Чат для совместной работы Демо

Солнечная система

Солнечная система — это гравитационно связанная система Солнца и объектов, вращающихся вокруг него. Она образовалась 4,6 миллиарда лет назад в результате гравитационного коллапса гигантского межзвездного молекулярного облака. Подавляющее большинство (99,86%) массы системы сосредоточено в Солнце, а большая часть оставшейся массы — в планете Юпитер. Планетарная система вокруг Солнца включает восемь планет. Четыре планеты внутренней системы — Меркурий, Венера, Земля и Марс — являются планетами земной группы, состоящими преимущественно из камня и металла. Четыре гигантские планеты внешней системы значительно крупнее и массивнее планет земной группы. Две самые большие, Юпитер и Сатурн, являются газовыми гигантами, состоящими в основном из водорода и гелия; следующие две, Уран и Нептун, являются ледяными гигантами, состоящими в основном из летучих веществ с относительно высокими температурами плавления по сравнению с водородом и гелием, таких как вода, аммиак и метан. Все восемь планет имеют почти круговые орбиты, расположенные вблизи плоскости орбиты Земли, называемой эклиптикой.

Вокруг Солнца вращается неизвестное количество меньших карликовых планет и бесчисленное множество малых тел Солнечной системы. Шесть крупных планет, шесть самых больших карликовых планет и многие меньшие тела имеют вокруг себя естественные спутники, обычно называемые «лунами» по аналогии с Луной Земли. Два естественных спутника, спутник Юпитера Ганимед и спутник Сатурна Титан, крупнее Меркурия, самой маленькой планеты земной группы, хотя и менее массивны, а спутник Юпитера Каллисто почти такого же размера. Каждая из гигантских планет и некоторые меньшие тела окружены планетарными кольцами из льда, пыли и лун. Пояс астероидов, расположенный между орбитами Марса и Юпитера, содержит объекты, состоящие из камня, металла и льда. За орбитой Нептуна находятся пояс Койпера и рассеянный диск, представляющие собой скопления объектов, состоящих в основном из льда и камня.

На окраинах Солнечной системы находится класс малых планет, называемых отдельными объектами. Ведутся значительные дебаты о том, сколько таких объектов окажется на самом деле. Некоторые из этих объектов достаточно велики, чтобы под действием собственной гравитации принять округлую форму и, следовательно, быть отнесены к категории карликовых планет. Астрономы обычно относят к карликовым планетам около девяти объектов: астероид Церера, объекты пояса Койпера Плутон, Оркус, Хаумеа, Кваоар и Макемаке, а также объекты рассеянного диска Гонгун, Эрис и Седна. Различные популяции малых тел, включая кометы, кентавры и межпланетные пылевые облака, свободно перемещаются между областями Солнечной системы.

Солнечный ветер, поток заряженных частиц, исходящий от Солнца, создает в межзвездном пространстве пузыреобразную область, известную как гелиосфера. Гелиопауза — это точка, в которой давление солнечного ветра равно давлению межзвездной среды; она простирается до края рассеянного диска. Облако Оорта, которое, как считается, является источником долгопериодических комет, также может существовать на расстоянии примерно в тысячу раз большем, чем гелиосфера. Солнечная система расположена в 26 000 световых годах от центра галактики Млечный Путь в рукаве Ориона, который содержит большинство видимых звезд на ночном небе. Ближайшие звезды находятся внутри так называемого Местного пузыря, ближайшая из которых, Проксима Центавра, находится на расстоянии 4,2441 световых лет.

Структура и состав

Слово «солнечный» означает «относящийся к Солнцу», и происходит от латинского слова sol, означающего Солнце. Солнце является доминирующим гравитационным элементом Солнечной системы, а его планетная система поддерживается в относительно стабильном, медленно эволюционирующем состоянии, двигаясь по изолированным, гравитационно связанным орбитам вокруг Солнца.

Орбиты

Планеты и другие крупные объекты, вращающиеся вокруг Солнца, лежат вблизи плоскости земной орбиты, известной как эклиптика. Более мелкие ледяные объекты, такие как кометы, часто вращаются под значительно большими углами к этой плоскости. Большинство планет Солнечной системы имеют собственные вторичные системы, вокруг которых вращаются естественные спутники, называемые лунами. Многие из крупнейших естественных спутников вращаются синхронно, при этом одна их сторона постоянно обращена к родительской планете. Четыре гигантские планеты имеют планетарные кольца — тонкие полосы из мельчайших частиц, которые вращаются вокруг них синхронно.

