I. Зміст.
I. Зміст 1
II. Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .2
III. Сонячна система ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
IV. Загальні характеристики планет і тіл сонячної системи 5
1.Меркурій 5
2.Венера 6
3.Земля 7
4. Марс 9
5. Юпітер 11
6. Сатурн 12
7. Уран і Нептун 14
8. Плутон 15
9. Малі планети 17
V. Висновок 19
VI. СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 20
II. Введення.
Ніщо у всьому Всесвіті
Не існує, тільки їх політ,
І він мої печалі геть несе
Політ планет, Землі, і зірок політ, і каменю,
І думка моя на життя і смерті
На двох крилах, на двох хвилях пливе.
Поль Елюар, « Повторення », 1922 р.
Погодьтеся, сьогодні людина, в якій би найвіддаленішій галузі наукиабо народного господарства він не працював, повинен мати уявлення, хоча бспільне, про нашу Сонячну систему, зірки і сучасних досягненняхастрономії.
Порівняльне вивчення планет і їх супутників - «місяців» - маєпершорядне значення і для пізнання природи Землі. Нам ще не зрозумілі тіумови, які призвели до формування різноманітних природних комплексів,в тому числі сприяли зародженню і розвитку життя на Землі. Уцьому рефераті мова піде про сонячній системі і про її планетах.
Як джерела інформації я вибрала максимум книг ікомп'ютерних програм, які були мені доступні, постаралася вибратимаксимально важливу інформацію. Наскільки це мені вдалося - судити вам ...
III. Сонячна система
Ось уже два століття проблема походження Сонячної системи хвилюєвидатних мислителів нашої планети. Цією проблемою займались, починаючи відфілософа Канта і математика Лапласа, плеяда астрономів і фізиків XIX і XXстоліть.
І все-таки ми до сих пір досить далекі від вирішення цієї проблеми. Але заостанні три десятиліття роз'яснився питання про шляхи еволюції зірок. І хочадеталі народження зірки з газово-пилової туманності ще далеко не ясні, митепер чітко уявляємо, що з нею відбувається протягом мільярдівроків подальшої еволюції.
Переходячи до викладу різних космогонічних гіпотез, що змінювали одиніншу протягом двох останніх століть, почнемо з гіпотези великогонімецького філософа Канта і теорії, яку через кілька десятилітьнезалежно запропонував французький математик Лаплас. Передумови до створенняцих теорій витримали випробування часом.
Точки зору Канта і Лапласа в ряді важливих питань різко відрізнялися.
Кант виходив з еволюційного розвитку холодної пилової туманності, в ходіякого спочатку виникло центральне масивне тіло - майбутнє Сонце, апотім планети, у той час як Лаплас вважав первісну туманністьгазової та дуже гарячою з високою швидкістю обертання. Стискаючись піддією сили всесвітнього тяжіння, туманність, внаслідок законузбереження моменту кількості руху, бувала все швидше і швидше. Черезза великих відцентрових сил від нього послідовно відділялися кільця.
Потім вони конденсувався, утворюючи планети.
Таким чином, відповідно до гіпотези Лапласа, планети утворилися раніше
Сонця. Однак, незважаючи на відмінності, загальною важливою особливістю єуявлення, що Сонячна система виникла в результаті закономірногорозвитку туманності. Тому й прийнято називати цю концепцію "гіпотезою
Канта-Лапласа ".
Проте ця теорія стикається з труднощами. Наша Сонячна система,що складається з дев'яти планет різних розмірів і мас, володіє особливістю:незвичайне розподіл моменту кількості руху між центральним тілом
- Сонцем і планетами.
Момент кількості руху є одна з найважливіших характеристик будь-якоїізольованою від зовнішнього світу механічної системи. Саме як такусистему можна розглянути Сонце й планети. Моменткількості руху можна визначити як "запас обертання" системи. Цеобертання складається з орбітального руху планет і обертання навколоосей Сонця й планет.
Левова частка моменту кількості руху Сонячної системизосереджена в орбітальному русі планет-гігантів Юпітера й Сатурна.
З погляду гіпотези Лапласа, це абсолютно незрозуміло. В епоху,коли від первісної, швидко обертається туманності відокремилося кільце,шари туманності, з яких потім сконденсувалася Сонце, мали (наодиницю маси) приблизно такий самий момент, як речовина що відокремилася кільця
(так як кутові швидкості кільця і залишилися частин були приблизнооднакові), так як маса останнього була значно меншою основнийтуманності ( "протосолнца"), то повний момент кількості руху кільцяповинен бути набагато менше, ніж у "протосолнца". У гіпотезі Лапласавідсутній який-небудь механізм передачі моменту від "протосолнца" до кільця.
