Какая планета появилась первой в солнечной системе: Ученые назвали возраст самой старой планеты Солнечной системы

Какая планета появилась первой в Солнечной системе?

Содержание

• — Какая первая планета появилась в Солнечной системе?
• — Какая самая старая планета Солнечной системы?
• — Кто дал имена планетам?
• — Какие планеты появились первыми?
• — Какая самая маленькая планета Солнечной системы?
• — Какой возраст планет Солнечной системы?
• — Кем и когда была открыта Солнечная система?
• — Когда и кем был открыт Марс?
• — Как появилась наша планета?
• — На каком этапе формирования тел Солнечной системы согласно рассмотренной ранее гипотезе возникло различие?
• — Какие существуют гипотезы происхождения Солнечной системы?

Какая первая планета появилась в Солнечной системе?

Доисторическая эпоха

Какая самая старая планета Солнечной системы?

Планете, которая состоит в основном из газов, около 13 миллиардов лет и находится она в 5600 световых лет от Земли или в 60,5 тысяч триллионов километров. Небесное тело располагается в созвездии Скорпиона и вдвое превышает по размеру самую крупную планету Солнечной системы Юпитер.

Кто дал имена планетам?

Все планеты нашей солнечной системы, за исключением Земли, получили названия в честь богов и богинь Древнего Рима и Древней Греции. Гигантский Юпитер, например, назван (и это очень подходящее название) в честь древнеримского верховного бога. Древние римляне и греки верили в то, что боги и богини живут на небесах.

Какие планеты появились первыми?

Планетологам давно стало понятно, что первыми должны были сформироваться планеты-гиганты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, а уже следом за ними — маленькие планеты земной группы — Меркурий, Венера и Земля.

Какая самая маленькая планета Солнечной системы?

Самая маленькая планета Солнечной системы стала еще меньше

Данные наблюдений космического корабля Messenger показали, самая маленькая планета Солнечной системы, Меркурий, стала еще меньше, передает Би-би-си.

Какой возраст планет Солнечной системы?

Солнечная система

Кем и когда была открыта Солнечная система?

13 марта 1781 года английский астроном Уильям Гершель открыл седьмую планету Солнечной системы — Уран. А 13 марта 1930 года американский астроном Клайд Томбо открыл девятую планету Солнечной системы — Плутон. К началу XXI века считалось, что в Солнечную систему входят девять планет.

Когда и кем был открыт Марс?

Первые телескопические наблюдения Марса были проведены Галилео Галилеем в 1610 году. В XVII веке астрономы обнаружили на планете различные области поверхности, отличающаяся от окружающих своей яркостью (точнее — отражательной способностью, альбедо), в том числе темное пятно моря Сырт и светлые полярные ледяные шапки.

Как появилась наша планета?

Земля образовалась около 4,567 млрд лет назад путём аккреции из протопланетного диска, дискообразной массы газа, пыли, оставшихся от образования Солнца, которая и дала начало Солнечной системе.

На каком этапе формирования тел Солнечной системы согласно рассмотренной ранее гипотезе возникло различие?

3. На каком этапе формирования тел Солнечной системы, согласно рассмотренной ранее гипотезе, возникло различие в химическом составе планет двух групп? Общепринятая гипотеза эволюции звездных систем утверждает, что планеты образуются из газопылевого диска, вращающегося вокруг звезды на раннем этапе ее эволюции.

Какие существуют гипотезы происхождения Солнечной системы?

В настоящее время есть несколько гипотез, каждая из которых по-своему описывает периоды становления Вселенной и положение Земли в Солнечной системе.

• Гипотеза Канта-Лапласа …
• Гипотеза О.Ю.Шмидта …
• Гипотеза Ж.Бюффона …
• Гипотеза Ф.Хойла (XX век)

Интересные материалы:

Какая из планет гигантов является самой холодной?
Какая из планет гигантов подходит на самое близкое расстояние к Земле?
Какая из планет гигантов самая холодная?
Какая из планет является самой яркой на ночном небе?
Какая из планет является самой холодной *?
Какая из планет не относится к внутренним?
Какая из планет самая тяжёлая?
Какая из планет Солнечной системы является самой горячей?
Какая из планет Солнечной системы самая горячая и почему?
Какая из планет Солнечной системы сейчас не считается планетой?

Какая планета Солнечной системы первой обнаружена с помощью телескопа?

Какая планета Солнечной системы первой обнаружена с помощью телескопа?. Новейшая книга фактов. Том 1. Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина

ВикиЧтение

Новейшая книга фактов. Том 1. Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина
Кондрашов Анатолий Павлович

Содержание

Какая планета Солнечной системы первой обнаружена с помощью телескопа?

До изобретения телескопа самой дальней планетой, доступной для наблюдения, был Сатурн (более далекие планеты невозможно увидеть невооруженным глазом). Первый телескоп появился в 1608 году, однако до открытия Урана прошло еще более 170 лет, хотя его в этот период неоднократно наблюдали, описывая как неяркую звезду. Аристотелевская идея, что число блуждающих тел, планет в этимологическом смысле слова, должно равняться семи (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн плюс Солнце и Луна), настолько укоренилась в сознании астрономов, что никто не следил за периодом движения этого неяркого объекта. Честь открытия новой планеты принадлежит Уильяму Гершелю, переехавшему в Англию музыканту из Ганновера. В марте 1781 года он в течение нескольких ночей наблюдал участок неба в направлении созвездия Близнецов и заметил объемный неточечный объект, который медленно передвигался по небесному своду. Вначале Гершель решил, что это комета, но у комет края кажутся расплывчатыми, а тело, за которым он наблюдал, было ярким и четким. Астрономы и математики всей Европы принялись вычислять размеры и орбиту загадочного объекта. Уже в мае 1781 года стало окончательно ясно, что впервые с античных времен открыта планета.

Какая планета Солнечной системы самая близкая к светилу и какая самая отдаленная?

Какая планета Солнечной системы самая близкая к светилу и какая самая отдаленная?
Из планет Солнечной системы ближе всех к светилу располагается Меркурий. Средний радиус орбиты этой планеты составляет 57,9 миллиона километров, а в перигелии она удалена от Солнца всего на

Какая планета самая яркая при наблюдении с Земли?

Какая планета самая яркая при наблюдении с Земли?
Из всех планет наиболее яркая Венера, ее максимальный блеск соответствует звездной величине минус 4,8. Венера вообще самый яркий из небесных объектов после Солнца и Луны. Это объясняется тем, что от Венеры отражается около

Какая планета Солнечной системы самая большая и какая самая малая?

Какая планета Солнечной системы самая большая и какая самая малая?
Самой большой планетой Солнечной системы является Юпитер. Он имеет диаметр 142 984 километра (11,21 диаметра Земли) и массу 1898,8 секстиллиона тонн (317,83 массы Земли). Внутри Юпитера могли бы поместиться все

Какая планета Солнечной системы первой обнаружена с помощью телескопа?

Какая планета Солнечной системы первой обнаружена с помощью телескопа?
До изобретения телескопа самой дальней планетой, доступной для наблюдения, был Сатурн (более далекие планеты невозможно увидеть невооруженным глазом). Первый телескоп появился в 1608 году, однако до

Какая планета Солнечной системы имеет наибольший наклон экватора к орбите?

Какая планета Солнечной системы имеет наибольший наклон экватора к орбите?
В этом отношении бесспорным рекордсменом Солнечной системы является Уран. Плоскость его экватора наклонена к плоскости орбиты на 98 градусов (второе место занимает Нептун, у которого этот угол

Какая планета Солнечной системы самая жаркая?

Какая планета Солнечной системы самая жаркая?
Самой жаркой планетой Солнечной системы является Венера. Средняя температура на ее поверхности составляет около 470 градусов Цельсия. Хотя Меркурий и ближе к Солнцу, но у него нет атмосферы, и тепло от его нагретой Солнцем

Какая рыба первой побывала в космосе?

Какая рыба первой побывала в космосе?
Первой из рыб побывала в космосе (на борту орбитальной станции «Салют-5») гуппи – одна из самых неприхотливых аквариумных рыбок. Эта симпатично окрашенная маленькая рыбка с легкостью рождает мальков даже в стакане с водой. Областью

2.1. Образование Солнечной системы

2.1. Образование Солнечной системы
Около 4.6 млрд лет тому назад газопылевая туманность, из которой затем сформировалась наша Солнечная система, вступила в фазу сжатия. Участившиеся столкновения пылевых частиц вызывали разогрев материи особенно в более плотных

Образование Солнечной системы

Образование Солнечной системы
С давних пор люди пытались постичь строение Вселенной, объяснить, как образовалась Солнечная система, откуда взялись растения и животные. Слагались сказки и мифы, выдвигались гипотезы и теории. Вначале преобладали «божественные» гипотезы,

Астрономы: Юпитер – самая старая планета в Солнечной системе — Газета.

Ru

13 июня 2017, 10:06
Наука

Ядро Юпитера сформировалось спустя всего миллион лет после формирования Солнца, выяснили астрономы. Результаты исследования были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Около 4,6 млрд лет назад из гигантского облака газа и пыли образовалась Солнечная система. Первым появилось Солнце, вслед за ним, как показывали более ранние теоретические расчеты, – Юпитер. Однако точный возраст планеты установить не удавалось. Для этого ученые сначала установили возраст метеоритов, проанализировав изотопы молибдена и вольфрама в них. Выяснилось, что метеориты образовались в двух разных источниках примерно 2–3 млн спустя после зарождения Солнечной системы. Как считают авторы работы, наиболее правдоподобное этому объяснение – разрыв в диске космической пыли, возникший около 1 млн лет назад. Для того чтобы два источника не объединились, масса ядра Юпитера должна была быть в 20 раз больше массы земного ядра. Таким образом, считают они, к тому моменту Юпитер был уже довольно большого размера. Потом его темпы роста замедлились, и лишь спустя еще несколько млн лет он стал в 50 раз больше Земли. Сейчас он в 318 раз больше.

Исследование также объясняет, почему в Солнечной системе нет планет с промежуточной массой между Землей и «ледяными гигантами», такими, как Уран и Нептун. Такие «суперземли» распространены в других звездных системах. Но Юпитер препятствовал переносу твердых частиц из одной части Солнечной системы в другую, вызывая дефицит массы.

Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

Новости

Дзен

Telegram

Картина дня

Военная операция РФ на Украине. День 202-й

Онлайн-трансляция военной спецоперации РФ на Украине — 202-й день

08:08

Путин и Шольц поговорили впервые с конца мая. Разговор длился 90 минут

Владимир Путин и Олаф Шольц обсудили конфликт на Украине и безопасность Запорожской АЭС

22:05

Папа Римский прибыл в Казахстан и призвал вспомнить «дух Хельсинки»

Папа Римский Франциск призвал возродить «дух Хельсинки» и начать политический диалог «со всеми»

20:06

При обстреле белгородского села со стороны Украины пострадали два мирных жителя

23:04

Рособрнадзор: задания по СВО появятся в ЕГЭ по истории после изменений в учебниках

23:20

Путин сообщил Совету ОДКБ о шагах РФ по деэскалации на границе Армении и Азербайджана

23:41

ЕС снял часть санкций с Януковича и его сына

22:58

Новости и материалы

Страны ОДКБ договорились отправить в Армению миссию во главе с генсеком Засем

23:48

Пентагон: у США нет свидетельств применения иранских беспилотников на Украине

23:47

Глава МВФ обсудила с Зеленским возможность программы комплексной помощи Киеву

23:35

Рогов рассказал об отражении попыток ВСУ провести разведку боем в Запорожье

23:33

Футболист сборной Боснии Менало выступил против проведения матча с Россией

23:33

Армения обратилась в ЕСПЧ из-за обострения на границе с Азербайджаном

23:16

В Туле мужчина познакомился с женщиной и получил штраф за дискредитацию ВС РФ

23:08

Sky News: гроб королевы Елизаветы II был доставлен в Букингемский дворец

22:57

Гандзуш покинул Федерацию хоккея Словакии из-за отказа вызывать игроков КХЛ в сборную

22:56

Популярный блогер рассказал, как отказался от многомиллионного контракта

22:42

В Нью-Йорке открылась 77-я сессия Генассамблеи ООН

22:36

Кирби заявил о помощи России в остановке боев между Арменией и Азербайджаном

22:36

В Подмосковье в квартире нашли тела мужчины и женщины и их еле живую 6-летнюю дочь

22:35

Фанаты «Айнтрахта» показали нацистские жесты перед матчем ЛЧ с «Марселем»

22:35

Morningstar: дефицит бюджета США в августе составил почти $220 млрд

22:25

Пушилин рассказал об обстановке на северном фронте ДНР

22:24

Качиньский заявил, что сейчас невозможно получить от РФ «компенсации» за Вторую мировую

22:22

Человекоподобный робот оценил шансы машин на захват мира

22:19

Все новости

«Нас всей страной держат за дураков». Столице Казахстана хотят вернуть название Астана

Президент Казахстана Касым-Жомарт Токаев поддержал переименование Нур-Султана в Астану

19:11

«Ситуация оправдана, но этого недостаточно»: в Финляндии призвали усилить санкционное давление на россиян

Премьер Финляндии Санна Марин заявила, что санкции ЕС должны влиять на жизнь россиян

19:12

Настоящая Франция: 5 самых стильных картин Годара

Французский режиссер Жан-Люк Годар добровольно ушел из жизни в возрасте 91 года

19:49

«Встреча имеет особое значение». Путин поговорит об Украине с Си Цзиньпином и Эрдоганом

Путин и Си Цзиньпин обсудят Украину на встрече 15 сентября в рамках саммита ШОС

20:25

«Американские МБР морально устарели»: способны ли ракеты США пробить ядерный зонтик России

NI: новая американская ракета Minuteman III не сможет противостоять российской ПРО

19:12

«Перспектива на поле боя остается неизменной»: США могут начать поставки истребителей на Украину

FT: США обсуждают с союзниками вопрос предоставления Украине ПВО и истребителей

17:44

Прощай, кино. Умер французский режиссер Жан-Люк Годар

Секс и преступление: «Американский жиголо» — сериал об эскорте со звездой Marvel Джоном Бернталом

Рецензия на сериал «Американский жиголо» со звездой «Карателя» Джоном Бернталом

17:23

Офис Зеленского представил свои пожелания по гарантиям безопасности для Украины

В Киеве презентовали «не имеющие прецедентов» рекомендации по гарантиям безопасности Украины

16:00

Еврокомиссия не будет устанавливать потолок цен на газ из России

Еврокомиссия придумала альтернативу «потолку» цен на российский газ

14:19

«Война с участием НАТО – решение проблем США». В ФРГ заявили о тайном плане США на Украине

Немецкий экономист обвинил США в стремлении к войне в Европе

14:12

«Важно не проморгать наступление противника». В Запорожье фиксируют концентрацию сил ВСУ

Власти Херсонской области призвали отодвинуть линию фронта от региона

11:35

«Нельзя научить человека пить мало»: как вылечиться от алкоголизма навсегда

Нарколог Сиволап развеял миф о неизлечимости женского алкоголизма

11:22

Происхождение планет

Дуглас Лин
«В мире науки» №8, 2008

В масштабах космоса планеты — всего лишь песчинки, играющие незначительную роль в грандиозной картине развития природных процессов. Однако это наиболее разнообразные и сложные объекты Вселенной. Ни у одного из других типов небесных тел не наблюдается подобного взаимодействия астрономических, геологических, химических и биологических процессов. Ни в одном из иных мест в космосе не может зародиться жизнь в том виде, как мы ее знаем. Только в течение последнего десятилетия астрономы обнаружили более 200 планет.

