Происхождение и эволюция Солнечной системы

Спутники Урана - Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберлон вращаются  по орбитам, плоскости которых практически  совпадают между собой. Вся система  в целом отличается необычайным  наклоном - её плоскость почти перпендикулярна  к средней плоскости всех планетных орбит.

 

 

 

 

 

2.3.4.Нептун

Нептун - восьмая по счёту планета  Солнечной системы. Нептун был открыт необычным образом. Было замечено, что  Уран движется не совсем так, как ему  полагается двигаться под действием  притяжения Солнца и известных в то время планет. Тогда заподозрили существование ещё одной массивной планеты и попытались предвычислить её положение на небе. Эту чрезвычайно сложную задачу независимо друг от друга успешно решили английский астроном Дж. Адамс и француз У. Леверье. Получив данные Леверье, ассистент Берлинской обсерватории И. Галле 23 сентября 1846 г. обнаружил планету.

Открытие Нептуна имело величайшее значение прежде всего потому, что оно послужило блестящим подтверждение закона всемирного тяготения, положенного в основу расчётов.

Средняя удалённость Нептуна от Солнца 30,1 а.е., период вращения по орбите - 164 года и 288 дней. Таким образом, с  момента открытия Нептун даже не совершил полного оборота по своей орбите. Видимый угловой диаметр Нептуна  составляет около 2". При измерении столь малого диаметра угломерными приспособлениями с поверхности Земли относительная ошибка очень велика.

Уточнить диаметр Нептуна удалось 7 апреля 1967 г., когда планета в  своём движении на фоне звёздного  неба заслонила одну из далёких звёзд. По результатам наблюдений с нескольких астрономических обсерваторий экваториальный диаметр Нептуна составляет 50 200 км. Новые сведения о диаметре позволили уточнить величину средней плотности Нептуна: она оказалась равной 2,30 г/см3. Такие характеристики типичны для планет-гигантов, состоящих главным образом из водорода и гелия с примесью соединений других химических элементов.

В центре Нептуна, согласно расчётам, имеется тяжёлое ядро из силикатов, металлов и других элементов, входящих в состав земной группы. Изучение характера ослабления блеска звезды при её затмении атмосферой Нептуна дало много дополнительной информации. В частности, был найден средний молекулярный вес надоблачных слоёв атмосферы Нептуна. Он соответствует молекулярному водороду с небольшой примесью метана.

Детали на поверхности Нептуна  различить очень трудно. Поэтому  параметры суточного вращения - положение  оси, направление и период вращения - определить из наземных наблюдений очень  сложно.

У Нептуна всего два спутника. Первый Тритон, открытый в 1846 г., через две недели после открытия самого Нептуна. По размерам и массе он больше Луны. Имеет обратное направление орбитального движения. Второй спутник - Нереида - очень небольшой, обладает сильно вытянутой орбитой. Расстояние от спутника до планеты меняется в пределах от 1,5 до 9,6 млн. км. Направление орбитального движения - прямое.

 

2.3.5.Плутон

Девятую планету - Плутон, по- видимому, нельзя отнести ни к  одной из двух групп. По химическому  составу он близок к группе планет-гигантов, а по размерам к земной группе.

Плутон был открыт Клайдосом  Томбо (США) в 1930 г. Из 9 известных больших  планет Солнечной системы Плутон наиболее удалён от Солнца. Среднее  расстояние планеты до Солнца составляет 39,5 а.е.

Плутон выглядит как точечный объект 15-ой звёздной величины, т.е. примерно в 4 тыс. раз слабее тех звёзд, которые находятся на пределе видимости невооружённым глазом.

Плутон очень медленно, за 247,7 года, совершает оборот по орбите, которая  имеет необычно большой наклон (17°) к плоскости эклиптики, и вытянута настолько, что в перигелии Плутон подходит к Солнцу на более короткое расстояние, чем Нептун.

Из-за огромной удалённости от Солнца и слабой освещённости изучать Плутон очень сложно. Непосредственные измерения  углового диаметра Плутона на 5-метровом телескопе дали результат 0,23". Астрономы пытались измерить диаметр Плутона более точными методами - по затмению им звезды, как это было сделано для Нептуна. Однако Плутон, проходя мимо звезды на расстоянии 0,1", не заслонил её, и затмения не произошло. Из этого был сделан вывод, что угловой диаметр Плутона не менее 0,2". Таким образом, в пересчёте на единицы длины диаметр Плутона не менее 6 800 км. Если же диаметр Плутона вычислить по его абсолютному блеску, то получается приблизительно 3 тыс. км.

Поверхность Плутона, нагреваемая Солнцем до минус 220°С, даже в наименее холодных полуденных участках, покрыта, по-видимому, снегом из замёрзшего метана.

