Происхождение солнечной системы, ее состав

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.

Ядра  комет по своему химическому составу  родственны планетам-гигантам: они  состоят из водяного льда и льдов  различных газов с примесью каменистых веществ. Почти все малые планеты  по своему современному составу относятся  к каменистым планетам земной группы. Сравнительно недавно открытый Хирон, движущийся в основном между орбитами Сатурна и Урана, вероятно, подобен ледяным ядрам комет и небольшим спутникам далёких от Солнца планет.

Обломки малых планет, образующиеся при их столкновении друг с другом, иногда выпадают на Землю в виде метеоритов. У малых планет, именно вследствие их малых размеров, недра подогревались  значительно меньше, чем у планет земной группы, и поэтому их вещество зачастую претерпело лишь небольшие  изменения со времени их образования.

Измерения возраста метеоритов (по содержанию радиоактивных  элементов и продуктов их распада) показали, что они, и следовательно вся Солнечная система существует около 5 миллиардов лет. Этот возраст Солнечной системы находится в согласии с измерениями древнейших земных и лунных образцов. 

У планет-гигантов атмосферы представляют собой непосредственное продолжение их недр: эти планеты  не имеют твердой или жидкой поверхности. При погружении внутрь атмосферные  газы постепенно переходят в конденсированное состояние 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Солнце 

         Центральное положение в Солнечной системе занимает Солнце.

Солнце - центральное  тело Солнечной системы - представляет собой

раскалённый плазменный шар. Солнце - ближайшая  к Земле звезда. Свет  от  него до  нас  доходит  за 8, 3 мин. Солнце решающим образом повлияло на

образование всех тел Солнечной системы и  создало те условия,

которые привели  к  возникновению  и  развитию  жизни  на Земле. Его  масса в 33300 раз больше массы Земли  и в  750  раз  больше массы  всех

других  планет, вместе взятых. За 5 миллиардов лет существования Солнца уже  около половины водорода в его  центральной части превратилось в гелий. В результате этого процесса выделяется то количество энергии, которое  Солнце излучает в мировое  пространство. Мощность   излучения  Солнца   очень велика:  около 3, 8 *  410 520  степени  МВт.

На Землю  попадает ничтожная часть Солнечной  энергии, составляющая  около половины  миллиардной доли. Она поддерживает в газообразном состоянии земную атмосферу, постоянно нагревает  сушу и водоёмы, даёт энергию ветрам и водопадам, обеспечивает жизнедеятельность  животных и растений. Часть солнечной  энергии запасена в недрах Земли  в виде каменного угля, нефти  и других  полезных ископаемых. Видимый  с Земли диаметр Солнца незначительно  меняется из-за эллиптичности орбиты и  составляет, в среднем,   1  392 00км. (что  в 109 раз превышает  диаметр Земли). Расстояние до Солнца  в  107 раз  превышает  его  диаметр. Солнце  представляет собой  сферически симметричное тело, находящиеся в равновесии. Всюду на одинаковых расстояниях от центра этого шара физические  условия одинаковы, но они заметно меняются по мере приближения к центру. Плотность и давление быстро нарастают вглубь, где газ сильнее  сжат давлением вышележащих слоёв. Следовательно, температура также растёт по  мере приближения к центру. В зависимости от изменения физических условий Солнце можно разделить на несколько концентрических слоёв, посте  пенно переходящих друг в друга. В центре  Солнца  температура  составляет  15 миллионов градусов, а  давление превышает сотни миллиардов атмосфер. Газ сжат здесь до  плотности около  15000  кг/ 4м 53. Почти  вся энергия Солнца генерируется в  центральной области с радиусом примерно 1/3 солнечного. Через слои, окружающие центральную часть, эта энергия передаётся наружу. На протяжении последней трети радиуса находится конвективная зона. Причина  возникновения перемешивания (конвекции)  в  наружных  слоях  Солнца  та  же, что и в кипящем чайнике: количество энергии, поступающее от нагревателя, гораздо больше того, которое отводится теплопроводностью. Поэтому вещество вынужденно приходит в движение и начинает само переносить  тепло. Ядро и конвективная зона фактически не наблюдаемы.

Об их существовании известно либо из  теоретических  расчётов, либо  на

основании  косвенных данных. Над конвективной зоной располагаются

непосредственно  наблюдаемые слои Солнца, называемые его 1 Атмосферой. Они лучше  изучены, т. к.  об их свойствах можно судить из наблюдений. 
 