Тому протягом всієї подальшої еволюції момент кількості руху
"Протосолнца", а потім і Сонця повинен бути набагато більше, ніж у кілець іутворилися з них планет. Але цей висновок суперечить з фактичнимрозподілом кількості руху між Сонцем і планетами.
Для гіпотези Лапласа ця трудність виявилася нездоланною.
Зупинимося на гіпотезі Джинса, що одержала поширення в першійтретини цього століття. Вона повністю протилежна до гіпотези Канта-
Лапласа. Якщо остання малює утворення планетарних систем якєдиний закономірний процес еволюції від простого до складного, то вгіпотезі Джинса утворення таких систем є справа випадку.
Вихідна матерія, з якої потім утворилися планети, була викинутаіз Сонця (яке на той час було вже досить "старим" і схожим нанинішнє) при випадковому проходженні поблизу нього деякою зірки. Цепроходження був настільки близьким, що його можна розглядати практичнояк зіткнення. Завдяки приливні силам з боку налетіла на Сонцезірки, з поверхневих шарів Сонця викинута струмінь газу. Ця струміньзалишиться у сфері притягання Сонця і після того, як зірка піде від
Сонця. Потім струмінь сконденсіруется і дасть початок планет.
Якби гіпотеза Джинса була правильною, число планетарних систем,що утворилися за десять мільярдів років її еволюції, можна було перерахуватина пальцях. Але планетарних систем фактично багато, отже, цягіпотеза неспроможна. І нізвідки не випливає, що викинута із Сонцяструмінь гарячого газу може сконденсувати в планети. Таким чином,космологічна гіпотеза Джинса виявилася неспроможною.
Видатний радянський вчений О. Ю. Шмідт в 1944 році запропонував свою теоріюпоходження Сонячної системи: наша планета утворилася з речовини,захопленого з газово-пилової туманності, через яку колись проходило
Сонце, вже тоді мала майже "сучасний" вигляд. При цьому ніякихтруднощів з обертанням моменту планет не виникало, тому що спочаткумомент речовини хмари може бути як завгодно великим. Починаючи з 1961року, цю гіпотезу розвивав англійська космогоніст Літтлтон, який вніс донеї значні поліпшення. По обох гіпотез "майже сучасне" Сонцестикається з більш-менш "рихлим" космічним об'єктом, захоплюючичастини його речовини. Тим самим утворення планет пов'язується з процесомзореутворення.
IV. Загальні характеристики планет і тіл сонячної системи
Меркурій
Меркурій - четверта по блиску планета: в максимумі блиску вона майжетак само яскрава, як Сіріус, яскравіше неї бувають лише Венера, Марс і Юпітер. Тимне менше, Меркурій - дуже важкий об'єкт для спостережень через малість йогоорбіти і, отже, близькості до Сонця; його можлива найбільшаелонгація (видима кутова відстань від Сонця) складає 28 (.
Для неозброєного ока Меркурій - світла крапка, а в сильнийтелескоп у нього вигляд серпика або неповного кола. Зміни вигляду (фаз)планети з плином часу показують, що Меркурій - це куля, з одногобоку освітлений Сонцем, а з іншого - зовсім темний. Діаметр цьогокулі - 4870 км.
Меркурій повільно обертається навколо своєї осі, будучи завжди зверненим,до Сонця однією стороною. Таки чином, період обертання навколо Сонця
(меркуріанський рік) складає близько 88 земних діб, а період обертаннянавколо своєї осі - 58 діб. Виходить, що від сходу Сонця до йогозаходу на Меркурії проходить рік, тобто 88 земних діб. За такий часденна сторона поверхні планети нагрівається майже до 700 К (430 (С), анічна охолоджується до 150 К (-120 (С). Зафотографій неспеціаліст не відрізнить Меркурій від Місяця. І правда, поверхня
Меркурія багато в чому схожа із поверхнею Місяця, хоча ми і не знаємо,чи дійсно на поверхні Меркурія є моря і кратери. Однаксереднє візуальне альбедо Меркурія (0,14) вдвічі більше, ніж альбедо Місяця.
До польоту Маринер-10 вважалося, що в Меркурія немає атмосфери, алеспостереження з американської станції показали, що у поверхні планетисконцентровані незначні кількості водню (приблизно 70 атомів на 1см3) і гелію (4 500 атомів на 1 см3). Ці гази на Меркурії - утримуванаслабким магнітним полем планети частину сонячного вітру. Тиск атмосфери уповерхні Меркурія в 500 млрд. раз менше тиску земної атмосфери.
Меркурій володіє відносновеликою щільністю серед планет Сонячної системи - близько 5,44 г/см3.
Учені припускають, що це обумовлено наявністю масивного металевогоядра (приблизно з розплавленого заліза щільністю до 10 г/см 3,що має температуру близько 2000 К), що містить більше 60% маси планети іоточеного силікатної мантією і, ймовірно, корою 60 - 100 км товщиною.