Атмосфера планеты разряженная  и состоит из газообразного метана с возможной примесью инертных газов. Блеск Плутона меняется с периодом вращения 6сут. 9ч. В 1978 г. выяснилось, что эта периодичность соответствует орбитальному движению спутника Плутона, обнаруженного американскими астрономами. Спутник Плутона относительно яркий, но расположен настолько близко к планете, что его изображение на фотоснимках сливается с изображением Плутона, лишь слегка выступая то с одной, то с другой стороны. Из периода обращения и расстояния между центрами вычислили массу системы "Плутон-спутник". Масса оказалась неожиданно малой: 1,7% массы Земли. Почти вся она сосредоточена в Плутоне, т.к. диаметр спутника, судя по блеску, мал по сравнению с диаметром планеты.

В таком случае средняя плотность  Плутона составляет приблизительно 0,7 г/ , если принять его диаметр равным 3 тыс. км. Такая малая плотность означает, что Плутон состоит преимущественно из летучих химических элементов и соединений, т.е. примерно такой же состав, как планеты-гиганты и их спутники.

 

 

2.4.Малые планеты

Еще в середине XVIII века было замечено, что расстояния от Солнца до планет можно связать простой зависимостью:

r = 0,4 + 0.3 x 2ⁿ   (а. е.)

Так, для Меркурия n = -¥, r = 0,4 (на самом деле оно равно 0,387 а.е.); для Венеры      n = 0, r = 0,7 (настоящее расстояние 0,723); для Земли n = 1, r = 1; для Марса при n = 2 имеем r = 1,6 (истинное значение 1,523). Следующая планета — Юпитер. Но при n = 3 находим r = 2,8, тогда как Юпитеру соответствует n = 4 и r = 5,2 (должно бы быть 5,203), а Сатурну почти идеально подходит n = 5 и r = е (на самом деле 9,546). Отсюда следовало, что на расстоянии примерно 2,8 а.е. от Солнца должна существовать какая-то планета.

В 1796 году даже было организовано общество астрономов, стремившихся обнаружить эту неизвестную планету. Но совершенно независимо от него в 1801 году сицилийский астроном Пиацци случайно обнаружил звездный объект, координаты которого менялись от ночи к ночи. Расчеты показали, что этот объект движется вокруг Солнца по эллиптической орбите с большой полуосью в r = 2,77 а.е. Эта первая из малых планет была названа Церерой по имени греческой богини плодородия, считавшейся покровительницей Сицилии. Вскоре были открыты еще три астероида (“звездообразных”) — Паллада, Юнона и Веста.     

На сегодняшний день закаталогизированно более 3500 астероидов. Размеры крупнейших составляют (диаметр): Цереры — около 1000 км, Паллады — 608, Весты — 538, Юноны — почти 250 км, подавляющее большинство остальных по размерам не превышают 5-10 км. Более 97% астероидов вращаются вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера, но есть и исключения: сильно вытянутая орбита Икара проходит к Солнцу ближе, чем Меркурий, а астероид Хирон, открытый с 1977 году, заходит далеко за орбиту Сатурна и подходит близко к орбите Урана. Он был обнаружен только благодаря своим относительно большим размерам — его диаметр около 200 км.

Некоторые астероиды  в своем путешествии по межпланетному  пространству подлетают довольно близко к Земле. В 1968 году вышеупомянутый Икар прошел на расстоянии 7 млн. км от Земли. А в 1976 году был открыт новый астероид, названный Хатором, который незадолго до открытия прошел от Земли в 1,15 млн. км, то есть всего в три раза дальше от нас, чем Луна!   

Но все ученые сошлись  во мнении, что вероятность столкновения Земли с астероидом ничтожно мала. Хотя кто осмелится утверждать это после знаменитого падения на Юпитер остатков кометы Шумейкера-Леви-9 в 1996 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

 Вот  и закончился рассказ о современном состоянии нашей планетной системы и до известного предела – ее историю. Ее будущее, если не произойдет ничего непредвиденного, представляется светлым. Вероятность того, что какая-то блуждающая звезда может нарушить установившийся порядок движения планет, мала даже в пределах миллиардов лет. Не раньше мы можем ожидать каких-то больших изменений и в солнечном излучении. Возможно ли повторение ледниковых периодов, мы сказать не можем. Континенты могут подниматься и опускаться в последующие эпохи, как это происходило в прошлом. Случайные метеориты могут кое-где продырявить поверхность Земли. Однако порядок, с которым связано само существование солнечной системы, будет преобладать над всеми этими изменениями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Список литературы.

1.  Астрономия, Учеб. для 11 кл. сред. шк., М., Просвещение, 1990г.

2. Уиппл Ф. Земля, Луна и Планеты,1980г.

3.   Воронцов-Вельяминов Б.А.  Очерки о Вселенной, М.: 1969г.