Планета земной группы сс: Планеты земной группы |

Содержание

Земная планета — Terrestrial planet

Планеты земной группы Солнечной системы: Меркурий, Венера, земной шар и Марс, размер в масштабе

А планета земного типа, теллурическая планета, или же скалистая планета это планета который состоит в основном из силикат горные породы или же металлы. В рамках Солнечная система, планеты земной группы, принятые МАС, являются внутренние планеты ближе всего к солнце, т.е. Меркурий, Венера, земной шар, и Марс. Среди астрономов, использующих геофизическое определение планеты, то Луна, Ио и Европа также могут считаться планетами земной группы.^[1]^[2]^[3] Термины «планета земного типа» и «теллурическая планета» происходят от латинский слова для земной шар (Terra и Скажи нам), поскольку эти планеты с точки зрения строения Земной. Эти планеты расположены между Солнцем и пояс астероидов.

Планеты земной группы имеют твердую поверхность планеты, что существенно отличает их от более крупных газообразные планеты, которые состоят в основном из некоторой комбинации водород, гелий, и воды существующие в различных физические состояния.

Содержание

1 Структура
2 Планеты земной группы Солнечной системы
- 2.1 Тенденции плотности
3 Внесолнечные планеты земной группы
- 3.1 Список экзопланет земного типа
- 3.2 Частота
4 Типы
5 Смотрите также
6 Рекомендации

Структура

Все планеты земной группы в Солнечная система имеют такую же базовую структуру, как центральный металлический основной (по большей части утюг ) с окружающим силикатом мантия. Земли Луна аналогичен, но имеет железный сердечник гораздо меньшего размера; Другой естественные спутники, Такие как Ио, Европа, и Титан, также имеют внутреннюю структуру, аналогичную структуре планет земной группы.

Планеты земной группы могут иметь такие поверхностные структуры, как каньоны, кратеры, горы, вулканы, и другие, в зависимости от наличия эрозионный жидкая и / или тектоническая активность.

Планеты земной группы имеют вторичная атмосфера, образовавшиеся в результате выделения газов вулканическими газами или обломков комет. Это контрастирует с внешний, планеты-гиганты, чьи атмосферы начальный; первичная атмосфера были взяты прямо из оригинала солнечная туманность.^[4]

Планеты земной группы Солнечной системы

Относительные массы планет земной группы Солнечной системы и Луны (обозначенной здесь как Луна)

Внутренние планеты (размеры в масштабе). Слева направо: Земля, Марс, Венера и Меркурий.

В Солнечная система имеет четыре планеты земной группы: Меркурий, Венера, земной шар и Марс. Только одна планета земного типа, Земля, имеет активную гидросфера.

Во время формирования Солнечной системы существовало много земных планетезимали и прото-планеты, но большинство из них слились с четырьмя планетами земной группы или были изгнаны ими, оставив лишь несколько, например 4 Веста выживать.

Карликовые планеты, Такие как Церера, Плутон и Эрис, похожи на планеты земной группы тем, что имеют твердую поверхность, но состоят из льда и камня, а не из камня и металла. Немного небольшие тела Солнечной системы такие как Веста довольно каменистые, или в случае 16 Психея даже металлический, как Меркурий, а другие, такие как 2 Паллада более ледяные.

Наиболее спутники с планетными массами ледяные породы или даже преимущественно лед. Три исключения — это спутник Земли, который по составу очень похож на мантию Земли, Ио Юпитера, силикатно-вулканический, и Европа Юпитера, которая, как считается, имеет активную гидросферу.

Тенденции плотности

Несжатая плотность планеты земной группы — это средняя плотность ее материалов при нуле. давление. Более высокая плотность без сжатия указывает на большее содержание металла. Несжатая плотность отличается от истинной средней плотности (также часто называемой «объемной» плотностью), потому что сжатие внутри ядер планет увеличивает их плотность; средняя плотность зависит от размера планеты, распределения температуры и жесткости материала, а также от состава.

Плотности планет земной группы
Объект	Плотность (г · см⁻³)		Большая полуось (AU)
Объект	Иметь в виду	Несжатый	Большая полуось (AU)
Меркурий	5. 4	5.3	0.39
Венера	5.2	4.4	0.72
земной шар	5.5	4.4	1.0
Марс	3.9	3.8	1.52

Несжатая плотность планет земной группы стремится к более низким значениям по мере удаления от солнце увеличивается. Например, скалистая малая планета Веста, вращающаяся за пределами Марса на высоте 2,36 а.е., менее плотна, чем Марс, ее плотность составляет 3,5 г · см.⁻³, а более ледяной Паллада, вращающийся на орбите 2,77 а.е., еще менее плотный — 2,9 г · см.⁻³.

Земли Луна имеет плотность 3,3 г · см⁻³ и спутники Юпитера Ио и Европа составляют 3,5 и 3,0 г · см⁻³; другие большие спутники, более ледяные, обычно имеют плотность менее 2 г · см⁻³.^[5]^[6]Карликовые планеты Церера, Плутон и Эрида имеют плотности 2,2, 1,9 и 2,5 г · см.⁻³, соответственно. (В какой-то момент Цереру иногда называли «земным карликом», а Плутон — «ледяным карликом», но это различие больше не имеет смысла. Теперь выясняется, что Церера образовалась во внешней Солнечной системе и сама по себе является довольно ледяной.)

Расчеты для оценки плотности несжатого вещества по своей сути требуют модели структуры планеты. В случае использования посадочных устройств или космических аппаратов на нескольких орбитах эти модели ограничиваются сейсмологическими данными, а также данными о моменте инерции, полученными с орбит космических аппаратов. Там, где такие данные недоступны, неопределенность неизбежно выше.^[7] Неизвестно, будут ли внесолнечные планеты земной группы в целом следовать этой тенденции.

Внесолнечные планеты земной группы

Смотрите также: Супер-Земля, Мега-Земля, и Список ближайших кандидатов на экзопланеты земного типа

Большинство планет, обнаруженных за пределами Солнечная система находятся планеты-гиганты, потому что их легче обнаружить.^[8]^[9]^[10] Но с 2005 года были обнаружены сотни потенциально внеземных планет земного типа, причем некоторые из них были подтверждены как земные. Большинство из них суперземли, то есть планеты с массой между Землей и Нептуном; суперземли могут быть газовые планеты или земные, в зависимости от их массы и других параметров.

В начале 1990-х годов были обнаружены первые внесолнечные планеты, вращающиеся вокруг Земли. пульсар PSR B1257 + 12, с массой в 0,02, 4,3 и 3,9 раза больше массы Земли, пульсар.

Когда 51 Pegasi b, первая планета, обнаруженная вокруг звезды, все еще слияние был обнаружен, многие астрономы считали его гигантским земным телом,^{[нужна цитата ]} потому что предполагалось, что никакой газовый гигант не может существовать так близко от своей звезды (0,052 а.е.), как 51 Pegasi b. Позже выяснилось, что это газовый гигант.

В 2005 году были обнаружены первые планеты, вращающиеся вокруг звезды главной последовательности и имеющие признаки того, что они являются планетами земной группы: Gliese 876 d и OGLE-2005-BLG-390Lb. Gliese 876 d вращается вокруг красного карлика Gliese 876, 15 световых лет от Земли, имеет массу в семь-девять раз больше Земли и период обращения всего два земных дня. OGLE-2005-BLG-390Lb имеет массу примерно в 5,5 раз больше Земли, вращается вокруг звезды на расстоянии около 21000 световых лет в созвездии Скорпиона. С 2007 по 2010 год три (возможно, четыре) потенциальных планеты земной группы были обнаружены на орбите внутри Планетарная система Gliese 581. Наименьший, Gliese 581e, составляет всего около 1,9 массы Земли,^[11] но вращается очень близко к звезде. Идеальный^{[нечеткий ]} земная планета была бы двумя массами Земли,^{[Почему? ]} с 25-дневным орбитальным периодом^{[Почему? ]} вокруг красного карлика^{[Почему? ]}.^[12] Два других, Gliese 581c и Gliese 581d, а также спорная планета, Глизе 581 г, являются более массивными суперземлями, вращающимися в обитаемой зоне звезды или рядом с ней, поэтому они потенциально могут быть обитаемыми при температурах, подобных земным.

Другая, возможно, земная планета, HD 85512 b, был открыт в 2011 г .; его масса как минимум в 3,6 раза больше массы Земли. ^[13]Радиус и состав всех этих планет неизвестны.

Размеры Кандидаты на планету Кеплер на основе 2740 кандидатов на орбите 2036 звезд по состоянию на 4 ноября 2013 г. (НАСА ).

Первый подтвержденный земной экзопланета, Кеплер-10б, была обнаружена в 2011 г. Миссия Кеплера, специально разработанный для обнаружения планет размером с Землю вокруг других звезд с помощью транзит метод.^[14]

В том же году Команда миссии космической обсерватории Кеплер выпустил список 1235 кандидатов на внесолнечную планету, включая шесть, которые имеют размер «Землю» или «размер сверх Земли» (т. е. имеют радиус менее 2 радиусов Земли)^[15] и в жилая зона их звезды.^[16]С тех пор Кеплер открыл сотни планет от размера Луны до суперземли, с гораздо большим количеством кандидатов в этом диапазоне размеров (см. изображение).

В сентябре 2020 года астрономы использовали методы микролинзирования сообщил о обнаружение, впервые земной массы планета-изгой (назван OGLE-2016-BLG-1928 ) не ограничен какой-либо звездой и свободно плавает в Млечный путь. ^[17]^[18]^[19]

Список экзопланет земного типа

Смотрите также: Список ближайших кандидатов на экзопланеты земного типа

Следующие экзопланеты имеют плотность не менее 5 г / см³ и масса ниже Нептуна и, следовательно, весьма вероятно, земные:

Кеплер-10б, Кеплер-20б, Кеплер-36б, Кеплер-48д, Кеплер 68c, Кеплер-78б, Кеплер-89б, Кеплер-93б, Кеплер-97б, Кеплер-99б, Кеплер-100б, Кеплер-101с, Кеплер-102б, Кеплер-102д, Кеплер-113б, Кеплер-131б, Кеплер-131c, Кеплер-138c, Кеплер-406б, Кеплер-406c, Кеплер-409б.

Планета с массой Нептуна Кеплер-10с также имеет плотность> 5 г / см³ и, таким образом, весьма вероятно, является земным.

Частота

В 2013 году астрономы сообщили, что Кеплер космическая миссия данные о том, что их может быть до 40 миллиардов размеров Земли и сверх Земли планеты на орбите в жилые зоны из Солнечные звезды и красные карлики в пределах Млечный Путь.^[20]^[21]^[22] 11 миллиардов из этих предполагаемых планет могут вращаться вокруг звезд, подобных Солнцу. ^[23] По мнению ученых, ближайшая такая планета может находиться на расстоянии 12 световых лет от нас.^[20]^[21] Однако это не дает оценок количества внесолнечных планет земной группы, потому что есть планеты размером с Земля, которые оказались газовыми (см. Кеплер-138д ).^[24]

Типы

Дальнейшая информация: Список типов планет

Впечатление художника от углеродная планета

Было предложено несколько возможных классификаций планет земной группы:^[25]

Силикатная планета: Стандартный тип планет земной группы, наблюдаемый в Солнечной системе, состоит в основном из кремниевых скальных пород. мантия с металлическим (железным) сердечником.
Углеродная планета (также называется «алмазная планета»): Теоретический класс планет, состоящий из металлического ядра, окруженного в основном минералами на основе углерода. Их можно считать разновидностью планет земной группы, если в них преобладает содержание металлов. В Солнечной системе нет углеродных планет, но есть углеродистые астероиды.
Железная планета: Теоретический тип планеты земной группы, которая почти полностью состоит из железа и поэтому имеет большую плотность и меньший радиус, чем другие планеты земной группы сравнимой массы. Меркурий в Солнечной системе имеет металлическое ядро, равное 60–70% ее планетной массы. Считается, что железные планеты образуются в высокотемпературных областях, близких к звезде, таких как Меркурий, и если протопланетный диск богат железом.
Планета без ядра: Теоретический тип планеты земного типа, который состоит из силикатной породы, но не имеет металлического ядра, то есть противоположность железной планеты. Хотя в Солнечной системе нет планет без ядра, хондрит астероиды и метеориты обычны в Солнечной системе. Считается, что планеты без ядра образуются дальше от звезды, где более распространены летучие окисляющие вещества.

Смотрите также

Хтонская планета
Земной аналог
Список потенциально обитаемых экзопланет
Планетарная обитаемость
Зона Венеры
Список гравитационно закругленных объектов Солнечной системы

Планеты сс по порядку. Наглядная модель Солнечной системы

Наша планетная система из известных нам планет и других объектов была сформирована в ходе образования Солнца и всей Солнечной системы. Таким же образом в ходе процесса формирования других звезд у некоторых из них были сформированы объекты, которые образовали свою планетную систему.

На конец апреля 2013 года известно уже о 692 таких планетарных систем вокруг звезд, в которых подтверждено наличие планет других солнечных систем, причем в 132 таких системах имеется более одной планеты.

Если обнаружить и изучить далекую звезду становится не такой уж неразрешимой проблемой для современной науки, то обнаружить планету вблизи этой яркой звезды пока довольно затруднительно, поэтому чаще всего найденные планеты других Солнечных систем представляют собой крупные газовые гиганты наподобие наших Юпитера и Сатурна. Такие планеты вне нашей Солнечной системы называют экзопланеты
. Сейчас уже известно о существовании 884 планет у которых есть свои звезды-Солнца, а в самой галактике Млечный путь по некоторым данным должно быть свыше 100 миллиардов планет, от 5 до 20 миллиардов которых, возможно, имеют схожие с нашей Землей характеристиками.