---

Формирование планет, издавна считавшееся спокойным и стационарным процессом, в действительности оказалось весьма хаотическим.

---

Поразительное разнообразие масс, размеров, состава и орбит заставило многих задуматься об их происхождении. В 1970-е гг. формирование планет считалось упорядоченным, детерминированным процессом — конвейером, на котором аморфные газово-пылевые диски превращаются в копии Солнечной системы. Но теперь нам известно, что это хаотичный процесс, предполагающий различный результат для каждой системы. Родившиеся планеты выжили в хаосе конкурирующих механизмов формирования и разрушения. Многие объекты погибли, сгорев в огне своей звезды, или были выброшены в межзвездное пространство. У нашей Земли могли быть давно потерянные близнецы, странствующие ныне в темном и холодном космосе.

Наука о формировании планет лежит на стыке астрофизики, планетологии, статистической механики и нелинейной динамики. В целом планетологи развивают два основных направления. Согласно теории последовательной аккреции, крошечные частицы пыли слипаются, образуя крупные глыбы. Если такая глыба притянет к себе много газа, она превращается в газовый гигант, как Юпитер, а если нет — в каменистую планету типа Земли. Основные недостатки данной теории — медлительность процесса и возможность рассеяния газа до формирования планеты.

В другом сценарии (теория гравитационной неустойчивости) утверждается, что газовые гиганты формируются путем внезапного коллапса, приводящего к разрушению первичного газово-пылевого облака. Данный процесс в миниатюре копирует формирование звезд. Но гипотеза эта весьма спорная, т. к. предполагает наличие сильной неустойчивости, которая может и не наступить. К тому же астрономы обнаружили, что наиболее массивные планеты и наименее массивные звезды разделены «пустотой» (тел промежуточной массы просто не существует). Такой «провал» свидетельствует о том, что планеты — это не просто маломассивные звезды, но объекты совершенно иного происхождения.

Несмотря на то что ученые продолжают спорить, большинство считает более вероятным сценарий последовательной аккреции. В данной статье я буду опираться именно на него.

1. Межзвездное облако сжимается

Время: 0 (исходная точка процесса формирования планет)

Наша Солнечная система находится в Галактике, где около 100 млрд звезд и облака пыли и газа, в основном — остатки звезд предыдущих поколений. В данном случае пыль — это всего лишь микроскопические частицы водяного льда, железа и других твердых веществ, сконденсировавшиеся во внешних, прохладных слоях звезды и выброшенные в космическое пространство. Если облака достаточно холодные и плотные, они начинают сжиматься под действием силы гравитации, образуя скопления звезд. Такой процесс может длиться от 100 тыс. до нескольких миллионов лет.

Каждую звезду окружает диск из оставшегося вещества, которого достаточно для образования планет. Молодые диски в основном содержат водород и гелий. В их горячих внутренних областях частицы пыли испаряются, а в холодных и разреженных внешних слоях частицы пыли сохраняются и растут по мере конденсации на них пара.

Астрономы обнаружили много молодых звезд, окруженных такими дисками. Звезды возрастом от 1 до 3 млн лет обладают газовыми дисками, в то время как у тех, что существуют более 10 млн лет, наблюдаются слабые, бедные газом диски, поскольку газ «выдувает» из него либо сама новорожденная звезда, либо соседние яркие звезды. Этот диапазон времени как раз и есть эпоха формирования планет. Масса тяжелых элементов в таких дисках сравнима с массой данных элементов в планетах Солнечной системы: довольно сильный аргумент в защиту того факта, что планеты образуются из таких дисков.

Результат: новорожденная звезда окружена газом и крошечными (микронного размера) частицами пыли.

2. Диск приобретает структуру

Время: около 1 млн лет

Частицы пыли в протопланетном диске, хаотически двигаясь вместе с потоками газа, сталкиваются друг с другом и при этом иногда слипаются, иногда разрушаются. Пылинки поглощают свет звезды и переизлучают его в длинноволновом инфракрасном диапазоне, передавая тепло в самые темные внутренние области диска. Температура, плотность и давление газа в целом снижаются с удалением от звезды. Из-за баланса давления, гравитации и центробежной силы скорость вращения газа вокруг звезды меньше, чем у свободного тела на таком же расстоянии.

В результате пылинки размером более нескольких миллиметров опережают газ, поэтому встречный ветер тормозит их и вынуждает по спирали опускаться к звезде. Чем крупнее становятся эти частицы, тем быстрее они движутся вниз. Глыбы метрового размера могут сократить свое расстояние от звезды вдвое всего за 1000 лет.

Приближаясь к звезде, частицы нагреваются, и постепенно вода и другие вещества с низкой температурой кипения, называемые летучими веществами, испаряются. Расстояние, на котором это происходит, — так называемая «линия льда», — составляет 2–4 астрономических единицы (а.е.). В Солнечной системе это как раз нечто среднее между орбитами Марса и Юпитера (радиус орбиты Земли равен 1 а.е.). Линия льда делит планетную систему на внутреннюю область, лишенную летучих веществ и содержащую твердые тела, и внешнюю, богатую летучими веществами и содержащую ледяные тела.

На самой линии льда накапливаются молекулы воды, испарившиеся из пылинок, что служит пусковым механизмом для целого каскада явлений. В этой области происходит разрыв в параметрах газа, и возникает скачок давления. Баланс сил заставляет газ ускорять свое движение вокруг центральной звезды. В результате попадающие сюда частицы оказываются под влиянием не встречного, а попутного ветра, подгоняющего их вперед и останавливающего их миграцию внутрь диска. А поскольку из его внешних слоев продолжают поступать частицы, линия льда превращается в полосу его скопления.

Скапливаясь, частицы сталкиваются и растут. Некоторые из них прорываются за линию льда и продолжают миграцию внутрь; нагреваясь, они покрываются жидкой грязью и сложными молекулами, что делает их более липкими. Некоторые области настолько заполняются пылью, что взаимное гравитационное притяжение частиц ускоряет их рост.

Постепенно пылинки собираются в тела километрового размера, называемые планетезималями, которые на последней стадии формирования планет сгребают почти всю первичную пыль. Увидеть сами планетезимали в формирующихся планетных системах трудно, но астрономы могут догадываться об их существовании по обломкам их столкновений (см.: Ардила Д. Невидимки планетных систем // ВМН, № 7, 2004).

Результат: множество километровых «строительных блоков», называемых планетезималями.

3. Формируются зародыши планет

Время: от 1 до 10 млн лет

Покрытые кратерами поверхности Меркурия, Луны и астероидов не оставляют сомнения в том, что в период формирования планетные системы похожи на стрелковый тир. Взаимные столкновения планетезималей могут стимулировать как их рост, так и разрушение. Баланс между коагуляцией и фрагментацией приводит к распределению по размерам, при котором мелкие тела в основном отвечают за площадь поверхности системы, а крупные определяют ее массу. Орбиты тел вокруг звезды вначале могут быть эллиптическими, но со временем торможение в газе и взаимные столкновения превращают орбиты в круговые.

Вначале рост тела происходит в силу случайных столкновений. Но чем больше становится планетезималь, тем сильнее ее гравитация, тем интенсивнее она поглощает своих маломассивных соседей. Когда массы планетезималей становятся сравнимы с массой Луны, их гравитация возрастает настолько, что они встряхивают окружающие тела и отклоняют их в стороны еще до столкновения. Этим они ограничивают свой рост. Так возникают «олигархи» — зародыши планет со сравнимыми массами, конкурирующие друг с другом за оставшиеся планетезимали.

Зоной питания каждого зародыша служит узкая полоса вдоль его орбиты. Рост прекращается, когда зародыш поглотит большую часть планетезималей из своей зоны. Элементарная геометрия показывает, что размер зоны и продолжительность поглощения возрастают с удалением от звезды. На расстоянии 1 а.е. зародыши достигают массы 0,1 массы Земли в течение 100 тыс. лет. На расстоянии 5 а.е. они достигают четырех земных масс за несколько миллионов лет. Зародыши могут стать еще больше вблизи линии льда или на краях разрывов диска, где концентрируются планетезимали.

Рост «олигархов» заполняет систему излишком тел, стремящихся стать планетами, но лишь немногим это удается. В нашей Солнечной системе планеты хотя и распределены по большому пространству, но они близки друг к другу насколько это возможно. Если между планетами земного типа поместить еще одну планету с массой Земли, то она выведет из равновесия всю систему. То же самое можно сказать и о других известных системах планет. Если вы видите чашку кофе, заполненную до краев, то можете быть почти уверены, что кто-то ее переполнил и разлил немного жидкости; маловероятно, что можно до краев наполнить емкость, не разлив ни капли. Настолько же вероятно, что планетные системы в начале своей жизни обладают большим количеством вещества, чем в конце. Некоторые объекты выбрасываются из системы прежде, чем она достигнет равновесия. Астрономы уже наблюдали свободно летающие планеты в молодых звездных скоплениях.

Результат: «олигархи» — зародыши планет с массами в диапазоне от массы Луны до массы Земли.

4. Рождается газовый гигант

Время: от 1 до 10 млн лет

Вероятно, Юпитер начинался с зародыша, сравнимого по размеру с Землей, а затем накопил еще около 300 земных масс газа. Такой внушительный рост обусловлен различными конкурирующими механизмами. Гравитация зародыша притягивает газ из диска, но сжимающийся к зародышу газ выделяет энергию, и чтобы осесть, он должен охлаждаться. Следовательно, скорость роста ограничена возможностью охлаждения. Если оно происходит слишком медленно, звезда может сдуть газ обратно в диск прежде, чем зародыш образует вокруг себя плотную атмосферу. Самым узким местом в отводе тепла является перенос излучения сквозь внешние слои растущей атмосферы. Поток тепла там определяется непрозрачностью газа (в основном зависит от его состава) и градиентом температуры (зависит от начальной массы зародыша).

Ранние модели показали, что зародыш планеты для достаточно быстрого охлаждения должен иметь массу не менее 10 масс Земли. Такой крупный экземпляр может вырасти лишь вблизи линии льда, где ранее собралось много вещества. Возможно, поэтому Юпитер расположен как раз за этой линией. Крупные зародыши могут образоваться и в любом другом месте, если диск содержит больше вещества, чем обычно предполагают планетологи. Астрономы уже наблюдали немало звезд, диски вокруг которых в несколько раз плотнее предполагавшихся ранее. Для крупного образца перенос тепла не представляется серьезной проблемой.

Другой фактор, затрудняющий рождение газовых гигантов, — движение зародыша по спирали к звезде. В процессе, называемом миграцией I типа, зародыш возбуждает волны в газовом диске, которые в свою очередь гравитационно воздействуют на его движение по орбите. Волны следуют за планетой, как тянется за лодкой ее след. Газ на внешней стороне орбиты вращается медленнее зародыша и влечет его назад, тормозя движение. А газ внутри орбиты вращается быстрее и тянет вперед, ускоряя его. Внешняя область обширнее, поэтому она выигрывает битву и заставляет зародыш терять энергию и опускаться к центру орбиты на несколько астрономических единиц за миллион лет. Эта миграция обычно прекращается у линии льда. Здесь встречный газовый ветер превращается в попутный и начинает подталкивать зародыш вперед, компенсируя его торможение. Возможно, еще и поэтому Юпитер находится именно там, где он находится.

Рост зародыша, его миграция и потеря газа из диска происходят почти в одном и том же темпе. Какой процесс победит — зависит от везения. Возможно, несколько поколений зародышей пройдут через процесс миграции, не будучи способными завершить свой рост. За ними из внешних областей диска к его центру движутся новые партии планетезималей, и это повторяется до тех пор, пока в конце концов не образуется газовый гигант, или же пока весь газ не рассосется, и газовый гигант уже не сможет сформироваться. Астрономы открыли планеты типа Юпитера примерно у 10% исследованных солнцеподобных звезд. Ядра таких планет могут быть редкими зародышами, выжившими из многих поколений — последними из могикан.

Итог всех этих процессов зависит от начального состава вещества. Примерно треть звезд, богатых тяжелыми элементами, имеет планеты типа Юпитера. Возможно, у таких звезд были плотные диски, позволившие сформироваться массивным зародышам, у которых не было проблем с теплоотводом. И, напротив, вокруг звезд, бедных тяжелыми элементами, планеты формируются редко.

В некий момент масса планеты начинает расти чудовищно быстро: за 1000 лет планета типа Юпитера приобретает половину своей конечной массы. При этом она выделяет так много тепла, что сияет почти как Солнце. Процесс стабилизируется, когда планета становится настолько массивной, что поворачивает миграцию I типа «с ног на голову». Вместо того чтобы диск менял орбиту планеты, сама планета начинает изменять движение газа в диске. Газ внутри орбиты планеты вращается быстрее нее, поэтому ее притяжение тормозит газ, вынуждая его падать в сторону звезды, т. е. от планеты. Газ же вне орбиты планеты вращается медленнее, поэтому планета ускоряет его, заставляя двигаться наружу, опять же от планеты. Таким образом, планета создает разрыв в диске и уничтожает запас строительного материала. Газ пытается его заполнить, но компьютерные модели показывают, что планета выигрывает битву, если при расстоянии в 5 а.е. ее масса превышает массу Юпитера.

Эта критическая масса зависит от эпохи. Чем раньше формируется планета, тем больше будет ее рост, поскольку в диске еще много газа. У Сатурна масса меньше, чем у Юпитера, просто потому, что он сформировался на несколько миллионов лет позже. Астрономы обнаружили дефицит планет с массами от 20 масс Земли (это масса Нептуна) до 100 земных масс (масса Сатурна). Это может стать ключом к восстановлению картины эволюции.

Результат: Планета размером с Юпитер (или ее отсутствие).

5. Газовый гигант становится неусидчивым

Время: от 1 до 3 млн лет

Как ни странно, многие внесолнечные планеты, открытые за последние десять лет, обращаются вокруг своей звезды на очень близком расстоянии, гораздо ближе, чем Меркурий — вокруг Солнца. Эти так называемые «горячие Юпитеры» сформировались не там, где они находятся сейчас, т.  к. орбитальная зона питания была бы слишком мала для поставки необходимого вещества. Возможно, для их существования нужна трехступенчатая последовательность событий, которая по какой-то причине не реализовалась в нашей Солнечной системе.

Во-первых, газовый гигант должен формироваться во внутренней части планетной системы, вблизи линии льда, пока в диске еще достаточно газа. Но для этого в диске должно быть много и твердого вещества.

Во-вторых, планета-гигант должна переместиться к месту своего нынешнего расположения. Миграция I типа не может обеспечить этого, т. к. она действует на зародыши еще до того, как они наберут много газа. Но возможна и миграция II типа. Формирующийся гигант создает разрыв в диске и сдерживает течение газа через свою орбиту. В этом случае он должен бороться с тенденцией турбулентного газа распространяться в смежные области диска. Газ никогда не перестанет сочиться в разрыв, и его диффузия к центральной звезде заставит планету терять орбитальную энергию. Этот процесс довольно медленный: нужно несколько миллионов лет для перемещения планеты на несколько астрономических единиц. Поэтому планета должна начать формироваться во внутренней части системы, если в итоге ей предстоит выйти на орбиту вблизи звезды. Когда эта и другие планеты продвигаются внутрь, они толкают перед собой оставшиеся планетезимали и зародыши, возможно, создавая «горячие Земли» на еще более близких к звезде орбитах.

