Группы планет солнечной системы

Собственное вращение Земли

Земля вращается не только вокруг Солнца, но и вокруг собственной оси. Эта ось проходит через Северный и Южный географический полюс планеты. Земная ось имеет наклон по отношению к плоскости орбиты (эту плоскость ещё называют эклиптикой). Величина этого наклона составляет 25°. Надо понимать, что если у планеты угол наклона оси равен нулю, то ее ось строго перпендикулярна орбитальной плоскости.

За счет наклона оси разные полушария планеты получают разное количество тепла от Солнца. Это приводит к возникновению времен года, причем когда в Северном полушарии летом, в Южном полушарии наблюдается зима, и наоборот. На один оборот вокруг оси Земля тратит не ровно 24 часа, а 23 часа и 56 минут. Эта погрешность приводит к необходимости добавление в календарь високосного года.

Планеты гиганты

Минуя пояс астероидов, мы заканчиваем знакомство с планетами земного типа, и начинаем знакомство с далекими газовыми гигантами, которые удалены от Солнца и имеют более суровые условия со своими интересными особенностями.

Юпитер

Начнем с самой массивной планеты – Юпитер, обладающей мощной атмосферой и самой большой скоростью вращения. Твердой поверхности он не имеет и обладает небольшой плотностью из-за своего газового состава. Насчитывает 67 спутников. Имеет кольцевую систему, но значительно уступающую кольцам Сатурна. Характерно наличие бушующих ветров, и отличительной особенностью Юпитера является Большое Красное Пятно – мощный шторм, который бушует уже на протяжении 400 лет. По своей яркости Юпитер уступает лишь Солнцу, Луне и Венере.

Сатурн

На 6-м месте от центра Солнечной системы обитает легко узнаваемый Сатурн. Именно эта планета обладает шикарной кольцевой системой, сформированной ледяными глыбами. Эта особенность хорошо заметна из космоса, выглядит очень красиво. По своим размерам уступает лишь Юпитеру, но при этом планета является самой легкой из-за низкой плотности. Поверхности не имеет и очень враждебна к любым формам жизни. Насчитывает 62 спутника. Из-за наклона своей оси выражена сезонность, как и на нашей планете. Сатурн — обладатель самых быстрых ветров во всей Солнечной системе.

 Рис. 5. Схема расположения планет относительно Солнца

Уран

Удаляясь от Солнца все дальше, мы приблизились к седьмой планете – Уран, самой холодной, покрытой льдом и завораживающей своим голубым сиянием. Особенностью данной планеты является то, что из-за большого угла наклона оси, она движется по орбите боком. Так же, как и у других гигантов, отсутствует твердая поверхность, бывают сильные ураганы. Уран окружают малозаметные кольца и 27 спутников.

Нептун

Завершает наше знакомство самая далекая восьмая планета синего цвета — Нептун, обнаруженная из-за своей удаленности от Земли и Солнца относительно недавно. Среди ледяных гигантов она самая маленькая. В наличии 5 колец и 14 спутников. Характерны вихри с огромными скоростями.  

Расположение планет в солнечной системе по порядку

По мнению ученых, нашей Солнечной системе около 4,5 млрд лет. В самом центре расположено Солнце, которое обеспечивает жизнь Земле.

Перечислим планеты по порядку, начиная с самой близкой к Солнцу:

1. Меркурий – ближе всех находится к Солнцу, но обогревается светилом только с одной стороны. Поэтому одна его половина холодная.
2. Венера – вторая по удалению от Солнца, ее атмосфера состоит из углекислого газа, дышать там нечем, кроме этого, на планете очень жарко и жизнь там отсутствует.
3. Земля – единственная планета, на которой есть все условия для жизни.
4. Марс – на планете нет ни кислорода, ни воды, но ученые говорят о том, что, возможно, жизнь там когда-то была.
5. Юпитер – относится к газовым гигантам, на его поверхности бури и сильные ветра.
6. Сатурн – планета, которая давно привлекает астрономов своей необычной красотой, так как окружена кольцом из космических ледяных образований.
7. Уран – отличается тем, что магнитное поле в северном полушарии в 10 раз сильнее, чем на южном, поэтому, она как-будто бы лежит на боку и напоминает катящийся шар.
8. Нептун – считается самой отдаленной планетой от нашего светила, на которой очень холодно и постоянно дуют сильные ветры.