Известные планетные системы

PSR 1257+12 — самая первая планетная система, пульсар, передающий импульсы радиоизлучения в виде периодически повторяющихся всплесков, которые обнаружил в 1991 году польский астроном Александр Вольщан.

Пульсар PSR 1257+12 находится в 1000 световых лет от нашей Солнечной системы. Были обнаружены четыре планеты в единой системе B, C и D, которые напоминают наши Меркурий, Венеру и Землю, а также неподтвержденную четвертую карликовую планету на вроде нашего Плутона.

Планеты, действительно, имеют сходство с планетами земной группы нашей системы. Так, обращение вокруг другого Солнца планеты B — 25,262 суток; планеты C — 66,5419 суток; планеты D — 98,2114 суток. Правда, несмотря на то, что 2 из них планеты близки по массе и некоторым параметрам к Земли, условия жизни для человека на планетах неприемлимые из-за сильного СВЧ-излучения пульсара, сильнейшего магнитного поля, к тому же на планетах вероятно идет постоянные кислотные дожди.

Если хоть какая-то органическая жизнь и может существовать на планетах, то только под глубиной защитного льда и воды. На поверхности дозы радиации слишком сильны для развития организмов, но есть мнение, что так называемая бактерия Deinococcus radiodurans, встречаемая на Земле может пережить и более сильные дозы радиации, а значит, есть вероятность, что эволюция на других планетах способна создать организмы для жизни в условиях пульсара.

Ипсилон Андромеды — желтая звезда, схожая с нашим Солнцем у которой была обнаружена планетная система. Эта звезда находится на расстоянии 43,9 световых года от нас и видна невооруженным глазом. В ее лучах были обнаружены четыре планеты.

Планета B имеет период обращения всего 4,617 суток и имеет сходство с нашим горячи гигантом — Юпитером; планета C — газовый гигант обращается вокруг своей звезды 241,5 суток; планета D — равная 10 массам Юпитера с обращением 1284 суток, а также рассчитана орбита четвертой планеты E, которая находится намного дальше других планет своей системы.

Звезда желтый карлик, видимый невооруженным глазом при хорошем небе, по параметрам близко похожая на Солнце в созвездии Пегас на расстоянии 50,1 светового года.

Открытая планета b, по характеристикам экзопланета, имеющая орбиту вокруг своего Солнца скорее всего является газовым гигантом и имеет небольшой период обращения 4.23 суток

Подобная Солнцу звезда в созвездии Рака в планетной системе которой имеется Планета f на которой теоретически может быть вода.

Всего у системы известно о 5 планетах, но есть предположения о существовании еще 2 планет. Интересна планета e — горячая суперземля, масса которой превышает массу нашей Земли и имеет в составе большую долю углерода, а период обращения 17 часов 41 минута. Пятой обнаруженной планетой стала планета f, которая в 45 раз массивней Земли, но температура поверхности немного теплее Земной, потому что ее звезда тусклее и холоднее нашего Солнца. Предполагается наличие воды в большом количестве на поверхности этой пятой планеты.

Совсем молодая еще формирующаяся новая солнечная система UX Тельца располагается в 450 световых лет от нашего Солнца. Обнаружить ее удалось при помощи космического аппарата с мощным инфракрасным телескопом Spitzer, который работает на орбите планеты Земля. Вокруг звезды этой новой солнечной системы был обнаружен газопылевой диск с огромным разрывом, а так как у других протопланетных дисках молодых звезд такого не наблюдается, астрономы сошлись во мнении, что перед нами открылась удивительная картина формирования новой системы из Солнца и окружающих ее планет.

Экзопланеты других солнечных систем

Экзопланета в созвездии Змееносца, находящаяся в 40 световых лет от Земли на которой теоретически возможен океан. Планета в 2,5 раза крупнее и в 6,5 раз тяжелее Земли, а год длится всего 36 часов, по некоторым расчетам и предположениям планета может состоять на 75 % из воды и на 25 % из каменистых материалов, а в атмосфере должен присутствовать водород и гелий. Уникальное явление свойств на планете, за счет состава атмосферы планеты из густого водянистого пара при высокой температуре 200°С исследователи полагают, что вода на планете находится в нехарактерном для нашей Земли состоянии, таком как «горячий лёд» и «сверхжидкая вода».

Планета открытая одноименным телескопом «Кеплер» самая небольшая из экзопланет, судя по плотности является железной планетой, имеет массу в 1,4 раза больше земной и обращается вокруг себя почти, как наша планета в 0,84 земных суток. Правда, температура поверхности планеты скорее всего очень жаркая 1527°С.

Gliese 667 Cc

Глизе 667 C c
— вторая по счету от звезды красного карлика Глизе 581 планета в созвездии Весов, которая находится в 20 световых лет от нас. Температура атмосферы, подобно земной, на поверхности планеты может составлять +27 °C, учитывая наличие в составе 1 % СО2 при парниковом эффекте.

Материнская звезда, вокруг которой вращается планета не яркая, потому что является красным карликом, но за счет близкого к ней расположения получает до 90% энергии от нее (примерно столько же Земля получает от Солнца), а значит условия для существования жизни на этой планете вполне приемлемы. Из-за близкого расположения к своему солнцу и огромного размера звезды, небо над поверхностью планеты будет рассеивать красноватый цвет.

Gliese 581 d

Третья от своей звезды красного карлика Глизе 581 планета, которая может оказаться пригодной для жизни. Это очень крупная планета по размерам в 2 раза превосходящая нашу Землю. Интересно, что моделирование планеты для пригодности к жизни показало, что на ней может присутствовать атмосфера с очень высоко располагающимися облаками из сухого льда, где на более низкой высоте возможны осадки.

Планета располагается очень близко к звезде, но так как ее солнце это красный карлик, то тепло от своей звезды она получает не такое жаркое и температура на поверхности планеты не многим больше 0°С. В дневное время над планетой нависает огромный шар звезды тусклого свечения, окрашивая ландшафт сумрачным оранжево-красным цветом.

Gliese 581 g

А вот на этой планете находящейся в системе звезды красного карлика Глизе 581 на расстоянии 20 световых лет от нас, условия самые пригодные для существования и развития жизни из всех известных на данный момент экзопланет. На планете, которая находится четвертой по счету от своего солнца-красного карлика, возможно, имеется атмосфера и есть вода в жидком виде, а поверхность состоит из каменистых гор и скалистых образований. Есть интересное предположение, что планета обращена всегда только одной стороной к своей звезде, а это значит, что на одной жаркой половине планеты всегда день, где температура поднимается до +71 °С, а на другой вечная ночь, где теоретически может быть снег при температуре −34 °С. При том, что у планеты может быть плотная атмосфера, распределение тепла смогло бы обогреть всю планету, делая некоторые области вполне пригодной для жизни.

Кстати, Австралийский ученый Рагбир Бхатал, являющийся членом проекта SETI по поиску внеземных цивилизаций утверждал, что в декабре 2008 года обнаружил резкие вспышки с поверхности планеты, напоминающие действие лазера. К сожалению, часть ученых эту версию опровергли.

Самая близкая по размеру экзопланета к нашей Земле, но из-за очень близкого расположения к своему солнцу температура на поверхности может составлять 760°С, а год пробегать очень быстро — всего за 6 дней.

Планета попадающая в зону обитаемости, где теоретически условия могут стать подходящими для жизни. Планета, находится в созвездии Парус на расстоянии 36 световых лет от нас и согревается умеренными лучами своей теплой звезды оранжевого карлика HD 85512. Температура на поверхности может составить 25 °C, но если атмосфера окажется по свойствам схожей с земной, то за счет парникового эффекта ее значение будет уже +78 °C. На планете большая вероятность наличия воды в жидком виде. Материнское солнце этой планеты светит в 8 раз слабее нашего Солнца, окрашивая поверхность умеренным оранжевым цветом, но за счет близкого расположения к звезде, планета получает необходимые для возникновения органической жизни тепло и свет.

Планета-океан, находящаяся на расстоянии около 620 световых лет от нашей Земли. Период обращения планеты вокруг своей звезды Kepler 290 суток, а температура, если окажется, что у планеты есть атмосфера будет около +22°C, что является благотворным для жизни на ней. Единственное, что эта планета скорее всего относится к классу мини-нептунов, вся ее поверхность скорее всего состоит из океана, поэтому если и есть жизнь на планете, то она скорее всего водная.

GD 66 b

GD 66 b
— вероятно гелиевая экзопланета, вращающаяся по орбите вокруг белого карлика GD 66. Планета имеет скорее всего очень низкие температуры и на ней царит полумрак, что связанно с низкой светимостью ее родного солнца — белого карлика.

Планета с 3 солнцами в созвездии Лебедь. Экзопланета находящаяся в удивительной системе, состоящей из трех звезд. С поверхности этой планеты можно видеть главную яркую звезду HD 188753 A, которая является мощным источником света и тепла, а также намного менее яркую оранжевый карлик HD 188753 B и тусклую красный карлик HD 188753 C. Планета относится к классу газовых гигантов и имеет обращение вокруг своей главной звезды 3,35 дня.

Самая ближайшая к Земле планета другой солнечной системы Альфа Центавра на расстоянии от нашего Солнца примерно 4,37 световых лет. Имеет свою звезду солнечного типа Альфа Центавра B и представляет собой планету классификации типа суперземля и вращается очень близко к своей звезде на расстоянии примерно 6 млн км, поэтому температура поверхности очень высокая 1200 °C, а если бы можно представить вид на звездное небо с этой планеты, то (изображение художником на картинке) с планеты видно огромное раскаленную родную звезду и небольшую светящуюся точку (в правом верхнем углу картинки) — наше Солнце.

Солнечная система — это восемь планет и более 63 их спутника, которые открываются все чаще, также несколько десятков комет и большое количество астероидов. Все космические тела движутся по своим четким направленным траекториям вокруг Солнца, которое тяжелее в 1000 раз, чем все тела в Солнечной системе вместе взятые.

Сколько планет вокруг солнца вращается

Как произошли планеты Солнечной системы: ориентировочно 5-6 миллиардов лет назад одно из газопылевых облаков нашей большой Галактики (Млечного пути), имеющее форму диска, начало сжиматься к центру, понемногу формируя нынешнее Солнце. Дальше, по одной из теорий, под действием мощных сил притяжения, большое количество частиц пыли и газа, вращающихся вокруг Солнца, стали слипаться в шары — образуя будущие планеты. Как гласит другая теория, газопылевое облако сразу распалось на раздельные скопления частиц, которые, сжимались и уплотнялись, образовав нынешние планеты. Теперь 8 планет вокруг Солнца вращается постоянно.

Центром солнечной системы является Солнце — звезда, вокруг которой по орбитам обращаются планеты. Они не выделяют тепла и не светятся, а лишь отражают свет Солнца. В Солнечной системе сейчас официально признано 8 планет. Вкратце по порядку удаленности от солнца перечислим их все. А сейчас несколько определений.

Спутники планет. В солнечную систему входят также Луна и естественные спутники других планет, которые есть у всех них, кроме Меркурия и Венеры. Известно свыше 60 спутников. Большинство спутников внешних планет обнаружили, когда получили фотографии, сделанные автоматическими космическими аппаратами. Наименьший спутник Юпитера — Леда — в поперечнике всего 10 км.

Солнце — это звезда, без которой не могло бы существовать жизни на Земле. Она дает нам энергию и тепло. Согласно классификации звезд, Солнце — желтый карлик. Возраст около 5 млрд. лет. Имеет диаметр на экваторе равный 1 392 000 км, в 109 раз больше земного. Период вращения на экваторе — 25,4 дня и 34 дня у полюсов. Масса Солнца 2х10 в 27 степени тонн, примерно в 332950 раз больше массы Земли. Температура внутри ядра примерно 15 млн градусов Цельсия. Температура на поверхности около 5500 градусов Цельсия.

По химическому составу Солнце состоит из 75% водорода, а из прочих 25% элементов больше всего гелия. Теперь по порядку разберемся сколько планет вокруг солнца вращается, в Солнечной системе и характеристики планет.

Планеты солнечной системы по порядку от солнца

в картинках

Меркурий — 1 по порядку планета Солнечной системы

Меркурий. Четыре внутренние планеты (ближайшие к Солнцу) — Меркурий, Венера, Земля и Марс — имеют твердую поверхность. Они меньше, чем четыре планеты гиганта. Меркурий движется быстрее других планет, обжигаясь солнечными лучами днем и замерзая ночью.

Характеристика планеты Меркурий:

Период обращения вокруг Солнца: 87,97 суток.

Диаметр на экваторе: 4878 км.

Период вращения (оборот вокруг оси): 58 дней.

Температура поверхности: 350 днем и -170 ночью.

Атмосфера: очень разреженная, гелий.

Сколько спутников: 0.

Главные спутники планеты: 0.

Венера — 2 по порядку планета Солнечной системы

Венера больше похожа на Землю размерами и яркостью. Наблюдение за нею затруднено из-за окутывающих ее облаков. Поверхность — раскаленная каменистая пустыня.

Характеристика планеты Венера:

Период обращения вокруг Солнца: 224,7 суток.

Диаметр на экваторе: 12104 км.

Период вращения (оборот вокруг оси): 243 дня.