В-третьих, что-то должно остановить движение, прежде чем планета упадет на звезду. Это может быть магнитное поле звезды, расчищающее от газа пространство вблизи звезды, а без газа движение прекращается. Возможно, планета возбуждает приливы на звезде, а они в свою очередь замедляют падение планеты. Но эти ограничители могут и не срабатывать во всех системах, поэтому многие планеты могут продолжать свое движение к звезде.

Результат: планета-гигант на близкой орбите («горячий Юпитер»).

6. Появляются и другие планеты-гиганты

Время: от 2 до 10 млн лет

Если удалось сформироваться одному газовому гиганту, то он способствует рождению следующих гигантов. Многие, а возможно и большинство известных планет-гигантов имеют близнецов сравнимой массы. В Солнечной системе Юпитер помог Сатурну сформироваться быстрее, чем это произошло бы без его помощи. Кроме того, он «протянул руку помощи» Урану и Нептуну, без чего они не достигли бы своей нынешней массы. На их расстоянии от Солнца процесс формирования без посторонней помощи шел бы очень медленно: диск рассосался бы еще до того, как планеты успели бы набрать массу.

Первый газовый гигант оказывается полезным по нескольким причинам. У внешней кромки образованного им разрыва вещество концентрируется, в общем, по той же причине, что и на линии льда: перепад давления заставляет газ ускоряться и действовать как попутный ветер на пылинки и планетезимали, останавливая их миграцию из внешних областей диска. К тому же гравитация первого газового гиганта часто отбрасывает соседние с ним планетезимали во внешнюю область системы, где из них формируются новые планеты.

Второе поколение планет формируется из вещества, собранного для них первым газовым гигантом. При этом большое значение имеет темп: даже небольшая задержка во времени может существенно изменить результат. В случае Урана и Нептуна аккумуляция планетезималей была чрезмерной. Зародыш стал слишком большим, 10–20 земных масс, что отсрочило начало аккреции газа до момента, когда в диске его почти не осталось. Формирование этих тел завершилось, когда они набрали всего по две земных массы газа. Но это уже не газовые, а ледяные гиганты, которые могут оказаться самым распространенным типом.

Гравитационные поля планет второго поколения увеличивают в системе хаос. Если эти тела сформировались слишком близко, их взаимодействие друг с другом и с газовым диском может выбросить их на более высокие эллиптические орбиты. В Солнечной системе планеты имеют почти круговые орбиты и достаточно удалены друг от друга, что уменьшает их взаимное влияние. Но в других планетных системах орбиты как правило эллиптические. В некоторых системах они резонансные, т. е. орбитальные периоды соотносятся как небольшие целые числа. Вряд ли это было заложено при формировании, но могло возникнуть при миграции планет, когда постепенно взаимное гравитационное влияние привязало их друг к другу. Различие между такими системами и Солнечной системой могло определяться разным начальным распределением газа.

Большинство звезд рождаются в скоплениях, причем более половины из них — двойные. Планеты могут сформироваться не в плоскости орбитального движения звезд; в этом случае гравитация соседней звезды быстро перестраивает и искажает орбиты планет, образуя не такие плоские системы, как наша Солнечная, а сферические, напоминающие рой пчел вокруг улья.

Результат: компания планет-гигантов.

7. Формируются планеты типа Земли

Время: от 10 до 100 млн лет

Планетологи считают, что похожие на Землю планеты распространены больше, чем планеты-гиганты. Несмотря на то что рождение газового гиганта требует точного баланса конкурирующих процессов, формирование твердой планеты должно быть намного сложнее.

До обнаружения внесолнечных землеподобных планет мы опирались лишь на данные о Солнечной системе. Четыре планеты земной группы — Меркурий, Венера, Земля и Марс — в основном состоят из веществ с высокой температурой кипения, таких как железо и силикатные породы. Это свидетельствует о том, что сформировались они внутри линии льда и заметно не мигрировали. На таких расстояниях от звезды зародыши планет могут вырасти в газовом диске до 0,1 земной массы, т. е. не больше чем Меркурий. Для дальнейшего роста нужно, чтобы орбиты зародышей пересекались, тогда они будут сталкиваться и сливаться. Условия для этого возникают после испарения газа из диска: под действием взаимных возмущений в течение нескольких миллионов лет орбиты зародышей вытягиваются в эллипсы и начинают пересекаться.

Гораздо труднее объяснить, как система вновь стабилизирует себя, и как планеты земной группы оказались на их нынешних почти круговых орбитах. Небольшое количество оставшегося газа могло бы это обеспечить, но такой газ должен был предотвратить изначальное «разбалтывание» орбит зародышей. Возможно, когда планеты уже почти сформировались, остается еще приличный рой планетезималей. В течение следующих 100 млн лет планеты сметают часть из этих планетезималей, а оставшиеся отклоняют в сторону Солнца. Планеты передают свое беспорядочное движение обреченным планетезималям и переходят на круговые или почти круговые орбиты.

Согласно другой идее, длительное влияние гравитации Юпитера вызывает у формирующихся планет земной группы миграцию, передвигая их в области со свежим веществом. Это влияние должно быть сильнее на резонансных орбитах, которые постепенно сдвигались внутрь по мере опускания Юпитера к его современной орбите. Радиоизотопные измерения указывают, что астероиды сформировались первыми (спустя 4 млн лет после образования Солнца), затем — Марс (через 10 млн лет), а позже — Земля (через 50 млн лет): как будто бы поднятая Юпитером волна прошла через Солнечную систему. Если бы она не встретила препятствий, то сдвинула бы все планеты земной группы к орбите Меркурия. Как же им удалось избежать столь печальной участи? Возможно, они уже стали слишком массивными, и Юпитер не смог их сильно сдвинуть, а может быть, сильные удары выбросили их из зоны действия Юпитера.

Заметим, что многие планетологи не считают роль Юпитера решающей в формировании твердых планет. Большинство солнцеподобных звезд лишено планет типа Юпитера, но вокруг них есть пылевые диски. А значит, там есть планетезимали и зародыши планет, из которых могут сформироваться объекты типа Земли. Основной вопрос, на который должны ответить наблюдатели в ближайшее десятилетие, — в скольких системах есть земли, но нет юпитеров.

Важнейшей эпохой для нашей планеты стал период между 30 и 100 млн лет после формирования Солнца, когда зародыш размером с Марс врезался в прото-Землю и породил гигантское количество обломков, из которых сформировалась Луна. Столь мощный удар, конечно же, разбросал огромное количество вещества по Солнечной системе; поэтому землеподобные планеты в других системах тоже могут иметь спутники. Этот сильный удар должен был сорвать первичную атмосферу Земли. Ее современная атмосфера в основном возникла из газа, заключенного в планетезималях. Из них сформировалась Земля, а позже этот газ вышел наружу при извержении вулканов.

Результат: планеты земного типа.

8. Начинаются операции по зачистке

Время: от 50 млн до 1 млрд лет

К этому моменту планетная система уже почти сформировалась. Продолжаются еще несколько второстепенных процессов: распад окружающего звездного скопления, способного своей гравитацией дестабилизировать орбиты планет; внутренняя неустойчивость, возникающая после того, как звезда окончательно разрушает свой газовый диск; и, наконец, продолжающееся рассеивание оставшихся планетезималей гигантской планетой. В Солнечной системе Уран и Нептун выбрасывают планетезимали наружу, в пояс Койпера, или же к Солнцу. А Юпитер своим мощным тяготением отсылает их в облако Оорта, на самый край области гравитационного влияния Солнца. В облаке Оорта может содержаться около 100 земных масс вещества. Время от времени планетезимали из пояса Койпера или облака Оорта приближаются к Солнцу, образуя кометы.

Разбрасывая планетезимали, сами планеты немного мигрируют, и этим можно объяснить синхронизацию орбит Плутона и Нептуна. Возможно, орбита Сатурна когда-то располагалась ближе к Юпитеру, но затем отдалилась от него. Вероятно, с этим связана так называемая поздняя эпоха сильной бомбардировки — период очень интенсивных столкновений с Луной (и, по-видимому, с Землей), наступивший спустя 800 млн лет после формирования Солнца. В некоторых системах грандиозные столкновения сформировавшихся планет могут возникать на поздней стадии развития.

Результат: Конец формирования планет и комет.

Нет единого плана

До начала эры открытия внесолнечных планет мы могли изучать только Солнечную систему. Несмотря на то что это позволило нам понять микрофизику важнейших процессов, у нас не было представления о путях развития иных систем. Удивительное разнообразие планет, обнаруженных за последнее десятилетие, значительно раздвинуло горизонт наших знаний. Мы начинаем понимать, что внесолнечные планеты — это последнее выжившее поколение в ряду протопланет, испытавших формирование, миграцию, разрушение и непрерывную динамическую эволюцию. Относительный порядок в нашей Солнечной системе не может быть отражением какого-то общего плана.

От попыток выяснить, как в далеком прошлом формировалась наша Солнечная система, теоретики обратились к исследованиям, позволяющим делать прогнозы о свойствах еще не открытых систем, которые могут быть обнаружены в ближайшее время. До сих пор наблюдатели замечали вблизи солнцеподобных звезд только планеты с массами порядка массы Юпитера. Вооружившись приборами нового поколения, они смогут искать объекты земного типа, которые в соответствии с теорией последовательной аккреции должны быть широко распространены. Планетологи только начинают осознавать то, насколько разнообразны миры во Вселенной.

Перевод: В. Г. Сурдин

Дополнительная литература:
1) Towards a Deterministic Model of Planetary Formation. S. Ida and D.N.C. Lin in Astrophysical Journal, Vol. 604, No. 1, pages 388-413; March 2004.
2) Planet Formation: Theory, Observation, and Experiments. Edited by Hubert Klahr and Wolfgang Brandner. Cambridge University Press, 2006.
3) Альвен Х., Аррениус Г. Эволюция Солнечной системы. М.: Мир, 1979.
4) Витязев А.В., Печерникова Г.В., Сафронов В.С. Планеты земной группы: Происхождение и ранняя эволюция. М.: Наука, 1990.

приглашаем протвинцев посетить Солнечную систему

Солнечная система — это планетарная система, которая включает в себя центральную звезду, коей является Солнце, а также все остальные естественные космические объекты, которые в свою очередь вращаются вокруг Солнца.

Что интересно, большая часть всей массы солнечной системы приходится на само Солнце, в то время как остальная часть приходится на 8 планет. Да-да, в солнечной системе насчитывается 8 планет, а не 9, как считают некоторые люди. Почему они так считают? Одна из причин — они принимают Солнце за еще одну планету, но на самом деле это единственная звезда, входящая в солнечную систему. А на деле все проще — Плутон раньше считался планетой, а сейчас считается карликовой планетой.

Начнем обзор планет, начиная с самой близко расположенной к Солнцу.

Меркурий

Это планета была названа в честь древнеримского бога торговли — быстроногого Меркурия. Дело в том, что она движется значительно быстрее, нежели другие планеты.

Меркурий полностью обращается вокруг Солнца за 88 земных суток, в то время как продолжительность одних звездных суток на Меркурии составляет 58,65 от земных.

О планете известно сравнительно немного и одна из причин — слишком близкое расположение Меркурия к Солнцу.

Венера

Венера является второй так называемой внутренней планетой солнечной системы, которая была названа в честь богини любви Венеры. Стоит отметить, что это единственная планета, которая получила свое название в честь женского божества, а не мужского.

Венера очень похожа на Землю, причем не только размерами, но и составом и даже силой тяжести.

Считается, что некогда на Венере было множество океанов, подобных тем, что есть у нас. Однако некоторое время назад планета так сильно разогрелась, что вся вода испарилась, оставив после себя лишь скалы. Водяной же пар был отнесен в космическое пространство.

Земля

Третья планета — это Земля. Является самой крупной планетой среди планет земной группы.

Была образована примерно 4,5 миллиарда лет назад, после чего к ней практически сразу примкнул ее единственный спутник, коим является Луна. Считается, что жизнь на Земле появилась около 3,9 миллиардов лет назад и со временем ее биосфера начала меняться в лучшую сторону, что позволило сформировать озоновый слой, увеличить рост аэробных организмов и т.д. Все это в том числе позволяет нам существовать и сейчас.

Марс

Марс замыкает четверку планет земной группы. Планета названа в честь в древнеримского бога войны Марса. Еще эту планету называют красной, так как ее поверхность обладает красноватым оттенком из-за оксида железа.

У Марса давление поверхности в 160 раз меньше земного. На поверхности находятся кратеры на подобии тех, что можно наблюдать на Луне. Также здесь имеются вулканы, пустыни, долины и даже ледниковые шапки.

Марс обладает двумя спутниками: Деймосом и Фобосом.

Юпитер

Это пятая планета от Солнца и первая среди планет-гигантов. К слову, самая крупная в солнечной системе, получившая свое название в честь древнеримского верховного бога-громовержца.

Юпитер известен с давних пор, что нашло свое отражение в древних мифах и легендах. Имеет очень большое количество спутников — 67, если быть точным. Интересно, что некоторые из них были открыты несколько столетий назад. Так, сам Галилео Галилей открыл 4 спутника в 1610 году.

Иногда Юпитер можно увидеть невооруженным глазом, как это было в 2010 году.

Сатурн

Сатурн — вторая по размерам планета солнечной системы. Назван был в честь римского бога земледелия.

Известно, что Сатурн состоит из водорода с признаками воды, гелия, аммиака, метана и прочих тяжелых элементов. На планете замечена необычная скорость ветра — порядка 1800 километров в час.

Сатурн обладает заметными кольцами, которые по большей части состоят изо льда, пыли и прочих элементов. Также Сатурн обладает 63 спутниками, один из которых, Титан, по своим размерам превосходит даже Меркурий.

Уран

Седьмая планета по удаленности от Солнца. Была открыта относительно недавно (в 1781 году) Уильямом Гершелем и была названа в честь бога неба.

Уран является первой планетой, которая была обнаружена с помощью телескопа в период между средневековьем и новейшим временем. Интересно, что несмотря на то, что планету иногда можно увидеть невооруженным глазом, до ее открытия было принято считать, что это тусклая звезда.

На Уране много льда, при этом отсутствует металлический водород. Атмосферу планеты составляют гелий и водород, а также метан.

У Урана сложная система колец, также имеется сразу 27 спутников.

Нептун

Наконец, мы добрались до восьмой и последней планеты солнечной системы. Планета названа в честь римского бога морей.

Нептун был открыт в 1846 году, причем, что интересно, не с помощью наблюдений, а благодаря математическим расчетам. Изначально был открыт только один его спутник, хотя остальные 13 не были известны вплоть до 20 столетия.

Атмосфера Нептуна состоит из водорода, гелия и, возможно, азота. Здесь бушуют самые сильные ветры, скорость которых достигает фантастические 2100 км/ч. В верхних слоях атмосферы температура составляет порядка 220°C.

У Нептуна есть слаборазвитая система колец.

Новости Протвино в соцсетях:

Фейсбук – ВКонтакте – Одноклассники – Твиттер – Инстаграм

Урок окружающего мира в 4-м классе по теме «Солнечная система: Земля и другие…»

Цели:

• Сформировать знания о Солнечной системе, ее составе, о месте Земли в Солнечной системе.
• Развивать абстрактное мышление, умение выделять главное в научно-популярном тексте, аргументировать свою точку зрения.
• Воспитывать эстетические чувства и интерес к исследовательской работе.