Венера
Венера спостерігається і як «вечірня зірка» і як «ранкова зірка» -
Hesperus і Phosphorus, так називали її в античному світі. Після сонця і Місяця
Венера - саме яскраве небесне світило, а вночі освітлені нею предмети можутьвідкидати тіні. Так само Венера - найближча до Землі планета. Її навітьназивають "сестрою Землі". І справді - радіус Венери майже дорівнює земному
(0,95), її маса - 0,82 маси Землі. Венера досить добре вивчена людьми
- До планети наближалися (а деякі навіть сідали) як радянські АМСсерії "Венера", так і американські Маринер. Венераобертається навколо Сонця за 224,7 земних діб, але з цією цифрою, на відмінувід Меркурія, нічого цікавого не пов'язано. Вельми цікавий факт пов'язаний зперіодом обертання самої планети навколо своєї осі - 243 земних діб (взворотному напрямку) і періодом обертання потужної венерианских атмосфери,яка здійснює повний оборот навколо планети за ... 4 дня! Це відповідаєшвидкості вітру біля поверхні Венери в 100 м/с або 360 км/год!
Вона має атмосферу, вперше відкриту М.
Ломоносовим в 1761 р. під час проходження планети по диску сонця.
Планета оповита густим шаром білих хмар, що приховують її поверхню.
Наявність в атмосфері Венери густих хмар, ймовірно, що складаються з крижанихкристалів, пояснює високу відбивну здатність планети - 60%падаючого сонячного світла відбивається від неї. Сучасні вченівстановили, що венерианских атмосфера на 96% складається з вуглекислого газу
СО2. Присутні тут також азот (майже 4%), кисень, водяні пари,благородні гази і ін (всіх менше 0,1%). Основою густого хмарного шару,розташованого на висоті 50 - 70 км, є дрібні краплі сірчаної кислоти
Н2SO4 з концентрацією 75-80% (решта - вода, активно "вбирати"крапельками кислоти).
У поверхні Венери тиск досягає значення 93 атм, а температуразавдяки найсильнішому парникового ефекту становить 735 К (460 (С).
Рельєф Венери сильно згладжений часом:завдяки атмосферної ерозії вивітрити старі метеоритні кратери, слідияких все ж таки видно на поверхні планети; гірські райони займають всьогоблизько 8% території, загальний перепад висот не перевищує 8 км. Мабуть, на
Венері існують діючі вулкани, так, як достовірно відомо, щосейсмічна і тектонічна діяльність на Венері була дуже активнапорівняно недавно. Більшедивне у Венери - це сформувалися досить незвичайні за земнимимірками умови: температура більш 400 (С, божевільний вітер, щільний шаряскраво-помаранчевих хмар над головою і "дощ" з дрібних крапельокконцентрованої сірчаної кислоти - ось картина, яку, можливо, побачатьмайбутні космонавти, що висадилися на Венері.
Внутрішня будова цього псевдоблізнеца Землі також подібно з будовоюнашої планети: середня щільність Венери - 5,22 г/см3, тобто майже дорівнюєземний, що дозволяє зробити висновок про наявність в центрі Венери рідкогозалізного ядра радіусом приблизно в 2900 км, оточеного мантією, так само,як і у нашої Землі. Надзвичайна слабкість магнітного поля Венериобумовлюється малою швидкістю її обертання.
Земля
Наша земля здається нам такий великий і міцної і настільки важливою для нас,що ми схильні забувати про те скромному становищі, яке воно займає всім'ї планет сонячної системи. Правда у Землі все ж таки є досить товстаатмосфера, що прикриває тонкий неоднорідний шар води, і навіть титулованийсупутник діаметром приблизно в ј її діаметра. Однак ці особливі прикмети Землінавряд чи можуть служити достатньою підставою нашому космічному
«Егоцентризму». Але, будучи невеликим астрономічним тілом, Земля єсамої знайомої нам планетою.
Радіус земної кулі R = 6378 км. Обертання земної кулі найприроднішимчином пояснює зміну дня і ночі, схід і захід світил. Деякігрецькі вчені здогадувалися і про річне русі Землі навколо Сонця.
Річне рух Землі переміщує спостерігача і цим викликає видимезсув більш близьких зірок відносно більш далеких. Строго кажучи ж,навколо Сонця рухається центр ваги системи Земля - Місяць, так званийбаріцентр; навколо цього центру Земля і Місяць описують протягом місяця своїорбіти.
За радіолокаційним спостереженнями останніх років відстань Землі від
Сонця дорівнює 149 600 000 км (1 астрономічна одиниця - а. Е.).