Температура поверхности: 480 градусов (средняя).

Атмосфера: плотная, в основном углекислый газ.

Сколько спутников: 0.

Главные спутники планеты: 0.

Земля — 3 по порядку планета Солнечной системы

По всей видимости, Земля сформировалась из газопылевого облака, как и другие планеты Солнечной системы. Частички газа и пыли сталкиваясь, постепенно «растили» планету. Температура на поверхности достигла 5000 градусов Цельсия. Затем Земля остыла и покрылась твердой каменной корой. Но температура в недрах и по сей день довольно высока — 4500 градусов. Горные породы в недрах расплавлены и при извержении вулканов выливаются на поверхность. Только на земле есть вода. Поэтому тут и существует жизнь. Она расположена сравнительно близко к Солнцу, чтоб получать необходимые тепло и свет, но достаточно далеко, чтоб не сгореть.

Характеристика планеты Земля:

Период обращения вокруг Солнца: 365,3 суток.

Диаметр на экваторе: 12756 км.

Период вращения планеты (оборот вокруг оси): 23 часа 56 мин.

Температура поверхности: 22 градуса (средняя).

Атмосфера: в основном азот и кислород.

Число спутников: 1.

Главные спутники планеты: Луна.

Марс — 4 по порядку планета Солнечной системы

Из-за сходства с Землей полагали, что здесь существует жизнь. Но опустившийся на поверхность Марса космический аппарат признаков жизни не обнаружил. Это четвертая по порядку планета.

Характеристика планеты Марс:

Период обращения вокруг Солнца: 687 суток.

Диаметр планеты на экваторе: 6794 км.

Период вращения (оборот вокруг оси): 24 часа 37 мин.

Температура поверхности: -23 градуса (средняя).

Атмосфера планеты: разреженная, в основном углекислый газ.

Сколько спутников: 2.

Главные спутники по порядку: Фобос, Деймос.

Юпитер — 5 по порядку планета Солнечной системы

Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун состоят из водорода и других газов. Юпитер превосходит Землю более чем в 10 раз по диаметру, в 300 раз по массе и в 1300 раз по объему. Он более чем вдвое массивнее всех планет Солнечной системы вместе взятых. Сколько планете Юпитер нужно, чтобы стать звездой? Нужно его массу увеличить в 75 раз!

Характеристика планеты Юпитер:

Период обращения вокруг Солнца: 11 лет 314 суток.

Диаметр планеты на экваторе: 143884 км.

Период вращения (оборот вокруг оси): 9 часов 55 мин.

Температура поверхности планеты: -150 градусов (средняя).

Число спутников: 16 (+ кольца).

Главные спутники планет по порядку: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто.

Сатурн — 6 по порядку планета Солнечной системы

Это номер 2, по величине из планет Солнечной системы. Сатурн привлекает к себе взгляды благодаря системе колец, образованную из льда, камней и пыли, которые обращаются вокруг планеты. Существует три главных кольца с внешним диаметром 270000 км, но толщина их около 30 метров.

Характеристика планеты Сатурн:

Период обращения вокруг Солнца: 29 лет 168 суток.

Диаметр планеты на экваторе: 120536 км.

Период вращения (оборот вокруг оси): 10 часов 14 мин.

Температура поверхности: -180 градусов (средняя).

Атмосфера: в основном водород и гелий.

Число спутников: 18 (+ кольца).

Главные спутники: Титан.

Уран — 7 по порядку планета Солнечной системы

Уникальная планета Солнечной системы. Ее особенность в том, что она вращается вокруг Солнца не как все, а «лежа на боку». Уран тоже имеет кольца, хотя их труднее увидеть. В 1986 г. «Вояжер -2» пролетел на расстоянии 64 000 км, у него было шесть часов на фотосъемку, которые он с успехом реализовал.

Характеристика планеты Уран:

Период обращения: 84 года 4 суток.

Диаметр на экваторе: 51118 км.

Период вращения планеты (оборот вокруг оси): 17 часов 14 мин.

Температура поверхности: -214 градусов (средняя).

Атмосфера: в основном водород и гелий.

Сколько спутников: 15 (+ кольца).

Главные спутники: Титания, Оберон.

Нептун — 8 по порядку планета Солнечной системы

На данный момент, Нептун считается последней планетой Солнечной системы. Его открытие происходило способом математических расчетов, а потом уже увидели в телескоп. В 1989 году, «Вояжер-2» пролетел мимо. Он сделал поразительные фотоснимки голубой поверхности Нептуна и его самого крупного спутника Тритона.

Характеристика планеты Нептун:

Период обращения вокруг Солнца: 164 года 292 суток.

Диаметр на экваторе: 50538 км.

Период вращения (оборот вокруг оси): 16 часов 7 мин.

Температура поверхности: -220 градусов (средняя).

Атмосфера: в основном водород и гелий.

Число спутников: 8.

Главные спутники: Тритон.

Cколько планет в Солнечной системе: 8 или 9?

Раньше, долгие годы астрономы признавали наличие 9 планет, то есть Плутон так же считался планетой, как и остальные всем уже известные. Но в 21 веке ученые смогли доказать, что он вовсе не является планетой, а это значит, что в Солнечной системе существует 8 планет.

Теперь, если вас спросят сколько планет в Солнечной системе, отвечайте смело — 8 планет в нашей системе. Это официально признано с 2006 года. Выстраивая планеты Солнечной системы по порядку от солнца, воспользуйтесь готовой картинкой. Как вы считаете, может и не стоило Плутон убирать из списка планет и это научные предрассудки?

Сколько планет в Солнечной системе: видео, смотреть бесплатно

Это система планет, в центре которой находится яркая звезда, источник энергии, тепла и света — Солнце.
По одной из теорий Солнце образовалось вместе с Солнечной системой около 4,5 миллиардов лет назад в результате взрыва одной или нескольких сверхновых звезд. Изначально Солнечная система представляла собой облако из газа и частиц пыли, которые в движении и под воздействием своей массы образовали диск, в котором возникла новая звезда Солнце и вся наша Солнечная система.

В центра Солнечной системы находится Солнце, вокруг которого по орбитам вращаются девять крупных планет. Так как Солнце смещено от центра планетарных орбит, то за цикл оборота вокруг Солнца планеты то приближаются, то отдаляются по своим орбитам.

Различают две группы планет
:

Планеты земной группы:
и . Эти планеты небольшого размера с каменистой поверхностью, они находятся ближе других к Солнцу.

Планеты гиганты:
и . Это крупные планеты, состоящие в основном из газа и им характерно наличие колец, состоящих из ледяной пыли и множества скалистых кусков.

А вот не попадает ни в одну группу, т.к., несмотря на свое нахождение в Солнечной системе, слишком далеко расположен от Солнца и имеет совсем небольшой диаметр, всего 2320 км, что в два раза меньше диаметра Меркурия.

Планеты Солнечной системы

Давайте начнем увлекательное знакомство с планетами Солнечной системы по порядку их расположения от Солнца, а также рассмотрим их основные спутники и некоторые другие космические объекты (кометы, астероиды, метеориты) в гигантских просторах нашей планетарной системы.

Кольца и спутники Юпитера:
Европа, Ио, Ганимед, Каллисто и другие…

Планету Юпитер окружает целое семейство из 16 спутников, причем каждый из них имеет свои, непохожие на другие особенности. ..

Кольца и спутники Сатурна:
Титан, Энцелад и другие…

Характерные кольца есть не только у планеты Сатурн, но и на других планетах-гигантах. Вокруг Сатурна кольца особенно четко видно, потому что состоят из миллиардов мелких частиц, которые вращаются вокруг планеты, помимо нескольких колец у Сатурна есть 18 спутников, один из которых Титан, его диаметр 5000км, что делает его самым большим спутником Солнечной системы…

Кольца и спутники Урана:
Титания, Оберон и другие…

Планета Уран имеет 17 спутников и, как и другие планеты-гиганты, опоясывающие планету тонкие кольца, которые практически не имеют способности отражать свет, поэтому открыты были не так давно в 1977 году совершенно случайно…

Кольца и спутники Нептуна:
Тритон, Нереида и другие…

Изначально до исследования Нептуна космическим аппаратом «Вояджер-2» было известно о двух спутников планеты — Тритон и Нерида. Интересный факт, что спутник Тритон имеет обратное направление орбитального движения, также на спутнике были обнаружены странные вулканы, которые извергали газ азот, словно гейзеры, расстилая массу темного цвета (из жидкого состояния в пар) на много километров в атмосферу. Во время своей миссии «Вояджер-2» обнаружил еще шесть спутников планеты Нептун…

Плутон
решением MAC (Международный Астрономический Союз) больше не относится к планетам Солнечной системы, а является карликовой планетой и даже уступает в диаметре другой карликовой планете Эрида. Обозначение Плутона 134340.

Солнечная система

Ученые выдвигают множество версий возникновения нашей Солнечной системы. В сороковых годах прошлого столетия Отто Шмидт выдвинут гипотезу о том, что Солнечная система возникла потому что холодные пылевые облака притянулись к Солнцу. С течением времени облака сформировали основы будущих планет. В современной науке именно теория Шмидта является основной.Солнечная система представляет собой лишь малую часть большой галактики под названием Млечный Путь. В Млечный Путь входит более ста миллиардов различных звезд. Для осознания столь простой истины человечеству понадобились тысячелетия. Открытие солнечной системы произошло не сразу, шаг за шагом, на основании побед и ошибок, формировалась система знаний. Основной базой для изучения Солнечной системы были знания о Земле.

Основы и теории

Основными вехами в изучении Солнечной системы являются современная атомарная система, гелиоцентрическая система Коперника и Птолемея. Наиболее вероятной версией происхождения системы считают теорию Большого взрыва. В соответствии с ней, формирование галактики началось с «разбегания» элементов мегасистемы. На рубеже непроглядного хауса зародилась наша Солнечная система.Основу всего составляет Солнце – 99,8% от всего объема, на долю планет приходится 0,13%, оставшиеся 0,0003% составляют различные тела нашей системы.Учеными принято деление планет на две условные группы. К первой относятся планеты типа Земля: собственно сама Земля, Венера, Меркурий. Основными отличительными характеристиками планет первой группы является относительно небольшая площадь, твердость, небольшое количество спутников. Ко второй группе относятся Уран, Нептун и Сатурн – их отличают большие размеры (планеты гиганты), их формируют газы гелия и водорода.

Помимо Солнца и планет к нашей системе относятся также планетарные спутники, кометы, метеориты и астероиды.

Особое внимание следует обратить на астероидные пояса, которые находятся между Юпитером и Марсом, и между орбитами Плутона и Нептуна. На данный момент в науки нет однозначной версии возникновения таких образований.
Какая планета не считается сейчас планетой:

Плутон со времён своего открытия и до 2006 года считался планетой, но позже во внешней части Солнечной Системы было открыто множество небесных тел, сопоставимых по размером с Плутоном и даже превышающих его. Во избежание путаницы было дано новое определение планеты. Плутон не попал под это определение, так что ему был присвоен новый «статус» — карликовая планета. Так что, Плутон может служить ответом на вопрос: раньше он считался планетой, а теперь — нет. Однако, некоторые учёные продолжают считать, что Плутон должен быть переклассифицирован обратно в планету.

Прогнозы ученых

На основании исследований ученые говорят о том, что солнце приближается к середине своего жизненного пути. Невообразимо представить себе, что будет если Солнце погаснет. Но ученые говорят, что это не только возможно, но и неизбежно. Возраст Солнца определили при помощи новейших компьютерных разработок и выяснили, что насчитывает он около пяти миллиардов лет. По астрономическим законом жизнь звезды, подобной Солнцу, длится около десяти миллиардов лет. Таким образом, наша солнечная система находится на середине жизненного цикла.Что же ученые подразумевают под словом «погаснет»? Огромная солнечная энергия представляет собой энергию водорода, который в ядре становится гелием. Каждую секунду около шестисот тонн водорода в ядре Солнца перерабатывается в гелий. По подсчетам ученых, Солнце уже израсходовало большую часть своих запасов водорода.

Если бы вместо Луны были бы планеты Солнечной системы:

> Планеты

Исследуйте все планеты Солнечной системы
по порядку и изучите названия, новые научные факты и интересные особенности окружающих миров с фото и видео.

На территории Солнечной системы проживает 8 планет: Меркурий, Венера, Марс, Земля, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Первые 4 относятся к внутренней Солнечной системе и считаются планетами земной группы. Юпитер и Сатурн – большие планеты Солнечной системы и представители газовых гигантов (огромные и наполнены водородом и гелием), а Уран и Нептун – ледяные гиганты (крупные и представлены более тяжелыми элементами).

Ранее девятой планетой считался Плутон, но с 2006 года перешел в разряд карликовых. Впервые эта карликовая планета была найдена Клайдом Томбом. Сейчас это один из крупнейших объектов в поясе Койпера – скопление ледяных тел на внешнем краю нашей системы. Плутон потерял планетарный статус после того, как в МАС (Международный Астрономический Союз) пересмотрели само понятие.

Согласно решению МАС планетой Солнечной системы является тело, которое выполняет орбитальный проход вокруг Солнца, наделена достаточной массой, чтобы сформироваться в виде сферы и очистить территорию вокруг себя от посторонних объектов. Плутон не смог соответствовать последнему требованию, поэтому и стал карликовой планетой. Среди других подобных объектов можно вспомнить Цереру, Макемаке, Хаумеа и Эриду.