Оборудование: фотографии планет Солнечной системы; таблицы: расстояния планет от Солнца, диаметров планет, количества спутников, температур на  поверхности планет; таблички-заголовки: Планеты-гиганты, Космические крошки, Планеты Земной группы; таблички-названия групп: Эксперты, Космонавты, Исследователи, Наблюдатели; конверты с заданиями каждой группе, компьютер, магнитофон.

ХОД УРОКА

I. Оргмомент

II. Введение в тему

Люди давно живут на Земле. Когда-то никто из них не умел читать и писать, тогда родители показывали детям звёзды и палочкой рисовали на песке узоры созвездий.
Звездное небо было первой Великой Книгой, которую люди учились читать и понимать. А потом, много лет спустя, появилась наука о звездах и других светилах, которая называется  астрономия в переводе с греческого языка означает астрон – звезда, номос – закон.
Наука развивалась и многие тайны Вселенной, которые она хранила разгаданы. Мы сегодня только прикоснемся к некоторым из них.

III. Сообщение темы урока

Учитель. Тема урока: Солнечная система: Земля и другие…  А кто это – другие? Какое место в Солнечной системе занимают они. Все это предстоит нам выяснить сегодня на уроке. Для этого мы отправляемся с вами в космическое путешествие группами. У каждой команды свое задание. Успешный результат будет зависеть от работы каждого из вас. К любому путешествию надо готовиться. С собой мы лишних предметов не берем. Нам необходимы: карандаш, умения сплоченно работать, быть внимательными и конечно же знания. Начнем с разминки. Кто помнит и  знает ответы на вопросы – говорит с места, а кто забыл, вспоминает.

IV. Разминка

• Прибор для изучения Вселенной? (Телескоп)
• Что ближе к Земле: Солнце или Луна?     ( Луна)
• Луна – это …  (Спутник)
• Путь движения планеты вокруг Солнца? (Орбита)
• Как называется самая яркая ночная звезда? (Сириус)
• По какой звезде можно ориентироваться ночью. (Полярная)
• Самые горячие звезды по цвету? (Белые)
• Какого цвета солнце? (Желтая)
• Одежда для космонавтов. (Скафандр)
• Газовая оболочка, окружающая  Землю. (Атмосфера)

– К путешествию готовы! Наступило время познакомить вас с заданиями

V. Задания группам

Учитель. Командиры получите задания и приступайте к работе. Желаю вам успехов!

1 группа. Космонавты

Задание. Расположите планеты по мере удаления их от Солнца.

(У детей: фотографии с названиями планет, план ответа, таблица расстояний планет от Солнца)

План ответа:

1. Сколько планет движутся,  как и Земля вокруг Солнца? ___________________________

2. В каком порядке?___________________________________________________________

Таблица 1

2 группа.

Исследователи

Задание. Прочитать описание всех планет Солнечной системы и выявить планеты похожие на Землю.

(У детей: фотографии  всех планет, план ответа, тексты-описания планет, табличка заголовок – Планеты земной группы)

План ответа:

Из восьми планет Солнечной системы есть планеты, которые похожи на Землю, другие – очень сильно от нее отличаются. Мы исследовали все планеты, сравнили с Землей и пришли к выводу, что есть планеты похожие на Землю:

1. Перечислите планеты______________________________________________________

2. Что общего у этих планет?

– Размер (большой, небольшой)___________
– Твердая поверхность (да, нет)_________
– Атмосфера? (да, нет) _____________
– Спутники (да, нет)____________кроме___________________________
– Жизнь (да, нет)_________________

3. Как такие планеты называются? ___________________________

4. Тексты-описания планет.

Каждый ученик группы должен по описанию двух планет выбрать планету, похожую на Землю.

1. Самая близкая к Солнцу планета – Меркурий. По размерам он меньше Земли, у него твердая, каменная поверхность. На этой планете очень жарко днем, а ночью ужасный холод. На Меркурии слабая атмосфера. Спутников нет. Меркурий очень быстро движется вокруг Солнца в 3 раза быстрее,  чем Земля.

2. Пятая от Солнца планета – Юпитер. Это громадный шар, состоящий из жидкого водорода, самого легкого газа на свете, но его так много, что это самая тяжелая планета из всех.  Очень много спутников – 63. Юпитеру достается немного тепла от солнца, и поэтому там царит вечная зима.

3. Вторая от Солнца планета – Венера. Поверхность Венеры каменистая. У этой планеты есть плотная атмосфера, но она состоит из углекислого газа, которым ни люди, ни животные дышать не могут. На Венере невыносимая жара, приблизительно 500. Спутников нет. На небе эта планета видна как самая яркая звездочка голубоватого цвета. Очень красивая и привлекательная.

4. Уран расположен за Сатурном. Эта планета вращается лежа на боку. Поэтому к солнцу обращен то один его бок, то второй. Размер этой планеты гораздо больше Земли. И она тоже состоит из газов, как ближайшие ее соседи. Удаленность от Солнца не позволяет нагреть эту планету. Спутников – 27.

5. Марс – четвертая планета. Он вдвое меньше Земли. Год на Марсе длится в два раза дольше земного. У Марса есть атмосфера, но состоит она в основном из углекислого газа. Ученым удалось установить, что твердая поверхность Марса покрыта оранжево-красной пылью, которая позволяет увидеть планету как красноватую звезду. Солнце греет хуже. Лето холоднее, чем на Земле, а зима суровее. На полюсах ледяные шапки. Бывают дни и ночи. Два спутника у Марса: Фобос (Страх) и Деймос (Ужас)

6. Шестая планета – огромный Сатурн. Он расположен далеко от Солнца, поэтому температура его очень низкая. Сатурн тоже газовая планета. Эта планета желтоватого цвета, ее окружают удивительные кольца, состоящие из ледяных глыб и камней, их видно в телескоп или сильный бинокль. Много спутников – 60.

7. Нептун – восьмая от Солнца планета Она кажется темно-голубой, потому что тоже состоит из газа, газа метана, который горит в наших газовых плитах. В телескопы астрономы замечают на Нептуне клочковатые белые облака. Вечная зима там царит. Спутников –13.

8. Самая близкая к Солнцу планета – Меркурий. По размерам он меньше Земли, у него твердая, каменная поверхность. На этой планете очень жарко днем, а ночью ужасный холод. На Меркурии слабая атмосфера. Спутников нет. Меркурий очень быстро движется вокруг Солнца в 3 раза быстрее,  чем Земля.

3 группа.  Исследователи

Задание. Прочитать описание всех планет Солнечной системы и выявить планеты непохожие на Землю.

(У детей: фотографии планет, план ответа, тексты-описания планет, табличка заголовок – Планеты-гиганты)

План ответа:

Мы исследовали все планеты, сравнили с Землей и пришли к выводу, что есть планеты непохожие на Землю:

1. Перечислите планеты _________________________________

2. Что общего у этих планет?

– Размер (большой, маленький) __________________
– Твердая поверхность (да, нет) _________ Они состоят из ___________________________
– Там царит (тепло, холод)  почему? ____________________________
– Планеты состоят из  _______________________________
– Спутники (много, мало) __________________
– Жизнь (да, нет)_________________

3. Как такие планеты называются? ______________________

4. Тексты-описания планет те же, что и у второй группы исследователей.

Каждый ученик группы должен по описанию двух планет выбрать планету, непохожую на Землю.

4 группа. Наблюдатели

Задание. Прочитать описание небесных тел и найти иллюстрацию к каждому описанию.

(У детей фотографии: комета, астероиды, метеоритные тела; тексты-описания небесных тел; табличка-заголовок – Космические крошки)

Тексты

1. Они маленькие, возникают, когда крохотные космические частички или камешки с большой скоростью врезаются в земную атмосферу, разогреваются в ней и вспыхивают на высоте около 100 км.  Некоторые падают на Землю, иногда оставляя след на поверхности Земли.

2. Многие эти космические тела по форме отличаются от шаров, они похожи на большие глыбы, мчащиеся вокруг Солнца. Они разместились двумя поясами:

1) между Марсом и Юпитером;
2) за планетой Нептун

3. Это не очень крупные объекты. Но, когда они находятся вблизи Солнца, их часто можно видеть с Земли невооруженным глазом. Обычно они      выглядят как маленькие, тускло светящиеся пятнышки. Изредка появляются яркие объекты с длинными серебристым хвостом, прорезающим небо, словно прожектор. Давным-давно люди связывали появление этого объекта с войнами и стихийными бедствиями.

5 группа. Эксперты

Задание. Определите, какие планеты в Солнечной системе являются рекордсменами.

(У детей таблицы: диаметров планет,  расстояний планет от Солнца, температур на поверхности планет, количества спутников. Каждый ученик получает задание и выполняет его.)

1.

1. Самая далекая планета Солнечной системы? ________________
2. Самая ближайшая к Солнцу планета? ______________________
3.  Планета, сравнимая по размерам с Землей?_________________

Таблица 2

№	Название планеты	Диаметр планеты в км	Расстояние от Солнца в млн. км.
1.	Меркурий	4 880	58
2.	Венера	12 100	108
3.	Сатурн	116 000	1 426
4.	Марс	6 800	227
5.	Юпитер	140 000	777
6.	Земля	12 742	150
7.	Уран	50 800	2 869
8.	Нептун	48 600	4 496

2.

1. Самая большая планета Солнечной системы________________
2. Самая маленькая планета?______________________________

Таблица 3

№	Название планеты	Диаметр планеты в км
1.	Меркурий	4 880
2.	Венера	12 100
3.	Земля	12 742
4.	Марс	6 800
5.	Юпитер	140 000
6.	Сатурн	116 000
7.	Уран	50 800
8.	Нептун	48 600

3.

1. Самая горячая планета
2. Самая холодная планета
3.У какой планеты больше всего спутников?

Таблица 4

№	Название планеты	Температура на планете	Кол-во спутников
1.	Меркурий	+ 430	–
2.	Венера	+ 500	–
3.	Земля	+ 30	1
4.	Марс	– 23	2
5.	Юпитер	– 160	63
6.	Сатурн	– 150	60
7.	Уран	– 220	27
8.	Нептун	– 210	13

4.

1. Самая медлительная планета________________
Подумайте, какой планете потребуется меньше всего времени для вращения вокруг Солнца. (Меркурий – 88 суток)
2. Самая быстрая планета______________________________________
Подумайте, какой планете потребуется больше времени для вращения вокруг Солнца? (Нептун – 165 лет)
3. Эта планета ни самая маленькая, ни самая большая, но у нее есть то, чего нет ни у одной планеты Солнечной системы? (Земля)

Дети оформляют свои ответы у доски.

VI. Физкультурная пауза

Учитель. Все группы справились с заданиями, а теперь давайте отдохнем. Встаньте, пожалуйста, и сделайте два вращения вокруг своей оси, как это делает наша Земля. (Дети вращаются против часовой стрелки. Если кто-то ошибся, учитель сообщает, что так вращается планета – Венера)

VII. Отчеты групп

VIII. Вывод

Учитель. Подводим итоги. Все справились с заданиями. Молодцы! Сегодня на уроке вы узнали, какие небесные тела входят в Солнечную систему.

Ответы детей. Солнечная Система – Солнце, Земля вместе с планетами и их спутниками, астероиды, кометы, метеорные тела.

Учитель. Единственная планета в Солнечной системе, на которой есть жизнь – это Земля, а мы ее жители! Наша Земля – третья от Солнца планета. На ней сложились благоприятные условия для жизни растений, животных и людей. Атмосфера, окутывающая Землю голубоватой дымкой, имеет пригодный для дыхания кислород и защищает Землю от перегрева, охлаждения и ударов небесных тел. Кроме этого, большую часть поверхности нашей планеты занимают водоемы. А вода необходима всем живым организмам.

От Солнца третья по счету планета,
Наша Земля меньше звезды.
Но ей хватает тепла и света,
Чистого воздуха и воды.
Жизнь на Земле – это разве не чудо?
Бабочки, птицы, жучок на цветке…
В самом далеком, глухом городке!

IX. Релаксация

Отдых под музыку Л. Бетховина «Лунная соната» (картинки «Земных просторов).

XII. Закрепление. Игры

Учитель. Давайте поиграем.

1. Угадайте, какая из планет могла бы так сказать о себе.

1. Я – самая горячая планета во Вселенной. Температура моей поверхности может достигать до +500  градусов. Названа женским именем. В Древнем Риме являлась богиней любви. (Венера)
2. Я – ближайшая к Солнцу планета. Я получила свое название в честь римского вестника богов, бога торговли. Я вращаюсь очень быстро вокруг Солнца за 88 дней. (Меркурий)
3. Я – очень стар, поэтому лежу на боку и очень мерзну. (Уран)

2. Послушайте стихи и узнайте по описанию, какая это планета.

Стихи:

(Юпитер) –  больше всех планет,
Но суши на планете нет.
Повсюду только водород
И лютый холод круглый год?

(Сатурн) – красивая планета
Желто-оранжевого цвета.
И кольцами камней и льда
Окружена она всегда.

Планета (Нептун) от Земли далеко,
Увидеть ее в телескоп нелегко.
От Солнца по счету планета восьмая,
Царит на ней вечно зима ледяная.

(Марс) – таинственная планета.
Она по размерам чуть меньше Земли.
Из-за кроваво-красного цвета
Назвали планету в честь бога войны.

XI.  Рефлексия

Учитель. Отгадайте загадку:

Одним планетам в небе скучно,
И чтобы было веселей,
Блуждая по Вселенной целой,
Они нашли себе друзей.
Какие это друзья? (Спутники)

– Какой спутник у Земли? (Луна)

– Если вам понравилось космическое путешествие, покажите Луну рожками вверх, если нет – рожками вниз. (Дети показывают карточку Луны)

– Спасибо!

Учитель. Наука развивается. Люди многое узнали об огромной Вселенной, в которой мы живем, научились запускать искусственные спутники Земли и летать в космос. Направили космические ракеты на Луну и другие планеты, построили обсерватории, оснащенные современной техникой – все это для того, чтобы разгадать тайны Вселенной. Но еще многое предстоит понять и узнать, возможно, это делать придется Вам.

XII. Задание на дом

– Подготовьте рассказы о космонавтах-исследователях космоса. Урок окончен. Спасибо!

Эволюция нашей Солнечной системы

Эволюция нашей Солнечной системы — Галерея

О НАС

• События
• Исследуйте
• Участие ученых
• Образовательные ресурсы
• Наша Солнечная система, наша Вселенная
• О нас

Новости науки о Земле и космосе для преподавателей

  Подробнее  

• События
• Исследуйте
• Участие ученых
• Образовательные ресурсы
• Наша Солнечная система, наша Вселенная
• О нас
•   Новости науки о Земле и космосе для преподавателей

Главная страница
Галерея
Мероприятия
Плакаты

Галерея

• Формирование и эволюция Солнечной системы
• Земная Луна
• Геологическая история Земли
• Жизнь на Земле

Формирование и эволюция Солнечной системы

Солнечная туманность
Наша Солнечная система начала формироваться в концентрации межзвездной пыли и газообразного водорода. Облако сжалось под действием собственной гравитации, и наше прото-Солнце образовалось в центре, окруженное вращающимся диском солнечной туманности.