Наші уявлення про внутрішню будову і фізичний стан надрземної кулі грунтуються на різноманітних даних, серед яких суттєвезначення мають дані сейсмології (наука про землетруси і законахрозповсюдження пружних хвиль в земній кулі). Вивчення розповсюдження вземній кулі пружних хвиль, що виникають при землетрусів або при потужнихвибухи, що дозволило відкрити і вивчити шарувату будова земних надр.
Внутрішня будова Землі.
Повітряний океан, що оточує Землю, - її атмосфера, - є ареною,на якій розігруються різноманітні метеорологічні явища.
В основному земна атмосфера складається з азоту і кисню. У таблицідано процентний вміст хімічних елементів, що складають атмосферу
Землі.
Склад сухого повітря земної атмосфери
| Елемент або молекула | Молек., |% За об'ємом |% за вагою |
| | Вага | | |
| Азот N2 | 28,02 | 78,09 | 75,53 |
| Кисень O2 | 32,00 | 20,95 | 23,14 |
| Аргон Ar | 39,94 | 0,93 | 1,28 |
| Вуглекислий газ CO2 | 44,01 | 0,030 | 0,045 |
| Неон Ne | 20,18 | 0,0018 | 0,0012 |
| Гелій He | 4,00 | 0,00053 | 0,000073 |
| Метан CH4 | 16,05 | 0,00015 | 0,000084 |
| Криптон Kr | 83,7 | 0,0001 | 0,003 |
| Закис азоту N2O | 44,02 | 0,00005 | 0,000008 |
| Водень H2 | 2,02 | 0,00005 | 0,000003 |
| Озон O3 | 48,0 | 0,00004 | 0,00007 |
| Ксенон Xe | 131,3 | 0,000008 | 0,00004 |
Атмосферу землі умовно поділяють на п'ять шарів: тропосферу, стратосферу,мезосферу, іоносферу і екзосферу. Великий вплив на багато процесів,що відбуваються на нашій планеті, надає гідросфера, або Світовий океан,поверхня якого в 2,5 рази більше площі суші.
Земна куля володіє магнітним полем. За межами щільних шаріватмосфери він опоясаний невидимими хмарами з дуже бистродвіжущихся частиноквисокої енергії. Це так звані пояси радіації.
Будова і властивості поверхні нашої планети, її оболонок і надр,магнітного поля й поясів радіації досліджуються комплексом геофізичнихнаук.
Марс
Коли в 1965 році американська станція Маринер-4 з малого відстанівперше отримала знімки Марса, ці фотографії викликали сенсацію. Астрономибули готові побачити що завгодно, тільки не місячний ландшафт. Один відомийастроном з Пулковської обсерваторії навіть телефонував до редакції газет, щобперевірити, чи не сплутали чи газетярі Місяць з Марсом. На жаль, типовий місячнийкраєвид належав знаменитій Червоній планеті. Саме на Марс покладалиособливі надії ті, хто хотів знайти життя в космосі. Але ці сподівання невиправдалися - Марс виявився млявим.
За сучасними даними радіус Марса майже вдвічіменше земного (3390 км), а за масою Марс поступається Землі в десять разів.
Звертається навколо Сонця ця планета за 687 земних діб (1,88 року).
Сонячна доба на Марсі практично рівні земних - 24 год 37 хв, а осьобертання планети наклонена до площини орбіти на 25 ((для Землі - 23 (), щодозволяє зробити висновок про подібною до земної зміну пір року.
Але всі мрії вчених про наявність життя на Червонійпланеті розтанули після того, як було встановлено склад атмосфери Марса. ДляСпершу слід зазначити, що тиск у поверхні планети в 160 разів меншетиску земної атмосфери. А складається вона на 95% з вуглекислого газу,містить майже 3% азоту, більше 1,5% аргону, близько 1,3% кисню, 0,1%водяної пари, присутній також чадний газ, знайдені сліди криптону іксенону. Звісно, у такій розрідженої і негостинне атмосферініякого життя існувати не може.
Через розрідженості марсіанської атмосфери планета не може утриматисонячне тепло, внаслідок чого літнього дня температура сягає 25 (С, авночі опускається до -90 (С (у приполярних областях до -135 (С). Середньорічнатемпература на Марсі становить приблизно -60 (С. Різкі перепади температурпротягом доби викликають сильні пилові бурі, під час яких густіхмари піску та пилу піднімаються до висот в 20 км. Склад марсіанськоїгрунту був остаточно виявлено під час досліджень, що спускаються американськихапаратів Вікінг-1 і Вікінг-2. Червонуватий блиск Марса викликаний великою кількістю в йогоповерхневих породах оксиду заліза III (охри). Крім заліза (14%), умарсіанському грунті знайдені також кремній (20%), кальцій і магній (по 5%),алюміній (3%) і сірка (більше 3%), якої майже у сто разів більше, ніж на
Землі. Рельєф Марса вельми цікавий.
