Планета

Автор: Mega
Просмотров: 42544
Комментариев: 0
Дата: 30-03-2011, 21:26
Планета
Планета По современным определением, планетой солнечной системы считают астрономический объект , вращающийся вокруг Солнца , имеет достаточную массу и силу притяжения для того, чтобы приобрести геоиднои формы и имеет «незасоренные окраину», т.е. когда вывел из своей орбиты все меньше его тела, или подавляющую их часть. Те астрономические объекты, удовлетворяющие двум первым условиям, но не удовлетворяют третий, называют карликовыми планетами . Исключением из этого правила являются естественные спутники планет.
Планета ( греч. πλανήτης - тот, который блуждает) - шарообразное несамосвитне тело , обращающееся вокруг Солнца или иной звезды . Орбита этого вращения очень близка к эллипсу .

По современным определением, планетой солнечной системы считают астрономический объект , вращающийся вокруг Солнца , имеет достаточную массу и силу притяжения для того, чтобы приобрести геоиднои формы и имеет «незасоренные окраину», т.е. когда вывел из своей орбиты все меньше его тела, или подавляющую их часть. Те астрономические объекты, удовлетворяющие двум первым условиям, но не удовлетворяют третий, называют карликовыми планетами . Исключением из этого правила являются естественные спутники планет.

Планеты, находящиеся за пределами Солнечной системы, называют экзопланетами . Планеты вращаются вокруг звезд и видимые благодаря освещению их излучением звезд , кроме Солнечной системы, были открыты вне нашей галактикой в 1992 году вблизи пульсар PSR В1257 +12 .

История


Еще в античности люди заметили, что определенные объекты на небе меняют свое расположение относительно других звезд. Именно это блуждание небом дало планетам их название. Греки и римляне называли планеты именами богов: Гермес - Меркурий , Арес - Марс , Зевс - Юпитер , Кронос - Сатурн и Афродита - Венера . К планетам причисляли также Луна и Солнце .

По представлениям древних планеты влияли на судьбы людей и исторические события, породило астрологию . К 16 века считалось, что все планеты, вращающиеся вокруг Земли . Николай Коперник в своих трудах показал, что лишь Луна обращается вокруг Земли, а все остальные планеты вращаются вокруг Солнца. Тем самым он исключил Солнце и Луну из перечня планет.

Уже в Новое время было открыто еще три планеты.
  • 1781 г. - Уран ( 1781 , В. Гершель )
  • 1846 г. - Нептун ( 1846 , Дж.Адамс , Урбен Ле Верье , И. Галле)
  • 1930 г. - Плутон ( 1930 , П. Ловелл , П. Томбо, в августе 2006 статус Плутона было изменено на планету-карлик г.)

По традиции, открытые в XVIII - XX вв. планеты также получили мифологические названия: Уран , Нептун , Плутон , как и спутники больших планет: Деймос , Фобос , Ио , Европа , Ганимед , Каллисто , Титан , Рея , Япет , Тефия , Феба т.д.

1995 года открыта первая внесолнечную планету звезды, находящейся за 50 световых лет от Земли. Сейчас их известно более сотни

Планеты Солнечной системы


Сегодня в Солнечной системе известно 8 больших планет: Меркурий , Венера , Земля , Марс , Юпитер , Сатурн , Уран , Нептун . В 2006 г. 26 Генеральный ассамблея Международного астрономического союза отменила статус планеты для Плутона. Планеты земной группы - Меркурий , Венера , Земля , Марс ) близки по размерам и строению, средняя плотность их вещества составляет 5,52-3,97 г / см 3 . К этой группе примыкают некоторые крупные спутники планет, которые схожи по своим характеристикам к планетам земной группы. Это спутники Юпитера Ганимед , Ио , Европа (спутник) , Калисто и спутник Сатурна - Титан .

Строение

Планеты Солнечной системы делятся на две группы - планеты земной группы и планеты-гиганты . Для планет земной группы характерна большая средняя плотность . Можно предположить, что Меркурий, плотность которого больше по сравнению с другими планетами, имеет плотное железное ядро , в котором содержится около 60% массы планеты; Венера , по массе и плотности сходная с Землей, имеет в своем центре ядро, более богатое на железо , чем земное , а плотность силикатов в ее оболочке несколько больше, чем в оболочке Земли; Земля имеет сложную структурную оболочку ( мантию ), достигающее глубины 2900 км, а ниже расположены ядро, очевидно металлическое (железное), на границе с мантией - жидкое, а в центре - твердое; в Марса , имеющего сравнительно малую плотность, если и есть железное ядро, то оно невелико (не более 30% радиуса), а плотность силикатных пород его оболочки несколько больше, чем у Земли.