Околозвездные диски
Большинство звезд, формирующихся в нашей галактике, например, звезды в туманности Ориона, окружены дисками из пыли и газообразного водорода, называемыми околозвездными дисками. Ученые изучают эти диски, чтобы узнать о процессах, происходивших миллиарды лет назад в нашей солнечной туманности. Изображение туманности Ориона, сделанное космическим телескопом Хаббла, предоставлено Ч. ​​Р. О’Деллом (Университет Райса) и НАСА.

Планетезимали
В солнечной туманности частицы пыли и льда время от времени сталкивались и сливались. Благодаря этой аккреции эти крошечные частицы сформировали более крупные тела, которые в конечном итоге стали планетезималями диаметром до нескольких километров. Во внутренней, более горячей части туманности планетезимали состояли из силикатов и металлов. Во внешней, более прохладной части преобладал водяной лед.

Планеты земной группы (внутренняя Солнечная система)
Планетезимали были достаточно массивными, чтобы их гравитация влияла на другие планетезимали. Это увеличило частоту столкновений, заставив самые большие тела расти быстрее, в конечном итоге превращаясь в планетарные зародыши. Аккреция продолжалась до тех пор, пока не осталось только четыре крупных тела — Меркурий, Венера, Земля и Марс.

Газовые гиганты (внешняя Солнечная система)
В холодной внешней солнечной туманности, где гравитация нашего Солнца была слабее, образовались гораздо более крупные планетарные зародыши. Самые крупные из них поглотили другие зародыши, планетезимали и туманный газ, что привело к образованию Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна.

Солнечная туманность рассеивается
Растущее прото-Солнце накопило большую часть материала туманности задолго до образования планет. Небольшая часть позже вошла в состав планет, но оставшаяся часть была сметена, когда в ядре нашего Солнца начались ядерные реакции. Эти реакции создали сильный солнечный ветер, который выбросил внешние слои Солнца далеко за пределы нашей Солнечной системы. Сегодня продолжает дуть гораздо более слабый солнечный ветер.

Астероиды
Астероиды — это скалистые остатки нашей ранней Солнечной системы; большая часть орбиты между внутренней и внешней планетами. Иногда астероиды достигают поверхности Земли в виде метеоритов, предоставляя ученым информацию о внутренней части Солнечной системы. Изображение астероида Итокава предоставлено Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA).

Кометы
Кометы образовались во внешних пределах нашей Солнечной системы в начале ее развития. Они сделаны из льда и пыли, материалов, оставшихся от исходной туманности. Кометы периодически проходят достаточно близко к Солнцу, нагреваясь и выпуская длинный хвост из пыли и газа. Комета 67P/Чурюмова-Герайменко, предоставлено Европейским космическим агентством (ЕКА).

Пояс Койпера
Планетезимали, не успевшие аккрецировать в планеты, населяют пояс Койпера, который простирается за пределами Нептуна. Плутон, считающийся карликовой планетой, является крупным членом пояса Койпера. Облако Оорта окутывает нашу Солнечную систему и содержит ледяные планетезимали. Кометы рождаются в облаке Оорта и поясе Койпера. Изображение Плутона предоставлено НАСА/Лабораторией прикладной физики Университета Джона Хопкинса/Юго-Западным исследовательским институтом.

Планетарные слои
По мере формирования внутренних планет они нагревались. Их внутренности расплавились и реорганизовались в слои разной плотности. Плавление было вызвано теплом от ударов и срастания ударников, погружением тяжелых материалов в центр и распадом радиоактивных элементов. Эта реорганизация привела к тому, что твердые планеты имели плотные, богатые металлами внутренние ядра, менее плотные мантии и внешние коры, образованные из самых легких материалов.

Океаны на Марсе
Исследование Марса предполагает, что на планете много водяного льда и, возможно, в начале своей истории в северных низменностях были океаны. Когда Марс остыл, вода собралась в виде льда под поверхностью и в полярных ледяных шапках.

Планетарные удары
Последнее крупное столкновение астероида с Луной произошло около 3,8 миллиарда лет назад и образовало ударные бассейны диаметром до 1000 километров. Считается, что большие бассейны на других планетах, таких как Меркурий и Марс, образовались в то же время. Эрозия, вулканизм и плитотектонические силы стерли следы этих древних столкновений с Землей. Хотя астероиды и кометы продолжают сталкиваться с планетами и спутниками по всей нашей Солнечной системе, с тех пор частота столкновений стала меньше. Изображение бассейна Восточного Моря, сделанное Lunar Reconnaissance Orbiter, предоставлено НАСА/Центром космических полетов Годдарда/Университетом штата Аризона.

Меркурий Охлаждает
Меркурий покрыт изогнутыми утесами и морщинистыми гребнями. Эти формы рельефа были созданы, когда кора планеты сжималась или сжималась, изгибая поверхность. Это сжатие уменьшило радиус Меркурия на целых 7 километров и произошло через несколько сотен миллионов лет после образования планеты. Глобальное изображение Меркурия и деталь Карнеги Рупес предоставлены Лабораторией прикладной физики НАСА/Университета Джона Хопкинса.

Долина Маринерис, Марс
Система каньонов Valles Marineris имеет более 10 километров в глубину и простирается от конца до конца на 4000 километров, примерно на такое же расстояние от Калифорнии до Нью-Йорка. Этот каньон начал формироваться 3,0 миллиарда лет назад, когда тепло изнутри вызвало растяжение и разрушение земной коры. Изображение Viking Orbiter 1, любезно предоставлено НАСА и Геологической службой США.

Каналы оттока на Марсе
Время от времени вода, попавшая под поверхность Марса, катастрофически затопляла поверхность, прорезая огромные каналы шириной до 100 километров, глубиной до 1 километра и длиной в тысячи километров. Наводнения оставили длинные столовые горы и острова в форме слезы, такие как острова Осуга-Вэллис. Наводнения хлынули в северные низменности, возможно, создав недолговечные моря. Косой вид на Осуга Валлис, любезно предоставленный Европейским космическим агентством (ЕКА).

Метеориты с Марса
Несколько метеоритов, которые были найдены на Земле, на самом деле прибыли с Марса. Эти редкие образцы предоставляют ученым информацию о марсианской среде и истории. Марсианским метеоритам от 4,5 до 180 миллионов лет. Этот образец остыл из потока лавы на Марсе около 1,3 миллиарда лет назад. Фотография метеорита Лафайет, сделанная Чипом Кларком, предоставлена ​​Смитсоновским институтом.

Гора Олимп, Марс
Возраст тонких колец Сатурна точно неизвестен. Судя по скорости распространения колец, их возраст оценивается примерно в 200 миллионов лет. Кольца состоят из частиц льда и пыли размером от сантиметра до метра. Изображение «Вояджера-2», предоставлено НАСА и Лабораторией реактивного движения.

Лавовые потоки на Венере
В отличие от других планет земной группы, поверхность Венеры не сильно изрыта кратерами. Большая часть поверхности была покрыта потоками лавы за последний миллиард лет. Вулканы, вероятно, продолжают извергаться на Венере и сегодня. Созданный компьютером трехмерный перспективный вид поверхности Венеры предоставлен НАСА/Лабораторией реактивного движения.

Кольца Сатурна
Возраст тонких колец Сатурна точно неизвестен. Судя по скорости распространения колец, их возраст оценивается менее чем в 200 миллионов лет. Кольца состоят из частиц льда и пыли размером от сантиметра до метра. Снимки Сатурна и колец с космического корабля «Кассини» предоставлены НАСА/Лабораторией реактивного движения/Институтом космических наук.

Вулканизм заканчивается на Меркурии
Широко распространенный эффузивный вулканизм на Меркурии закончился относительно рано в истории планеты, около 3,5 миллиардов лет назад. Однако некоторая вулканическая активность сохранялась, по крайней мере, до последней второй половины истории Солнечной системы. Самый молодой вулканический материал находится в пределах кольца центральной вершины 29Бассейн Рахманинова диаметром 0 км. Изображение бассейна Рахманинова предоставлено Лабораторией прикладной физики Университета Джона Хопкинса НАСА.

Земля Луна

Наверх

Гигантский удар
Объект размером с Марс столкнулся с Землей, испарившись, расплавившись и выбросив обломки ударника и внешнего слоя Земли на орбиту вокруг Земли, создав окружающее кольцо обломков.

Луна формирует
Материал в кольце обломков аккрецировался, чтобы сформировать нашу Луну, возможно, в течение нескольких сотен лет. Молодая Луна была намного ближе к Земле и совершала оборот вокруг планеты раз в несколько дней.

Лунный океан магмы
Тепло от аккрецирующих частиц заставило Луну, по крайней мере, частично расплавиться, создав океан лунной магмы. Изображение океана магмы предоставлено Центром космических полетов имени Годдарда НАСА.

Древняя лунная атмосфера
Лава, извергавшаяся на лунную поверхность около 3,5 миллиардов лет назад, выделяла газы над поверхностью быстрее, чем эти газы могли уйти в космос. Это создало временную атмосферу, которая рассеялась по мере уменьшения частоты извержений вулканов. Изображение древней лунной атмосферы предоставлено Центром космических полетов имени Маршалла НАСА.

Самые старые лунные камни
Миссии «Аполлон» вернули образцы древних пород лунной коры. Этим породам около 4,5 миллиардов лет, что указывает на то, что части лунной коры затвердели вскоре после образования Луны. Фотографии предоставлены Космическим центром Джонсона НАСА.

Лунная кора
Лунный океан магмы остыл и кристаллизовался, образовав кору толщиной около 40 километров. Астероиды продолжали бомбардировать Луну, оставляя ударные кратеры.

Лунный вулканизм
Части недр Луны оставались достаточно горячими, чтобы производить магму в течение более миллиарда лет после ее образования. Расплавленная порода вытекала на лунную поверхность через трещины в земной коре, растекаясь и заполняя низинные области ударных бассейнов. Телава быстро остыла, образовав мелкозернистые темные породы — базальты, образцы которых были отобраны во время миссий «Аполлон». Темные области, видимые на Луне, представляют собой базальтовые лавовые равнины. Изображение AS17-2444 Аполлона-17 предоставлено НАСА.

Луна становится геологически неактивной
Лунный вулканизм значительно уменьшился 3 миллиарда лет назад и полностью прекратился примерно 1 миллиард лет назад, когда внутренности этого небольшого тела остыли. Изображение Луны на ближней стороне предоставлено НАСА/Центром космических полетов имени Годдарда/Университетом штата Аризона.

Длинные дни Более далекая Луна
Продолжительность наших земных суток увеличивалась со временем. Примерно 900 миллионов лет назад каждый день длился около 18 часов. 370 миллионов лет назад день длился 22 часа. Сегодня, конечно, Земля переживает 24-часовой день. Сопротивление приливов, вызванное гравитационным притяжением нашей Луны, замедляет вращение Земли. Снимок Lunar Reconnaissance Orbiter, показывающий окруженный кольцами бассейн Восточного Моря, любезно предоставлен НАСА/Центром космических полетов имени Годдарда/Университетом штата Аризона.

Кратер Коперника
Кратер Коперника образовался на нашей Луне менее миллиарда лет назад, когда ударный элемент диаметром в несколько километров ударился о поверхность. В результате удара образовался круглый кратер диаметром почти 100 километров, из которого образовались выступающие лучи. Астронавты Аполлона-12 собрали образцы одного из лучей. Эти образцы свидетельствуют о времени удара. Снимок кратера Коперник, сделанный Lunar Reconnaissance Orbiter, предоставлен НАСА/Центром космических полетов имени Годдарда/Университетом штата Аризона.

Ближе к Луне
Луна в настоящее время вращается вокруг Земли на расстоянии ~ 384 400 километров. Подсчитано, что 3,9 миллиарда лет назад Луна вращалась вокруг Земли на расстоянии около 133 800 километров. Это заставило бы Луну казаться в небе примерно в 3 раза больше. Изображения Луны предоставлены НАСА/Центром космических полетов имени Годдарда/Университетом штата Аризона.

Кратер Тихо
Кратер Тихо диаметром около 85 километров хорошо виден на поверхности нашей Луны. Свежесть кратера и исходящие из него лучи материала позволяют предположить, что это молодой кратер; было мало времени, чтобы разрушить его. Изображение Луны предоставлено НАСА/Центром космических полетов имени Годдарда/Университетом штата Аризона.

Геологическая история Земли

Вернуться к началу 

Самая старая запись о столкновении с Землей
Самые старые ударные отложения на Земле — это шарики ударного расплава, обнаруженные в породах возрастом 3,47 миллиарда лет в зеленокаменном поясе Барбертон в Южной Африке и блоке Пилбара в Западной Австралии. Тонкий срез шариков ударного расплава, любезно предоставлен доктором Тиммонсом Эриксоном.

Древнейшие остатки земной коры
Крошечные зерна циркона в осадочных породах Джек-Хиллз в Западной Австралии образовались около 4,4 миллиарда лет назад. Эти зерна циркона являются остатками древнейшей земной коры и пережили многочисленные циклы эрозии, переотложения и тектонической деформации. Изображение зерна циркона в тонком срезе предоставлено доктором Тиммонсом Эриксоном.

Исходная земная кора
Поверхность ранней Земли была расплавленной, нагретой в основном ударами астероидов, таких как тот, что сформировал нашу Луну. Когда Земля остыла, ее внешняя поверхность затвердела, превратившись в кору. Пока она не утолщалась, продолжающаяся бомбардировка астероидами разрушала кору.

Вулканизм на Земле
Недра ранней Земли нагревались в основном за счет распада радиоактивных элементов. Хотя этот процесс выделения тепла по-прежнему важен сегодня, он был гораздо более значительным на ранней Земле, в результате чего планета была более вулканически активной, чем сейчас. Изображение ландшафта Земли в Гадее предоставлено доктором Симоной Марчи и доктором Дэном Дурда, Юго-Западный научно-исследовательский институт.

Ранняя атмосфера Земли
Вулканические извержения выбрасывали газы из недр Земли в атмосферу, процесс, называемый дегазацией, который продолжается и сегодня. Большую часть газа составляли углекислый газ и водяной пар. Водяной пар конденсировался, образуя часть земных океанов по мере охлаждения поверхности. Кометы также могли внести воду и сложные органические молекулы в окружающую среду Земли.

Земля добавляет землю
Подводные вулканы извергали лаву, которая в конечном итоге достигала поверхности океана, образуя активные вулканические острова. Подобные процессы наблюдаются сегодня на Гавайских островах и других вулканических островных цепочках.

Древнейшие континентальные горные породы и океаны Земли
Возраст самых старых горных пород, обнаженных на Земле, составляет почти 4,0 миллиарда лет. Эти метаморфические породы — гнейсы Акаста — встречаются в Канаде. Вероятно, не случайно, что самые старые из найденных горных пород образовались, когда скорость бомбардировки нашей Солнечной системы астероидами замедлилась.

Древнейшие осадочные породы Земли
Древнейшие осадочные породы Земли, обнаруженные в Гренландии, имеют возраст около 3,9миллиард лет. Необычные химические следы в этих породах могут свидетельствовать о том, что в момент их образования существовала жизнь. Изображение предоставлено доктором Грэмом Райдером.

Повышение содержания кислорода в атмосфере
По мере того, как кислорода, в первую очередь в результате фотосинтеза, становилось больше, а растворенное железо истощалось в результате химических реакций с образованием полосчатых железных образований, содержание кислорода в атмосфере увеличивалось с менее чем 0,1% до более чем 10%. Кислород в конце концов превратился в озон в верхних слоях атмосферы; озон защищает Землю от повреждающего ткани ультрафиолетового излучения.

