, u kojem je ne samo na satelitu, već i na planeti „dan jednak mesecu“. Kretanje Merkura ima srednji karakter, čija su aksijalna rotacija i orbitalna cirkulacija u rezonantnom odnosu 3:2. Međutim, ne ponašaju se sva tijela tako jednostavno: na primjer, u nesferičnom Hiperionu, pod utjecajem Saturnove privlačnosti, os rotacije nasumično se prevrće. Na evoluciju satelitskih orbita utiče nekoliko faktora. Budući da planete i sateliti nisu tačkaste mase, već prošireni objekti, a, osim toga, gravitaciona sila ovisi o udaljenosti, različiti dijelovi tijela satelita, udaljeni od planete na različitim udaljenostima, privlače se na različite načine; isto važi i za privlačnost koja deluje sa strane satelita na planeti. Ova razlika u silama uzrokuje morske plime i oseku i daje sinhrono rotirajućim satelitima blago spljošten oblik. Satelit i planeta uzrokuju plimne deformacije jedni u drugima, a to utiče na njihovo orbitalno kretanje. Rezonanca srednjeg kretanja 4:2:1 Jupiterovih satelita Io, Evrope i Ganimeda, koju je Laplas prvi detaljno proučavao u svojoj Nebeskoj mehanici (tom 4, 1805), naziva se Laplasova rezonancija. Samo nekoliko dana prije približavanja Voyagera 1 Jupiteru, 2. marta 1979. godine, astronomi Peale, Cassin i Reynolds objavili su "Plimna disipacija Io", koja je predvidjela aktivni vulkanizam na ovom mjesecu zbog njegove vodeće uloge u održavanju 4:2. :1 rezonancija. Voyager 1 je zaista otkrio aktivne vulkane na Iu, toliko moćne da se na snimcima površine satelita ne vidi nijedan meteoritski krater: njegova površina je tako brzo prekrivena erupcijama.
FORMIRANJE SUNČEVOG SISTEMA
Pitanje kako je nastao Sunčev sistem je možda najteže u planetarnoj nauci. Da bismo odgovorili na njega, još uvijek imamo malo podataka koji bi pomogli u obnavljanju složenih fizičkih i kemijskih procesa koji su se odvijali u tom dalekom dobu. Teorija formiranja Sunčevog sistema mora objasniti mnoge činjenice, uključujući njegovo mehaničko stanje, hemijski sastav i podatke o hronologiji izotopa. U ovom slučaju, poželjno je osloniti se na stvarne pojave uočene u blizini formiranja i mladih zvijezda.
mehaničko stanje. Planete se okreću oko Sunca u istom smjeru, u gotovo kružnim orbitama koje leže gotovo u istoj ravni. Većina njih rotira oko svoje ose u istom smjeru kao i Sunce. Sve ovo ukazuje da je prethodnik Sunčevog sistema bio rotirajući disk, koji prirodno nastaje kompresijom samogravitirajućeg sistema uz očuvanje ugaone količine gibanja i posljedično povećanje ugaone brzine. (Ugaoni moment, ili ugaoni moment, planete je proizvod njene mase puta njene udaljenosti od Sunca i njene orbitalne brzine. Moment kretanja Sunca je određen njegovom aksijalnom rotacijom i približno je jednak umnošku njegove mase puta njegove orbitalne brzine. radijusa puta njegove brzine rotacije; aksijalni momenti planeta su zanemarljivi.) Sunce u sebi sadrži 99% mase Sunčevog sistema, ali samo cca. 1% njenog ugaonog momenta. Teorija bi trebala objasniti zašto je većina mase sistema koncentrisana na Suncu, a velika većina ugaonog momenta je u vanjskim planetama. Dostupni teorijski modeli za formiranje Sunčevog sistema pokazuju da se Sunce u početku rotiralo mnogo brže nego sada. Tada je ugaoni moment od mladog Sunca prenet na spoljne delove Sunčevog sistema; astronomi vjeruju da su gravitacijske i magnetske sile usporile rotaciju Sunca i ubrzale kretanje planeta. Već dva stoljeća poznato je približno pravilo za pravilnu raspodjelu planetarnih udaljenosti od Sunca (pravilo Titius-Bode), ali za njega nema objašnjenja. U sistemima satelita vanjskih planeta mogu se pratiti iste pravilnosti kao i u planetarnom sistemu u cjelini; vjerovatno su procesi njihovog formiranja imali mnogo zajedničkog.
vidi takođe BODE LAW.
