החלל האינסופי המקיף אותנו איננו רק חלל ריק ורחב. כאן הכל כפוף לסדר אחיד וקפדני, לכל דבר יש חוקים משלו והוא מציית לחוקי הפיסיקה. הכל נמצא בתנועה מתמדת והוא מחובר כל הזמן זה לזה. זוהי מערכת שבה כל גוף שמימי לוקח את המקום הספציפי שלו. מרכז היקום מוקף בגלקסיות, וביניהן שביל החלב שלנו. הגלקסיה שלנו, בתורו, נוצרת על ידי כוכבים, שסביבו כוכבי לכת גדולים וקטנים מסתובבים עם הלוויינים הטבעיים שלהם. אובייקטים נודדים - שביטים ואסטרואידים - משלימים את תמונת הסולם האוניברסלי.
במערך הכוכבים האינסופי הזה נמצאת מערכת השמש שלנו - אובייקט אסטרופיזי זעיר לפי סטנדרטים קוסמיים, שאליו שייך הבית הקוסמי שלנו - כדור הארץ. עבורנו ארציים, גודלה של מערכת השמש הוא עצום וקשה לתפיסה. מנקודת המבט של קנה המידה של היקום, אלה הם דמויות זעירות - רק 180 יחידות אסטרונומיות או 2,693e + 10 ק"מ. גם כאן הכל כפוף לדיניה, יש לה מקום מוגדר וברור.
תיאור קצר ותיאור
המדיום הבינכוכבי והיציבות של מערכת השמש מספקים את מיקום השמש. מיקומו הוא ענן בין כוכבי הזרוע הזרוע אוריון- Cygnus, אשר בתורו הוא חלק הגלקסיה שלנו. מנקודת מבט מדעית, השמש שלנו נמצאת בפריפריה, 25 אלף שנות אור ממרכז שביל החלב, אם ניקח בחשבון את הגלקסיה במישור המרכזי. בתורו, התנועה של מערכת השמש סביב מרכז הגלקסיה שלנו מתבצעת במסלול. סיבוב מלא של השמש סביב מרכז שביל החלב מתבצע בדרכים שונות, בתוך 225-250 מיליון שנה והוא שנה אחת גלקטית. למסלול המערכת הסולארית יש מטוס גלקטי של 600 מעלות, ולכוכבים שלנו ומערכות סולאריות אחרות, עם כוכבי הלכת הגדולים והגדולים שלהם, מתרוצצים במרכז הגלקסיה.
הגיל המשוער של מערכת השמש הוא 4.5 מיליארד שנים. כמו רוב האובייקטים ביקום, הכוכב שלנו נוצר כתוצאה מהמפץ הגדול. מקור מערכת השמש מוסבר בפעולתם של אותם חוקים שהיו בתוקף וממשיכים לפעול כיום בתחום הפיזיקה הגרעינית, התרמודינמיקה והמכניקה. בהתחלה, כוכב נוצרה, שסביבו היווצרות של כוכבי הלכת החלה בשל הצנטריפטי מתמשך תהליכים צנטריפוגליים. השמש נוצרה מתוך הצטברות גזים צפופה - ענן מולקולרי שהפך לתפוצצות קולוסאלית. כתוצאה מתהליכים צנטריפטליים, המולקולות של מימן, הליום, חמצן, פחמן, חנקן ורכיבים אחרים נדחסו למסה אחת מתמשכת וצפופה.
התוצאה של התהליכים גרנדיוזי בקנה מידה גדול היה היווצרות של פרוטוסטאר, במבנה שבו היתוך תרמו-גרעיני התחיל. תהליך ארוך זה, שהחל הרבה קודם לכן, אנו מתבוננים היום, מתבוננים השמש שלנו לאחר 4.5 מיליארד שנים מרגע היווצרותו. קנה המידה של התהליכים המתרחשים במהלך היווצרות הכוכב יכול להיות מיוצג על ידי אמידת הצפיפות, הגודל והמסה של השמש שלנו:
- צפיפות הוא 1,409 גרם / cm3;
- נפח השמש הוא כמעט זהה דמות - 1.40927х1027 m3;
- מסתו של הכוכב הוא 1.9885х1030 ק"ג.