В результате формирования Солнечной системы планеты и большинство других объектов вращаются вокруг Солнца в том же направлении, в котором вращается Солнце. То есть против часовой стрелки, если смотреть сверху с северного полюса Земли. Есть исключения, такие как комета Галлея. Большинство крупных спутников вращаются вокруг своих планет в прямом направлении, совпадающем с вращением планет; спутник Нептуна Тритон — самый крупный из них, вращающийся в противоположном, ретроградном направлении. Большинство крупных объектов вращаются вокруг своих осей в прямом направлении относительно своей орбиты, хотя вращение Венеры ретроградное.

В первом приближении законы Кеплера о движении планет описывают орбиты объектов вокруг Солнца. Эти законы гласят, что каждый объект движется по эллипсу с Солнцем в одном из фокусов, что приводит к изменению расстояния тела от Солнца в течение года. Наименьшее расстояние тела от Солнца называется перигелием, а наименьшее расстояние — афелием. 9-6 Орбиты планет почти круговые, но многие кометы, астероиды и объекты пояса Койпера движутся по сильно эллиптическим орбитам. Законы Кеплера учитывают только влияние гравитации Солнца на вращающееся тело, а не гравитационное притяжение разных тел друг к другу. В масштабах человеческого времени эти дополнительные возмущения можно учесть с помощью численных моделей, 9-6 но планетная система может хаотично меняться на протяжении миллиардов лет.

Угловой момент Солнечной системы — это мера суммарного орбитального и вращательного момента, которым обладают все её движущиеся компоненты. Хотя Солнце доминирует в системе по массе, на его долю приходится лишь около 2% углового момента. Планеты, среди которых доминирует Юпитер, составляют большую часть остального углового момента благодаря сочетанию их массы, орбиты и расстояния от Солнца, а также, возможно, значительному вкладу комет.

Композиция

Общая структура исследованных областей Солнечной системы состоит из Солнца, четырех меньших внутренних планет, окруженных поясом преимущественно каменистых астероидов, и четырех гигантских планет, окруженных поясом Койпера, состоящим в основном из ледяных объектов. Астрономы иногда неофициально делят эту структуру на отдельные области. Внутренняя Солнечная система включает четыре планеты земной группы и пояс астероидов. Внешняя Солнечная система находится за астероидами и включает четыре гигантские планеты. После открытия пояса Койпера самые внешние части Солнечной системы считаются отдельной областью, состоящей из объектов за Нептуном.

Главным компонентом Солнечной системы является Солнце, маломассивная звезда, содержащая 99,86% известной массы системы и доминирующая в ней гравитационно. Четыре крупнейших тела, вращающихся вокруг Солнца, — гигантские планеты — составляют 99% оставшейся массы, при этом Юпитер и Сатурн вместе составляют более 90%. Остальные объекты Солнечной системы (включая четыре планеты земной группы, карликовые планеты, спутники, астероиды и кометы) вместе составляют менее 0,002% от общей массы Солнечной системы.

Солнце, как и Юпитер и Сатурн, примерно на 98% состоит из водорода и гелия. В Солнечной системе существует градиент состава, созданный давлением тепла и света раннего Солнца; объекты, расположенные ближе к Солнцу и в большей степени подверженные воздействию тепла и света, состоят из элементов с высокими температурами плавления. Объекты, расположенные дальше от Солнца, в основном состоят из материалов с более низкими температурами плавления. Граница в Солнечной системе, за пределами которой эти летучие вещества могут сливаться, известна как линия замерзания, и она находится примерно на расстоянии пяти меньших расстояний от Земли до Солнца.

Объекты внутренней части Солнечной системы состоят в основном из каменистых материалов, таких как силикаты, железо или никель. Юпитер и Сатурн состоят преимущественно из газов с чрезвычайно низкими температурами плавления и высоким давлением пара, таких как водород, гелий и неон. Льды, такие как вода, метан, аммиак, сероводород и углекислый газ, имеют температуры плавления до нескольких сотен кельвинов. Они могут встречаться в виде льда, жидкости или газа в различных местах Солнечной системы. Ледяные вещества составляют большинство спутников гигантских планет, а также большую часть Урана и Нептуна (так называемых «ледяных гигантов») и многочисленные малые объекты, лежащие за орбитой Нептуна. Газы и льды вместе называются летучими веществами.