У планет-гигантов очень низкая средняя плотность и специфический химический состав атмосферы. Это свидетельствует о том, что они состоят из вещества, подобного солнечной, в состав которой входят преимущественно водород и гелий . Существует гипотеза, что металлическое ядро Юпитера жидкое, так как у Юпитера существует мощное магнитное поле , значительно мощнее, чем у Земли. Сходную с Юпитером структуру имеет Сатурн . Плотные Уран и Нептун имеют, очевидно, ядро из смеси воды , аммиака и метана в жидкой или твердой фазе, окруженное массивной водородно-гелиевой атмосферой, на которую приходится, однако, лишь около 10% массы.

Планеты-гиганты

У планет-гигантов Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна средняя плотность 1,4 г / см 3 , т.е. близка к солнечной. Юпитер и Сатурн, как и Солнце, состоят в основном из водорода и гелия. У Сатурна, Юпитера, Урана и Нептуна есть кольца, образованные каменистыми и ледяными глыбами. Крупнейшие они у Сатурна, ширина колец которого достигает 137000 км .

Планеты земной группы

Меркурий - первая планета Солнечной системы. Имеет наиболее экстремальные характеристики из планет земной группы: температура днем - до +427 ° C, ночью - до -183 ° C. Сравнительно большая средняя плотность - 5,44 г / см 3 , очевидно, обусловлена ​​относительно большим ядром, богатым железом, которое составляет 42% от объема планеты (ядро Земли - 16%, Марса - 9%).

Венера - вторая планета Солнечной системы. Среди планет земной группы имеет самую густую атмосферу, состав которой: СО 2 (97%), N 2 (~ 3%), есть примеси Н 2 О, СО, SO 2 , HCl, HF. Толстый 15-километровый слой облаков из концентрированной серной кислоты способствует так называемому «парниковому эффекту» . Температура поверхности - около 464 ° C, давление - около 93 атм. На поверхности есть равнины, горы, кратеры, разломы, камни. Около 85% поверхности Венеры - равнины и вулканические низины с бороздами, ( каньоны , оставленные потоками лавы). Крупнейшая в Солнечной системе борозда - Балтийская долина - имеет 6800 км. Венерианской породы близки по составу к земным. Средняя толщина венерианской коры - 20 - 40 км, массивное железное ядро занимает около 12% от объема планеты, граница между ядром и мантией находится на глубине около половины диаметра планеты. Здесь отсутствует тектоника плит и дрейф континентов, присущих для земли Земли. Зато характерно так называемый мантийный плюмаж - поднятие горячей мантийного вещества, что обусловливает возникновение круглых или эллиптических образований диаметром сотни километров - корон, внутри которых много вулканов и лавовых потоков. См. венерианской породы .

Земля - третья планета Солнечной системы. Вращается вокруг звезды эллиптической орбитой (очень близкой к круговой) со средней скоростью 29,765 км / с на среднем расстоянии 149,6 млн. км за период, равный 365,24 суток. Земля имеет спутник - Луну , обращающуюся вокруг Солнца на среднем расстоянии 384 400 км. Наклон земной оси к плоскости эклиптики составляет 66 0 33 `22 ``. Период обращения планеты вокруг своей оси 23 ч 56 мин 4,1 сек. Вращение вокруг своей оси вызывает смену дня и ночи, а наклон оси вместе с вращением вокруг Солнца - смену времен года.

Форма Земли - геоид , приближенно - эллипсоид . Средний радиус Земли составляет 6371,032 км, экваториальный - 6378,16 км, полярный - 6356,777 км. Площадь поверхности земного шара 510 млн. км ², объем - 1.083 * 10 12 км ², средняя плотность 5518 кг / м ³. Масса Земли составляет 5976 × 10 21 кг. Земля имеет магнитное и тесно связанное с ним электрическое поля. Гравитационное поле Земли обуславливает ее сферическую форму и существование атмосферы.
Марс - четвертая планета Солнечной системы. По последним данным марсоходов Spirit i Opportunity, температура на планете: днем +20, ночью -125 ° C. Состав атмосферы: СО 2 (95%), N 2 (~ 2,5%), Ar (1,5-2,0%), Н 2 О (до 0,1%), СО (0,06%) . Нередки пыльные бури со скоростью ветра до 100 м / с. Марсианские породы имеют сходство с земными. На поверхности есть вулканические горы, поднятия, пустыни с кратерами. Перепады высот - 30 км (на Земле - 20 км). Есть полярные шапки из льда (верхний слой - из замерзшего углекислого газа, нижний - воды). Вероятный радиус ядра планеты - 1300 - 2000 км. Толщина литосферы, не расщепленная на отдельные плиты, около 200 км. Породы поверхности имеют возраст 3,8 млрд лет. См. марсианские породы .
Спутник Юпитера - Ганимед имеет диаметр 5268 км и больше Меркурий - это самая большая планета-спутник в Солнечной системе. Считают, что его поверхность покрыта льдом и каменистыми породами. Ио имеет более 80 активных вулканов. И это единственный аналог Земли за вулканической активностью. Европа , скорее всего, покрыта океанами воды, - это также аналог Земли, но уже при наличии большого количества воды в жидком состоянии. Калисто тоже, вероятно, имеет на поверхности воду (лед) и каменистые породы. Титан имеет диаметр 5150 км и тоже больше Меркурий. Его плотная атмосфера состоит из азота и небольшого количества других газов (метана и др.). Считается, что современные условия на Титане аналогичны тем, которые существовали на Земле до возникновения на ней жизни.