При небольшой атмосфере, суровыми поверхностными особенностями и 5-ю спутниками, Плутон считается сложнейшей карликовой планетой и одной из удивительнейших планет в нашей Солнечной системе.

Но ученые не теряют надежды найти загадочную Девятую планету — , после того, как в 2016 году объявили о гипотетическом объекте, влияющем гравитацией на тела из пояса Койпера. По параметрам она в 10 раз превышает земную массу и в 5000 раз массивнее Плутона. Ниже представлен список планет Солнечной системы с фото, названиями, описанием, детальными характеристиками и интересными фактами для детей и взрослых.

Многообразие планет

Астрофизик Сергей Попов о газовых и ледяных гигантах, системах двойных звезд и одиночных планетах:

Горячие планетные короны

Астроном Валерий Шематович об изучении газовых оболочек планет, горячих частицах в атмосфере и открытиях на Титане:

Диаметр относительно,Земли	Масса, относительно Земли	Орбитальный радиус, а. е.	Период обращения, земных лет	Сутки, относительно Земли	Плотность, кг/м³	Спутники
0,382	0,06	0,38	0,241	58,6	5427	нет
0,949	0,82	0,72	0,615	243	5243	нет
1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	5515	1
0,53	0,11	1,52	1,88	1,03	3933	2
0,074	0,000013	2,76	4,6	0,46	~2000	нет
11,2	318	5,20	11,86	0,414	1326	67
9,41	95	9,54	29,46	0,426	687	62
3,98	14,6	19,22	84,01	0,718	1270	27
3,81	17,2	30,06	164,79	0,671	1638	14
0,098	0,0017	39,2	248,09	6,3	2203	5
0,032	0,00066	42,1	281,1	0,03	~1900	2
0,033	0,00065	45,2	306,28	1,9	~1700	нет
0,1	0,0019	68,03	561,34	1,1	~2400	1

Земные планеты Солнечной системы

Первые 4 планеты от Солнца именуют планетами земного типа, потому что их поверхность скалистая. У Плутона также твердый поверхностный слой (замерзший), но он относится к планетам карликового типа.

Планеты газовые гиганты Солнечной системы

Во внешней Солнечной системе проживают 4 газовых гиганта, так как они достаточно огромные и газообразные. Но Уран и Нептун отличаются, так как в них больше льда. Поэтому их именуют также ледяными гигантами. Однако всех газовых гигантов объединяет один момент: все они состоят из водорода и гелия.

МАС выдвинула определение планеты:

Объект должен вращаться вокруг Солнца;
Иметь достаточную массу, чтобы приобрести форму шара;
Очистить свой орбитальный путь от посторонних объектов;

Плутон не смог соответствовать последнему требованию, так как делит орбитальный путь с огромным количеством тел из пояса Койпера. Но не все были согласны с определением. Однако на арене появились такие карликовые планеты как Эрида, Хаумеа и Макемаке.

Также между Марсом и Юпитером проживает Церера. Ее заметили в 1801 году и посчитали планетой. Некоторые до сих пор считают её 10-й планетой Солнечной системы.

Карликовые планеты Солнечной системы

Образование планетных систем

Астроном Дмитрий Вибе о каменных планетах и планетах-гигантах, многообразии планетных систем и горячих юпитерах:

Планеты Солнечной системы по порядку

Ниже описаны характеристики 8 основных планет Солнечной системы по порядку от Солнца:

Первая планета от Солнца — Меркурий

Меркурий – первая планета от Солнца. Совершает вращение по эллиптической орбите с удаленностью в 46-70 млн. км от Солнца. На один орбитальный пролет тратит 88 дней, а на осевой – 59 дней. Из-за медлительного вращения день охватывает 176 дней. Осевой наклон крайне незначителен.

При диаметре в 4887 км первая планета от Солнца достигает 5% земной массы. Поверхностная гравитация – 1/3 земной. Планета практически лишена атмосферного слоя, поэтому днем раскалена, а ночью замерзает. Температурная отметка колеблется между +430°C и -180°C.

Есть кратерная поверхность и железное ядро. Но по магнитному полю уступает земному. Изначально радары указывали на наличие водяного льда на полюсах. Аппарат Messenger подтвердил предположения и нашел залежи на дне кратеров, которые все время погружены в тень.

Первая планета от Солнца расположена близко к звезде, поэтому её можно заметить перед рассветом и сразу после заката.

Наименование: посланник богов в римском пантеоне.
Диаметр: 4878 км.
Орбита: 88 дней.
Длительность дня: 58.6 дней.

Вторая планета от Солнца — Венера

Венера – вторая планета от Солнца. Путешествует по практически круговой орбите на дистанции в 108 млн. км. Ближе всех подходит к Земле и может сокращать расстояние до 40 млн. км.

На орбитальный путь тратит 225 дней, а осевой оборот (по часовой стрелке) длится 243 дней. День охватывает 117 земных дней. Осевой наклон составляет 3 градуса.

По диаметру (12100 км) вторая планета от Солнца почти сходится с земным и достигает 80% земной массы. Показатель гравитации – 90% земной. У планеты наблюдается плотный атмосферный слой, где давление в 90 раз превышает земное. Атмосфера наполнена двуокисью углерода с толстыми серными облаками, что создает мощный парниковый эффект. Именно из-за этого поверхность прогревается на 460°C (наиболее раскаленная планета в системе).

Поверхность второй планеты от Солнца скрыта от прямого наблюдения, но ученым удалось создать карту при помощи радара. Укрыта крупными вулканическими равнинами с двумя огромными континентами, горами и долинами. Есть и ударные кратеры. Наблюдается слабое магнитное поле.

Обнаружение: древние видели без использования инструментов.
Наименование: римская богиня, отвечающая за любовь и красоту.
Диаметр: 12104 км.
Орбита: 225 дней.
Длительность дня: 241 дней.

Третья планета от Солнца — Земля

Земля — третья планета от Солнца. Это крупнейшая и самая плотная из внутренних планет. Орбитальный путь отдален от Солнца на 150 млн. км. Обладает единственным спутником и развитой жизнью.

На орбитальный облет уходит 365.25 дней, а осевое вращение занимает 23 часа, 56 минут и 4 секунды. Продолжительность дня – 24 часа. Осевой наклон составляет 23.4 градуса, а показатель диаметра – 12742 км.

Третья планета от Солнца сформировалась 4.54 млрд. лет назад и большую часть ее существования рядом находится Луна. Полагают что спутник появился после того, как в Землю врезался огромный объект и вырвал материал на орбиту. Именно Луна стабилизировала земной осевой наклон и выступает источником формирования приливов.

Спутник в диаметре охватывает 3747 км (27% от земного) и расположен на удаленности в 362000-405000 км. Испытывает планетарное гравитационное воздействие, из-за чего замедлил осевое вращение и попал в гравитационный блок (поэтому к Земле повернута одна сторона).

Планета защищена от звездной радиации мощным магнитным полем, сформированным активным ядром (расплавленное железо).

Диаметр: 12760 км.
Орбита: 365.24 дней.
Длительность дня: 23 часа и 56 минут.

Четвертая планета от Солнца — Марс

Марс — четвертая планета от Солнца. Красная планета перемещается по эксцентричному орбитальному пути – 230 млн. км. На один облет вокруг Солнца тратит 686 дней, а осевой оборот – 24 часа и 37 минут. Расположен под наклоном в 25.1 градус, а день длится 24 часа и 39 минут. По наклону напоминает Землю, поэтому располагает сезонами.

По диаметру четвертая планета от Солнца (6792 км) вдвое меньше земного, а масса достигает 1/10 земной. Показатель гравитации – 37%.

Марс лишен защиты в качестве магнитного поля, поэтому изначальная атмосфера уничтожилась солнечным ветром. Аппараты зафиксировали отток атомов в пространство. В итоге, давление достигает 1% земного, а тонкий атмосферный слой представлен 95% углекислого газа.

Четвертая планета от Солнца крайне морозная, где температура опускается зимой до -87°C, а летом поднимается к -5°C. Это пыльное местечко с гигантскими бурями, способными охватить всю поверхность.

Обнаружение: древние видели без использования инструментов.
Наименование: бог войны у римлян.
Диаметр: 6787 км.
Орбита: 687 дней.
Длительность дня: 24 часа и 37 минут.

Пятая планета от Солнца — Юпитер

Юпитер – пятая планета от Солнца. Кроме того, перед вами крупнейшая планета в системе, которая в 2.5 раз массивнее всех планет и охватывает 1/1000 солнечной массы.

Отдален от Солнца на 780 млн. км и тратит на орбитальный путь 12 лет. Наполнен водородом (75%) и гелием (24%) и может располагать скалистым ядром, погруженным в жидкий металлический водород с диаметром в 110000 км. Общий планетарный диаметр – 142984 км.

В верхнем слое атмосферы расположены 50-километровые облака, представленные кристаллами аммиака. Они находятся в полосах, перемещающихся на разных скоростях и широтах. Примечательным кажется Большое Красное Пятно – масштабный шторм.

На осевой оборот пятая планета от Солнца тратит 10 часов. Это стремительная скорость, а значит экваториальный диаметр на 9000 км больше полярного.

Обнаружение: древние видели без использования инструментов.
Наименование: главный бог в римском пантеоне.
Диаметр: 139822 км.
Орбита: 11.9 лет.
Длительность дня: 9.8 часов.

Шестая планета от Солнца — Сатурн

Сатурн — шестая планета от Солнца. Сатурн стоит на 2-й позиции по масштабности в системе, превосходя земной радиус в 9 раз (57000 км) и в 95 раз массивнее.

Отдален от Солнца на 1400 млн. км и тратит на орбитальный пролет 29 лет. Наполнен водородом (96%) и гелием (3%). Может располагать скалистым ядром в жидком металлическом водороде с диаметром в 56000 км. Верхние слои представлены жидкой водой, водородом, гидросульфидом аммония и гелием.

Ядро раскалено до 11700°C и производит больше тепла, чем планета получает от Солнца. Чем выше поднимаемся, тем ниже падает градус. На верхушке температура удерживается на отметке в -180°C и 0°C на глубине в 350 км.

Облачные слои шестой планеты от Солнца напоминают картину Юпитера, но они слабее и шире. Есть также Большое Белое Пятно – краткая периодическая буря. На осевой оборот тратит 10 часов и 39 минут, но точную цифру назвать сложно, так как нет фиксируемых поверхностных особенностей.

Обнаружение: древние видели без использования инструментов.
Наименование: бог хозяйства в римском пантеоне.
Диаметр: 120500 км.
Орбита: 29.5 дней.
Длительность дня: 10.5 часов.

Седьмая планета от Солнца — Уран

Уран — седьмая планета от Солнца. Уран – представитель ледяных гигантов и стоит на 3-й позиции по величине в системе. По диаметру (50000 км) в 4 раза превосходит земной и в 14 раз массивнее.

Отдален на 2900 млн. км и тратит на орбитальный путь 84 года. Удивляет то, что по осевому наклону (97 градусов) планета буквально вращается на боку.

Полагают, что присутствует небольшое скалистое ядро, вокруг которого сконцентрирована мантия из воды, аммиака и метана. Далее следует водородная, гелиевая и метановая атмосфера. Седьмая планета от Солнца выделяется еще тем, что не излучает больше внутреннего тепла, поэтому температурная отметка опускается к -224°C (самая морозная планета).

Обнаружение: в 1781 году заметил Уильям Гершель.
Наименование: персонификация неба.
Диаметр: 51120 км.
Орбита: 84 лет.
Длительность дня: 18 часов.

Нептун — восьмая планета от Солнца. Нептун с 2006 года считается официальной последней планетой в Солнечной системе. Диаметр – 49000 км, а по массивности в 17 раз превышает земную.

Отдален на 4500 млн. км и тратит на орбитальный пролет 165 лет. Из-за удаленности к планете поступает лишь 1% солнечного освещения (по сравнению с Землей). Осевой наклон – 28 градусов, а оборот выполняет за 16 часов.

Метеорология восьмой планеты от Солнца более выражена, чем у Урана, поэтому на полюсах можно заметить мощные штормовые действия в виде темных пятен. Ветер разгоняется до 600 м/с, а температурная отметка падает к -220°C. Ядро прогревается до 5200°C.

Обнаружение: 1846 год.
Наименование: римский бог воды.
Диаметр: 49530 км.
Орбита: 165 лет.
Длительность дня: 19 часов.

Это небольшой мир, уступающий по размерам земному спутнику. Орбита пересекается с Нептуном и в 1979-1999 гг. можно было считать его 8-й планетой по удаленности от Солнца. Плутон будет пребывать за орбитой Нептуна более двухсот лет. Орбитальный путь расположен под наклоном к плоскости системы в 17.1 градусов. Морозный мир в 2015 году посетил Новые Горизонты.

Обнаружение: 1930 год – Клайд Томбо.
Наименование: римский бог подземного мира.
Диаметр: 2301 км.
Орбита: 248 лет.
Длительность дня: 6.4 дней.

Девятая планета – гипотетический объект, проживающей во внешней системе. Ее гравитация должна объяснять поведение транс-нептунианских объектов.

Солнечная система

Источник: Энциклопедия Кругосвет. Солнечная система — Солнце и обращающиеся вокруг него небесные тела – 8 планет (Плутон признан в 2006 на 26 Ассамблее Международного астрономического союза карликовой планетой.), более 63 спутников, четыре системы колец у планет-гигантов, десятки тысяч астероидов, несметное количество метеороидов размером от валунов до пылинок, а также миллионы комет. В пространстве между ними движутся частицы солнечного ветра – электроны и протоны.