Ударный кратер Вредефорт
Кратер Вредефорт в Южной Африке является круглым остатком удара, который обрушился на Землю около 2 миллиардов лет назад. Столкновений в нашей Солнечной системе стало меньше, но время от времени они все еще происходили. Первоначальный кратер был, вероятно, около 140 километров в поперечнике, но эрозия и осадочный покров уменьшили открытый кратер примерно до 80 километров в диаметре. Изображение космического челнока STS51I-33-56AA, любезно предоставлено НАСА.

Самые старые скалы Гранд-Каньона
В отличие от Долины Маринер на Марсе, Гранд-Каньон был вырезан рекой. За последние 10 миллионов лет или около того река Колорадо проделала в земной коре русло глубиной 1,5 км, разрезав почти 1,5 миллиарда лет геологической истории. Самые старые скалы обнажены на дне Гранд-Каньона, предоставляя геологам свидетельства древней среды и событий. Изображение Гранд-Каньона предоставлено доктором Грэмом Райдером.

Самые старые скалы в Гранд-Каньоне — Подвальные камни
«Скалы фундамента Вишну» изначально были вулканическими породами, обнаженными на поверхности, покрытыми отложениями. Со временем перекрывающие отложения горных пород и отложений оказали большое давление на первоначальные породы фундамента, преобразовав породы. Другие вулканические или магматические породы также вторглись в скалы фундамента. Изображение камней в подвале предоставлено Службой национальных парков.

Земля переходит в глубокий мороз
Земля пережила несколько ледниковых периодов, которые, возможно, почти полностью покрыли ее льдом. Эти повторяющиеся глубокие заморозки длились миллионы лет и, по-видимому, заканчивались резким потеплением. Колебания от ледникового периода к теплому периоду, возможно, почти уничтожили жизнь, но в конечном итоге могли стать движущей силой эволюции многоклеточных организмов.

Бесплодная земля
В то время как океаны кишели жизнью, суша оставалась практически бесплодной, населенной только микробами, такими как бактериальные маты, водоросли и лишайники.

Садбери Импакт
Астероид диаметром около 12 километров столкнулся с Канадским щитом 1,85 миллиарда лет назад. Удар оставил после себя конусы осколков и образовал одну из старейших и крупнейших ударных структур Земли — кратер Садбери шириной ~ 200–250 километров в Онтарио. В кратере находится одно из самых богатых в мире месторождений никеля, меди и элементов платиновой группы. Разбитые конусы в ударном комплексе Садбери, изображение любезно предоставлено доктором Мартином Шмидером.

Жизнь на Земле

Наверх

Происхождение жизни
Жизнь на Земле могла зародиться вскоре после того, как столкновения с астероидами стали реже, а поверхность Земли и океаны стабилизировались. Хотя есть убедительные доказательства того, что жизнь существовала уже 4,3 миллиарда лет назад, нет неоспоримых ископаемых свидетельств существования жизни в горных породах примерно до 3,5 миллиарда лет назад.

Ранняя жизнь
Самая ранняя жизнь на Земле состояла из прокариот — небольших одноклеточных организмов без ядер. Эти самые ранние организмы были анаэробными — им не требовался кислород для жизни.

Новый тип ячейки
Первые эукариоты были одноклеточными организмами с четко выраженными ядрами. Сегодня эукариоты превратились в сложные организмы, включая грибы, протистов, растения и животных. Прокариоты, как и бактерии, имеют небольшое количество ДНК, содержащейся в одиночных круглых хромосомах. У эукариот ДНК организована в несколько хромосом и содержится как в ядре, так и в митохондриях. Эти организмы могут воспроизводиться путем обмена ДНК между клетками, что приводит к большему разнообразию и более быстрой эволюции.

Производство кислорода
Когда фотосинтезирующие организмы перекачивали кислород в атмосферу и океан Земли, кислород вступал в реакцию с растворенным в океанах железом и образовывал массивные отложения горных пород, называемые «кольчатыми железными образованиями». Как только растворенное железо использовалось в химических реакциях, в атмосфере стало увеличиваться содержание кислорода. Большая часть железа, используемого сегодня в промышленности, возникла именно в это время. Фотография обнажения полосчатой ​​железной формации, расположенной на Верхнем полуострове, штат Мичиган. Крышка объектива дает представление о масштабе. Изображение предоставлено Сарой Хэнсон, Департамент наук о Земле, Колледж Адриана, Адриан, Мичиган.

Многоклеточная морская жизнь
Вероятно, первыми морскими обитателями были растения. Chinggiskhaania bifurcata, окаменелая водоросль, обнаруженная в Монголии, возрастом более 555 миллионов лет, является одной из самых ранних известных многоклеточных морских водорослей. Простые многоклеточные плакозоа, или Trichoplax adharens, скорее всего, были первым морским животным.

Кембрийский взрыв жизни
Приблизительно 543 миллиона лет назад, в начале кембрийского периода, летопись окаменелостей по всей Земле отмечена драматическим появлением сложных, разнообразных многоклеточных организмов с раковинами. К концу кембрийского периода (49 г.0 миллионов лет назад) появились практически все основные группы животных, существующие сегодня, за исключением мшанок. Некоторые ученые считают, что всплеск разнообразия был быстрым, всего за 10 миллионов лет.

Наземные растения и насекомые
Примитивные наземные растения, развившиеся из водорослей, обеспечивали источники пищи и ниши для использования другими организмами. Самые ранние растения были маленькими, прилегали к земле и нуждались в воде для размножения. Примерно через 60 миллионов лет в ландшафте преобладали высокие леса. Насекомые возникли в ордовикский период, около 480 миллионов лет назад. Считается, что они возникли одновременно с наземными растениями.

Жизнь океана разнообразится
Все большее разнообразие и изобилие морской жизни населяло теплые моря. В то время как губки, кораллы и брахиоподы занимали морское дно, трилобиты, головоногие (родственные кальмарам и осьминогам) и челюстные рыбы плавали в водах выше. Несмотря на это разнообразие, только 20% всех известных видов на Земле сегодня живут в воде.

Первые рыбы были бесчелюстными и принадлежали к надклассу рыб «Agnatha», с характерно очерченными черепами, состоящими из костей или хрящей. Примером этого типа рыб является Haikouichthys, который сейчас вымер, но жил во время кембрийского взрыва.

В девонское время, приблизительно от 416 до 355 миллионов лет назад, в морях плавали и охотились рыбы самых разных видов. К этому времени появились кистеперые рыбы — предки земноводных — и первые акулы.

Земноводные
У некоторых лопастных рыб развились перепончатые конечности, похожие на ноги. Вероятно, они жили на мелких болотистых участках, где их конечности позволяли им маневрировать легче, чем плавники. В конце концов (более 50 миллионов лет) у них развились другие системы поддержки, которые предотвратили их высыхание и позволили им передвигаться по суше в качестве первых амфибий. Хотя земноводные живут на суше, они должны вернуться в воду, чтобы отложить яйца. Все существующие взрослые амфибии плотоядны.

Семеноводческие растения
Поскольку семенным растениям для размножения не нужна вода, они смогли распространиться в среде, недоступной для самых ранних растений. Оболочка предохраняет семена от высыхания и защищает питательные вещества, позволяя семенам бездействовать в суровых условиях. Первыми семенными растениями были голосеменные растения, к которым относятся современные сосны и гигантские секвойи.

Рептилии
В то время как вымирание является катастрофой для некоторых видов, вымирание предоставляет возможности для выживших. Рептилии возникли около 300 миллионов лет назад и заменили амфибий в качестве доминирующих наземных животных после пермского вымирания. Рептилии производят яйцо, содержащее питательные вещества в защитной оболочке; в отличие от земноводных, им не нужно возвращаться в воду для размножения. Эта разница позволила рептилиям переселиться в новую наземную среду. Ранние рептилии, такие как Euparkeria, могли быть предками динозавров.

Пермское массовое вымирание
Около 250 миллионов лет назад более 90% всех видов на Земле таинственным образом погибли во время массового вымирания, возможно, всего за несколько тысяч лет. Трилобиты вымерли; видов кораллов, мшанок и брахиопод уменьшилось. Пострадали также наземные растения и животные; количество видов амфибий сократилось, а в некоторых экосистемах доминировали грибы. Причина «Великого вымирания» пока неизвестна, хотя многие ученые связывают катастрофу с крупными изменениями окружающей среды, возможно, связанными с реорганизацией циркуляции океана или массовым вулканизмом.

Первые динозавры
Примерно 230 миллионов лет назад, в триасовый период, появились динозавры, которые произошли от рептилий. Платеозавр был одним из первых крупных травоядных динозавров, родственником гораздо более крупных зауроподов. Он вырос примерно до 9 метров в длину. Платеозавр, вероятно, большую часть времени ходил на всех четырех ногах, иногда поднимаясь на дыбы с верхушек деревьев.

Первые млекопитающие
Окаменелости самых ранних млекопитающих имеют возраст более 200 миллионов лет. Эти маленькие, похожие на землеройку животные, вероятно, жили в пещерах или норах и охотились по ночам на насекомых и мелких рептилий.

Первая птица
Археоптерикс — самая ранняя неоспоримая птица. Слабо летающий, он поделился характеристиками со своими предками-динозаврами. Окаменелости показывают, что у археоптерикса, как и у динозавров, были зубы, длинный костлявый хвост и когти на крыльях, а также птичье бедро и перья.

Разнообразие рептилий
Рептилии завоевали землю, море и воздух в мезозойскую эру между 250 и 65 миллионами лет назад. Плезиозавры были морскими рептилиями, достигавшими 13 метров в длину.

Доисторические черепахи
Гигантские наземные черепахи жили во времена динозавров и были похожи на современных черепах. Самая крупная из наземных черепах была около 2,5 метров в длину, весила целых 4 метрических тонны и имела прочный панцирь, чтобы выдерживать хищников.

Первые цветущие растения
Цветковые растения — покрытосеменные — также являются семенными растениями. Цветы привлекают насекомых и другие организмы, что приводит к опылению и развитию семян, заключенных в плоды. Большая часть наших продуктов питания — фрукты, пшеница, рис — поступает из покрытосеменных растений.

Гигантский удар
Астероид или комета диаметром от 10 до 16 километров столкнулись с Землей на территории современного полуострова Юкатан в Мексике. Считается, что это воздействие вызвало пожары и цунами и создало облако пыли и водяного пара, которое окутало земной шар за считанные дни, что привело к колебаниям глобального климата. Экстремальные экологические сдвиги вызвали бы массовое вымирание 75% видов на Земле, включая динозавров.

Эпоха млекопитающих
Окаменелости самых ранних млекопитающих имеют возраст более 200 миллионов лет. Эти маленькие, похожие на землеройку животные, вероятно, жили в пещерах или норах и охотились по ночам на насекомых и мелких рептилий.

Предки человека
Первые ранние гоминиды могли быть двуногими — прямоходящими на двух ногах. Примерно 2,5 миллиона лет назад гоминиды изготавливали инструменты. Люди 500 000 лет назад использовали огонь. 3000 лет назад календари, посев сельскохозяйственных культур и навигация основывались на звездах, Луне и Солнце.

Один маленький шаг — один гигантский прыжок
20 июля 1969 года Нил Армстронг стал первым человеком, ступившим на лунную почву нашей Луны. Приключение по изучению того, откуда мы пришли и куда идем, продолжается. Изображение Аполлона-11 AS11-40-5877, любезно предоставлено НАСА.

Открытие планет в нашей Солнечной системе – сейчас. Powered by Northrop Grumman

Благодаря усилиям поколений астрономов, которым сейчас помогают исследования космоса, в Солнечной системе есть постоянно растущий список карликовых планет, лун, астероидов, комет, а также более мелких объектов. Но в нашей Солнечной системе всего восемь больших планет. В порядке удаления от Солнца это Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Как объяснила Universe Today, эти восемь миров отличаются от всех других объектов, вращающихся вокруг Солнца, включая (печально) известную карликовую планету Плутон, тем, что их массивные гравитационные поля «выметают» область пространства вокруг их орбит. Таким образом, если не считать их собственных лунных систем, у них почти нет ближайших соседей в космосе.

Странники

Мы склонны воображать, что планеты были открыты астрономами с помощью телескопов, но это произошло только дважды, с Ураном и Нептуном. Из остальных шести пять из них — Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн — входят в число самых ярких видимых «звезд» на ночном небе.

Ранние астрономы обнаружили, что эти пять планет постепенно дрейфуют по ночному небу, меняя свое положение от ночи к ночи по сравнению с соседними звездами. Орегонский университет отметил, что древние сообщения об этих движениях планет можно проследить как минимум на 4000 лет назад.

Еще одна крупная планета находится у нас под ногами, Земля: нам не нужно было ее открывать, хотя признание того, что это планета, было удивительным достижением.

Войдите в телескоп

Из планет, вращающихся вокруг Солнца, седьмая, Уран, согласно Sky & Telescope, была первой открыта астрономом с телескопом: Уильямом Гершелем в 1779 году. Случается, что Уран действительно виден невооруженным глазом, хоть и еле-еле. Из-за своей слабости — и из-за того, что никто не искал тусклую внешнюю планету — она ускользала от обнаружения на протяжении столетий.

Гершель искал не планету, а двойные звезды. В его телескоп Уран выглядел немного странно; это привлекло его внимание и привело к неожиданному открытию.

Входит сэр Исаак Ньютон

Доказательство того, что Уран действительно является одной из планет, вращающихся вокруг Солнца, стало триумфом закона всемирного тяготения сэра Исаака Ньютона (хотя он умер задолго до открытия Урана). Но это было еще не все, и человеческая история Солнечной системы была готова сделать новый поворот под влиянием математики.

Когда астрономы отслеживали Уран в течение десятилетий после его открытия, сообщают Sky & Telescope, они обнаружили крошечные несоответствия между его реальной орбитой и орбитой, предсказанной теорией Ньютона. Эти расхождения не были случайными. Они предположили математикам, что поблизости должна быть другая планета, притягивающая Уран, что могло объяснить его блуждающее движение.

Как сообщает Space.com, два астронома, Урбен Леверье и Джон Кауч Адамс, рассчитали положение восьмой планеты. В 1846 году астроном Иоганн Готфрид Галле исследовал область неба, на которую указывали их расчеты, и открыл Нептун.

Но есть одна хитрость. Как оказалось, ранее Нептун видел не кто иной, как Галилей. Галилей записал его в свой блокнот, наблюдая за Юпитером и его спутниками, которые он недавно открыл с помощью своего новаторского телескопа, но считается, что он принял планету за звезду.

Девятая планета?

В течение десятилетий после открытия Нептуна история, казалось, была готова повториться, заявило Американское астрономическое общество. Измерения намекнули, что на орбитальное движение Урана влияет другая планета, и астроном Персиваль Лоуэлл предпринял попытку найти то, что он назвал Планетой X.

В 1930 году эта попытка казалась успешной, когда Клайд Томбо, работая над проектом Лоуэлла, обнаружил слабый далекий объект вблизи предсказанного местоположения Планеты X. Этот объект был назван Плутоном; она казалась намного меньше, чем предполагалось, но десятилетиями считалась девятой планетой. Предсказания Лоуэлла о Планете X в конечном итоге были отвергнуты, когда появились более точные данные об орбите 19-го века.82 Космическая миссия «Вояджер-2» показала, что Нептун достаточно велик, чтобы сам влиять на орбиту Урана.