היום, השמש שלנו היא אובייקט אסטרופיזי רגיל ביקום, לא הכוכב הקטן ביותר בגלקסיה שלנו, אלא רחוק מהגדול. השמש שוכנת בעידן הבשלה שלה, להיות לא רק מרכז של מערכת השמש, אלא גם את הגורם העיקרי בהופעת וקיום החיים על הפלנטה שלנו.
המבנה הסופי של מערכת השמש נופל על אותה תקופה, עם הבדל של פלוס או מינוס חצי מיליארד שנה. המסה של המערכת כולה, שבה השמש אינטראקציה עם גופים שמימיים אחרים של מערכת השמש, הוא 1.0014 M☉. במילים אחרות, כל כוכבי הלכת, הלוויינים והאסטרואידים, האבק הקוסמי וחלקיקי הגזים המסתובבים סביב השמש, בהשוואה למסה של הכוכב שלנו, הם טיפה בים.
בצורה שבה יש לנו רעיון לגבי הכוכב וכוכבי הלכת שלנו המקיפים את השמש - זוהי גרסה פשוטה. בפעם הראשונה, המודל ההליוצנטרי המכני של מערכת השמש עם מנגנון שעון הוצג בפני הקהילה המדעית ב -1704. יש לציין כי מסלולי כוכבי הלכת של מערכת השמש אינם שוכבים כולם באותו מישור. הם מסתובבים בזווית מסוימת.
המודל של מערכת השמש נוצר על בסיס של מנגנון פשוט יותר עתיק - טלוריום, בעזרתו את המיקום ואת התנועה של כדור הארץ ביחס השמש היה המודל. בעזרת טלוריום, אפשר היה להסביר את עיקרון תנועת הכוכב שלנו סביב השמש, כדי לחשב את משך השנה של כדור הארץ.
המודל הפשוט ביותר של מערכת השמש מוצג בספרי הלימוד, שבו כל כוכבי הלכת וגופים שמימיים אחרים תופסים מקום מסוים. יש לזכור כי מסלולי כל האובייקטים המסתובבים סביב השמש ממוקמים בזווית שונה למישור הזוויתי של מערכת השמש. כוכבי הלכת של מערכת השמש ממוקמים במרחקים שונים מן השמש, לעשות מהפכה במהירויות שונות להסתובב הציר שלהם בדרכים שונות.
מפה - דיאגרמה של מערכת השמש - היא ציור שבו כל האובייקטים ממוקמים במישור אחד. במקרה זה, דימוי כזה נותן מושג רק על גודל של גופים שמימיים ועל המרחקים ביניהם. הודות לפרשנות זו, ניתן היה להבין את מיקומו של הכוכב שלנו בין כוכבי לכת אחרים, לאמוד את קנה המידה של גופים שמימיים ולתת מושג על המרחקים העצומים שמפרידים בינינו לבין שכנינו השמימיים.
כוכבי לכת וחפצים אחרים של מערכת השמש
כמעט כל היקום הוא מספר עצום של כוכבים, ביניהם מערכות שמש גדולות וקטנות. העובדה שלכוכב יש כוכבי לכת משלו היא תופעה שכיחה בחלל. חוקי הפיזיקה זהים בכל מקום ומערכת השמש שלנו אינה יוצאת דופן.
אם אתה שואל את עצמך כמה כוכבי לכת במערכת השמש היו וכמה הם היום, זה בהחלט די קשה לענות. המיקום המדויק של 8 כוכבי הלכת העיקריים ידוע כיום. בנוסף, סביב השמש סובבים 5 כוכבי גמד קטנים. קיומו של כוכב הלכת התשיעי כרגע בחוגים מדעיים הוא שנוי במחלוקת.