Исследована еще не вся Солнечная система: например, большинство планет и их спутников лишь бегло осмотрены с пролетных траекторий, сфотографировано только одно полушарие Меркурия, а к Плутону пока не было экспедиций. Но все же с помощью телескопов и космических зондов собрано уже много важных данных.

Расстояния в Солнечной системе принято измерять в единицах среднего расстояния Земли от Солнца, называемого астрономической единицей (1 а.е. = 149,6 млн. км). Например, среднее расстояние Плутона от Солнца 39 а.е., но иногда он удаляется на 49 а.е. Известны кометы, улетающие на 50 000 а.е. Расстояние от Земли до ближайшей звезды a Кентавра 272 000 а.е., или 4,3 световых года (т. е. свет, движущийся со скоростью 299 793 км/с, проходит это расстояние за 4,3 года). Для сравнения, от Солнца до Земли свет доходит за 8 мин, а до Плутона – за 6 ч.

Планеты обращаются вокруг Солнца по почти круговым орбитам, лежащим приблизительно в одной плоскости, в направлении против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Земли. Плоскость орбиты Земли (плоскость эклиптики) лежит близко к средней плоскости орбит планет. Поэтому видимые пути планет, Солнца и Луны на небе проходят вблизи линии эклиптики, а сами они всегда видны на фоне созвездий Зодиака. Наклоны орбит отсчитываются от плоскости эклиптики. Углы наклона менее 90° соответствуют прямому орбитальному движению (против часовой стрелки), а углы более 90° – обратному движению. Все планеты Солнечной системы движутся в прямом направлении; наибольший наклон орбиты у Плутона (17°). Многие кометы движутся в обратной направлении, например, наклон орбиты кометы Галлея 162°.

Орбиты всех тел Солнечной системы очень близки к эллипсам. Размер и форма эллиптической орбиты характеризуются большой полуосью эллипса (средним расстоянием планеты от Солнца) и эксцентриситетом, изменяющимся от е = 0 у круговых орбит до е = 1 у предельно вытянутых. Ближайшую к Солнцу точку орбиты называют перигелием, а самую удаленную – афелием.

С точки зрения земного наблюдателя планеты Солнечной системы делят на две группы. Меркурий и Венеру, которые ближе к Солнцу, чем Земля, называют нижними (внутренними) планетами, а более далекие (от Марса до Плутона) – верхними (внешними). У нижних планет существует предельный угол удаления от Солнца: 28° у Меркурия и 47° у Венеры. Когда такая планета максимально удалена к западу (востоку) от Солнца, говорят, что она находится в наибольшей западной (восточной) элонгации. Когда нижняя планета видна прямо перед Солнцем, говорят, что она находится в нижнем соединении; когда прямо за Солнцем – в верхнем соединении. Подобно Луне, эти планеты проходят через все фазы освещения Солнцем в течение синодического периода Ps – времени, за которое планета возвращается к исходному положению относительно Солнца с точки зрения земного наблюдателя. Истинный орбитальный период планеты (P) называют сидерическим. Для нижних планет эти периоды связаны соотношением:

1/Ps = 1/P – 1/Po

где Po – орбитальный период Земли. Для верхних планет подобное соотношение имеет другой вид:

1/Ps = 1/Po – 1/P

Для верхних планет характерен ограниченный диапазон фаз. Максимальный фазовый угол (Солнце–планета–Земля) у Марса 47°, у Юпитера 12°, у Сатурна 6°. Когда верхняя планета видна за Солнцем, она находится в соединении, а когда в противоположном Солнцу направлении – в противостоянии. Планета, наблюдаемая на угловом расстоянии 90° от Солнца, находится в квадратуре (восточной или западной).

Пояс астероидов, проходящий между орбитами Марса и Юпитера, делит планетную систему Солнца на две группы. Внутри него располагаются планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс), схожие тем, что это небольшие, каменистые и довольно плотные тела: их средние плотности от 3,9 до 5,5 г/см3. Они сравнительно медленно вращаются вокруг осей, лишены колец и имеют мало естественных спутников: земную Луну и марсианские Фобос и Деймос. Вне пояса астероидов находятся планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Для них характерны большие радиусы, низкая плотность (0,7–1,8 г/см3) и глубокие атмосферы, богатые водородом и гелием. Юпитер, Сатурн и, возможно, другие гиганты лишены твердой поверхности. Все они быстро вращаются, имеют много спутников и окружены кольцами. Далекий маленький Плутон и крупные спутники планет-гигантов во многом схожи с планетами земной группы.

Древние люди знали планеты, видимые невооруженным глазом, т.е. все внутренние и внешние вплоть до Сатурна. В.Гершель открыл в 1781 Уран. Первый астероид обнаружил Дж.Пиацци в 1801. Анализируя отклонения в движении Урана, У.Леверье и Дж.Адамс теоретически открыли Нептун; на вычисленном месте его обнаружил И.Галле в 1846. Самый далекий Плутон открыл в 1930 К.Томбо в результате длительных поисков занептуновой планеты, организованных П.Ловеллом. Четыре больших спутника Юпитера обнаружил Галилей в 1610. С тех пор при помощи телескопов и космических зондов у всех внешних планет найдены многочисленные спутники. Х.Гюйгенс в 1656 установил, что Сатурн окружен кольцом. Темные кольца Урана были открыты с Земли в 1977 при наблюдении покрытия звезды. Прозрачные каменные кольца Юпитера обнаружил в 1979 межпланетный зонд «Вояджер-1». С 1983 в моменты покрытия звезд отмечались признаки неоднородных колец у Нептуна; в 1989 изображение этих колец было передано «Вояджером-2»

Видео по теме:

3D Путешествие по солнечной системе

Планеты солнечной системы

Сериал «Прогулки в космосе». 2-я серия «Солнечная система».

Планеты вселенной по порядку. Солнечная система

До недавнего времени астрономы полагали, что такое понятие, как планета, касается исключительно Солнечной системы. Все, что находится за ее пределами, — это неизведанные космические тела, чаще всего звезды очень крупных масштабов. Но, как выяснилось позже, планеты, словно горошины, разбросаны по всей Вселенной. Они различны по своему геологическому и химическому составу, могут иметь или не иметь атмосферу, и все это зависит от взаимодействия с ближайшей звездой. Расположение планет в нашей Солнечной системе уникально. Именно этот фактор является основополагающим для тех условий, которые образовались на каждом отдельном космическом объекте.

Наш космический дом и его особенности

В центре Солнечной системы находится одноименная звезда, которая входит в разряд желтых карликов. Ее магнитного поля хватает для того, чтобы удерживать вокруг своей оси девять планет различных размеров. Среди них встречаются карликовые каменистые космические тела, газовые необъятные гиганты, которые достигают чуть ли не параметров самой звезды, и объекты «среднего» класса, к которым относится Земля. Расположение планет Солнечной системы не происходит в возрастающем или убывающем порядке. Можно сказать, что относительно параметров каждого отдельного астрономического тела их расположение хаотично, то есть большое чередуется с малым.

Строение СС

Чтобы рассмотреть расположение планет в нашей системе, необходимо брать в качестве точки отсчета Солнце. Эта звезда находится в центре СС, и именно ее магнитные поля корректируют орбиты и движения всех окружающих космических тел. Вокруг Солнца вращается девять планет, а также кольцо астероидов, которое находится между Марсом и Юпитером, и пояс Койпера, располагающийся за пределами Плутона. В этих промежутках также выделяются отдельные карликовые планеты, которые иногда приписывают к основным единицам системы. Другие же астрономы полагают, что все эти объекты — не более чем крупные астероиды, на которых ни при каких условиях не сможет зародиться жизнь. К данному разряду они приписывают и сам Плутон, оставляя в нашей системе лишь 8 планетарных единиц.

Порядок расположения планет

Итак, мы перечислим все планеты, начиная с ближайшей к Солнцу. На первом месте Меркурий, Венера, затем — Земля и Марс. После Красной планеты проходит кольцо астероидов, за которыми начинается парад гигантов, состоящих из газов. Это Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Список завершает карликовый и ледяной Плутон, со своим не менее холодным и черным спутником Хароном. Как мы уже говорили выше, в системе выделяют еще несколько карликовых космических единиц. Расположение планет-карликов этой категории совпадает с поясами Койпера и астероидов. Церера находится в астероидном кольце. Макемаке, Хаумеа и Эрида — в поясе Койпера.

Планеты земной группы

В данную категорию включены космические тела, которые по своему составу и параметрам имеют много общего с нашей родной планетой. Их недра также наполнены металлами и камнем, вокруг поверхности образуется либо полноценная атмосфера, либо дымка, которая ее напоминает. Расположение планет земной группы легко запомнить, ведь это первые четыре объекта, которые находятся непосредственно рядом с Солнцем — Меркурий, Венера, Земля и Марс. Характерными чертами являются небольшие размеры, а также длительный период ращения вокруг своей оси. Также из всех планет земной группы только сама Земля и Марс имеют спутники.

Гиганты, состоящие из газов и раскаленных металлов

Расположение планет Солнечной системы, которые именуются газовыми гигантами, является самым удаленным от главного светила. Они находятся за астероидным кольцом и протягиваются чуть ли не до пояса Койпера. Всего насчитывается четыре гиганта — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Каждая из этих планет состоит из водорода и гелия, а в области ядра находятся раскаленные до жидкого состояния металлы. Все четыре гиганта характеризуются невероятно сильным гравитационным полем. За счет этого они притягивают к себе многочисленные спутники, которые образуют вокруг них чуть ли не целые астероидные системы. Газовые шары СС очень быстро вращаются, потому на них нередко случаются вихри, ураганы. Но, несмотря на все эти сходства, стоит помнить, что каждый из гигантов уникален и по своему составу, и по размеру, и по силе гравитации.

Карликовые планетки

Так как мы уже детально рассмотрели расположение планет от Солнца, нам известно, что Плутон находится дальше всех, и его орбита самая гигантская в СС. Именно он — самый главный представитель карликов, и только он из этой группы является наиболее изученным. Карликами именуют те космические тела, которые слишком малы для планет, но и велики для астероидов. Их структура может быть сравнима с Марсом или Землей, а может быть просто каменистой, как у любого астероида. Выше мы перечислили самых ярких представителей этой группы — это Церера, Эрида, Макемаке, Хаумеа. На самом деле карлики встречаются не только в двух астероидных поясах СС. Нередко ими называют спутники газовых гигантов, которые притянулись к ним за счет огромной

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. Однако в 2006 году Международный астрономический союз решил лишить Плутон этого статуса.

Известно уже 60 естественных спутников Сатурна, большая часть из которых обнаружены при помощи космических аппаратов. Большая часть спутников состоит из горных пород и льда. Крупнейший спутник — Титан, открытый в 1655 году Христианом Гюйгенсом, — по своей величине превосходит планету Меркурий. Диаметр Титана около 5200 км. Титан облетает вокруг Сатурна каждые 16 дней. Титан — единственный спутник, обладающий очень плотной атмосферой , в 1,5 раза больше Земной, и состоящей в основном из 90% азота, с умеренным содержанием метана.

Международный астрономический союз официально признал Плутон планетой в мае 1930 года. В тот момент предполагали, что его масса сравнима с массой Земли, но позже было установлено, что масса Плутона почти в 500 раз меньше земной, даже меньше массы Луны. Масса Плутона 1,2 на 10 в22 степени кг (0,22 массы Земли). Среднее расстояние Плутона от Солнца 39,44 а.е. (5,9 на 10 в12 степени км), радиус около 1,65 тысяч км. Период обращения вокруг Солнца 248,6 года, период вращения вокруг своей оси 6,4 суток. Состав Плутона предположительно включает в себя камень и лед; планета имеет тонкую атмосферу, состоящую из азота, метана и углеродной одноокиси. У Плутона есть три спутника: Харон, Гидра и Никта.

В конце XX и начале XXI веков во внешней части Солнечной системы было открыто множество объектов. Стало очевидным, что Плутон — лишь один из наиболее крупных известных до настоящего времени объектов пояса Койпера. Более того, по крайней мере один из объектов пояса — Эрида — является более крупным телом, чем Плутон и на 27% тяжелее его. В связи с этим возникла идея не рассматривать более Плутон как планету . 24 августа 2006 года на XXVI Генеральной ассамблее Международного астрономического союза (МАС) было принято решение впредь называть Плутон не «планетой», а «карликовой планетой».

На конференции было выработано новое определение планеты, согласно которому планетами считаются тела, вращающиеся вокруг звезды (и сами не являющиеся звездой), имеющие гидростатически равновесную форму и «расчистившие» область в районе своей орбиты от других, более мелких, объектов. Карликовыми планетами будут считаться объекты, вращающиеся вокруг звезды, имеющие гидростатически равновесную форму, но не «расчистившие» близлежащее пространство и не являющиеся спутниками. Планеты и карликовые планеты — это два разных класса объектов Солнечной системы. Все прочие объекты, вращающиеся вокруг Солнца и не являющиеся спутниками, будут называться малыми телами Солнечной системы.

Таким образом, с 2006 года в Солнечной системе стало восемь планет : Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Международным астрономическим союзом официально признаны пять карликовых планет: Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке, Эрида.

11 июня 2008 года МАС объявил о введении понятия «плутоид» . Плутоидами решено называть небесные тела, обращающиеся вокруг Солнца по орбите, радиус которой больше радиуса орбиты Нептуна, масса которых достаточна, чтобы гравитационные силы придавали им почти сферическую форму, и которые не расчищают пространство вокруг своей орбиты (то есть, вокруг них обращается множество мелких объектов).

