Загадки Солнечной системы

Движение звёзд на небе привлекало людей с древних времён. Ещё древние греки — как и многие другие народы до и после них — проводили различие между Землёй, которую они считали центром Вселенной, и планетами. Планетами они называли маленькие светящиеся точки в небе, которые вращались вокруг Земли.

Сегодня мы точно знаем, что Земля не является ни то, что центром Вселенной, но даже ни центром Солнечной системы. Но что же такое Солнечная система?

В современном понимании Солнечная система — это всё космическое пространство и вся материя, находящаяся в сфере притяжения Солнца. То есть Солнце — это самый главный и самый массивный объект Солнечной системы, который занимает в ней центральное положение. Вокруг Солнца вращается огромное количество небесных тел. Но самыми значительными из них являются большие планеты. Они представляют собой тела, имеющие практически шарообразную форму, движущиеся вокруг звезды в её гравитационном поле, светящиеся отражённым от звезды светом и расчистившие область своей орбиты от других мелких объектов.

На начало 2021 года в Солнечной системе выделяют восемь больших планет, удалённых от Солнца в следующем порядке: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Все они обращаются вокруг Солнца почти по круговым орбитам в одну и ту же сторону — с запада на восток. Такое направление движения в астрономии принято называть прямым движением. Солнце вращается вокруг своей оси в ту же сторону, в какую движутся планеты вокруг Солнца. Вращение планет вокруг своих осей также совпадает с направлением их обращения вокруг Солнца. Исключение составляют Венера и Уран, которые вращаются в противоположную сторону. Причём ось вращения Урана почти лежит в плоскости орбиты планеты.

Восемь больших планет принято делить на две группы: планеты земной группы и планеты-гиганты.

К планетам земной группы относятся четыре ближайшие к Солнцу планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс.

Меркурий — это самая маленькая планета в Солнечной системе. По размерам он больше похож на Луну, чем на Зе́млю. Наблюдать с Земли за Меркурием сложно, так как он постоянно прячется в лучах Солнца. Планета лишь ненадолго появляется на фоне утренней зари или в отблеске вечернего заката.

Из-за большой близости к Солнцу, у Меркурия очень разреженная атмосфера. Как следствие, на Меркурии наблюдается большой перепад температур. Так днём на поверхности планеты температура поднимается до +427 ^оС. А ночью она может упасть до ­–173 ^оС.

Так же, как и у Луны, поверхность этой планеты испещрена ударными кратерами, большинство из которых названы именами выдающихся деятелей культуры: Достоевский, Рембрандт, Толстой.

Угол наклона оси вращения Меркурия почти перпендикулярен его орбите, поэтому дно околополярных кратеров никогда не освещается Солнцем. Эти области служат хранилищами водяного льда, перемешанного с горной породой.

В 2012 году, учёными была обнаружена интересная закономерность размещения кратеров на Меркурии. Их конфигурация чем-то напоминает мордочку одного очень известного американского мышонка.

Примерно в 108,2 миллионах километрах от Солнца расположилась вторая планета Солнечной системы — Венера. Её можно наблюдать невооружённым глазом незадолго до восхода Солнца на востоке, либо после захода на западе.

На Венере никогда не бывает ясных дней, так как поверхность планеты полностью скрывают облака, которые состоят из сернистого газа и капель серной кислоты. Из-за парникового эффекта Венера признана самой горячей планетой в Солнечной системе. Так средняя температура её поверхности составляет 467 °С. А это, между прочим, выше температуры плавления некоторых металлов. Но страшная жара — это ещё не все.

Атмосферное давление на Венере в 93 раза выше земного. На Венере отсутствует вода, поэтому вы можете жаловаться на жару, но никак не на влажность. Погода на Венере тоже не радует: на всей её территории постоянно идут дожди из серной кислоты. Утешает только одно: дождь успевает испариться ещё до того, как достигает поверхности планеты.

Аппараты «Венера-15» и «Венера-16», а также американский аппарат «Магеллан», обнаружили на Венере тысячи древних вулканов, извергавших лаву, арахноиды и горы.