Характеристики планет

Несмотря на то, что каждая планета уникальна по своим физическим характеристикам, среди них можно наблюдать немало общностей, начиная от наличия колец, естественных спутников, и других общих признаков и не только для планет Солнечной системы, а также в недавно обнаруженных экзопланетах. Эти особенности распознают по характерным признакам - динамическим и физическим характеристикам для каждой из планет

Динамические характеристики

Динамические характеристики планет связаны со всеми динамическими признаками планеты, как тела в пространстве, то есть, особенности движения небесного тела ( планеты ) в пространстве. К ним относят характеристики орбиты, наклона оси, вращения и другие динамические признаки планет.

Орбита планеты

Согласно определению, планета является телом, вращающийся вокруг звезды. Таким образом исключается возможность существования отдельных планет, которые можно было бы назвать «планетами-одиночками». Известно, что траектория движения в гравитационном поле другого тела (например, звезды) называется орбиты . Она может иметь форму круга , эллипса , параболы или гиперболы . В Солнечной системе все планеты вращаются своими орбитами в том же направлении, в котором вращается и Солнце. Но по крайней мере одна из недавно открытых экзопланет , WASP-17b , вращается в противоположную сторону относительно вращения своей звезды.

Период, в течение которого планета совершает оборот вокруг звезды, называется сидерическим периодом вращения или планетарным годом.
Продолжительность года сильно зависит от расстояния планеты до звезды, ведь если планета находится далеко от звезды, то она будет двигаться медленнее (поскольку на нее слабее влиять гравитации звезды), и, кроме того, она должна преодолеть долгий путь.

Поскольку орбита одной из известных планет не является точным кругом, расстояние между звездой и планетой на ее орбите меняется. Точку орбиты, где планета ближе всего подходит к звезде называют периастра ( для Солнечной системы такова точка имеет свое название - перигелий ), тогда как отдаленная точка орбиты называется апоастром (для орбит вокруг Солнца эта точка называется афелий). Поскольку в периастра планета находится ближе к светилу, следствием чего является увеличение скорости движения планеты, подобно тому, как высоко брошенный камень ускоряется, приближаясь к земле, а когда планета находится в апоастри, ее скорость уменьшается, подобно тому как тот же брошенный вверх камень замедляется в верхней точке своего полета.

Орбита любой из планет определяется несколькими элементами :
  • Эксцентриситет - определяет насколько планетарная орбита вытянута. Орбиты с небольшим (близким к нулю) эксцентриситетом имеют форму, близкую к окружности , тогда как орбиты с большим (близким к единице) эксцентриситетом эллиптической (вытянутой) формы. У планет Солнечной системы эксцентриситеты небольшие, и их орбиты почти как круг. Кометы и объекты пояса Койпера ( как и многочисленные экзопланеты ) имеют большой эксцентриситет и, соответственно, высокоэллиптических орбитах.

  • Большая полуось это расстояние от планеты до центра эллипса. Это расстояние не равно расстоянию до планеты в апоастри или периастра, потому центральная звезда расположена не в центре эллипса, а в его фокусе .

  • Наклонение орбиты - угол между плоскостью орбиты и базовой плоскостью . В Солнечной системе базовой плоскостью считают плоскость орбиты Земли, которую называют эклиптикой . Орбиты всех восьми планет Солнечной системы находятся вблизи плоскости эклиптики, тогда как кометы и объекты пояса Койпера, например Плутон, имеют орбиты с большими углами наклона. Для экзопланет такой плоскостью считают небесную плоскость на обзорной линии с Земли.

Точки, где планета пересекает базовую плоскость, называются восходящими и нисходящими узлами орбиты. Долгота восходящего узла - это угол между базовой плоскостью и восходящим узлом орбиты . Аргумент периастра (или аргумент перигелия ) это угол между орбитальным восходящим узлом и периастра (ближайшей до звезды точкой на орбите планеты).