Поскольку для таких далеких объектов, как плутоиды, определить форму и тем самым отношение к классу карликовых планет пока затруднительно, ученые рекомендовали временно относить к плутоидам все объекты, абсолютная астероидная величина которых (блеск с расстояния в одну астрономическую единицу) ярче +1. Если позднее выяснится, что отнесенный к плутоидам объект карликовой планетой не является, его этого статуса лишат, хотя присвоенное имя оставят. К плутоидам были отнесены карликовые планеты Плутон и Эрида . В июле 2008 года в эту категорию был включен Макемаке. 17 сентября 2008 в список добавили Хаумеа.

Материал подготовлен на основе информации открытых источников

> Планеты Солнечной системы по порядку

Исследуйте планеты Солнечной системы по порядку
. Фото в высоком качестве, место Земли и детальное описание каждой планеты вокруг Солнца: от Меркурия к Нептуну.

Давайте рассмотрим планеты Солнечной системы по порядку: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Что такое планета?

Согласно критериям, установленным МАС в 2006 году, планетой считается объект:

пребывающий на орбитальном пути вокруг Солнца;
обладает достаточной массивностью для гидростатического баланса;
очистил окрестности от посторонних тел;

Это привело к тому, что Плутон не смог соответствовать последнему пункту и перешел в разряды карликовых планет. По той же причине Церера больше не выступает астероидом, а присоединилась к Плутону.

Но есть также и транснептунианские объекты, которые считаются подкатегорией карликовых планет и именуется классом плутоидов. Это небесные тела, вращающиеся за орбитой Нептуна. Сюда входят Церера, Плутон, Хаумеа, Эрида и Макемаке.

Планеты Солнечной системы по порядку

Давайте теперь изучим наши планеты Солнечной системы по порядку увеличения расстояния от Солнца с фото в высоком качестве.

Меркурий

Меркурий — первая планета от Солнца, удаленная на 58 млн. км. Несмотря на это, не считается самой раскаленной планетой.

Теперь считается самой крошечной планетой, уступающей по размеру спутнику Ганимеду.

Диаметр: 4 879 км
Масса: 3.3011 × 10 23 кг (0,055 земной).
Длительность года: 87.97 дней.
Продолжительность дня: 59 дней.
Входит в категорию планет земного типа. По кратерной поверхности напоминает земную Луну.
Если вы весите 45 кг на Земле, то получите 17 кг на Меркурий.
Нет спутников.
Температурный показатель колеблется от -173 до 427 °C (от -279 до 801 градусов по Фаренгейту)
Отправляли лишь 2 миссии: Маринер-10 в 1974-1975 гг. и MESSENGER, которые трижды пролетали мимо планеты, прежде чем вышел на орбиту в 2011 году.

Венера

Отдалена от Солнца на 108 млн. км и считается земной сестрой, потому что похожа по параметрам: 81.5% от массы, 90% земной площади и 86.6% ее объема.

Из-за густого атмосферного слоя Венера стала самой горячей планетой в Солнечной системе, где температура возрастает к 462°C.

Диаметр: 12104 км.
Масса: 4.886 х 10 24 кг (0.815 земной)
Длительность года: 225 дней.
Продолжительность дня: 243 дней.
Температурный нагрев: 462°C.
Плотный и токсичный атмосферный слой наполнен углекислым газом (CO2) и азотом (N2) с каплями серной кислоты (h3SO4).
Нет спутников.
Характерно ретроградное вращение.
Если вы весите 45 кг на Земле, то получите 41 кг на Венере.
Ее называли Утренней и Вечерней Звездой, потому что она часто ярче любого другого объекта на небе и обычно видна на рассвете или в сумерках. Часто даже принимают за НЛО.
Отправили более 40 миссий. Магеллан в начале 1990-х годов составил карту 98% поверхности планеты.

Земля

Земля — родной дом, проживающий на удаленности от звезды на 150 млн. км. Пока единственны мир, располагающий жизнью.

Диаметр: 12760 км.
Масса: 5.97 х 10 24 кг.
Длительность года: 365 дней.
Продолжительность дня: 23 часа, 56 минут и 4 секунды.
Поверхностный нагрев: средний – 14°C, с диапазонами от -88°C до 58°C.
Поверхность постоянно меняется, а 70% покрыто океанами.
Есть один спутник.
Атмосферный состав: азот (78%), кислород (21%) и другие газы (1%).
Единственный мир с жизнью.

Марс

Красная планета, отдаленная на 288 млн. км. Получила второе название из-за красноватого оттенка, созданного оксидом железа. Марс напоминает Землю из-за осевого вращения и наклона, что формирует сезонность.

Также есть множество знакомых нам поверхностных особенностей, вроде гор, долин, вулканов, пустынь и ледяных шапок. Атмосфера тонкая, поэтому температура падает к -63 о C.

Диаметр: 6787 км.
Масса: 6.4171 х 10 23 кг (0.107 земного).
Длительность года: 687 дней.
Продолжительность дня: 24 часа и 37 минут.
Поверхностная температура: Средняя – примерно -55°C при диапазоне от -153°C до +20°C.
Относится к категории земных планет. На скалистую поверхность повлияли вулканы, астероидные атаки и атмосферные эффекты, вроде пылевых бурь.
Тонкая атмосфера представлена двуокисью углерода (CO2), азотом (N2) и аргоном (Ar). Если вы весите 45 кг на Земле, то получите 17 кг на Марсе.
Есть два крошечных спутника: Фобос и Деймос.
Именуют Красной Планетой, потому что железные минералы в почве окисляются (ржавеют).
Отправлено больше 40 космических аппаратов.

Юпитер

Юпитер — самая большая планета Солнечной системы, проживающая на отстраненности в 778 млн. км от Солнца. Она в 317 раз крупнее Земли и в 2.5 раз больше всех планет вместе. Представлена водородом и гелием.

Атмосфера считается наиболее интенсивной, где ветер разгоняется до 620 км/ч. Есть также удивительнейшие полярные сияния, которые практически не прекращаются.

Диаметр: 428400 км.
Масса: 1.8986 × 10 27 кг (317.8 земной).
Длительность года: 11.9 лет.
Продолжительность дня: 9.8 часов.
Температурный показатель: -148°C.
Есть 67 известных спутников, а еще 17 лун ожидают подтверждения своего открытия. Юпитер напоминает на мини-систему!
В 1979 году Вояджер-1 заметил слабую кольцевую систему.
Если весите 45 кг на Земле, то получите 115 кг на Юпитере.
Большое красное пятно – масштабный шторм (больше Земли), не прекращающийся сотни лет. В последние годы наблюдается тенденция к сокращению.
Мимо Юпитера летало много миссий. Последняя прибыла в 2016 году – Юнона.

Сатурн

Отдален на 1.4 млрд. км. Сатурн — газовый гигант с шикарной системой колец. Есть газовые слои, сконцентрированные вокруг твердого ядра.

Диаметр: 120500 км.
Масса: 5,66836 × 10 26 кг (95.159 земной).
Длительность года: 29.5 лет.
Продолжительность дня: 10.7 часов.
Температурная отметка: -178 °С.
Атмосферный состав: водород (h3) и гелий (He).
Если весите 45 кг на Земле, то получите примерно 48 кг на Сатурне.
Есть 53 известных спутника с дополнительными 9-ю, ожидающими подтверждения.
К планете отправили 5 миссий. С 2004 года системой занимался Кассини.

Уран

Проживает на дистанции в 2.9 млрд. км. Относится к классу ледяных гигантов из-за присутствия аммиака, метана, воды и углеводородов. Метан также создает синий внешний вид.

Уран выступает самой морозной планетой в системе. Сезонный цикл довольно причудливый, так как длятся по 42 года для каждого полушария.

Диаметр: 51120 км.
Длительность года: 84 года.
Продолжительность дня: 18 часов.
Температурная отметка: -216°С.
Большая часть планетарной массы представлена раскаленной плотной жидкостью из «ледяных» материалов: вода, аммиак и метан.
Атмосферный состав: водород и гелий с небольшой примесью метана. Метан вызывает сине-зеленый оттенок.
Если весите 45 кг на Земле, то получите 41 кг на Уране.
Есть 27 спутников.
Есть слабая кольцевая система.
К планете отправляли единственный корабль – Вояджер-2.

Бескрайний космос, который нас окружает, — это не просто огромное безвоздушное пространство и пустота. Здесь все подчинено единому и строгому порядку, все имеет свои правила и подчиняется законам физики. Все находится в постоянном движении и находится в постоянно взаимосвязи друг с другом. Это система, в которой каждое небесное тело занимает свое определенное место. Центр Вселенной окружен галактиками, среди которых находится и наш Млечный Путь. Нашу галактику в свою очередь формируют звезды, вокруг которых вертятся большие и малые планеты со своими естественными спутниками. Дополняют картину вселенского масштаба блуждающие объекты – кометы и астероиды.

В этом бескрайнем скоплении звезд находится и наша Солнечная система – крошечный по космическим меркам астрофизический объект, к которому относится и наш космический дом – планета Земля. Для нас землян, размеры Солнечной системы колоссальны и трудно поддаются восприятию. С точки зрения масштабов Вселенной это крошечные цифры — всего 180 астрономических единиц или 2,693e+10 км. Здесь также все подчинено своим законам, имеет свое четко определенное место и последовательность.

Краткая характеристика и описание

Межзвездную среду и устойчивость Солнечной системы обеспечивает расположение Солнца . Его месторасположение – межзвездное облако, входящее в рукав Ориона-Лебедя, который в свою очередь является частью нашей галактики. С научной точки зрения наше Солнце находится на периферии, в 25 тыс. световых лет от центра Млечного Пути, если рассматривать галактику в диаметральной плоскости. В свою очередь, движение Солнечной системы вокруг центра нашей галактики осуществляется по орбите. Полный оборот Солнца вокруг центра Млечного Пути осуществляется по-разному, в пределах 225-250 млн. лет и составляет один галактический год. Орбита Солнечной системы имеет наклон к галактической плоскости в 600. Рядом, по соседству с нашей системой, совершают бег вокруг центра галактики другие звезды и другие солнечные системы со своими большими и малыми планетами.

Примерный возраст Солнечной системы составляет 4,5 млрд. лет. Как и большинство объектов во Вселенной, наша звезда образовалась в результате Большого взрыва. Происхождение Солнечной системы объясняется действием тех же законов, которые действовали и продолжают действовать сегодня в области ядерной физики, термодинамики и механики. Сначала образовалась звезда, вокруг которой в силу происходящих центростремительных и центробежных процессов началось формирование планет. Солнце сформировалось из плотного скопления газов — молекулярного облака, которое стало продуктом колоссального Взрыва. В результате центростремительных процессов происходило сжатие молекул водорода, гелия, кислорода, углерода, азота и других элементов в одну сплошную и плотную массу.

Результатом грандиозных и столь масштабных процессов стало образование протозвезды, в структуре которой начался термоядерный синтез. Этот длительный процесс, начавшийся гораздо раньше, мы наблюдаем сегодня, глядя на наше Солнце спустя 4,5 млрд. лет с момента его образования. Масштабы процессов, происходящих во время формирования звезды можно представить, оценив плотность, размеры и массу нашего Солнца:

плотность составляет 1,409 г/см3;
объем Солнца составляет практически ту же цифру – 1,40927х1027 м3;
масса звезды – 1,9885х1030кг.

Сегодня наше Солнце – это рядовой астрофизический объект во Вселенной, не самая маленькая звезда в нашей галактике, но и далеко не самая большая. Солнце пребывает в своем зрелом возрасте, являясь не только центром Солнечной системы, но и главным фактором появления и существования жизни на нашей планете.

Окончательное строение Солнечной системы приходится на этот же период, с разницей, плюс-минус полмиллиарда лет. Масса всей системы, где Солнце взаимодействует с другими небесными телами Солнечной системы, составляет 1,0014 M☉. Другими словами, все планеты, спутники и астероиды, космическая пыль и частички газов, вращающихся вокруг Солнца, в сравнении с массой нашей звезды, — капля в море.

В том виде, в котором мы имеем представление о нашей звезде и планетах, вращающихся вокруг Солнца – это упрощенный вариант. Впервые механическая гелиоцентрическая модель Солнечной системы с часовым механизмом была представлена научному сообществу в 1704 году. Следует учитывать, что орбиты планет Солнечной системы не лежат все в одной плоскости. Они вращаются вокруг под определенным углом.

Модель Солнечной системы была создана на основе более простого и старинного механизма — теллурия, с помощью которого было смоделировано положение и движение Земли по отношению к Солнцу. С помощью теллурия удалось объяснить принцип движения нашей планеты вокруг Солнца, рассчитать продолжительность земного года.

Простейшая модель Солнечной системы представлена в школьных учебниках, где каждая из планет и другие небесные тела занимают определенное место. При этом следует учитывать, что орбиты всех объектов, вращающихся вокруг Солнца, расположены под разным углом к диаметральной плоскости Солнечной системы. Планеты Солнечной системы расположены на разном расстоянии от Солнца, совершают оборот с различной скоростью и по-разному обращаются вокруг собственной оси.

Карта — схема Солнечной системы – это рисунок, где все объекты расположены в одной плоскости. В данном случае такое изображение дает представление только о размерах небесных тел и расстояниях между ними. Благодаря такой трактовке стало возможным понять месторасположение нашей планеты в ряду других планет, оценить масштабы небесных тел и дать представление о тех огромных расстояниях, которые отделяют нас от наших небесных соседей.