מערכת השמש כולה מחולקת לקבוצות של כוכבי לכת, המסודרים לפי הסדר הבא:
כדור הארץ קבוצות כדור הארץ:
- מרקורי;
- ונוס;
- האדמה;
- מאדים
כוכבי גז הם ענקים:
- יופיטר;
- סטורן;
- אורנוס;
- נפטון
כל כוכבי הלכת ברשימה שונים במבנה, יש פרמטרים אסטרופיסיקליים שונים. איזה כוכב לכת גדול או קטן יותר מאחרים? ממדי כוכבי הלכת של מערכת השמש הם שונים. ארבעת האובייקטים הראשונים, הדומים במבנה לכדור הארץ, מכילים משטח אבן מוצק, ניחן באווירה. מרקורי, ונוס וכדור הארץ הם כוכבי לכת פנימיים. מאדים סוגר קבוצה זו. מאחוריו עומדות ענקיות הגז: צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון - תצורות גז צפופות וגדולות.
תהליך החיים של כוכבי הלכת של מערכת השמש לא לעצור לרגע. כוכבי לכת אלה שאנו רואים בשמים כיום הם הנטייה של גופים שמימיים כי המערכת הפלנטרית של הכוכב שלנו יש כרגע. המדינה שהייתה בשחר הקמתה של מערכת השמש שונה מאוד ממה שנחקר היום.
הטבלה מציגה את הפרמטרים האסטרופיסיקליים של כוכבי הלכת המודרניים, שבהם מצוין גם המרחק בין כוכבי הלכת של מערכת השמש לבין השמש.
כוכבי הלכת הקיימים של מערכת השמש הם בערך באותו גיל, אולם יש תיאוריות כי בהתחלה היו יותר כוכבי לכת. עדות לכך היא מיתוסים עתיקים רבים אגדות המתאר את נוכחותם של אובייקטים אסטרופיזיים אחרים קטסטרופות שהובילו להרס של כדור הארץ. זה אושר על ידי המבנה של מערכת הכוכבים שלנו, שם, יחד עם כוכבי הלכת, יש חפצים שהם מוצרים של cacmicms קוסמית אלימה.
דוגמה בולטת לפעילות כזו היא חגורת האסטרואידים, הממוקמת בין מסלולי מאדים ליופיטר. כאן מרוכזים במספר עצום של אובייקטים ממוצא חוצני, המיוצגים בעיקר על ידי אסטרואידים וכוכבי לכת קטנים. זהו פסולת זו של צורה לא סדירה בתרבות האנושית, הנחשבים לשרידים של הפרוטופלנט פייטון, שמת לפני מיליארדי שנים כתוצאה מאסון עצום.
למעשה, בחוגים מדעיים יש דעה שחגורת האסטרואידים נוצרה כתוצאה מחורבן השביט. אסטרונומים גילו את נוכחותם של המים על האסטרואיד הגדול תמיס ועל כוכבי הלכת הקטנים קרס ווסטה, שהם האובייקטים הגדולים ביותר של חגורת האסטרואידים. הקרח שנמצא על פני השטח של אסטרואידים עשוי להצביע על אופי קומי של היווצרות של גופים קוסמיים אלה.
מוקדם יותר, בהתייחסו כוכבי הלכת הגדולים פלוטו, היום אינו נחשב כוכב לכת מלא.
פלוטו, שנחשב בעבר בין כוכבי הלכת הגדולים של מערכת השמש, מתמיר כיום לגודלם של גופים שמימיים ננסיים המקיפים את השמש. פלוטו, יחד עם Haomea ו Makemake, כוכבי הלכת הגדולים ביותר, נמצא בחגורת קויפר.