Четвёртая по удалённости от Солнца и седьмая по размерам планета Солнечной системы — это Марс. Названа планета так в честь древнеримского бога войны. Земному наблюдателю Марс виден как яркая красная звезда. На сегодняшний день, после Земли, Марс — самая подробно изученная планета Солнечной системы.

Рельеф Марса обладает многими уникальными чертами. На его поверхности можно заметить белые полярные шапки, многочисленные кратеры метеоритного происхождения и тёмные пятна (моря) на общем оранжево-красном фоне.

Атмосфера у Марса хоть и есть, но она очень сильно разрежена. Из-за этого на планете наблюдаются большие суточные колебания температуры: от +20 ^оС днём на экваторе, до –65 ^оС ночью. Зимой на полюсе температура может опускаться до–153 ^оС градусов и на поверхности Марса наблюдаются снег и иней.

Вулканические процессы и тектонические сдвиги, которые в далёком прошлом происходили на Марсе, привели к возникновению огромных вулканов. Самым большим из них является гора Олимп. Её высота составляет 21,2 км от основания. А от подножия до пика — 26 км. Это высочайшая как по абсолютной, так и по относительной высоте гора Солнечной системы.

На Марсе также много каньонов. В их числе гигантская система каньонов Долины Маринер, длина которых достигает 4500 километров.

На Марсе имеется множество геологических образований, напоминающих водную эрозию, в частности, высохшие русла рек. Данные марсоходов НАСА «Спирит» и «Оппортьюнити» свидетельствуют также о наличии воды в прошлом.

Оставшиеся четыре планеты — это планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Они намного массивнее планет земной группы и очень сильно превосходят их по объёму.

Конечно же абсолютным гигантом здесь следует признать Юпитер. Его не зря называют газовым гигантом: средний радиус планеты в 11,2 раза больше радиуса Земли. А масса планеты ещё более внушительна — она в 2,47 раза больше массы всех остальных планет Солнечной системы вместе взятых.

Юпитер, как планета, известен людям с глубокой древности, поскольку его можно наблюдать с Земли невооружённым глазом (по блеску на ночном небе он уступает только Луне и Венере).

Для Юпитера, как и для всех планет-гигантов, характерны светлые и тёмные овальные пятна — циклоны и антициклоны, которые могут сохраняться в атмосфере в течение нескольких сотен лет. Самым известным таким образованием является Большое красное пятно, открытое Робертом Гуком ещё в 1644 году. Размер этого урагана существенно больше размеров Земли.

Существует версия, что огромное количество ураганов в атмосфере гиганта связано с тем, что планета очень быстро вращается вокруг своей оси. На полный оборот ей требуется 9,925 земных часов.

Шестой планетой от Солнца и второй по величине в Солнечной системе является Сатурн, названный в честь римского бога земледелия. Большинство людей знают о Сатурне благодаря его удивительным кольцам — главным украшением Солнечной системы. Снимки, сделанные межпланетными автоматическими станциями, показали, что систему колец образуют тысячи тонких колечек, каждое из которых состоит из миллиардов мельчайших частиц.

В 80-х гг. ХХ в во время пролёта около Сатурна, аппарат «Вояджер-1» зафиксировал на его северном полюсе почти правильное шестиугольное устойчиво атмосферное образование с поперечником в 25 тысяч километров. Этот атмосферный феномен пока не имеет строгого научного объяснения.

Сатурн — планета-гигант, лишь немного уступающая Юпитеру по размеру и обладающая большим сходством с ним. Однако, что интересно, плотность планеты очень мала. И если бы мы с вами смогли найти ванну, в которую смогла бы поместиться планета, то Сатурн бы плавал на поверхности воды.

Седьмая по удалённости, третья по диаметру и четвёртая по массе планета Солнечной системы — это Уран. Своё название она получила в честь греческого бога неба Урана (таким образом, это единственная большая планета, название которой происходит не из римской, а из греческой мифологии).