Тут присутні темні і світлі області, як і на Місяці, але на відміну від
Місяця, на Марсі зміна кольору поверхні не пов'язана зі зміною висот: на однійвисоті можуть знаходитися як світлі, так і темні області. На Марсіприсутні ареографіческіе (аналог терміна "географічні" для Землі; відгрецького імені бога війни Ареса, званого в римській міфології Марсом)об'єкти планетарного масштабу. Відомий гігантський грабен - Каньйон, йогодовжина становить 2500 км, ширина - 100-200 км, а глибина досягає 6 км.
Найвища гора Марса - Олімп - височить над навколишнім ландшафтом на ...
24 км! Діаметр основи цього велетенського вулкану складає 600 км.
метеоритних кратерів на Марсі порівняно небагато, зате добрепомітні сліди ерозійних діяльності, швидше за все водної. Тобто коли -то (приблизно близько 10 млн. років тому) Марс мав більш потужноїатмосферою, з тиском біля поверхні, достатнім для зрідження води, і на
Марсі йшли дощі, текли ріки, і існували моря і океани. До цих пірвченим не відома природа катаклізму, який викликав глобальні зміниклімату на Марсі, що призвели до сучасних умов. Одними знайбільш помітних і зачаровують уми астрономів деталей рельєфу Червоноїпланети довгий час залишалися полярні шапки Марса. Ці "льодовики" сильнозбільшуються в розмірах в середині осені і майже повністю зникають допочатку літа. Сучасні вчені встановили, що середньорічна температурашапок становить -70 (С, а вони складаються з двох компонентів: сезонного --твердої вуглекислоти ( "сухого льоду") і вікового - звичайного водяногольоду. Влітку СО2 возгоняется, а взимку при зниженні температури до -130 (Сзнову осідає поблизу полюса.
Припущення про внутрішню будову Марса багато в чому схожі зподаннями до будову Землі: зовні тонка плівка літосфери,прикриває масивний пласт мантії, а в центрі - металеве ядро,приводу якого вчені ще не прийшли до єдиного висновку - рідке воно чизатверділо. Навколо Марса з великою швидкістю літають двайого природних супутники - Фобос (22х30 км) і Деймос (15х12 км). Вониобганяють планету в її обертання навколо своєї осі. Це дрібні небесні тіла,за формою нагадують картоплини, багато поцятковані кратерами, непредставляють великого інтересу для астрономів.
Юпітер
найбільшу з планет Сонячної системи - Юпітер можна знайти навідстані близько 640 млн. км від нас; мас її становить більше 300 мас
Землі, а об'єм перевищує обсяг нашої планети більш ніж в 1000 разів. Утелескоп Юпітер виглядає як золотий диск, пересічений темними і світлимисмугами, що йдуть приблизно паралельно. В очі кидаються червонуваті абокоричневі відтінки кольорів, в той же час можна помітити неправильної формихмара подібні плями, що порушують однорідність смуг. Диск злегка витягнутий внапрямку смуг, діаметр в це напрямку на 1/15 більше, ніж уперпендикулярному напрямку. Повний оборот навколо своєї осі Юпітерздійснює всього за 9 годин 55 хвилин.
Напевно найпривабливішим об'єктом на поверхні Юпітера при йогоспостереженні та вивченні завжди було Велика Червона Пляма (БКП), впершепомічене в 1878г. Вчені вважали його то величезним (розміри БКП складають
40 000 км в довжину і 13 000 км в ширину) островом гелієвого льоду вводневому океані, то велетенським постійно викидає вулканом. Післянеодноразових зближень з Юпітером американських АМС починаючи з 1973 року,було однозначно встановлено, що БКП - гігантський циклон, що обертається ватмосфері планети проти годинникової стрілки вже, принаймні, 400 років (змоменту його відкриття) і здійснює повний оборот за шість земних діб.
Розрахунки показують, що в умовах атмосфери Юпітера такі колосальнівихори можуть існувати по кілька тисячоліть! На поверхні Юпітераспостерігаються й інші також полупостоянние освіти, і всі вони додеякій мірі характеризуються блукає рухом.
Цікавою особливістю Юпітера в порівнянні з уже розглянутими планетамиє його середня щільність: вона становить лише близько 1,33 г/см3. Цедозволяє зробити досить впевнений висновок про хімічний склад планети:переважна більшість її складають водень і гелій.
З 16 супутників Юпітера чотири найбільші були відкриті ще Галілеєм в
1610 році. Це - Іо (радіус - 1820 км), Європа (1530 км), Ганімед (2610) і
Каллісто (2450). Легко помітити, що Ганімед і Каллісто навіть більше
Меркурія. Цікавіше інших виглядає Іо. Це - найбільш сейсмічно активнийтіло Сонячної системи. Під час прольотів повз Іо космічних кораблів,починаючи з кінця 70-х років, було зафіксовано не одне виверження вулканів.