Планеты и другие объекты Солнечной системы

Практически вся вселенная – это мириады звезд, среди которых встречаются большие и малые солнечные системы. Наличие у звезды своих планет-спутников — явление обыденное для космоса. Законы физики везде одинаковы и наша Солнечная система не является исключением.

Если задаваться вопросом, сколько планет в Солнечной системе было и сколько есть сегодня, ответить однозначно достаточно сложно. В настоящее время известно точное расположение 8 крупных планет. Помимо этого вокруг Солнца крутятся 5 малых карликовых планет. Существование девятой планеты на данный момент в научных кругах оспаривается.

Вся Солнечная система поделена на группы планет, которые располагаются в следующем порядке:

Планеты земной группы:

Меркурий;
Венера;
Марс.

Газовые планеты – гиганты:

Юпитер;
Сатурн;
Уран;
Нептун.

Все планеты, представленные в списке, отличаются строением, имеют различные астрофизические параметры. Какая планета больше или меньше других? Размеры планет Солнечной системы различны. Первые четыре объекта, схожих по своему строению с Землей, имеют твердую каменную поверхность, наделены атмосферой. Меркурий, Венера и Земля являются внутренними планетами. Марс замыкает эту группу. Следом за ним идут газовые гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — плотные, шарообразные газовые образования.

Процесс жизни планет Солнечной системы не прекращается ни на секунду. Те планеты, которые сегодня мы видим на небосклоне – это то расположение небесных тел, которое имеет планетарная система нашей звезды на текущий момент. То состояние, которое было на заре формирования солнечной системы разительно отличается от того, что изучено сегодня.

Об астрофизических параметрах современных планет свидетельствует таблица, где указано также и расстояние планет Солнечной системы до Солнца.

Существующие планеты Солнечной системы имеют примерно одинаковый возраст, однако есть теории о том, что вначале планет было больше. Об этом свидетельствуют многочисленные древние мифы и легенды, описывающие присутствие других астрофизических объектов и катастрофы, приведшие к гибели планеты. Это подтверждает и структура нашей звездной системы, где наряду с планетами присутствуют объекты, являющиеся продуктами бурных космических катаклизмов.

Ярким примером такой деятельности является пояс астероидов, находящийся между орбитами Марса и Юпитера. Здесь сконцентрированы в огромном количестве объекты внеземного происхождения, в основном представленные астероидами и малыми планетами. Именно эти обломки неправильной формы в человеческой культуре считаются остатками протопланеты Фаэтон, погибшей в миллиарды лет назад в результате масштабного катаклизма.

На самом деле, в научных кругах бытует мнение, что пояс астероидов образовался в результате разрушения кометы. Астрономы обнаружили на крупном астероиде Фемида и на малых планетах Церера и Веста, являющиеся самыми крупными объектами пояса астероидов, присутствие воды. Найденный на поверхности астероидов лед может свидетельствовать о кометной природе образования этих космических тел.

Ранее, относящийся к числу больших планет Плутон, сегодня не считается полноценной планетой.

Плутон, который ранее был причислен к большим планетам Солнечной системы, сегодня переведен в размер карликовых небесных тел, вращающихся вокруг Солнца. Плутон вместе с Хаумеа и Макемаке, крупнейшими карликовыми планетами, находится в поясе Койпера.

Эти карликовые планеты Солнечной системы располагаются в поясе Койпера. Область между поясом Койпера и облаком Оорта является самой отдаленной от Солнца, однако и там космическое пространство не пустует. В 2005 году там обнаружили самое далекое небесное тело нашей Солнечной системы — карликовую планету Эриду. Процесс исследования самых отдаленных областей нашей Солнечной системы продолжается. Пояс Койпера и Облако Оорта, гипотетически являются пограничными областями нашей звездной системы, видимой границей. Это облако из газа находится на расстоянии одного светового года от Солнца и является районом, где рождаются кометы, странствующие спутники нашего светила.

Характеристика планет Солнечной системы

Земная группа планет представлена ближайшими к Солнцу планетами — Меркурием и Венерой. Эти два космических тела Солнечной системы, несмотря на схожесть в физическом строении с нашей планетой, являются враждебной для нас средой. Меркурий — самая маленькая планета нашей звездной системы, ближе всех расположена к Солнцу. Тепло нашей звезды буквально испепеляет поверхность планеты, практически уничтожия на ней атмосферу. Расстояние от поверхности планеты до Солнца составляет 57 910 000 км. По своим размерам, всего 5 тыс. км в диаметре, Меркурий уступает большинству крупных спутников, находящимся во власти Юпитера и Сатурна.

Спутник Сатурна Титан имеет диаметр свыше 5 тыс. км, спутник Юпитера Ганимед имеет диаметр 5265 км. Оба спутника по своим размерам уступают только Марсу.

Самая первая планета несется вокруг нашей звезды с огромной скоростью, совершая полный оборот вокруг нашего светила за 88 земных дней. Заметить эту маленькую и шуструю планету на звездном небосводе практически невозможно из-за близкого присутствия солнечного диска. Среди планет земной группы именно на Меркурии наблюдаются самые крупные суточные перепады температур. Тогда как поверхность планеты, обращенная к Солнцу, раскаляется до 700 градусов по Цельсию, обратная сторона планеты погружена во вселенский холод с температурами до -200 градусов.

Главное отличие Меркурия от всех планет Солнечной системы – его внутреннее строение. У Меркурия самое крупное железоникелевое внутренне ядро, на которое приходится 83% массы всей планеты. Однако даже нехарактерное качество не позволило Меркурию иметь собственные естественные спутники.

Следом за Меркурием располагается самая ближайшая к нам планета – Венера. Расстояние от Земли до Венеры составляет 38 млн. км, и она очень схожа на нашу Землю. Планета обладает практически таким же диаметром и массой, немного уступая по этим параметрам нашей планете. Однако во всем остальном, наша соседка в корне отличается от нашего космического дома. Период оборота Венеры вокруг Солнца составляет 116 земных дней, а вокруг собственной оси планета вертится крайне медленно. Средняя температура поверхности вращающейся вокруг своей оси за 224 земных суток Венеры составляет 447 градусов Цельсия.

Как и ее предшественница, Венера лишена физических условий, способствующих существованию известных форм жизни. Планету окружает плотная атмосфера, состоящая в основном из углекислого газа и азота. И Меркурий, и Венера — единственные из планет Солнечной системы, которые лишены естественных спутников.

Земля является последней из внутренних планет Солнечной системы, находясь от Солнца примерно на расстоянии в 150 млн. км. Наша планета делает один оборот вокруг Солнца за 365 дней. Вращается вокруг собственной оси за 23,94 часа. Земля является первым из небесных тел, расположенным на пути от Солнца к периферии, которое имеет естественный спутник.

Отступление: Астрофизические параметры нашей планеты хорошо изучены и известны. Земля является крупнейшей и самой плотной планетой из всех других внутренних планет Солнечной системы. Именно здесь сохранились естественные физические условия, при которых возможно существование воды. Наша планета обладает стабильным магнитным полем, удерживающим атмосферу. Земля является самой хорошо изученной планетой. Последующее изучение в основном имеет не только теоретический интерес, но и практический.

Замыкает парад планет земной группы Марс. Последующее изучение этой планеты имеет в основном не только теоретический интерес, но и практический, связанный с освоением человеком внеземных миров. Ученых-астрофизиков привлекает не только относительная близость этой планеты к Земле(в среднем 225 млн. км), но и отсутствие сложных климатических условий. Планета окружена атмосферой, правда пребывающей в крайне разреженном состоянии, располагает собственным магнитным полем и перепады температур на поверхности Марса не столь критические, как на Меркурии и на Венере.

Как и Земля, Марс имеет два спутника — Фобос и Деймос, естественная природа которых в последнее время подвергается сомнению. Марс является последней четвертой планетой с твердой поверхностью в Солнечной системе. Следом за поясом астероидов, который является своеобразной внутренней границей Солнечной системы, начинается царство газовых гигантов.

Самые крупные космические небесные тела нашей Солнечной системы

Вторая группа планет, входящих в состав системы нашей звезды имеет ярких и крупных представителей. Это самые крупные объекты нашей Солнечной системы, которые считаются внешними планетами. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун наиболее удалены от нашей звезды, громадны по земным меркам и их астрофизические параметры. Отличаются эти небесные тела своей массивностью и составом, который в основном имеет газовую природу.

Главные красавцы Солнечной системы — Юпитер и Сатурн. Общей массы этой пары гигантов вполне бы хватило, чтобы уместить в ней массу всех известных небесных тел Солнечной системы. Так Юпитер — самая большая планета Солнечной системы — весит 1876.64328 · 1024 кг, а масса Сатурна составляет 561.80376 · 1024 кг. Эти планеты имеют больше всего естественных спутников. Некоторые из них, Титан, Ганимед, Каллисто и Ио — самые крупные спутники Солнечной системы и по своим размерам сравнимы с планетами земной группы.

Самая большая планета Солнечной системы — Юпитер — имеет диаметр, составляющий 140 тыс. км. По многим параметрам Юпитер больше напоминает несостоявшуюся звезду – яркий пример существования малой Солнечной системы. Об это говорят размеры планеты и астрофизические параметры — Юпитер всего в 10 раз меньше нашей звезды,. Планета вращается вокруг собственной оси достаточно быстро – всего 10 земных часов. Поражает и количество спутников, которых на сегодняшний день выявлено 67 штук. Поведение Юпитера и его спутников очень похоже на модель Солнечной системы. Такое количество естественных спутников у одной планеты ставит новый вопрос, сколько было планет Солнечной системы на раннем этапе ее формирования. Предполагается, что Юпитер, обладая мощным магнитным полем, превратил некоторые планеты в свои естественные спутники. Некоторые из них — Титан, Ганимед, Каллисто и Ио — самые крупные спутники Солнечной системы и по своим размерам сравнимы с планетами земной группы.

Немногим уступает по своим размерам Юпитеру его меньший брат — газовый гигант Сатурн. Эта планета, как и Юпитер, состоит в основном из водорода и гелия — газов, являющихся основой нашей звезды. При своих размерах, диаметр планеты составляет 57 тыс. км, Сатурн также напоминает протозвезду, которая остановилась в своем развитии. Количество спутников у Сатурна немногим уступает количеству спутников Юпитера — 62 против 67. На спутнике Сатурна Титане, так же как и на Ио — спутнике Юпитера — имеется атмосфера.

Другими словами, самые крупные планеты Юпитер и Сатурн со своими системами естественных спутников сильно напоминают малые солнечные системы, со своим четко выраженным центром и системой движения небесных тел.

За двумя газовыми гигантами идут холодные и темные миры, планеты Уран и Нептун. Эти небесные тела находятся на удалении 2,8 млрд. км и 4,49 млрд. км. от Солнца соответственно. В силу огромной удаленности от нашей планеты, Уран и Нептун были открыты сравнительно недавно. В отличие от двух других газовых гигантов, на Уране и Нептуне присутствует в большом количестве замерзшие газы — водород, аммиак и метан. Эти две планеты еще называют ледяными гигантами. Уран меньше по размерам, чем Юпитер и Сатурн и занимает третье место в Солнечной системе. Планета представляет собой полюс холода нашей звездной системы. На поверхности Урана зафиксирована средняя температура -224 градусов Цельсия. От других небесных тел, вращающихся вокруг Солнца, Уран отличается сильным наклоном собственной оси. Планета словно катится, вращаясь вокруг нашей звезды.

Как и Сатурн, Уран окружает водородно-гелиевая атмосфера. Нептун в отличие от Урана, имеет другой состав. О присутствии в атмосфере метана говорит синий цвет спектра планеты.

Обе планеты медленно и величаво двигаются вокруг нашего светила. Уран оборачивается вокруг Солнца за 84 земных лет, а Нептун оббегает вокруг нашей звезды вдвое дольше — 164 земных года.

В заключение

Наша Солнечная система представляет собой огромный механизм, в котором каждая планета, все спутники Солнечной системы, астероиды и другие небесные тела двигаются по четко уставленному маршруту. Здесь действуют законы астрофизики, которые не меняются вот уже 4,5 млрд. лет. По внешним краям нашей Солнечной системы двигаются в поясе Койпера карликовые планеты. Частыми гостями нашей звездной системы являются кометы. Эти космические объекты с периодичностью 20-150 лет посещают внутренние области Солнечной системы, пролетая в зоне видимости от нашей планеты.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Солнечная система

: Категория: Со

Астрономия

Пожалуйста, оцените
Оценка 1Оценка 2Оценка 3Оценка 4Оценка 5

Солнечная система, система небесных тел (Солнце, планеты, спутники планет, кометы, астероиды, метеорные тела, космическая пыль), двигающихся в области преобладающего гравитационного влияния Солнца. Наблюдаемые размеры Солнечной системы определяются орбитой Плутона (около 40 а. е.). Однако сфера, в пределах которой возможно устойчивое движение небесных тел вокруг Солнца, простирается почти до ближайших звёзд (230000 а. е.). Информацию о далёкой внешней области Солнечной системы получают при наблюдениях приближающихся к Солнцу долгопериодических комет и при изучении космической пыли, заполняющей всю Солнечную систему. Общая структура Солнечной системы была раскрыта Н. Коперником (середина 16 века), который обосновал представление о движении Земли и других планет вокруг Солнца. Гелиоцентрическая система Коперника впервые дала возможность определить относительные расстояния планет от Солнца, а следовательно, и от Земли. И. Кеплер открыл (начало 17 века) законы движения планет, а И. Ньютон сформулировал (конец 17 века) закон всемирного тяготения. Эти законы легли в основу небесной механики, исследующей движение тел Солнечной системы. Изучение физических характеристик космических тел, входящих в Солнечную систему, стало возможным только после изобретения Г. Галилеем телескопа: в 1609 году Галилей впервые направил изготовленный им маленький телескоп на Луну, Венеру, Юпитер и Сатурн и сделал ряд поразительных для его эпохи открытий (см. Астрономия). Наблюдая солнечные пятна, Галилей обнаружил вращение Солнца вокруг своей оси.