И если другие планеты можно сравнить с вращающимися волчками, то Уран больше похож на катящийся шар. Объясняется это тем, что плоскость экватора планеты наклонена к плоскости его орбиты на 97,86^о. То есть планета вращается «лёжа на боку слегка вниз головой». Кроме этого, Уран считается самой холодной планетой в Солнечной системе.

Ну а на краю Солнечной системы располагается последняя большая планета Солнечной системы — Нептун. Вокруг Солнца планета обращается за 164,79 земных лет.

В атмосфере планеты бушуют самые сильные ветры в Солнечной системе. По некоторым оценкам их скорости превышают 2000 километров в час. Во время пролёта «Вояджера-2» в 1989 году в южном полушарии Нептуна было обнаружено так называемое Большое тёмное пятно, аналогичное Большому красному пятну на Юпитере. В настоящее время этот ураган уже распался.

Также у всех планет-гигантов есть система плоских концентрических образований из пыли и льда — кольца, которые отсутствуют у планет земной группы.

Но Солнечная система — это не только Солнце и 8 больших планет. У нашей звезды есть ещё очень много и других «родственников». Так, например, между орбитами Марса и Юпитера спряталась карликовая планета Церера. Ещё четыре карликовые планеты расположены за орбитой Нептуна: Плутон, Эрида, Макемаке и Хаумеа.

Также между орбитами Марса и Юпитера существует своеобразный пояс малых планет — главный пояс астероидов. А второй пояс астероидов был открыт сравнительно недавно на окраинах нашей планетной системы — это пояс Койпера. И хотя он похож на главный пояс астероидов, но примерно в 20 раз его шире и в 20—200 раз массивнее.

Иногда на небе бывают видны хвостатые «звезды» — кометы, которые приходят к нам издалека и, как правило, появляются внезапно. Как считают учёные, на окраинах Солнечной системы существует гипотетическая сферическая область — облако Оорта, состоящее из более 100 миллиардов потенциальных кометных ядер, и служащая источником долгопериодических комет.

Такое разнообразие нашей Солнечной системы и, самое главное, столь значительные различия планет двух групп можно объяснить лишь на основании современных представлений о формировании Солнечной системы. Она была предложена в 1944 году советским учёным Отто Юльевичем Шмидтом. Согласно ей, около 5 миллиардов лет назад недалеко от места рождения Солнечной системы произошёл взрыв сверхновой звезды. Взрывная волна ударила в гигантское облако, которое начало вращаться и сжиматься под действием гравитационных сил. Это привело к образованию центрального горячего тела — протозвезды — будущего Солнца.

Молодое Солнце интенсивно поглощало газ и пыль. Это привело к тому, что большая их часть (около 90 %) оказалась на Солнце. А из мизерных остатков космической пыли образовались зародыши планет — планетезимали, ставшие, примерно через сто миллионов лет, первыми протопланетами. А через несколько миллиардов лет они обрели привычный нам вид.

Вот примерно так (если очень кратко) 4,5 миллиарда лет назад и возникла наша Солнечная система. И проживёт она в таком состоянии ещё примерно 3,5—4 миллиарда лет. Затем яркость Солнца возрастёт на 40 %. А на Земле полностью исчезнет и улетучится в космос вода. Скорее всего, это приведёт к окончательному уничтожению всех наземных форм жизни.

Примерно через 7-8 млрд лет от настоящего времени Солнце станет красным гигантом. По-видимому, расширяющиеся внешние слои Солнца в это время достигнут современной орбиты Земли. Данная фаза существования Солнца продлится не долго, где-то около 10 миллионов лет. После того как Солнце пройдёт эту фазу, термические пульсации приведут к тому, что его внешняя оболочка будет сорвана, и из неё образуется планетарная туманность. А в центре этой туманности останется сформированный из ядра Солнца белый карлик — очень горячий и плотный объект, по размерам сопоставимый с планетой Земля, который будет в течение многих миллионов и миллиардов лет остывать и угасать.

Вот примерно так и закончится многомиллиардный жизненный путь нашей Солнечной системы.