Лава переважно складається з сірки. Іо оточена своєрідною атмосферою:більшу частину її становить атомарний водень, але присутні такожвеликі хмари з атомів натрію! Всі супутники Юпітера, крім найбільшихп'яти, швидше за все, є астероїдами, захопленими потужним магнітнимполем планети. Виявлено навколо Юпітера і кільце, але в 105 разів меншещільне, ніж у Сатурна.
Юпітер, найбільша з планет Сонячної системи, за своєю природою є щосьсереднє між карликової зіркою і планетами земного типу.
Сатурн
Серед незліченної безлічі небесних об'єктів, які можна бачити втелескоп, найкрасивішим, ймовірно, є планета Сатурн. Якщо дивитисяввечері, в сутінки, коли небо ще світле, то золотисто-жовтий шар планетиі її неправдоподібно прекрасні кільця, мерехтливі в яскравій блакиті, здаютьсяшвидше за рідкісним витвір мистецтва, ніж явище природи. Трохи помітні наповерхні Сатурна смуги, більш однорідні, ніж смуги Юпітера,паралельні великим каблучок; лише час від часу вдається розрізнитиокремі деталі, які дозволяють знайти швидке обертання цьогогіганта кулі. Яскравість поступово падає від центру до розмитому краю дискапланети, а зовнішній край кілець здається що розчиняються в небі.
Там, де кільця Сатурна перетинають диск, видно, що їх самий внутрішнійкрай обмежений туманною темною смугою. Це «крепових кільце» найлегшерозрізнити за його слабкою тіні на диску планети. Зовнішні кільця такожвідкидають тіні на поверхню Сатурна, а він у свою чергу повністюзагороджує великі ділянки кілець. Полярні області планети в напрямку,перпендикулярно до площини кілець, темніше інших країв диска, і приспостереженні їх у гарних атмосферних умовах мають трохи зеленуватийвідтінок. Неважко виявити три великі частини, на які розділенікільця: яскраво виблискує середнє кільце, більш слабке зовнішнє кільце і ледвесвітиться крепових або внутрішнє кільце. Кільця складаються з окремихуламків, кожен з яких рухається по своїй власній орбіті навколо
Сатурна відповідно до закону всесвітнього тяжіння Ньютона.
За розмірами Сатурн поступається лише Юпітеру: його радіус в
9,2 разів більше земного (він становить майже 60 000 км), а за масою цяпланета більше Землі в 95 разів. Звертається Сатурн навколо Сонця навідстані 9,58 а.е., здійснюючи повний оборот за 29,5 земних років, а навколосвоєї осі він робить повний оборот усього за 10,5 годин (за іншими даними --до 11 годин), що обумовлює ще більше, ніж у Юпітера, полярне стиснення
- 1/10. У популярних книгах з астрономії інодінаводиться цікавий малюнок - в гігантському уявному басейні з водою, злегкістю пробки, плаває Сатурн. Ця фантастична ситуація відбиваєреальний факт: Сатурн - єдине тіло Сонячної системи, яке легшеводи. Його середня щільність складає всього 0,69 г/см3, що у два разименше середньої щільності Сонця. Це дозволяє з великою часткою впевненостіговорити про те, що Сатурн складається переважно з водню (80% урозрахунками вчених) і гелію (18 %).
Припущення про внутрішню будову Сатурна багато в чому спиралися набільш достовірні висновки про Юпітері. Загалом картина схожа: у верхніхшарах атмосфери Сатурна, крім водню й гелію, виявлені такожнезначні кількості метану. Нижче, як і в Юпітера, йде глобальнийводневий океан, потім шар металевого водню. У центрі знаходитьсясилікатно-металеве ядро, приблизна маса якого становитьпонад 9 мас Землі, а температура в ньому сягає 20 000 К.
З інших тіл,оточують Сатурн, варто розповісти про найбільшому з 17 супутників планети -
Титані. Назва відображає суть - Титан, один з найбільших супутників в
Сонячній системі, має в діаметрі 5150 км. Він чудовий ще й тим, щооточений атмосферою, що у десять разів масивніше земний! Головною їїскладовою є, мабуть, азот. Велико зміст тут такихз'єднань, як метан, Етан і ацетилен. Цікаві також ще чотири великісупутника Сатурна - Япет, Рея, Діона і Тефія (діаметри близько 1000 км).
Справа в тому, що одна їх півкуля (для Япета - переднє за напрямомобертання навколо Сатурна, для інших - навпаки) набагато темніше іншого.
Вчені вважають, що яскрава сторона цих тіл покрита снігом, тоді як інша
- Якимись гірськими породами.