 

5.1. Солнечная атмосфера 

          Солнечная атмосфера так же состоит из нескольких различных  слоёв. Самый глубокий  и тонкий из них  - фотосфера, непосредственно наблюдаемая в видимом непрерывном спектре. Толщина фотосферы приблизительно  около 300 км. Чем глубже слои фотосферы, тем они горячее. Во внешних более холодных слоях фотосферы на фоне непрерывного спектра образуются  Фраунгоферовы линии  поглощения. Во время наибольшего спокойствия земной атмосферы можно наблюдать характерную зернистую структуру  фотосферы.

Чередование маленьких светлых пятнышек - гранул - размером около  1000 км. ,окруженных тёмными промежутками, создаёт впечатление ячеистой  структуры -грануляции. Возникновение грануляции связано с происходя  щей под фотосферой конвекцией. Отдельные гранулы на  несколько сотен градусов горячее окружающего их газа, и в течение нескольких минут их  распределение по диску Солнца меняется. Спектральные измерения свидетельствуют о  движении газа в гранулах, похожих на конвективные: в гранулах газ поднимается, а между ними - опускается. Это движение  газов порождают в солнечной атмосфере акустические волны, подобные звуковым  волнам в воздухе. Распространяясь в верхние слои атмосферы, волны, возникшие в конвективной зоне и в фотосфере, передают им часть механической энергии конвективных движений и производят нагревание газов последующих слоёв атмосферы -  хромосферы и короны. В результате верхние слои атмосферы с температурой около 4500К оказываются самыми  "холодными" на Солнце. Как вглубь, так и вверх от них температура газов быстро растёт. Расположенный над фотосферой слой  называют  хромосферой, во  время полных солнечных затемнений  в те минуты, когда Луна полностью закрывает фотосферу, виден как   розовое   кольцо, окружающее   тёмный  диск. На краю хромосферы наблюдаются выступающие язычки пламени - хромосферные спикулы , представляющие собой вытянутые столбики из  уплотнённого газа. Тогда же можно наблюдать и спектр хромосферы, так называемый спектр вспышки. Он состоит из ярких эмиссионных линий водорода, гелия, ионизированного

кальция и других элементов, которые внезапно вспыхивают во время полной фазы затемнения. Выделяя  излучение  Солнца  в  этих линиях, можно  получить  его  изображение. Хромосфера отличается от  фотосферы значительно более  неправильной неоднородной  структурой. Заметно два типа неоднородностей  -яркие и тёмные. По своим размерам они  превышают фотосферные гранулы. В целом  распределение  неоднородностей  образует так называемую хромосферную сетку, особенно хорошо заметную в  линии ионизированного кальция. Как и грануляция, она является следствием движения  газов в под фотосферной конвективной зоне, только происходящих в более крупных масштабах. Температура в хромосфере быстро  растёт, достигая в верхних её слоях десятков тысяч градусов. Самая верхняя и самая разряжённая часть солнечной атмосферы - корона, прослеживающаяся от  солнечного лимба до расстояний в десятки

солнечных радиусов и  имеющая температуру около миллиона градусов. Корону можно видеть только во время полного солнечного затемнения либо с помощью коронографа.

Вся солнечная  атмосфера постоянно колеблется. В ней распространяются как

вертикальные, так и горизонтальные волны с  длинами в несколько  тысяч

километров. Колебания носят резонансный  характер и  происходят  с  периодом около  5  мин. В возникновении  явлений происходящих на Солнце  большую роль играют магнитные поля. Вещество на Солнце всюду представляет собой намагниченную плазму. Иногда в отдельных областях напряженность  магнитного поля быстро и сильно возрастает. Этот процесс  сопровождается возникновением целого комплекса явлений солнечной  активности  в различных слоях  солнечной атмосферы. К ним относятся  факелы и  пятна  в фотосфере, флоккулы в хромосфере, протуберанцы в короне.  Наиболее замечательным явлением, охватывающим  все слои солнечной атмосферы из за  зарождающимся в хромосфере, являются солнечные  вспышки. 
 
 

5.2. Излучения Солнца 

       Радиоизлучение Солнца имеет две составляющие    постоянную и  переменную.  Во время сильных солнечных вспышек радиоузлу  учение Солнца возрастает в тысячи и даже миллионы раз по  сравнению  с  радиоизлучение спокойного Солнца. Рентгеновские лучи исходят в основном  от верхних слоёв атмосферы и короны. Особенно сильным излучение бывает  в годы  максимума  солнечной  активности. Солнце  излучает  не  только  свет, тепло и все другие виды электромагнитного  излучения. Оно  также  является источником  постоянного потока частиц  -  корпускул.