На последнем месте находится Плутон, который наиболее удален от Солнца и и, на сегодняшний день, исключен из списка планет солнечной системы.

Знакомство с Солнечной системой

Солнечная система является частью спиралевидной галактики — Млечного пути. В самом ее центре находится Солнце – самый большой обитатель Солнечной системы. Солнце – это горячая звезда, состоящая из газов – водорода и гелия. Оно производит огромное количество тепла и энергии, без которых жизнь на нашей планете была бы просто невозможна. Солнечная система возникла пять млрд. лет назад в результате сжатия газопылевого облака.

Млечный путь

Центральное тело нашей планетной системы — Солнце (по астрономической классификации — желтый карлик), сосредоточило в себе 99,866% всей массы Солнечной системы. Оставшиеся 0,134% вещества представлены девятью большими планетами и несколькими десятками их спутников (в настоящее время их открыто более 100), малыми планетами — астероидами (примерно 100 тысяч), кометами (около 1011 объектов), огромным количеством мелких фрагментов — метеороидов и космической пылью. Все эти объекты объединены в общую систему мощной силой притяжения превосходящей массы Солнца.

Планеты земной группы составляют внутреннюю часть Солнечной системы. Планеты-гиганты образуют ее внешнюю часть. Промежуточное положение занимает пояс астероидов, в котором сосредоточена большая часть малых планет.

Фундаментальной особенностью строения Солнечной системы является то, что все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, совпадающем с направлением осевого вращения Солнца, и в том же направлении они обращаются вокруг своей оси. Исключение составляют Венера, Уран и Плутон, осевое вращение которых противоположно солнечному. Существует корреляция между массой планеты и скоростью осевого вращения. В качестве примеров достаточно упомянуть Меркурий, сутки которого составляют около 59 земных суток, и Юпитер, который успевает сделать полный оборот вокруг своей оси менее, чем за 10 часов.

Планеты солнечной системы

Сколько существует планет?

Планеты и их спутники:

1. Меркурий,
2. Венера,
3. Земля (спутник Луна),
4. Марс (спутники Фобос и Деймос),
5. Юпитер (63 спутника),
6. Сатурн (49 спутника и кольца),
7. Уран (27 спутника),
8. Нептун (13 спутников).

• Астероиды,
• Объекты пояса Койпера (Квавар и Иксион),
• Карликовые планеты (Церера, Плутон, Эрида),
• Объекты облака Орта (Седна, Оркус),
• Кометы (комета Галлея),
• Метеорные тела.

Чем отличается земная группа?

К планетам земной группы традиционно относят Меркурий, Венеру, Землю и Марс (в порядке удаления от Солнца). Орбиты этих четырёх планет расположены до Главного пояса астероидов. Эти планеты объединяют в одну группу также из-за схожести их физических свойств — они имеют небольшие размеры и массы, средняя плотность их в несколько раз превосходит плотность воды, они медленно вращаются вокруг своих осей, у них мало или совсем нет спутников (у Земли — один, у Марса — два, у Меркурия и Венеры — ни одного).

Планеты земного типа или группы отличаются от планет-гигантов меньшими размерами, меньшей массой, большей плотностью, более медленным вращением, гораздо более разрежёнными атмосферами (на Меркурии атмосфера практически отсутствует, поэтому его дневное полушарие сильно накаляется. Температура у планет земной группы значительно выше чем у гигантов (на Венере до плюс 500 С). Элементные составы планет земной группы и планет-гигантов также резко отличаются друг от друга. Юпитер и Сатурн состоят их водорода и гелия примерно в той же пропорции, что и Солнце. У планет земной группы имеется много тяжелых элементов. Земля в основном состоит из железа (35 %), кислорода (29 %) и кремния (15 %). Наиболее распространенные соединения в коре — окислы алюминия и кремния. Таким образом, элементный состав Земли резко отличается от солнечного.