Уран і Нептун
Ці дві планети, схожі один на одного як близнюки, єгігантськими планетами, що рухаються в самих віддалених областях сонячноїсистеми. І насправді вони дуже схожі: Уран трохи більше (його радіус
- 26 540 км, Нептуна - 24 300 км), але Нептун масивніший - його масаскладає 17,25 мас Землі, тоді як у Урана всього 14,6. Завдяки цимнезначним відмінностей середні щільності обох планет майже рівні: 1,71г/см3 для Урана і 1,72 г/см3 для Нептуна. Розглядати будь-якідеталі на поверхні Нептуна дуже важко, а на Урані видно лише слабовиражені пояса, - ці планети, звичайно, оповиті атмосферами, схожими наатмосфери Юпітера й Сатурна. Планети мають високі значення альбедо, а вспектрах видно смуги поглинання метану, аналогічні що спостерігаються в Юпітераі Сатурна, але більш інтенсивні. Поглинання жовтого та червоного світла парамиметану для Урана і Нептуна настільки велике, що планети при прямихспостереженнях мають зеленуватий колір; зеленувата фарбування Нептуна,інтенсивніше, ніж Урана. На спектрограми немає прямих підтверджень наявностіаміаку, але водень присутня. Дійсно планети-гіганти дужесхожі один на одного; відмінності їх в основному зовнішні, зумовленізміною температури у відповідності з їх положенням в просторі. Всіці планети швидко обертаються, мають величезною товщиною атмосфери, що складаютьсяз метану і, ймовірно, аміаку, і містять у своєму складі легкі гази --гелій, водень, причому останні характеризуються значною концентрацієюдо центру. За всім цим характеристикам планети-гіганти відрізняються відпланети земної групи - Меркурія, Венери, Землі, Марса й Плутона. Цівідмінності настільки вражаючі, що об'єднання цих двох груп планет водну систему здається безглуздим. Очевидно, ці відмінності обумовлені якимсьважливим еволюційним чинником.
Незважаючи на грандіозність розмірів, а може бути, саме внаслідокцього, планети-гіганти не надають ніяких сприятливих можливостейяк обителі для існування життя в будь-яких відомих нампроявах. Тому, якщо ми сподіваємося довести універсальність такогоефемерного явища, як життя, нам варто зайнятися дослідженням планетземної групи.
До початку 80-х років людство знало про існування у Урана п'яти, ау Нептуна - двох супутників. Проте вже згадуваний Вояджер-2 виявивще десять дрібних небесних тіл, що обертаються навколо Урана, але ці супутникине представляють ніякого інтересу, тому що є просто брилами,схожими на астероїди, колись подорожував по Всесвіту, а нинізахопленими магнітним полем планети. Варто загострити увагу на супутнику
Урану Міранде (найменшому з п'яти - його діаметр близько 500 км). Він виглядаєнастільки незвично, що вчені зробили припущення про те, що Мірандаспочатку розламався на шматки, а потім знову безладно зібралася воєдино.
Хто між двох супутників Нептуна - Тритон - входить до групи найбільшихсупутників планет Сонячної системи - його радіус близько 2000 км. Він рухаєтьсянавколо Нептуна в напрямку, зворотному обертанню планети, що змушуєприпускати, що Тритон - це об'єкт, захоплений Нептуном, а неутворився разом з ним. І в Урана, і у Нептуна виявлені кільця тієїж природи, що в Юпітера й Сатурна.
Плутон
Самая далека від Сонця зі всіх відкритих до цих пір планет зовсімне схожа на інші планети, що перебувають у зовнішніх областях сонячноїсистеми. Чужинцем-карликом виглядає Плутон серед планет-гігантів.
Орбіта планети неймовірно сильно нахилена - на 17 (2 (- жоднавідомої планети нічого подібного не було. Нахил осі складає 50 (. Малотого, орбіта володіє незвичайною видовженістю. Тому і виходить, що
Плутон то проходить усього в 4400000000 км. від світила, то віддаляється від ньогона 7400000000 км. За останніми даними його діаметр становить приблизно
3100 - 3200 км. Словом, за розмірами, по орбіті та інші характеристики --швидше не планета, а ... супутник. Дійсно, Плутон являє собоюяк би неповноцінну планету.
На користь такого припущення говорять і старанність в періоді обертання
Плутона навколо власної осі. На повний оборот у нього йде 6 діб 9годин 17 хвилин, а це дуже багато для такого невеликого тіла, так що йшвидкість обертання видає його з головою як самозванця в сім'ї планет.
Швидкість, з якою рухається Плутон по своїй орбіті, приблизно дорівнює 16,8км/ч. Орбіта дуже тривала і тому один плутонівські рік дорівнює 247,7земним рокам. Наприклад, якщо вам зараз 17 років, то на Плутоні вам було б
0,07 років.