Только в начале 21 века астрономы обнаружили другие тела подобного размера, такие как Эрида, вращающиеся вокруг Солнца далеко за пределами Нептуна. Таким образом, как сообщает Universe Today, Плутон теперь классифицируется как одна из растущего списка карликовых планет, крупнее астероидов, но меньше крупных планет.

Планеты за пределами

Возможное существование другой большой планеты далеко за пределами Нептуна остается предметом споров. Некоторые астрономы продолжают исследовать орбиты известных объектов внешней системы, ища намеки на орбитальные возмущения массивными неоткрытыми объектами.

Другие обратились к исследованию планет за пределами Солнечной системы, где список открытых планет теперь исчисляется тысячами. Напротив, говорит Роберт Локвуд из группы операций TESS в Northrop Grumman, вероятно, «в нашей Солнечной системе всего восемь планет. В нашей Солнечной системе есть легионы других интересных объектов, астероидов, лун, комет и т. д., но я не знаю никого, кто называл бы их планетами».

История Солнечной системы вступила в новую эру с открытием новых карликовых планет. Будущие космические зонды, а также орбитальные обсерватории, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), будут играть центральную роль в наших исследованиях этого обширного региона космоса.

астрономия | Определение, история, открытия и факты

Космический телескоп Хаббл

Посмотреть все СМИ

Ключевые люди:

Дидье Кело
Рейнхард Гензель
Мишель Майор
Джеймс Пиблз
Андреа Гез

Связанные темы:

исследование космоса
космология
небесная механика
Солнечная система
вселенная

Просмотреть весь связанный контент →

Популярные вопросы

Что такое астрономия?

Астрономия изучает объекты и явления за пределами Земли. Астрономы изучают такие близкие объекты, как Луна и остальная часть Солнечной системы, через звезды Галактики Млечный Путь и далекие галактики в миллиардах световых лет от нас.

Чем астрономия отличается от космологии?

Астрономия изучает объекты и явления за пределами Земли, тогда как космология — это раздел астрономии, изучающий происхождение Вселенной и ее эволюцию. Например, Большой взрыв, происхождение химических элементов и космическое микроволновое излучение — все это предметы космологии. Однако другие объекты, такие как внесолнечные планеты и звезды в нынешней Галактике Млечный Путь, не являются таковыми.

Сводка

Прочтите краткий обзор этой темы

астрономия , наука, охватывающая изучение всех внеземных объектов и явлений. До изобретения телескопа и открытия законов движения и гравитации в 17 веке астрономия в основном занималась определением и предсказанием положений Солнца, Луны и планет, первоначально для календарных и астрологических целей, а затем для навигационных целей. использование и научный интерес. Каталог изучаемых в настоящее время объектов значительно шире и включает в себя в порядке увеличения расстояния Солнечную систему, звезды, составляющие Галактику Млечный Путь, и другие, более далекие галактики. С появлением научных космических зондов Земля также стала изучаться как одна из планет, хотя ее более детальное исследование остается прерогативой наук о Земле.

Сфера астрономии

С конца 19 века астрономия расширилась, включив в нее астрофизику, применение физических и химических знаний для понимания природы небесных объектов и физических процессов, управляющих их образованием, эволюцией и излучением излучения. Кроме того, газы и частицы пыли вокруг и между звездами стали предметом многочисленных исследований. Изучение ядерных реакций, обеспечивающих энергию, излучаемую звездами, показало, как разнообразие атомов, встречающихся в природе, может быть получено из Вселенной, которая после первых нескольких минут своего существования состояла только из водорода, гелия и следа литий. С явлениями в самом большом масштабе связана космология, изучение эволюции Вселенной. Астрофизика превратила космологию из чисто спекулятивной деятельности в современную науку, способную делать предсказания, которые можно проверить.

Несмотря на свои большие достижения, астрономия по-прежнему подвержена серьезному ограничению: она по своей сути является наблюдательной, а не экспериментальной наукой. Почти все измерения должны производиться на больших расстояниях от интересующих объектов, без контроля таких величин, как их температура, давление или химический состав. Есть несколько исключений из этого ограничения, а именно метеориты (большинство из которых происходят из пояса астероидов, хотя некоторые из них — с Луны или Марса), образцы горных пород и почвы, доставленные с Луны, образцы кометной и астероидной пыли, доставленные автоматические космические аппараты и частицы межпланетной пыли, собранные в стратосфере или над ней. Их можно исследовать с помощью лабораторных методов, чтобы получить информацию, которую нельзя получить никаким другим способом. В будущем космические миссии могут возвращать материалы с поверхности Марса или других объектов, но большая часть астрономии, по-видимому, ограничивается наблюдениями с Земли, дополненными наблюдениями с орбитальных спутников и космическими зондами дальнего действия и дополненными теорией.

Определение астрономических расстояний

Одной из основных задач астрономии является определение расстояний. Без знания астрономических расстояний размер наблюдаемого объекта в космосе остался бы не чем иным, как угловым диаметром, а яркость звезды не могла бы быть преобразована в ее истинную излучаемую мощность или светимость. Астрономическое измерение расстояний началось со знания диаметра Земли, что послужило основой для триангуляции. Внутри Солнечной системы некоторые расстояния теперь можно лучше определять по времени отражений радара или, в случае Луны, с помощью лазерной локации. Для внешних планет до сих пор используется триангуляция. За пределами Солнечной системы расстояния до ближайших звезд определяются с помощью триангуляции, в которой диаметр земной орбиты служит базовой линией, а сдвиги звездного параллакса являются измеряемыми величинами. Звездные расстояния обычно выражаются астрономами в парсеках (пк), килопарсеках или мегапарсеках. (1 пк = 3,086 × 10 ¹⁸ см, или около 3,26 световых года [1,92 × 10 ¹³ миль].) Расстояния можно измерить с точностью до килопарсека с помощью тригонометрического параллакса ( см. звезда: Определение звездных расстояний). Точность измерений, сделанных с поверхности Земли, ограничена атмосферными эффектами, но измерения, сделанные со спутника Hipparcos в 1990-х годах, расширили шкалу до звезд до 650 парсеков с точностью около одной тысячной угловой секунды. Ожидается, что спутник Gaia будет измерять звезды на расстоянии до 10 килопарсеков с точностью до 20 процентов. Менее прямые измерения должны использоваться для более далеких звезд и галактик.

Britannica Quiz

36 вопросов из самых популярных научных викторин Britannica

Насколько хорошо вы знаете астрономию? Как насчет квантовой механики? Эта викторина проведет вас через 36 самых сложных вопросов из самых популярных викторин Britannica о естественных науках. Только лучшие викторины закончат его.

Здесь описаны два общих метода определения галактических расстояний. В первом в качестве эталона используется четко идентифицируемый тип звезды, поскольку ее светимость хорошо определена. Для этого требуется наблюдение за такими звездами, которые находятся достаточно близко к Земле, чтобы их расстояния и светимости были надежно измерены. Такая звезда называется «стандартной свечой». Примерами являются переменные цефеиды, яркость которых периодически меняется хорошо задокументированными способами, и некоторые типы взрывов сверхновых, которые имеют огромную яркость и поэтому могут быть видны на очень больших расстояниях. После калибровки яркости таких более близких стандартных свечей можно рассчитать расстояние до более дальней стандартной свечи на основе ее калиброванной яркости и фактической измеренной интенсивности. (Измеренная интенсивность [ I ] связано со светимостью [ L ] и расстоянием [ d ] формулой I  =  L /4π d ² . ) его спектр или закономерность регулярных изменений яркости. (Возможно, потребуется внести поправки на поглощение звездного света межзвездным газом и пылью на больших расстояниях.) Этот метод лежит в основе измерений расстояний до ближайших галактик.

Второй метод измерения расстояний до галактик использует наблюдение, согласно которому расстояния до галактик обычно коррелируют со скоростью, с которой эти галактики удаляются от Земли (определяемой по доплеровскому сдвигу длин волн излучаемого ими света). Эта корреляция выражается в законе Хаббла: скорость =  H  × расстояние, где H обозначает постоянную Хаббла, которая должна быть определена из наблюдений за скоростью, с которой галактики удаляются. Широко распространено мнение, что H находится между 67 и 73 километрами в секунду на мегапарсек (км/сек/Мпк). H использовался для определения расстояний до удаленных галактик, в которых не были обнаружены стандартные свечи. (Дополнительное обсуждение разбегания галактик, закона Хаббла и определения галактического расстояния см. в см. Физические науки: Астрономия.)

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Как родилась наша Солнечная система

КОСМОС

Автор Katie Pavid

Узнайте, как гигантское межзвездное облако, известное как солнечная туманность, породило нашу Солнечную систему и все, что в ней находится.

Солнечная система, какой мы ее знаем, зародилась как огромное, вихревое облако газа и пыли, закрученное во Вселенной без направления и формы.

Около 4,6 миллиарда лет назад это гигантское облако превратилось в наше Солнце. Последовавшие за этим процессы привели к возникновению Солнечной системы с восемью планетами, 181 луной и бесчисленным количеством астероидов.

Исследователь Тим Грегори объясняет, как он появился.

Гравитационный коллапс

Прежде чем превратиться в аккуратный набор планет, каждый клочок материи в Солнечной системе был частью гигантской туманности — плывущего межзвездного облака. Это гигантское облако состояло из пыли, водорода и других газов.

Он начал разрушаться сам по себе после того, как стал гравитационно нестабильным. Возможно, это произошло из-за соседней сверхновой — взорвавшейся звезды — которая посылает ударные волны по космосу.

Затем гравитация заставила пыль и газ постоянно притягиваться к центру облака, делая его ядро ​​очень горячим и плотным.

Космический телескоп НАСА «Хаббл» заснял расширяющиеся остатки массивной сверхновой, туманности Вуаль © NASA/ESA/Hubble Heritage Team
 

Грегори говорит: «Это стало эффектом снежного кома. Чем больше материи втягивалось, тем плотнее становился центр, увеличивая гравитацию и втягивая внутрь еще больше пыли.

‘Около 99,9% материала попало в середину облака и стало Солнцем. Как только центр стал горячим и достаточно плотным, начался ядерный синтез. Тогда видимый свет впервые заполнил Солнечную систему.

‘0,1% материи, оставшейся на орбите вокруг Солнца, заставили это газовое облако случайной формы принять форму плоского диска. На этом плоском диске, называемом протопланетным диском, сформировались планеты».

Формирование планет    

Когда этот вращающийся диск вращался вокруг Солнца, он начал охлаждаться и образовывать различные типы твердого материала.

Грегори говорит: «Вблизи Солнца температура была очень высокой, поэтому образовались минералы и металлы. А на краю диска, вдали от солнечного тепла, образовались менее летучие твердые вещества, такие как лед и аммиак.

‘По мере того, как диск продолжал остывать, эти вращающиеся твердые тела слипались, образуя большие скопления массы. Постепенно они становились все больше и больше, подметая всю оставшуюся пыль, пока не превратились в планеты, которые мы знаем сегодня».

Часть хондрита, найденная в пустыне Сахара, демонстрирующая образование хондр. Хондриты — наиболее распространенный тип метеорита, падающего на Землю © Tim Gregory
 

Горячий каменистый материал вблизи центра Солнечной системы превратился в планеты земной группы с металлическими ядрами: Меркурий, Венера, Земля и Марс.

А на прохладных краях родились газовые и ледяные гиганты: Сатурн, Юпитер, Нептун и Уран.

Пояс астероидов

Камни, избежавшие притяжения планет, превратились в астероиды, разбросанные по Солнечной системе без постоянного дома.

Многие из этих камней вращаются вокруг Солнца в области между Марсом и Юпитером, известной как пояс астероидов. Они могут быть очень большими — самая большая из них, Церера, имеет диаметр почти 600 миль.

Грегори говорит: «Астероиды — это каменные обломки, оставшиеся с эпохи формирования планет 4,5 миллиарда лет назад.

‘Они очень ценны для нас как ученых, потому что они содержат материал, из которого изначально были сделаны Земля и другие планеты, застывший во времени. Изучение этих пород может многое рассказать нам о том, какими были условия на диске, когда планеты еще только формировались».

Первые твердые частицы

Многие астероиды в Солнечной системе расплавились в начале своей истории, образовав железное ядро ​​и каменистую мантию. Во время плавления более тяжелый материал, металл, опускается к центру, а более легкая порода всплывает, образуя корку.

Тела, которые не расплавились, относятся к типу метеоритов, известных как хондриты — осадочные породы, образовавшиеся в ранней солнечной туманности.

Поскольку они не плавились, они являются нетронутыми образцами первоначальных твердых тел, образовавшихся в остывающем протопланетном диске. Для ученых они являются одними из самых ценных оставшихся материалов, которые у нас есть.

Это также самый распространенный тип метеорита, который падает на Землю.

Грегори, чьи исследования сосредоточены на этих породах, говорит: «Хондриты содержат первые твердые тела, образовавшиеся в Солнечной системе. Анализируя их, мы можем выяснить, сколько лет Солнечной системе.

‘Мы можем разгадать 4,5 миллиарда лет пути от солнечной туманности к протопланетному диску и к Солнечной системе, которую мы видим сегодня.

«Земля образовалась из этой туманности, поэтому наше путешествие, чтобы понять ее, — это также путешествие самопознания. Это позволяет нам понять наш собственный дом в космосе».

• Пространство
• Особенность

Путеводитель по видимым планетам — когда и где смотреть (2022) — Фермерский альманах

Вы заядлый наблюдатель за звездами? Если это так, вы, вероятно, хотите знать, когда вы сможете увидеть не только звезды, но и видимые планеты в нашей Солнечной системе. Их иногда называют «планетами, которые можно увидеть невооруженным глазом», потому что их можно увидеть невооруженным глазом — без телескопа или бинокля (кроме Нептуна!). В этом удобном справочнике указаны даты, когда можно увидеть планеты в течение года. Это одна страница, которую вы хотите добавить в закладки!

Меркурий

Меркурий — ближайшая к Солнцу планета в нашей Солнечной системе. Поскольку он находится так близко к Солнцу, его можно наблюдать только ранним утром, незадолго до восхода солнца или в сумерках. Фактически, древнегреческие астрономы когда-то считали Меркурий двумя отдельными объектами. Обычно он выглядит как яркая «звезда» с золотым оттенком. В виде вечерней звезды появляется на западном небе примерно через час после захода Солнца; как утренняя звезда, она появляется на востоке неба, восходя примерно за час до восхода Солнца. Меркурий обычно выглядит как яркая «звезда» с желтоватым или охристым оттенком.

Когда будет виден Меркурий в 2022 году?

по утрам

• 31 января по 16 марта
• с 2 по 3 июля
• 3 октября по 17 октября (Лучше всего увидеть: 3 октября 17)

venterings 6067777657

9000

9000

. С 1 января по 15 января

Меркурий будет самым ярким и легким для наблюдения на вечернем небе в период с 18 апреля по 10 мая; самая яркая и легкая для наблюдения на утреннем небе с 3 по 17 октября.

Узнайте больше о Меркурии!

Венера

После Луны Венера является самым ярким природным объектом на ночном небе. Это и ближайший сосед Земли в нашей Солнечной системе, и планета, наиболее похожая на Землю по размеру, гравитации и составу. Мы не можем видеть поверхность Венеры с Земли, потому что она покрыта густыми облаками. Венера имеет самую плотную атмосферу из четырех планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс), которая состоит в основном из углекислого газа. Всегда сверкали и сияли ровным серебристым светом.