Какие есть планеты-гиганты?

К планетам-гигантам относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эти планеты обладают большими размерами, но небольшой плотностью из-за своего газового состава из водорода и гелия. Тем не менее примерно 98 % суммарной массы планет Солнечной системы приходится на массу планет-гигантов!  Тепловой поток из центра Юпитера и Сатурна немного превосходит поток энергии, получаемой планетой от Солнца, тогда как тепловой поток из центра Земли пренебрежимо мал по сравнению с потоком энергии, получаемой Землей от Солнца.Эти планеты удалены на большие расстояния от Солнца, поэтому самые дальние из них — Нептун и Уран, содержат большое количество льда и именуются ледяными гигантами.

Размеры планет солнечной системы

Планеты данного типа обладают большим количеством спутников, в отличие от планет земной группы, и обладают высокой скоростью вращения. Спутниками называются небольшие тела, вращающиеся вокруг планет. Область между планетами наполнена небольшими твердыми частицами и разреженными газами.

Уран

Uranus, computer artwork.

Уран является третьей по размеру планетой в солнечной системе и седьмой по счету от Солнца. Он имеет диаметр 50 724 км. Его также называют «ледяной планетой», так как температура на его поверхности составляет -224 градусов. Сутки на Уране длятся 17 часов, а год — 84 земных года. При этом лето длится столько же, сколько и зима — 42 года. Такое природное явление связано с тем, что ось той планеты расположена под углом в 90 градусов к орбите и получается, что Уран как бы «лежит на боку». 

1. Уран расположен на седьмой орбите от Солнца;
2. Первым кто узнал о существовании Урана стал Уильям Гершель в 1781 году;
3. Уран посетил только один космический аппарат — Voyager 2 в 1982 году;
4. Уран является самой холодной планетой в Солнечной системе;
5. Плоскость экватора Урана наклонена к плоскости его орбиты практически под прямым углом — то есть планета вращается ретроградно, «лёжа на боку слегка вниз головой»;
6. Луны Урана носят названия взятые из произведений Уильяма Шекспира и Александра Поупа, а не греческой или римской мифологии;
7. Сутки на Уране длятся около 17 земных часов;
8. Вокруг Урана расположено 13 известных колец;
9. Один год на Уране длится 84 земных года;
10. Вокруг Урана вращается 27 известных естественных спутника;

Спутники планет земной группы

Меркурий и Венера не обладают естественными спутниками. Поэтому ознакомимся лишь с земным и марсианскими спутниками.

Спутник Земли – Луна

Наша планета богата одним единственным спутником – Луной. Ее изучили так подробно, как не изучали больше ни одно космическое тело. К тому же только тут сумел побывать человек.

Хотя всем известно, что Луна – это спутник, теоретически она могла стать полноценной планетой, если бы ее орбита проходила вокруг Солнца. Лунный диаметр насчитывает почти 3,5 тысячи километров, что превышает даже размеры Плутона.

Луна – это полноправный участник системы гравитации Земля-Луна. Мааса спутника не очень большая, но у них с Землей есть общий центр массы.

Среди всех космических тел, помимо Солнца, Луна оказывает на Землю наибольшее влияние. Ярким примером этого являются лунные отливы и приливы, меняющие уровень воды в океанах.

Вся лунная поверхность усыпана кратерами. Это объясняется тем, что Луна не обладает собственной атмосферой, способной оборонять ее поверхность от метеоритов. К тому же у земного спутника нет воды и ветра, с помощью которых выравнивались бы места, куда попадают метеориты. За все время существования Луны, то есть за четыре миллиарда лет, лунная поверхность собрала огромнейшее количество кратеров.