Прискорення вільного падіння над поверхнею Плутона дорівнює 0,49м/с 2. Якщо ваша маса приблизно дорівнює 70 кг., То на цій планеті ви бважили 4 кг!
При зародження і еволюції планети. У її надрах відбувалися меншактивні процеси, ніж на інших планетах Сонячної системи. У рамкахмоделі рівноважної конденсації з протопланетному туманності при температуріблизько 40 Кельвін це тіло, очевидно, акумулювалося переважно зметанового льоду, і складали його речовина не зазнало надаліпомітної диференціації. Інша можливість - формування з гідратівметану (CH4 (8H2O) при температурі конденсації близько 70 Кельвін зподальшим їх розкладом у процесі внутрішньої еволюції, дегазацією CH4 іосвітою метанового льоду на поверхні. Ототожнення його в спектрівідображення Плутона сприяє обом цим моделей, не дозволяючи, проте,зробити між ними вибір. При цьому для кожної з них середня щільністьпланети виявляється не вище 1,2 г/см3, а альбедо не менше 0,4, щовідповідно зменшує ймовірний діаметр Плутона до розмірів Місяця, амасу обмежує кількома тисячними частками від маси Землі. Якщо жщільність лише 0,7 г/см3, як це випливає з аналізу співвідношень мас
Плутона з супутником, то потрібно додатково припустити, що складові йогозамерзлі летючі речовини типи водно-метанового льоду знаходяться в доситьрихлому стані.
Схема передбачуваного внутрішньої будови Плутона (рис. 1):
Інша схема передбачуваного внутрішньої будови (ршт. 2):
На відміну від супутників планет-гігантів, у Плутона ототожненіспектральні ознаки метанового конденсату. За результатами вузькополосноїфотометрії відношення інтенсивності відображення в двох спектральних областях,в одній з яких розташовані смуги поглинання водяного і аміачногольоду, а в іншій - сильна смуга поглинання метанового льоду, виявилосярівним 1,6. Якщо взяти чистий метановий лід і зняти ті ж спектри влабораторії, то ставлення виявляється лише трохи більше, у той час якдля супутників гігантів з ознаками водяного льоду на поверхні цевідношення істотно менше одиниці. Цей факт є досить сильнимаргументом на користь наявності метану. Виявлення метанового льоду на Плутонізмінює існували до недавнього часу уявлення про його поверхні,утвореної скельними породами, у бік більш реальних припущень пропокриває її протязі крижаному шарі.
На Плутоні не виявлено видимих ознак атмосфери. Малоймовірно, щонеон може там концентруватися хоча б в малих кількостях, тому що настількимала планета не здатна утримати такий легкий газ.
Над поверхнею планети максимальна температура приблизно дорівнює
-212 (С, а мінімальна -273 (С, тобто постійно наближається до абсолютногонулю.
Плутон є унікальною і найцікавішою планетою Сонячноїсистеми. Як і раніше, залишається безліч загадок про точне походження,хімічному складі Плутона. На «владику підземелля» ще жодного разу неприземлявся, ні один дослідний комплекс з Землі, природнофотографій поверхні теж немає. Перебування на Плутоні живих організмівдорівнює нулю, так як з точки зору сучасної науки жоден організм Земліне зміг би вижити у таких суворих умовах, а інших форм життя ми поки що незнаходили. Є мала ймовірність знаходження там корисних копалин у виглядідефіцитного газу, але такі хімічні елементи є на більш близьких до
Землі планетах.
Малі планети
Ще в середині XVIII століття було помічено, що відстані від Сонця допланет можна зв'язати простою залежністю:
r = 0,4 + 0.3 x 2n (а. е.)
Так, для Меркурія n =- (, r = 0,4 (насправді воно дорівнює 0,387 а. Е.); для
Венери n = 0, r = 0,7 (даний відстань - 0,723); для Землі - n = 1, r = 1; для
Марса при n = 2 маємо r = 1,6 (справжнє значення - 1,523). Наступна планета -
Юпітер. Але при n = 3 знаходимо r = 2,8, тоді як Юпітеру відповідає n = 4 таr = 5,2 (мало б бути 5,203), а Сатурна майже ідеально підходить n = 5 і rе
(насправді - 9,546). Звідси випливало, що на відстані приблизно 2,8а. е. від Сонця повинна бути якась планета!
У 1796 році навіть булоорганізовано товариство астрономів, які прагнули виявити цю невідомупланету. Але зовсім незалежно від нього в 1801 році сицилійський астроном
Піацца випадково виявив зоряний об'єкт, координати якого змінювалися відночі до ночі. Розрахунки показали, що цей об'єкт рухається навколо Сонця поеліптичній орбіті з великої півосі в r = 2,77 а. е. Ця перша з малихпланет була названа Церерою по імені грецької богині родючості,вважалася за