Hemijski sastav. U Sunčevom sistemu postoji jak gradijent (razlika) u hemijskom sastavu: planete i sateliti blizu Sunca sastoje se od vatrostalnih materijala, a u sastavu udaljenih tela ima mnogo isparljivih elemenata. To znači da je tokom formiranja Sunčevog sistema postojao veliki temperaturni gradijent. Savremeni astrofizički modeli hemijske kondenzacije sugerišu da je početni sastav protoplanetnog oblaka bio blizak sastavu međuzvjezdanog medija i Sunca: u smislu mase, do 75% vodonika, do 25% helijuma i manje od 1% svih ostalih elemenata. Ovi modeli uspješno objašnjavaju uočene varijacije u hemijskom sastavu u Sunčevom sistemu. O hemijskom sastavu udaljenih objekata može se suditi na osnovu njihove prosečne gustine, kao i spektra njihove površine i atmosfere. To bi se moglo mnogo preciznije uraditi analizom uzoraka planetarne materije, ali za sada imamo samo uzorke sa Mjeseca i meteorita. Proučavanjem meteorita počinjemo razumijevati kemijske procese u primordijalnoj maglini. Međutim, proces aglomeracije velikih planeta od malih čestica je još uvijek nejasan.
izotopski podaci. Izotopski sastav meteorita ukazuje da se formiranje Sunčevog sistema dogodilo prije 4,6 ± 0,1 milijardu godina i da nije trajalo više od 100 miliona godina. Anomalije u izotopima neona, kiseonika, magnezijuma, aluminijuma i drugih elemenata ukazuju da su u procesu kolapsa međuzvjezdanog oblaka koji je iznjedrio Sunčev sistem, u njega dospeli produkti eksplozije obližnje supernove.
vidi takođe ISOTOPS ; SUPERNOVA .
Formiranje zvijezda. Zvijezde se rađaju u procesu kolapsa (kompresije) međuzvjezdanih oblaka plina i prašine. Ovaj proces još nije detaljno proučavan. Postoje opservacijski dokazi da udarni valovi od eksplozija supernove mogu komprimirati međuzvjezdanu materiju i stimulirati oblake da kolabiraju u zvijezde.
vidi takođe GRAVITACIJSKI KOLAPS. Prije nego što mlada zvijezda dostigne stabilno stanje, prolazi kroz fazu gravitacijske kontrakcije iz protozvjezdane magline. Osnovne informacije o ovoj fazi evolucije zvijezda dobivaju se proučavanjem mladih zvijezda T Bika. Očigledno, ove zvijezde su još uvijek u stanju kompresije i njihova starost ne prelazi milion godina. Obično su njihove mase od 0,2 do 2 solarne mase. Pokazuju znakove jake magnetske aktivnosti. Spektri nekih T Tauri zvijezda sadrže zabranjene linije koje se pojavljuju samo u plinu male gustine; ovo su verovatno ostaci protozvezdane magline koja okružuje zvezdu. Zvijezde T Bika karakteriziraju brze fluktuacije ultraljubičastog i rendgenskog zračenja. Mnogi od njih imaju snažno infracrveno zračenje i spektralne linije silicijuma - to ukazuje da su zvijezde okružene oblacima prašine. Konačno, zvijezde T Bika imaju moćne zvjezdane vjetrove. Vjeruje se da je u ranom periodu svoje evolucije i Sunce prošlo kroz stadijum T Bika, te da su upravo u tom periodu hlapljivi elementi potisnuti iz unutrašnjih područja Sunčevog sistema. Neke zvijezde umjerene mase koje formiraju pokazuju snažno povećanje sjaja i izbacivanje školjke za manje od godinu dana. Takve pojave se nazivaju FU Orion baklje. Barem jednom je takav ispad doživjela zvijezda T Bika. Vjeruje se da većina mladih zvijezda prolazi kroz fazu FU Orionske baklje. Mnogi vide uzrok izbijanja u činjenici da se s vremena na vrijeme povećava brzina akrecije na mladu zvijezdu materije sa diska plina i prašine koji je okružuje. Ako je Sunce takođe iskusilo jednu ili više orionskih baklji tipa FU na početku svoje evolucije, to je moralo imati snažan uticaj na hlapljive materije u centralnom Sunčevom sistemu. Zapažanja i proračuni pokazuju da uvijek postoje ostaci protozvjezdane materije u blizini zvijezde koja se formira. Može formirati zvijezdu pratioca ili planetarni sistem. Zaista, mnoge zvijezde formiraju binarne i višestruke sisteme. Ali ako masa pratioca ne prelazi 1% mase Sunca (10 masa Jupitera), tada temperatura u njegovom jezgru nikada neće dostići vrijednost potrebnu za nastanak termonuklearnih reakcija. Takvo nebesko tijelo se zove planeta.
