Солнечная система. Планеты и космические тела

Тема 1.1 Земля и Вселенная

Студент должен

знать: строение Солнечной системы, положение Земли в космическом пространстве.

Весь материальный мир, окружающий нас называется Вселенной. Вселенная бесконечна во времени и пространстве. В состав солнечной системы входят Солнце, планеты и естественными спутниками, астероиды, кометы, метеориты, пыль и газ в рассеянном состоянии.

Солнце по физическому состоянию представляет собой плазменный шар и его масса составляет 99,87% от всей массы солнечной системы. В составе Солнца установлено около 70 химических элементов, из которых главными являются гелий и водород. Диаметр Солнца в 109 раз больше диаметра Земли. Средняя температура внешних слоев около 5600⁰С.

Вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, близким к окружностям, вращаются 9 планет с запада на восток. Ближе всех к Солнцу расположена орбита Меркурия. Планеты не обладают способностью самосвечения из-занедостаточно высокой температуры.

Планеты Солнечной системы подразделяются на:

· внутренние (планеты земного типа) – Земля, Венера, Меркурий, Марс;

· внешние (планеты гиганты) – Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон.

Внутренние и внешние планеты характеризуются различной плотностью и массой. Внутренние состоят из твердых материалов, вследствие чего имеют высокую плотность (от 4,00 до 5,62 г/см³) и небольшую массу. Внешние, наоборот, отличаются низкой плотностью (от 0,71 до 2,47 г/см³) значительной массой, что свидетельствует об их газовом составе. Атмосфера у планет-гигантов с преобладанием водорода, гелия, метана.

Внутренние планеты различаются в средних плотностях, это обусловлено разным химическим составом, разным соотношением силикатного и металлического материалов. Ближайшие к солнцу планеты содержат более высокую пропорцию металлического железа, чем отдаленные. На основании этого ученые делают вывод, что по мере удаления от Солнца степень окисления железа возрастала.

Самая маленькая планета – Меркурий; самая большая - Юпитер.

Орбиты планет располагаются в одной плоскости, совпадающей с экваториальной плоскостью Солнца и имеют округлую форму. Направление обращения планет совпадает с вращением Солнца, кроме Венеры и Урана – у них обратное вращение.

Вокруг планет вращаются естественные спутники. Всего спутников 42. У Земли один спутник - Луна, у Марса - два, у Юпитера -двенадцать, у Сатурна - девять и так называемые кольца Сатурна, у Урана - пять, у Нептуна - два.

Астероиды представляют собой небольшие космические тела неправильной формы. Самый крупный из них астероид Церера, имеет в поперечнике 770 км, остальные - до нескольких километров. В Солнечной системе насчитывается свыше 1600 астероидов, причем подавляющее большинствоих образуют так называемый Пояс астероидов, расположенный между орбитами Марса и Юпитера.

Кометы(хвостатые звезды) состоят из ядра, комы и хвоста. Ядро состоит из протопланетного вещества, окруженного снегом и льдом, загрязненных пылью. Ядро комет окружено светящейся оболочкой - комой, в состав которой входят сильно разряженные газы и пыль. Ядро и кома образуют голову кометы, которая движется вокруг Солнца по сильно вытянутой орбите. С приближением к Солнцу от головы кометы отделяется ионный хвост, который формируется под воздействием солнечного ветра.

Рисунок 1 - Схема строения кометы

Хвост кометы всегда направлен в сторону от Солнца. По своему составу кометы близки к составу атмосфер планет гигантов (гелий, водород, метан).

Метеориты - это тела космического происхождения, залетающие в атмосферу Земли из космического пространства. По составу метеориты разделяют:

· каменные,

· железо-каменные,

· железные.

В свою очередь каменные метеориты подразделяют на хондриты и ахондриты. Наиболее часто на поверхность Земли выпадают каменные метеориты - хондриты, состоящие из зернышек размером 1 мм и менее, называемых хондрами. Ахондритовые метеориты не имеют хондр и подобны земным изверженным породам. Хондритовые метеориты - это образцы примитивного типа вещества Солнечной системы.

Наибольший интерес представляют мало распространенные углистые хондриты. В них присутствуют продукты взаимодействия силикатов с водой, а также органические соединения. Один из трех типов углистых хондритов имеет самую низкую плотность (2,2 г/см³), содержит много серы в виде сульфатов, растворимых в воде и по своему химическому составу, наиболее близок к химическому составу Солнца. Ученые полагают, что углистые хондриты этого типа наиболее близки к тому протопланетному веществу, из которого возникли планеты и астероиды.