Марсианские спутники

Марс обладает двумя небольшими спутниками – Фобосом и Деймосом – открытыми в 1877 году А.Холлом. Интересно, что в определенный момент он уже так отчаялся отыскать спутники Марса, что почти завершил исследование, но его переубедила жена. А на следующий день Холл нашел Деймос. Еще спустя шесть дней – Фобос. На поверхности второго он обнаружил кратер-гигант шириной в десять километров (что составляет около половины ширины Фобоса). Исследователь дал ему в название девичью фамилию своей жены – Стикни.

И тот, и другой спутник по форме напоминают эллипсоид. Сил тяжести из-за малых размеров недостаточно, чтобы сдавить спутники в округлую форму.

Любопытно, что Марс имеет воздействие на Фобос, понемногу снижая скорость его движения. Из-за этого орбита спутника смещается все ближе к планете. В конечном итоге Фобос упадет на Марс. За сотню лет этот спутник приближается к поверхности планеты на девять сантиметров. Поэтому до момента их столкновения пройдет порядка одиннадцати миллионов лет. А вот Деймос, в свою очередь, планомерно отдаляется от планеты и с течением времени будет охвачен солнечными силами. То есть в какой-то момент своего существования Марс останется без обоих спутников.

Марсианские спутники всегда расположены одной и той же стороной к планете, потому как время обращения вокруг собственной оси совпадает с временем вращения вокруг Марса. Этим свойством они похожи на Луну, обратную сторону которой тоже никогда не рассмотреть с земной поверхности.

Фобос и Деймос по своему размеру очень маленькие. Даже лунный диаметр превышает Фобос в 158 раз, а Деймос – в 290.

О происхождении спутников Марса исследователи спорят по сей день. Это могли быть астероиды, попавшие в поле тяжести Марса. Однако от астероидов их отличает строение, что свидетельствует против такой теории. Еще одна версия – два спутника образовалось из-за раскола некогда единственного марсианского спутника на две части.

Натурные исследования

Современные знания относительно состава поверхности и внутренней структуры планет основываются на  измерениях автоматических станций. При этом используется опыт, полученный в результате изучения структуры и состава Земли.

Но что такое все измерения, проведенные или принятые на расстоянии, по сравнению с подлинным куском породы, привезенным с Луны, который можно взвесить, измерить, над которым можно сидеть и до бесконечности придумывать новые процессы и методы получения от него возможно большего количества информации?

Но у нас на Земле есть не только кусок Луны. Мы располагаем еще одной группой свидетелей, которые могут рассказать гораздо больше, чем поверхность уже готовой Луны, которые это знают, но пока молчат. Это — метеориты, представляющие собой как бы кем-то написанную книгу о развитии нашей системы, отдельные страницы которой сбрасываются на поверхность Земли без соблюдения их последовательности. Хотя мы знаем химический состав метеоритов.

Вот когда нам удастся точно узнать из чего состоят планеты, то сможем правильно сложить страницы и эту планетарную книгу прочитать…

Характеристики орбиты Земли

Орбита нашей планеты не является идеальным кругом. В первом приближении ее можно считать эллипсом. Это значит, что расстояние между Солнцем и Землей непостоянно. Его максимальная величина составляет 152 млн км и достигается в точке орбиты, которая называется афелий. Здесь Земля оказывается 4 июля. Самая близкая к Солнцу точка орбиты называется перигелием, она удалена от светила всего на 147 млн км. В перигелии Земля оказывается 3 января.