כוכבי הלכת הננסיים של מערכת השמש נמצאים בחגורת קויפר. האזור בין חגורת קויפר וענן האורט הוא הרחוק ביותר מהשמש, אבל אפילו בחלל החיצון אין ריק. בשנת 2005, הם גילו את הגוף השמימי המרוחק ביותר של מערכת השמש שלנו - הכוכב הגמד ארידו. תהליך חקר האזורים המרוחקים ביותר במערכת השמש שלנו נמשך. חגורת קויפר וענן האורט, באופן היפותטי, הם אזורי הגבול של מערכת הכוכבים שלנו, הגבול הנראה לעין. ענן זה של גז ממוקם במרחק של שנת אור אחת מהשמש והוא האזור שבו נולדים שביטים, הלוויינים המטיילים של הכוכב שלנו.
מאפיינים של כוכבי הלכת מערכת השמש
הקבוצה הארצית של כוכבי הלכת מיוצגת על ידי כוכבי לכת הקרובים ביותר לשמש - מרקורי ו ונוס. שני גופים קוסמיים אלה של מערכת השמש, למרות הדמיון שלהם במבנה הפיזי עם הפלנטה שלנו, הם סביבה עוינת עבורנו. מרקורי היא הכוכב הקטן ביותר של מערכת הכוכבים שלנו, הקרובה ביותר לשמש. החום של הכוכב שלנו משרף ממש את פני השטח של כדור הארץ, למעשה להרוס את האווירה על זה. המרחק מפני השטח של כדור הארץ אל השמש הוא 57,910,000 ק"מ. בגודלם, רק 5 אלף ק"מ קוטר, מרקורי נחות ביותר של לוויינים גדולים נשלט על ידי יופיטר ו סטורן.
לוויין של שבתאי טיטן יש קוטר של מעל 5 אלף ק"מ, הלוויין של יופיטר Ganymede יש קוטר של 5265 ק"מ. שני הלוויינים קטנים יותר ממאדים.
הכוכב הראשון ממהר סביב הכוכב שלנו במהירות עצומה, מהפכה שלמה סביב הכוכב שלנו 88 ימי כדור הארץ. כדי להבחין בכוכב קטן וזריז בשמיים המכוכבים הוא כמעט בלתי אפשרי בשל נוכחותו הקרובה של הדיסק הסולארי. בין כוכבי לכת הארץ, הוא על מרקורי כי טיפות הטמפרטורה היומית הגדולה ביותר הם נצפו. בעוד את פני השטח של כדור הארץ מול השמש מתחמם עד 700 מעלות צלזיוס, הצד ההפוך של כדור הארץ שקועה בקור אוניברסלי עם טמפרטורות עד -200 מעלות.
ההבדל העיקרי של מרקורי מכל כוכבי הלכת של מערכת השמש הוא המבנה הפנימי שלה. למרקורי יש את הליבה הפנימית הגדולה ביותר של ניקל-ברזל, המהווה 83% מכלל המסה של כדור הארץ כולו. עם זאת, אפילו איכות לא אופיינית לא לאפשר מרקורי יש לו לוויינים טבעיים משלו.
מאחורי מרקורי הוא הכוכב הקרוב ביותר אלינו - ונוס. המרחק מכדור הארץ לנוגה הוא 38 מיליון ק"מ, והוא דומה מאוד לכדור הארץ שלנו. לכדור הארץ יש אותו קוטר ומסה כמעט, נחותים בהרבה בפרמטרים האלה לכוכב הלכת שלנו. עם זאת, מכל הבחינות האחרות, השכן שלנו שונה בתכלית מן הבית הקוסמי שלנו. תקופת המהפכה של ונוס סביב השמש היא 116 ימי כדור הארץ, ומסביב לציר שלה, כדור הארץ מסתובב לאט מאוד. הטמפרטורה הממוצעת של פני השטח של ונוס מסתובבת סביב הציר שלו עבור 224 ימי כדור הארץ הוא 447 מעלות צלזיוס.