Teorije formiranja. Naučne teorije o formiranju Sunčevog sistema mogu se podijeliti u tri kategorije: plimne, akrecione i magline. Potonji trenutno privlače najveće interesovanje. Teorija plime, koju je navodno prvi predložio Buffon (1707-1788), ne povezuje direktno formiranje zvijezda i planeta. Pretpostavlja se da je druga zvijezda koja je proletjela pored Sunca, interakcijom plime i oseke, izvukla iz njega (ili iz sebe) mlaz materije od koje su planete nastale. Ova ideja nailazi na mnoge fizičke probleme; na primjer, vruću materiju koju izbaci zvijezda treba raspršiti, a ne kondenzirati. Sada je teorija plime i oseke nepopularna jer ne može objasniti mehaničke karakteristike Sunčevog sistema i predstavlja njegovo rođenje kao slučajan i izuzetno rijedak događaj. Teorija akrecije sugerira da je mlado Sunce uhvatilo materijal budućeg planetarnog sistema, leteći kroz gusti međuzvjezdani oblak. Zaista, mlade zvijezde se obično nalaze u blizini velikih međuzvjezdanih oblaka. Međutim, u okviru teorije akrecije, teško je objasniti gradijent hemijskog sastava u planetarnom sistemu. Nebularna hipoteza koju je Kant predložio krajem 18. stoljeća danas je najrazvijenija i općeprihvaćena. Njegova glavna ideja je da su Sunce i planete nastali istovremeno iz jednog rotirajućeg oblaka. Smanjujući se, pretvorio se u disk, u čijem središtu je nastalo Sunce, a na periferiji - planete. Napominjemo da se ova ideja razlikuje od Laplaceove hipoteze, prema kojoj je Sunce prvo nastalo iz oblaka, a zatim je, kako se skupljalo, centrifugalna sila otkinula plinske prstenove s ekvatora, koji su se kasnije kondenzovali u planete. Laplasova hipoteza se suočava s fizičkim poteškoćama koje nisu savladane 200 godina. Najuspješniju modernu verziju teorije maglina kreirali su A. Cameron i kolege. U njihovom modelu, protoplanetarna maglina je bila otprilike dvostruko masivnija od trenutnog planetarnog sistema. Tokom prvih 100 miliona godina, formirano Sunce je aktivno izbacivalo materiju iz njega. Takvo ponašanje je karakteristično za mlade zvijezde, koje se po imenu prototipa nazivaju zvijezde T Bika. Raspodjela pritiska i temperature magline materije u Cameronovom modelu je u dobrom skladu sa gradijentom hemijskog sastava Sunčevog sistema. Dakle, najvjerovatnije je da su Sunce i planete nastali iz jednog oblaka koji se urušava. U njegovom središnjem dijelu, gdje su gustina i temperatura bile veće, sačuvane su samo vatrostalne tvari, a na periferiji su se sačuvale i hlapljive tvari; ovo objašnjava gradijent hemijskog sastava. Prema ovom modelu, formiranje planetarnog sistema mora pratiti ranu evoluciju svih zvijezda poput Sunca.
Rast planete. Postoji mnogo scenarija za rast planeta. Možda su planete nastale kao rezultat slučajnih sudara i lijepljenja malih tijela zvanih planetezimali. Ali, možda su se mala tijela ujedinila u veća odjednom u velike grupe kao rezultat gravitacijske nestabilnosti. Nije jasno da li su se planete akumulirale u gasovitom ili bezgasnom okruženju. U gasovitoj magli padovi temperature su izglađeni, ali kada se deo gasa kondenzuje u čestice prašine, a preostali gas odnese zvjezdani vetar, prozirnost magline se naglo povećava i nastaje jak temperaturni gradijent u sistem. Još uvijek nije sasvim jasno koja su karakteristična vremena kondenzacije plina u čestice prašine, akumulacije zrna prašine u planetezimalima i akrecije planetezimala u planete i njihove satelite.