Скорость движения Земли по орбите также изменчива. Сильнее всего Земля разгоняется тогда, когда находится в перигелии, где ее скорость достигает 30,27 км/с. В афелии же она падает до минимального значения в 29,77 км/с. Можно заметить, что колебания как скорости планеты, так и ее расстояния от Солнца невелики. Это является следствием того, что эксцентриситет нашей орбиты невелик и составляет всего 0,017. Это число говорит о том, как сильно эллиптическая орбита приближена к форме окружности. Нулевой эксцентриситет соответствует идеальной окружности, а чем ближе число к 1, тем сильнее вытянута орбита. Марс, например, имеет эксцентриситет 0,093, и поэтому расстоянием между ним и Солнцем изменяется от 206 до 249 млн км. Очевидно, что малый эксцентриситет способствует меньшим колебаниям температуры, более стабильному климату и потому является важным условием для существования жизни.

Сатурн

Эта планета вторая по размерам в Солнечной системе. Ее диаметр составляет 116 464 км. Она наиболее схожа по своему составу с Солнцем. Год на этой планете длится довольно долго, почти 30 земных лет, а сутки — 10,5 часов. Средняя температура на поверхности составляет -180 градусов.

Его атмосфера состоит в основном из водорода и небольшого количества гелия. В ее верхних слоях часто возникают грозы и полярные сияния.

1. Сатурн является шестой планетой от Солнца;
2. В атмосфере Сатурна дуют самые сильные ветра в Солнечной системе;
3. Сатурн является одной из самых наименее плотных планет в Солнечной системе;
4. Вокруг планеты расположена самая большая система колец в Солнечной системе;
5. Одни сутки на планете длятся практически один земной год и равны 378 земным суткам;
6. Сатурн посетило 4 научно-исследовательских космических аппарата;
7. Сатурн вместе с Юпитером составляют примерно 92% всей планетарной массы Солнечной системы;
8. Один год на планете длится 29,5 земных лет;
9. Вокруг планеты вращается 62 известных естественных спутника;
10. В настоящее время, изучением Сатурна и его колец занимается автоматическая межпланетная станция Cassini;

Основные характеристики планет земной группы

Все планеты Солнечной системы делятся на две группы – земная и газовые гиганты.

Все эти планеты имеют приблизительно одинаковый размер и строение. Внутри каждой находятся кора, мантия и ядро. Здесь следует сказать, что одна из планет, Меркурий, имеет очень тонкий верхний слой, в отличие от других из земной группы. Это результат двух ударов неизвестных космических объектов, которые по размеру сравнимы с этой маленькой планетой. После первого удара Меркурий почти расплавился, а вторым ударом была снесена большая часть коры.

Что еще общего у планет земной группы:

• Похожий состав химических элементов, они состоят из “каменных” твердых пород, минералов и металлов, среди которых железо и соединения кремния в достаточно большом количестве.
• Наличие атмосферы, с той лишь разницей, что у одних планет ее плотность больше, а у других меньше. Например, у Меркурия атмосферы почти нет, а вот у Венеры и Марса она достаточно плотная и содержит примеси водяного пара и углекислый газ, что напоминает газовую оболочку Земли.
• Небольшое количество спутников либо их отсутствие – у Земли, это Луна, еще маленькие спутники есть у Марса.
• В результате падения космических тел на поверхность планет, образовались кратеры, впадины и вулканы.

Так же, следует сказать, что все планеты объединяет вращение вокруг своей оси и вокруг Солнца и все они являются его своеобразными спутниками.

Меркурий самая маленькая планета в Солнечной системе

Планета сформировалась 4,5 млрд. лет назад. Свое название получила в честь римского бога торговли. Меркурий уступает в размере Земле, его диаметр меньше в 2,5 раза. При этом скорость движения по орбите превышает земную в 1,6 раз. Это самая быстрая планета в Солнечной системе.

Сравнение размеров планет Солнечной системы. Credit: сiclo2elcastrogecs.blogspot.com

История исследования

Первые сведения о наблюдении за Меркурием датируются XIV в. до н.э. Ассирийские ученые в своих астрологических таблицах назвали небесное тело «прыгающей планетой».