כמו קודמו, ונוס הוא נטול תנאים פיזיים המסייעים לקיומם של צורות חיים ידועות. כוכב הלכת מוקף באווירה צפופה, המורכבת בעיקר מפחמן דו חמצני וחנקן. שניהם מרקורי ו ונוס הם כוכבי הלכת היחיד במערכת השמש כי הם נטולי לוויינים טבעיים.
כדור הארץ הוא האחרון של כוכבי הלכת הפנימיים של מערכת השמש, להיות מן השמש כ במרחק של 150 מיליון ק"מ. כוכב הלכת שלנו עושה מהפכה אחת סביב השמש ב 365 ימים. מסתובב סביב הציר שלו ב 23.94 שעות. כדור הארץ הוא הראשון של גופים שמימיים, הממוקם בדרך מן השמש לפריפריה, שיש לו לוויין טבעי.
נסיגה: פרמטרים אסטרופיסיקליים של הפלנטה שלנו נלמדים היטב ומוכרים. כדור הארץ הוא הכוכב הגדול ביותר והצפוף ביותר של כל כוכבי הלכת הפנימיים האחרים של מערכת השמש. כאן משמרים את התנאים הפיזיים הטבעיים שבמסגרתם קיומו של מים אפשרי. כוכב הלכת שלנו יש שדה מגנטי יציב שמחזיק את האווירה. כדור הארץ הוא הכוכב הנחקר ביותר. המחקר הבא הוא בעיקר לא רק עניין תיאורטי, אלא גם מעשי.
סוגר את המצעד של כוכבי הלכת של קבוצת כדור הארץ מאדים. המחקר הבא של כוכב הלכת הזה הוא בעיקר לא רק עניין תיאורטי, אלא גם מעשי, הקשורים עם התפתחות האדם של עולמות מחוץ לכדור הארץ. אסטרופיסיקאים נמשכים לא רק על ידי הקרבה היחסית של כדור הארץ לכדור הארץ (ממוצע של 225 מיליון ק"מ), אלא גם על ידי היעדר תנאי אקלים קשים. כוכב הלכת מוקף באטמוספרה, אם כי במצב מאוד מזוקק, יש שדה מגנטי משונה והבדלי טמפרטורה על פני השטח של מאדים אינם קריטיים כמו במרקורי ובנוגה.
כמו כדור הארץ, למאדים יש שני לוויינים, פובוס ודימוס, שטבעם הטבעי נחקר לאחרונה. מאדים הוא כוכב הלכת הרביעי האחרון עם משטח מוצק במערכת השמש. בעקבות חגורת האסטרואידים, שהיא מעין גבול פנימי של מערכת השמש, מתחיל תחום ענקי הגז.
הגופים השמימיים הקוסמיים הגדולים ביותר של מערכת השמש שלנו
הקבוצה השנייה של כוכבי לכת שמרכיבים את המערכת של הכוכב שלנו יש נציגים גדולים וגדולים. אלה הם האובייקטים הגדולים ביותר של מערכת השמש שלנו, אשר נחשבים כוכבי לכת חיצוניים. יופיטר, סטורן, אורנוס ונפטון הם הרחוקים ביותר מהכוכב שלנו, הפרמטרים האסטרופיסיים שלהם ענקיים על פי הסטנדרטים הארציים. אלה גופים שמימיים שונים המסה שלהם הרכב, אשר בעיקר יש אופי גז.
היופי העיקרי של מערכת השמש הם צדק ו סטורן. המסה הכוללת של זוג זה של ענקים יהיה מספיק כדי להכיל את המוני של כל גופים שמימי ידוע של מערכת השמש. אז יופיטר - הכוכב הגדול ביותר של מערכת השמש - שוקל 1876.64328 · 1024 ק"ג, ואת המסה של סטורן הוא 56180376 · 1024 ק"ג. לכוכבים האלה יש את הלוויינים הטבעיים ביותר. חלקם, טיטאן, גנימד, קליסטו ו Io הם לוויינים הגדולים של מערכת השמש והם דומים בגודל עם כוכבי הלכת הארציים.