ŽIVOT U SUNČEVOM SISTEMU
Pretpostavlja se da je život u Sunčevom sistemu nekada postojao izvan Zemlje, a možda i sada. Pojava svemirske tehnologije omogućila je početak direktnog testiranja ove hipoteze. Merkur je bio previše vruć i bez atmosfere i vode. Venera je takođe veoma vruća - olovo se topi na njenoj površini. Mogućnost života u gornjem sloju oblaka Venere, gde su uslovi mnogo blaži, nije ništa drugo do fantazija. Mjesec i asteroidi izgledaju potpuno sterilno. Velike nade su polagane na Mars. Gledani kroz teleskop prije 100 godina, sistemi tankih pravih linija - "kanala" - tada su dali povoda da se govori o objektima za umjetno navodnjavanje na površini Marsa. Ali sada znamo da su uslovi na Marsu nepovoljni za život: hladan, suv, veoma razrijeđen vazduh i, kao rezultat toga, jako ultraljubičasto zračenje Sunca, koje steriliše površinu planete. Instrumenti vikinških blokova za sletanje nisu otkrili organsku materiju u tlu Marsa. Istina, postoje znaci da se klima na Marsu značajno promijenila i da je nekada bila povoljnija za život. Poznato je da je u dalekoj prošlosti na površini Marsa postojala voda, budući da se na detaljnim snimcima planete vide tragovi vodene erozije, koji podsjećaju na jaruge i suva korita rijeka. Dugoročne varijacije klime na Marsu mogu biti povezane s promjenom nagiba polarne ose. Uz blagi porast temperature planete, atmosfera može postati 100 puta gušća (zbog isparavanja leda). Dakle, moguće je da je život na Marsu nekada postojao. Na ovo pitanje moći ćemo odgovoriti tek nakon detaljnog proučavanja uzoraka tla na Marsu. Ali njihova isporuka na Zemlju je težak zadatak. Na sreću, postoje jaki dokazi da je od hiljada meteorita pronađenih na Zemlji, najmanje 12 došlo sa Marsa. Zovu se SNC meteoriti, jer su prvi od njih pronađeni u blizini naselja Shergotty (Shergotti, Indija), Nakhla (Nakla, Egipat) i Chassigny (Chassignoy, Francuska). Meteorit ALH 84001 pronađen na Antarktiku mnogo je stariji od ostalih i sadrži policiklične aromatične ugljikovodike, vjerovatno biološkog porijekla. Vjeruje se da je na Zemlju došao s Marsa, jer omjer izotopa kisika u njemu nije isti kao u zemaljskim stijenama ili meteoritima koji nisu SNC, već isti kao u meteoritu EETA 79001, koji sadrži stakla s inkluzijama mjehurića. , u kojem se sastav plemenitih gasova razlikuje od zemaljskog, ali odgovara atmosferi Marsa. Iako postoji mnogo organskih molekula u atmosferama džinovskih planeta, teško je povjerovati da bi u odsustvu čvrste površine tamo mogao postojati život. U tom smislu mnogo je zanimljiviji Saturnov satelit Titan, koji ima ne samo atmosferu sa organskim komponentama, već i čvrstu površinu na kojoj se mogu akumulirati produkti sinteze. Istina, temperatura ove površine (90 K) je pogodnija za ukapljivanje kisika. Stoga pažnju biologa više privlači Jupiterov mjesec Europa, iako lišen atmosfere, ali, po svemu sudeći, ima okean tekuće vode ispod svoje ledene površine. Neke komete gotovo sigurno sadrže složene organske molekule koji datiraju još od formiranja Sunčevog sistema. Ali teško je zamisliti život na kometi. Dakle, dok ne dobijemo dokaze da život u Sunčevom sistemu postoji bilo gdje izvan Zemlje. Može se postaviti pitanje: koje su mogućnosti naučnih instrumenata u vezi sa potragom za vanzemaljskim životom? Može li moderna svemirska sonda otkriti prisustvo života na udaljenoj planeti? Na primjer, da li je svemirska sonda Galileo mogla otkriti život i inteligenciju na Zemlji kada je dvaput proletjela pored nje u gravitacijskim manevrima? Na snimcima Zemlje koje je odašiljala sonda nije bilo moguće uočiti znakove inteligentnog života, ali su signali naših radio i televizijskih stanica koje su uhvatili Galileo prijemnici postali očigledan dokaz njenog prisustva. One su potpuno različite od zračenja prirodnih radio stanica - aurore, oscilacije plazme u zemljinoj jonosferi, sunčeve baklje - i odmah odaju prisustvo tehničke civilizacije na Zemlji. I kako se manifestuje nerazuman život? Televizijska kamera Galileo snimila je Zemlju u šest uskih spektralnih opsega. U filterima od 0,73 i 0,76 µm, neka područja kopna izgledaju zeleno zbog jake apsorpcije crvene svjetlosti, što nije tipično za pustinje i stijene. Najlakši način da se to objasni je da je na površini planete prisutan neki nosilac nemineralnog pigmenta koji upija crvenu svjetlost. Pouzdano znamo da je ova neobična apsorpcija svjetlosti posljedica klorofila, koji biljke koriste za fotosintezu. Nijedno drugo tijelo u Sunčevom sistemu nema tako zelenu boju. Osim toga, Galileo infracrveni spektrometar je zabilježio prisustvo molekularnog kisika i metana u Zemljinoj atmosferi. Prisustvo metana i kiseonika u Zemljinoj atmosferi ukazuje na biološku aktivnost na planeti. Dakle, možemo zaključiti da su naše interplanetarne sonde u stanju otkriti znakove aktivnog života na površini planeta. Ali ako je život skriven ispod ledene školjke Evrope, malo je vjerovatno da će ga vozilo koje leti pored njega otkriti.
Geografski rječnik