Когда Венера будет видна в 2022 году?

по утрам

• с 17 января по 27 августа (лучше всего увиден на утреннем небе 13 февраля. В конце января и почти весь февраль Венера будет напоминать яркую фазу полумесяца в телескопах и биноклях на утреннем небе. Венера и Юпитер окажутся очень близко друг к другу утром 30 апреля и 1 мая.0003

  Узнайте больше о Венере !

  Марс с Землей и ее луной вдалеке.

  Марс

  Марс — четвертая планета от Солнца в нашей Солнечной системе. Хотя это не наш ближайший сосед (эта честь принадлежит Венере) и не самая яркая планета на ночном небе (также Венера), возможно, это планета, которая больше всего вдохновляет наше воображение. Будь то дом для «маленьких зеленых человечков» или будущий аванпост для жизни с Земли, планета широко фигурирует в научно-фантастических книгах и фильмах. Марс часто называют «Красной планетой», потому что на небе он кажется оранжево-красным, а материал его поверхности содержит много оксида железа. Железо выглядит черным, но под воздействием кислорода этот элемент приобретает красноватый оттенок, т. е. «оксид железа».

  Сияющий как «звезда» с желто-оранжевым оттенком, Марс может значительно различаться по яркости. Этот конкретный аспект будет ярко продемонстрирован в 2022 году, когда яркость и сияние Марса увеличится примерно в 23 раза с Нового года до начала декабря.

  Марс начинает год на утреннем небе, сияя как незаметный объект второй величины в незодиакальном созвездии Змееносца, Держателя Змея. В течение года яркость Марса будет медленно увеличиваться по мере того, как его расстояние от Земли будет постепенно уменьшаться.

  Марс пройдет довольно близко к Сатурну утром 4 апреля и к Юпитеру утром 29 мая.

  К концу октября Марс будет сиять яркой звездной величиной -1,2 между рогами Телец, Бык, когда он начинает свое ретроградное движение. Он приблизится к Земле 30 ноября на расстоянии 50,6 млн миль (81,4 млн км).

  Марс встанет в оппозицию к Солнцу 8 декабря, взойдет на закате, достигнет высшей точки на небе в полночь и зайдет на восходе. Тогда он будет сиять с величиной -1,9., затмевающий даже Сириус, самую яркую из всех звезд. В вечерние часы 7 декабря полная луна пройдет очень близко над Марсом, фактически скрывая ее (так называемое затмение) для некоторых частей Северной Америки, что, несомненно, вызовет вопрос, который будет повторяться этой ночью много раз: «Что это такое? яркая желто-оранжевая звезда прямо под Луной?»

  Когда Марс будет виден в 2022 году?

  Утром

  • С 1 января по 7 декабря (лучше всего смотреть: с 3 по 7 декабря)

  Вечером

  • С 8 по 31 декабря (лучше всего: с 8 по 9 декабря)

  Узнайте больше о Марсе!

  Планета Юпитер.

  Юпитер

  Юпитер обычно является третьим по яркости объектом на ночном небе после Луны и Венеры (только Марс, наш ближайший сосед, иногда бывает ярче), и лето — особенно хорошее время для наблюдения за этим ярким гигантом. Характерная черта Юпитера, «Большое красное пятно», на самом деле представляет собой колоссальный шторм, бушующий на поверхности планеты по крайней мере с 17 века, когда его впервые увидели в телескоп. Он известен как «Газовый гигант», потому что, хотя он выглядит твердым, он состоит в основном из газов, таких как водород и гелий.

  Юпитер и Венера взойдут бок о бок над восточным горизонтом утром 30 апреля; захватывающее зрелище. Хотя Юпитер будет светиться с яркой величиной -2, Венере удается затмить его на две величины и она выглядит более чем в шесть раз ярче. Юпитер появится совсем рядом с Марсом утром 29 мая.

  Когда Юпитер будет виден в 2022 году?

  Утром

  • С 26 марта по 25 сентября (лучше всего смотреть: 29 августа)до 25 сентября)

  вечера

  • с 1 января по 13 февраля (наилучшим образом увиден: с 1 января по
  • 26 сентября по 31 декабря (наилучший вид: 26 сентября по 22 октября)

  Узнайте больше о Юпитере !

  Сатурн

  Сатурн

  Сатурн — шестая планета от Солнца и вторая по величине после Юпитера. Это одна из пяти планет, видимых с Земли невооруженным глазом (остальные Меркурий, Венера, Марс и Юпитер). Несмотря на удаленность от Земли, уникальная система колец Сатурна делает его, возможно, самой узнаваемой планетой в нашей Солнечной системе. Хотя около 833 планет Земли поместились бы на Сатурне, плотность планеты составляет лишь одну восьмую от плотности Земли, поэтому масса Сатурна составляет едва 9в 5 раз больше, чем на Земле.

  Знаменитые кольца видны только в телескоп. Они были максимально наклонены к Земле в октябре 2017 года и сейчас приближаются к нашей прямой видимости.

  Весь 2022 год Сатурн будет находиться в границах Козерога Морского Коза.

  Когда будет виден Сатурн в 2022 году?

  Утренние часы

  • С 22 февраля по 13 августа (лучше всего смотреть: с 30 июля по 13 августа)

  Вечером

  • С 1 по 17 января
  • С 14 августа по 31 декабря (лучше всего смотреть: с 14 августа по 6 сентября)

  Узнайте больше о Сатурне!

  Уран

  Уран

  Уран (произносится как «EUR-an-iss») — седьмая планета от Солнца, самая маленькая из газовых планет Солнечной системы и первая открытая учеными. Уран находится так далеко от нас, что его обычно даже нельзя увидеть невооруженным глазом. планета также примечательна своим резким наклоном, из-за которого ее ось указывает почти прямо на Солнце. Ее иногда называют «Планетой Бычьего глаза» из-за ее сложных колец и лун, которые делают ее похожей на бычий глаз, и «Ледяным гигантом» из-за ее холодной атмосферы, а ее масса на 80 или более процентов состоит из смесь воды, метана и аммиачного льда.

  В самом ярком свете он имеет звездную величину +5,6 и может быть легко идентифицирован в хороший бинокль. В небольшой телескоп можно увидеть его крошечный зеленоватый диск. Весь 2022 год Уран проведет в созвездии Овна-Овна.

  Когда будет виден Уран в 2022 году?

  по утрам

  • с 22 мая по 8 ноября (лучше всего увидеть: с 18 октября по 8 ноября)

  По вечерам

  • Январь 1-1241.0006
  • С 4 ноября по 31 декабря (лучше всего с 9 ноября по 1 декабря)

  Узнайте больше интересных фактов об Уране !

  Нептун

  Нептун

  Нептун — восьмая и самая дальняя планета в нашей Солнечной системе и первая, чье существование было теоретизировано до фактического открытия. Подобно Юпитеру, Сатурну и Урану, Нептун называют «газовым гигантом», потому что, хотя он выглядит твердым, он состоит в основном из газов, таких как водород и гелий, покрывающих каменистое ядро, состоящее из более тяжелых элементов. У Нептуна 13 спутников, и ему требуется 165 лет, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца!

  Ее иногда называют «Голубой планетой», потому что облачный покров Нептуна имеет особенно яркий голубой оттенок. Астрономы не совсем уверены, какое соединение вызывает синий оттенок, и предполагают, что это может быть результатом поглощения красного света метаном в планетах, в основном водородно-гелиевой атмосферой.

  Нептун начинает 2022 год в созвездии Водолея, Водолея, но 2 мая переходит в Рыбы, а 19 августа снова возвращается в созвездие Водолея, где и останется до конца года. При пиковой величине +7,8 этот голубоватый мир виден только в хороший бинокль или телескоп 9.0003

  Когда будет виден Нептун в 2022 году?

  Mornings

  • March 29 to September 15 (Best seen: July 19 to September 15)

  Evenings

  • January 1 through February 25
  • September 14 to December 31 (Best посещено: с 16 сентября по 13 ноября)

  Узнайте больше о Neptune !

  Обратите внимание, что все изображения планет, изображенные в этой истории, являются стоковыми фотографиями/рендерингами художника, а не реальными фотографиями.

  Как были открыты планеты нашей Солнечной системы? —

  Изображение предоставлено: © Shevill Mathers

  В древние времена астрономы могли различать те звезды, которые, казалось, сохраняли фиксированное положение относительно друг друга, и так называемые блуждающие звезды, которые слегка меняли свое положение на небе каждую ночь. . Было также замечено, что эти «планеты» не мерцали, как другие звезды, меняли яркость в течение года и, казалось, двигались по тому же пути, по которому шли Солнце и Луна, называемому эклиптикой.

  Естественно, им был приписан особый статус на небесных небесах, и древние цивилизации назвали пять планет, которые легко увидеть невооруженным глазом, в честь своих самых важных божеств. Сегодня мы знаем их как Меркурий, Марс, Венеру, Юпитер и Сатурн, в то время как две другие планеты нашей Солнечной системы (не включая Землю), Уран и Нептун, не были официально открыты до 1781 и 1846 годов, соответственно, с помощью телескопов.

  Тем не менее, у каждой из планет есть своя интересная история открытия, так что давайте посмотрим на них:

  Меркурий

  Диаметр: 3031 миля
  Орбита: 29-43 миллиона миль
  Год: 88 земных дней записи, найденные в вавилонском звездном каталоге, называемом табличками Мул. Апин, составленном около 1000 г. до н.э. Меркурий впервые увидел в телескоп Галилей в 1631 году, хотя его инструмент был слишком мал, чтобы наблюдать его фазы. Эта задача была выполнена пару лет спустя Джованни Зупи, который также смог определить, что Меркурий вращается вокруг Солнца. В 1962, советские ученые впоследствии обнаружили, что Меркурий вращается, а в 1965 году представление о том, что планета приливно привязана к Солнцу, было развеяно после точного расчета ее орбиты. В 1974 году Меркурий впервые посетил космический корабль «Маринер-10».

  Венера

  Диаметр: 7 521 миль
  Орбита: 66–68 миллионов миль
  Год: 224 земных дня

  Наш ближайший планетарный сосед , Венера — самая яркая планета, и ее изучают тысячи лет. Например, вавилонская табличка Венеры Аммисадука датируется 7 веком до нашей эры, а ее наблюдения относятся ко второму тысячелетию до нашей эры, а в 650 году до нашей эры майя использовали наблюдения Венеры для создания очень точного календаря. В 1610 году Галилей наблюдал Венеру с помощью своего телескопа и, отметив ее фазы, понял, что она вращается вокруг Солнца, как Земля, хотя густое облако углекислого газа, покрывающее планету, означало, что астрономы не могли получить четкое представление о ее поверхности, пока «Маринер-2» НАСА не прошел мимо. через 1962. 15 декабря 1970 года советский зонд «Венера-7» стал первым космическим кораблем, совершившим посадку на другую планету. До этого времени считалось, что Венера может быть домом для жизни, подобной Земле.

  Земля

  Диаметр: 7 926 миль
  Орбита: 91–94 миллиона миль

  В Древней Греции астроном Аристарх Самосский (310–230 гг. до н. э.) выступил против принятой геоцентрической модели, предположив, что Земля вращается вокруг Солнца. , с выдержкой из книги Архимеда The Sand Reckoner, в которой говорится:

  «Его гипотезы заключаются в том, что неподвижные звезды и солнце остаются неподвижными, что Земля вращается вокруг Солнца по окружности, а Солнце лежит в середине орбиты»

  Взгляды Аристарха были в значительной степени отвергнуты , однако, и только когда польский астроном Николай Коперник сформулировал гелиоцентрическую модель Вселенной в начале 16-го века, которую позже отстаивал Галилео Галилей, взгляды начали медленно меняться, и Земля стала рассматриваться как планета. , а не центр вселенной.

  Марс

  Диаметр: 4 222 мили
  Орбита: 127–155 миллионов миль
  Год: 687 земных дней

  Марс известен с древних времен, и его красный цвет относительно легко увидеть невооруженным глазом . В 1877 году Джованни Скиапарелли описал некоторые особенности, которые он видел на планете, как «каналы», что навело людей на мысль, что на Марсе были каналы, построенные какой-то формой жизни. Так родилась идея марсиан, и в 189 г.8 Английский писатель Герберт Уэллс опубликовал свой научно-фантастический роман «Война миров» о марсианском вторжении. В 1965 году «Маринер-4» НАСА прислал фотографии планеты крупным планом, а к 1976 году на ее поверхность приземлились зонды «Викинг-1» и «Викинг-2».

  Юпитер

  Диаметр: 88 846 миль
  Орбита: 460-508 миллионов миль
  Год: 11,86 земных лет и имел большое значение для всех, от древних китайцев до греков. В 1610 году Галилей был первым, кто провел подробные наблюдения за планетой и заметил четыре ее крупнейших спутника; Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. В 1664 году английский ученый Роберт Гук первым увидел красное пятно, кружащееся на поверхности Юпитера, и его наблюдение было подтверждено Джованни Кассини в 1665 году.73 «Пионер-10» пролетел мимо Юпитера, а в 1979 году «Вояджеры-1» и «Вояджеры-2» обнаружили его кольца и несколько неизвестных спутников.

  Сатурн

  Диаметр: 74 900 миль
  Орбита: 839-938 миллионов миль
  Год: 29 земных лет около 700 г. до н.э. Детальные наблюдения за планетой стали возможны с изобретением телескопов, и в 1610 году Галилей впервые увидел ее кольца, хотя ошибочно принял их за спутники. В 1659 г., Христиан Гюйгенс с помощью более мощного телескопа понял, что на самом деле было видно, и вскоре после этого обнаружил первую луну планеты, Титан. В 1671 году Джованни Кассини обнаружил еще четыре спутника (Япет, Рея, Тефия, Диона), а также пространство между кольцами планеты А и В, известное сегодня как Деление Кассини.

  Первый раз Сатурн был сфотографирован в 1979 году, когда «Пионер-11» прошел в пределах 20 000 км от окруженной кольцами планеты, а в 1980/81 году спутниками «Вояджер-1» и «Вояджер-2» были сделаны более крупные снимки. 0003

  Уран

  Диаметр: 31 763 мили
  Орбита: 1,17–1,86 миллиарда миль
  Год: 84 земных года чтобы совершить один оборот вокруг Солнца, требуется 84,3 года. Уран ошибочно принимался за звезду на протяжении всей истории, возможно, еще во времена Гиппарха в 128 г. до н.э., но определенно Джоном Флемстидом в 1690 г. В 1781 г. Уильям Гершель сообщил об этом как о комете, прежде чем в том же году понял, что объект на самом деле планеты, и назвав ее Георгиум Сидус в честь Георга III. Вместо этого немецкий астроном Иоганн Элерт Боде предложил название Уран, и к 1850 году это имя было широко принято. Только один зонд когда-либо сфотографировал планету — «Вояджер-2», который в 1986 прошли в пределах 50 600 миль (81 500 км) от верхних облаков планеты.

  Нептун

  Диаметр: 30 779 миль
  Орбита: 2,77–2,83 миллиарда миль
  Год: 164,8 земных года чтобы быть звездой, только в 1846 году Иоганн Готфрид Галле впервые наблюдал и признал Нептун планетой.