Наклон оси

Планета
Наклон земной оси - примерно 23 °
Планеты имеют различные углы осевого наклона , то есть, они лежат под определенным углом к плоскости экватора материнской звезды. Именно поэтому, количество света получаемого той или иной полушарием меняется в течение года; поскольку северное полушарие планеты больше освещается, чем чем южное полушарие, или же наоборот. Как следствие, на большинстве планете происходит смена сезонов, то есть, изменение климата в течение года. Время, когда одна из полушарий больше обращена к Солнцу, называется солнцестоянием . В течение одного вращения орбитой ( одного витка планеты по своей орбите ) случается два солнцестояния; когда каждая из полушарий находится в летнем солнцестоянии и день там длинный, тогда как другая полушарие находится в зимнем солнцестоянии, с его коротким днем. Вследствие такого расположения, полушария получают разное количество света и тепла , что служит причиной ежегодных изменений погодных условий на планете.

Осевой наклон Юпитера чрезвычайно низок, и сезонные изменения там минимальны, тогда как Уран, напротив, имеет осевой наклон настолько высок, что практически «вращается вокруг Солнца на боку», и во время солнцестояний одна из его полушарий или постоянно находится под Солнечным светом, или постоянно находится в темноте. Что касается экзопланет, то их осевые наклонности неизвестные наверное, однако большинство «горячих Юпитеров», в теории, имеют чрезвычайно низкий наклон, что является результатом близости к самой звезды .

Вращение планеты

Кроме того, что планеты вращаются по своей орбите вокруг звезды, они еще и вращаются вокруг своей оси. Период обращения планеты вокруг оси получил определение - эпоха . Большинство планет Солнечной системы вращаются вокруг своей оси в том же направлении в котором они вращаются вокруг своей звезды - Солнца, то есть, против часовой стрелки, замечено относительно северного полюса Солнца. Тогда как две планеты - Венера и Уран вращаются по часовой стрелке, хотя экстремальный осевой наклон Урана порождает споры, что же считать южным и северным полюсом самой планеты, как следствие, вращается он против часовой, а по часовой стрелкой, однако какой бы мнения ни придерживались спорщики, относительно вращения Урана, но признают его ретроградный тип вращения относительно его орбиты. Также наблюдается существенная разница между длиной суток на планетах: ведь Венере нужно 243 земных суток для одного вращения вокруг оси, тогда как газовым гигантам всего несколько часов. Период вращения для экзопланет не известен, однако, близкое расположение к звездам «горячих Юпитеров» означает что на одной стороне планеты царит вечная ночь, а на второй вечный день (поскольку орбита и вращение синхронизированы).

Чистая орбита

Динамический критериев который позволяет определять небесное тело как планету - чистые от других объектов ее орбитальные окрестности. Планета очистившей свои окраины накопила достаточную массу чтобы собрать или наоборот разогнать все планетоутворюючи формирования на своей орбите, то есть, планета вращается по орбите вокруг своего светила-звезды в изоляции, в противоположность тому, чтобы делить свою орбиту с множеством объектов подобных себе размером . Этот критерий статуса планеты был предложен МАС в августе 2006 года, именно этот критерий и лишает такие тела Солнечной системы как Плутон , Эрида и Церера статуса планеты, относя их к карликовым планетам и, следует заметить, что этот критерий относится пока только к планетам Солнечной системы . Мощными телескопами была засечен некоторое количество молодых звездных систем, находящихся на стадии протопланетарного диска имеют признаки «чистых орбит» в протопланет.

Астероиды


Считается, что одним из перспективных источников добычи полезных ископаемых вне Земли в будущем станут астероиды (малые планеты). Это каменистые тела с диаметром 1-1000 км, орбиты которых в основном находятся между Марсом и Юпитером (т.н. «пояс астероидов» или «пояс Фаэтона»). Общее количество астероидов - около 10 тыс. Параметры орбит определены для 6 тыс. Масса всех астероидов составляет ок. 1 / 700 земного. Крупнейшие астероиды имеют такие размеры: Церера - 1003 км, 2 Паллада - 608 км, Веста - 538 км, Гигия - 450 км, Ефросина - 370 км, Интерамния - 350 км, Давида - 323 км, Кибела - 309 км, Европа - 290 км, Пациенция - 276 км, Эвномия - 272 км, Психея , Дорис , Ундина по - 250 км. Астероидов с диаметром более 200 км - ок. 30, а 80-200 км - ок. 800. Состав астероидов разный, выделяют углистые (класс С), каменные (класс S), металлические (класс М). Разрабатываются методы добычи черных и драгоценных металлов из железных астероидов. Предполагается, что некоторые астероиды - это фактически золота руда.
Перспективные для получения драгоценных металлов (Au, Pt, Ir, Os, Pd, Rh, Ru) два типа метеоритов: LL-хондриты с 1,2-5,3% Fe-Ni, в котором содержится (50-220) • 10 -6 г / г драгоценных металлов; железные метеориты, содержащие n • 100 • 10 -6 г / г драгоценных металлов.

Научно-популярное онлайн издание "Меганаука"