הכוכב הגדול ביותר של מערכת השמש - יופיטר - יש קוטר של 140 אלף ק"מ. במובנים רבים צדק הוא יותר כמו כוכב נכשל - דוגמה חיה לקיומה של מערכת השמש הקטנה. זה מצוין על ידי גודל של כוכב הלכת ופרמטרים אסטרופיזיים - יופיטר הוא רק 10 פעמים קטן יותר מאשר הכוכב שלנו. הכוכב מסתובב סביב הציר שלו די מהר - רק 10 שעות כדור הארץ. מספר הלוויינים, מהם 67 פריטים שזוהו עד כה, בולט אף הוא. התנהגותו של צדק והלוויינים שלו דומה מאוד לדגם של מערכת השמש. מספר זה של לוויינים טבעיים מכוכב אחד מציג שאלה חדשה, כמה כוכבי לכת של מערכת השמש היו בשלב מוקדם של הקמתה. ההנחה היא כי יופיטר, בעל שדה מגנטי חזק, הפך חלק כוכבי הלכת לתוך לוויינים טבעיים שלהם. חלקם - טיטאן, Ganymede, Callisto ו Io - לוויינים הגדולים של מערכת השמש והם דומים בגודלם עם כוכבי הלכת הארציים.
אחיו הצעיר, ענקית הגז סטורן, הוא נחות במקצת לגודל יופיטר. כוכב הלכת הזה, כמו צדק, מורכב בעיקר מימן וגזים הליום, שהם הבסיס של הכוכב שלנו. При своих размерах, диаметр планеты составляет 57 тыс. км, Сатурн также напоминает протозвезду, которая остановилась в своем развитии. Количество спутников у Сатурна немногим уступает количеству спутников Юпитера - 62 против 67. На спутнике Сатурна Титане, так же как и на Ио - спутнике Юпитера - имеется атмосфера.
Другими словами, самые крупные планеты Юпитер и Сатурн со своими системами естественных спутников сильно напоминают малые солнечные системы, со своим четко выраженным центром и системой движения небесных тел.
За двумя газовыми гигантами идут холодные и темные миры, планеты Уран и Нептун. Эти небесные тела находятся на удалении 2,8 млрд. км и 4,49 млрд. км. от Солнца соответственно. В силу огромной удаленности от нашей планеты, Уран и Нептун были открыты сравнительно недавно. В отличие от двух других газовых гигантов, на Уране и Нептуне присутствует в большом количестве замерзшие газы - водород, аммиак и метан. Эти две планеты еще называют ледяными гигантами. Уран меньше по размерам, чем Юпитер и Сатурн и занимает третье место в Солнечной системе. Планета представляет собой полюс холода нашей звездной системы. На поверхности Урана зафиксирована средняя температура -224 градусов Цельсия. От других небесных тел, вращающихся вокруг Солнца, Уран отличается сильным наклоном собственной оси. Планета словно катится, вращаясь вокруг нашей звезды.
Как и Сатурн, Уран окружает водородно-гелиевая атмосфера. Нептун в отличие от Урана, имеет другой состав. О присутствии в атмосфере метана говорит синий цвет спектра планеты.
Обе планеты медленно и величаво двигаются вокруг нашего светила. Уран оборачивается вокруг Солнца за 84 земных лет, а Нептун оббегает вокруг нашей звезды вдвое дольше - 164 земных года.
В заключение
Наша Солнечная система представляет собой огромный механизм, в котором каждая планета, все спутники Солнечной системы, астероиды и другие небесные тела двигаются по четко уставленному маршруту. Здесь действуют законы астрофизики, которые не меняются вот уже 4,5 млрд. лет. По внешним краям нашей Солнечной системы двигаются в поясе Койпера карликовые планеты. Частыми гостями нашей звездной системы являются кометы. Эти космические объекты с периодичностью 20-150 лет посещают внутренние области Солнечной системы, пролетая в зоне видимости от нашей планеты.