Древние египтяне называли планету по именам богов — Сет и Горус; греки — Стилбон, Искрящийся; китайские мудрецы — Утренняя звезда, индусы — Будха.

Европейским ученым в эпоху Средневековья исследовать Меркурий было непросто. В северных широтах его можно было видеть только на заре. Даже в периоды наилучшей видимости неяркую звездочку было трудно наблюдать на фоне светлого неба. Коперник говорил, что для этого требуются терпение и хитрость.

Галилео Галилей первым изучал Меркурий при помощи телескопа. В XIX в. астрономы рассчитывали периоды вращения, картографировали поверхность.

Выдающийся ученый Галилео Галилей сделал много открытий в астрономии. Credit: vashurok.ru

Использование космических аппаратов и развитие новых методов исследований (радиолокационных, радиоастрономических) позволили приумножить знания о далекой планете. Но и сейчас проблемы, связанные с близостью Солнца, преодолеть трудно.

Первая межпланетная станция с автоматической системой управления «Маринер-10» долетела до Меркурия в 1974 г. Благодаря материалам, полученным с американской станции, были сделаны и обработаны на компьютере тысячи снимков, составлена карта поверхности.

В августе 2004 г. был запущен второй автоматический аппарат «Мессенджер». В 2008 г. он впервые облетел Меркурий, а в 2011 г. стал его искусственным спутником.

В 2018 г. ESA (Европейское Космическое Агентство) отправило в сторону Меркурия ракету с исследовательскими аппаратами на борту. Добраться до Меркурия они должны к 2025 г.

Самый большой в мире телескоп «Хаббл» планетологи не рискуют использовать для наблюдения. Близость светила опасна: аппаратура может получить повреждения, исправить которые будет невозможно.

В Роскосмосе прорабатываются проекты запуска космического зонда, который будет называться «Меркурий-П», с последующей посадкой на поверхность.

Цель миссии «Меркурий-П» — исследование грунта Меркурия. Credit: pavlonews.info

Особенности строения

Меркурий имеет форму шара. Поверхность изрыта кратерами — следами «бомбардировки» твердыми телами из космоса. Самый большой из них имеет размеры 1525 км×1315 км. Равнины сложены из базальтовых пород, которые изливались из недр.

Толщина коры — 100-130 км.

Мантия сформирована из силикатных материалов со сложным химическим составом. Ее толщина достигает 600 км.

Железно-никелевое ядро (радиус 1800 км) находится в жидком состоянии. Концентрация железа выше, чем у других планет.

Внутреннее строение Меркурия. Credit: comp-pro.ru

Температура на поверхности меняется резко из-за разреженности атмосферы, близкого расположения к Солнцу и медленного вращения вокруг собственной оси. Разница дневной и ночной температур огромна: максимальная температура днем +430°C; ночью поверхность охлаждается до -170°C.

Аномальная прецессия орбиты и движение планеты

Наблюдения за движением Меркурия помогли астрономам и математикам найти подтверждение теории тяготения Эйнштейна.

Астроном Леверье заметил, что истинное движение планеты отличается от расчетного.

Смещение перигелия пытались объяснить существованием неизвестной планеты, оказывающей влияние на Меркурий. Ей даже дали название — Вулкан, но так и не обнаружили.

После проведения дополнительных расчетов ученые пришли к выводу, что причина несоответствия — неточность ньютоновского закона всемирного тяготения.

Перемещение Меркурия по орбите планетологи считают особенным. Двигаясь по вытянутой эллиптической орбите со скоростью около 48 км/с планета совершает оборот вокруг Солнца за 88 земных суток.

Оборот вокруг своей оси равен 59 дням, т. е. меркурианские сутки в 1,5 раза короче меркурианского года.

Скорость осевого вращения постоянна, а орбитальная скорость изменяется.

Еще одна особенность отличает Меркурий: на планете не меняются времена года, т. к. ось вращения расположена перпендикулярно по отношению к плоскости орбиты.