Нейтрино, электроны, протоны, альфа-частицы, а  так же более тяжелые атомные  ядра  составляют корпускулярное  излучение  Солнца. Значительная часть  этого излучения представляет собой  более или  менее  непрерывное  истечение  плазмы - солнечный ветер,   являющийся продолжением внешних слоёв  Солнечной атмосферы - солнечной  короны. На фоне этого  постоянно  дующего  плазменного ветра  отдельные  области  на Солнце являются источниками  более направленных, усиленных, так называемых   корпускулярных   потоков. Скорее всего,  они  связаны с особыми областями Солнечной короны   коронными дырами, а также, возможно, с долгоживущими активными областями  на Солнце . Наконец, с солнечными вспышками связаны наиболее мощные кратковременные потоки частиц, главным образом электронов и протонов. В результате наиболее мощных вспышек частицы могут приобретать скорости, составляющие заметную долю  скорости  света. Частица с такими  большими энергиями называются солнечными космическими лучами. Солнечное корпускулярное излучение

оказывает  сильное  влияние на  Землю, и  прежде всего на верхние слои её

атмосферы и магнитное поле, вызывая множество  интересных геофизических

явлений. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Планеты 

         Планеты земной группы - Меркурий, Венера, Земля и Марс отличаются от планет-гигантов меньшими размерами, меньшей массой. Они движутся внутри пояса малых планет. В пределах одной группы планеты близки по таким физическим характеристикам, как плотность, размеры химический состав, но одна группа резко отличается при этом от другой. Каждая планета имеет свои неповторимые особенности. 
 
 

6.1. Меркурий 

         Меркурий - самая близкая к Солнцу планета Солнечной системы. Расположена на расстоянии 58 млн. км от Солнца. Полный оборот на небе завершает за 88 сут. Из-за близости к Солнцу и малых видимых размеров Меркурий долго оставался малоизученной планетой. Только в 1965 г. благодаря применению радиолокации был измерен период вращения Меркурия вокруг своей оси, оказавшийся равным 58,65 сут., т.е. 2/3 его обращения вокруг Солнца. Такое вращение является динамически устойчивым. Солнечные сутки на Меркурии продолжаются 176 дней. Ось вращения Меркурия почти перпендикулярна плоскости его орбиты. Как подсказали радионаблюдения температура на поверхности Меркурия в пункте, где Солнце находится в зените достигает 620 К. Температура ночного полушария около 110 К. 
 

6.2. Венера 

          Венера - вторая по расстоянию от Солнца и ближайшая к Земле планета Солнечной системы. Среднее расстояние от Солнца - 108 млн. км. Период обращения вокруг него - 225 сут. Во время нижних соединений может приближаться к Земле до 40 млн. км, т.е. ближе любой другой большой планеты Солнечной системы. Синодический период (от одного нижнего соединения до другого) равен 584 сут. Венера - самое яркое светило на небе после Солнца и Луны. Известна людям с глубокой древности. Диаметр Венеры - 12 100 км. (95% диаметра Земли), масса 81,5% массы Земли или 1: 408 400 массы Солнца, средняя плотность 5,2 г/см, ускорение силы тяжести на поверхности - 8,6 м/с (90% земного). Период вращения Венеры долго не удавалось установить из-за плотной атмосферы и облачного слоя, окутывающих эту планету. Только с помощью радиолокации установили, что он равен 243,2 сут., причём Венера вращается в обратную сторону по сравнению с Землёй и другими планетами. По данным советских межпланетных станций серии "Венера", не долю углекислого газа приходится 97% всего состава атмосферы Венеры. В неё входят так же около 2% азота и инертных газов, не более 0,1% кислорода и небольшие количества окиси углерода, хромоводорода и фтороводорода. Кроме того, в её атмосфере содержится около 0,1% водяного пара. Углекислый газ и водяной пар создают в атмосфере Венеры парниковый эффект, приводящий к сильному разогреванию планеты. Самые верхние слои атмосферы Венеры состоят целиком из водорода. Водородная атмосфера простирается до высоты 5500 км. Радиолокация позволила изучить невидимый из-за облаков рельеф Венеры. В приэкваториальной зоне обнаружено белее 10 кольцевых структур, подобных кратерам Луны и Меркурия, диаметром от 35 до 150 км., но сильно сглаженных и плоских. Обнаружен разлом в коре планеты длиной 1500 км., шириной 150 км. и глубиной около 2 км., горные массивы, вулкан с диаметром основания 300-400 км. и высотой около 1 км., огромная котловина протяжённостью 1500 км с севера на юг и 1000 км с запада на восток.