Наша Солнечная система является звёздной системой одной из многих звёздных систем в нашей галактике и вселенной. Солнечная система своё название получила по названию своей звезды. По своей структуре наша Солнечная система состоит из одной звезды «Солнца» в центре системы и вращающихся вокруг Солнца по своим орбитам космических объектов разной величины. Самые крупные из них называются планетами. В свою очередь почти все планеты нашей системы кроме Меркурия и Венеры имеют свои собственные спутники, которые также являются планетами, но гораздо меньших размеров, а планеты-гиганты – ещё и кольца (см. Кольца планет). За всю историю изучения Солнечной системы было открыто 9 планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Все планеты были поделены на две группы. Первая группа имеет несколько названий: группа внутренних планет, малые планеты и планеты земной группы. К этой группе относятся планеты наиболее близко расположенные к Солнцу. Вторая группа называется внешние или планеты-гиганты. Ко второй группе относятся наиболее удалённые от Солнца планеты, расположенные за орбитой Марса.

Солнечная система (схематический план).

Сравнительные размеры Солнца и планет.

Планеты Земной группы.

Планеты-гиганты.

По физическим характеристикам большие планеты разделяются на внутренние планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) по своим характеристикам схожих и напоминающих Земля, и внешние планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) имеющих сложное строение, определяемое фазовыми переходами веществ (при этом Уран и Нептун выделяют в подгруппу ледяных гигантов). Физические характеристики Плутона качественно отличны от характеристик планет-гигантов, и потому он не может быть отнесён к их числу.

До 2006 года Плутон считался 9-й планетой Солнечной системы. В 2006 году Международный астрономический союз установил новые критерии для понятия «планета», в связи с чем Плутон был переведён в категорию карликовых планет и отнесён к малым телам Солнечной системы. Таким образом на сегодняшний день наша Солнечная система состоит из 8 планет.

За единицу расстояний в Солнечной системе принята астрономическая единица (средняя удалённость Земли от Солнца). Это расстояние свет проходит за 8 мин 19 сек (Нептуна солнечный свет достигает за 4 ч 10 мин). Планеты обращаются по орбитам, плоскости которых близки к плоскости орбиты Земли. Периоды обращения планет по орбитам вокруг Солнца у всех разные и лежат в пределах от 0,24 года у Меркурия до 165 лет у Нептуна. Так же сильно разнятся и периоды собственного вращения планет вокруг своей оси – от 0,413 суток у Юпитера до 243 суток у Венеры.

Обширная программа наблюдений, выполненная в 1963 году американским астрономом К. Томбо для поиска планет, находящихся за пределами орбиты Плутона, не дала положительных результатов. В табл. приведены оскулирующие элементы орбит (см. Орбиты небесных тел) больших планет (по Остервинтеру и Когену, США, 1972). Орбиты больших планет мало наклонены друг к другу и к фундаментальной плоскости Солнечной системы (т. н. Лапласа неизменяемой плоскости).

Элементы планетных орбит (по данным на 1973).
Планета	Ср. расстояние от Солнца (и. е.)	Эксцентриситет орбиты	Угол наклона плоскости орбиты к плоскости эклиптики (градусы)	Период обращения вокруг Солнца (в годах)
Меркурий	0,387	0,206	7,00	0,24
Венера	0,723	0,007	3,39	0,62
Земля	1,000	0,016	–	1,00
Марс	1,524	0,093	1. 85	1,88
Юпитер	5,2U3	0,043	1,31	11,86
Сатурн	9,539	0,056	2,49	29,46
Уран	19,19	0,046	0,77	84,02
Нептун	30,06	0,008	1,77	164,79
Плутон	39,75	0,253	17,15	250,6

Около 90% естественных спутников планет группируется вокруг внешних планет, причём Юпитер и Сатурн сами представляют системы, подобные Солнечной системе в миниатюре. Некоторые спутники имеют весьма большие размеры; так, спутник Юпитера Ганимед по размерам превосходит планету Меркурий. Сатурн, кроме десяти спутников, обладает системой колец, состоящих из большого количества мелких тел, движение которых соответствует законам Кеплера; по сути дела эти тела представляют собой также спутники Сатурна. Радиус внешнего кольца составляет 2,3 радиуса Сатурна, то есть кольца расположены внутри Роша предела.

К 1976 году вычислены точные орбиты свыше 2 тыс. малых планет; их орбиты расположены главным образом между орбитами Марса и Юпитера. Орбиты малых планет по форме и положению могут существенно отличаться от орбит больших планет; в частности, их наклоны к плоскости эклиптики достигают 52°, а эксцентриситеты 0,83. Вследствие больших эксцентриситетов некоторые планеты приближаются к Солнцу ближе Меркурия и удаляются от него на расстояние орбиты Сатурна. Общее число малых планет, доступных современным телескопам, оценивается в 40 000.

Движение (и вращение вокруг осей) планет и их спутников, рассматриваемое с Северного полюса мира, происходит против часовой стрелки (прямое движение). Исключение представляют вращение Венеры и Урана и обратное движение некоторых спутников вокруг планет. Расстояния между орбитами больших планет описываются эмпирическим Тициуса — Боде правилом.

Астероиды включают сотни тысяч тел размерами от десятков метров до нескольких сотен километров. Значительная часть их орбит проходит между орбитами Марса и Юпитера (т. н. Главный пояс астероидов). За орбитой Нептуна расположен другой, в 20 раз более широкий пояс малых тел – Койпера пояс, содержащий не менее 70 тыс. транснептуновых объектов (ТНО) с размерами более 100 км. Наиболее крупные ТНО (Плутон, Эрида) имеют диаметры около 2300 км. ТНО возникли на стадии формирования планет. Благодаря низкой орбитальной скорости они практически не сталкивались и сохранились как реликтовые тела Солнечной системы. Из пояса Койпера и перекрывающегося с ним рассеянного диска к Солнцу приходят короткопериодические кометы, орбиты которых мало наклонены к плоскости эклиптики. На большем удалении от Солнца находится Оорта облако – группа наиболее удалённых (до 12·104 а. е. от Солнца) объектов Солнечной системы, откуда приходят долгопериодические кометы, орбиты которых ориентированы случайным образом. Продукты разрушения астероидов и комет образуют метеороиды, которые могут выпадать на планеты как метеориты. Межпланетная среда чрезвычайно разрежена (единицы частиц в 1 см³ на уровне орбиты Земли).

Кометы по внешнему виду, размерам и характеристикам своих орбит резко отличаются от других тел Солнечной системы. Периоды обращения комет могут достигать нескольких млн. лет, причём в афелии такие кометы приближаются к границам Солнечной системы, испытывая гравитационные возмущения от ближайших звёзд. Орбиты комет имеют любые наклоны от 0° до 180°. Общее количество комет оценивается сотнями млрд.

Метеорные тела (см. Метеоры) и космическая пыль заполняют всё пространство Солнечной системы. На движение космической пыли влияет не только притяжение Солнца и планет, но и солнечная радиация, а на движение электрически заряженных частиц — также и магнитные поля Солнца и планет. Внутри орбиты Земли плотность космической пыли возрастает, и она образует облако, окружающее Солнце, видимое с Земли как зодиакальный свет.

Вопрос об устойчивости Солнечной системы тесно связан с наличием вековых членов (см. Возмущения небесных тел) в больших полуосях, эксцентриситетах и наклонах планетных орбит. Однако классические методы небесной механики не учитывают малые диссипативные факторы (например, непрерывную потерю Солнцем его массы), которые могут играть существенную роль в эволюции Солнечной системы в больших интервалах времени. Солнечная система участвует во вращении Галактики, двигаясь по приблизительно круговой орбите со скоростью около 250 км\сек. Период обращения Солнечной системы вокруг центра Галактики определяется в около 200 млн. лет. Вопрос о происхождении Солнечной системы является одним из важнейших вопросов современного естествознания (см. Космогония). Решение этого вопроса осложняется тем, что Солнечная система известна нам в единственном экземпляре. Предположения о существовании тёмных спутников планетных размеров у ближайших звёзд весьма вероятны, но пока не получили окончательного подтверждения. Возраст Солнечной системы оценивается в 5 млрд. лет.

Космическая эра открыла перед астрономией совершенно новые перспективы в изучении Солнечной системы. Советские и американские космические зонды интенсивно исследуют внутренние планеты Солнечной системы Советские космические зонды совершили мягкую посадку на Луну, Венеру, Марс. Первые космонавты (США) высадились на поверхность Луны (1969), американские космические зонды «Пионер-10» и «Пионер-11» (1972—74) преодолели пояс малых планет и прошли в непосредственной близости от Юпитера. Планируются полёты к периодическим кометам и мягкая посадка космического аппарата на малую планету, приближающуюся к Земле на близкое расстояние. Человечество начинает практически осваивать внутреннюю область Солнечной системы.

Дополнительную литературу смотрите при статьях: Небесная механика, Планеты, Космогония.

Назад
Вперед

Добавить комментарий

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА — Словарь Кольера — Русский язык

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА

Солнце и обращающиеся вокруг него небесные тела — 9 планет, более 63 спутников, четыре системы колец у планет-гигантов, десятки тысяч астероидов, несметное количество метеороидов размером от валунов до пылинок, а также миллионы комет. В пространстве между ними движутся частицы солнечного ветра — электроны и протоны. Исследована еще не вся Солнечная система: например, большинство планет и их спутников лишь бегло осмотрены с пролетных траекторий, сфотографировано только одно полушарие Меркурия, а к Плутону пока не было экспедиций. Но все же с помощью телескопов и космических зондов собрано уже много важных данных.

Почти вся масса Солнечной системы (99,87%) сосредоточена в Солнце. Размером Солнце также значительно превосходит любую планету ее системы: даже Юпитер, который в 11 раз больше Земли, имеет радиус в 10 раз меньше солнечного. Солнце — обычная звезда, которая светит самостоятельно за счет высокой температуры поверхности. Планеты же светят отраженным солнечным светом (альбедо), поскольку сами довольно холодны. Они расположены в следующем порядке от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Расстояния в Солнечной системе принято измерять в единицах среднего расстояния Земли от Солнца, называемого астрономической единицей (1 а. е. = 149,6 млн. км). Например, среднее расстояние Плутона от Солнца 39 а.е., но иногда он удаляется на 49 а.е. Известны кометы, улетающие на 50 000 а.е. Расстояние от Земли до ближайшей звезды ? Кентавра 272 000 а.е., или 4,3 световых года (т. е. свет, движущийся со скоростью 299 793 км/с, проходит это расстояние за 4,3 года). Для сравнения, от Солнца до Земли свет доходит за 8 мин, а до Плутона — за 6 ч.

Планеты обращаются вокруг Солнца по почти круговым орбитам, лежащим приблизительно в одной плоскости, в направлении против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Земли. Плоскость орбиты Земли (плоскость эклиптики) лежит близко к средней плоскости орбит планет. Поэтому видимые пути планет, Солнца и Луны на небе проходят вблизи линии эклиптики, а сами они всегда видны на фоне созвездий Зодиака. Наклоны орбит отсчитываются от плоскости эклиптики. Углы наклона менее 90? соответствуют прямому орбитальному движению (против часовой стрелки), а углы более 90? — обратному движению. Все планеты Солнечной системы движутся в прямом направлении; наибольший наклон орбиты у Плутона (17?). Многие кометы движутся в обратной направлении, например, наклон орбиты кометы Галлея 162?.

С точки зрения земного наблюдателя планеты Солнечной системы делят на две группы. Меркурий и Венеру, которые ближе к Солнцу, чем Земля, называют нижними (внутренними) планетами, а более далекие (от Марса до Плутона) — верхними (внешними). У нижних планет существует предельный угол удаления от Солнца: 28? у Меркурия и 47? у Венеры. Когда такая планета максимально удалена к западу (востоку) от Солнца, говорят, что она находится в наибольшей западной (восточной) элонгации. Когда нижняя планета видна прямо перед Солнцем, говорят, что она находится в нижнем соединении; когда прямо за Солнцем — в верхнем соединении. Подобно Луне, эти планеты проходят через все фазы освещения Солнцем в течение синодического периода Ps — времени, за которое планета возвращается к исходному положению относительно Солнца с точки зрения земного наблюдателя. Истинный орбитальный период планеты (P) называют сидерическим. Для нижних планет эти периоды связаны соотношением:

1/Ps = 1/P — 1/Po

где Po — орбитальный период Земли. Для верхних планет подобное соотношение имеет другой вид:

1/Ps = 1/Po — 1/P

Для верхних планет характерен ограниченный диапазон фаз. Максимальный фазовый угол (Солнце-планета-Земля) у Марса 47?, у Юпитера 12?, у Сатурна 6?. Когда верхняя планета видна за Солнцем, она находится в соединении, а когда в противоположном Солнцу направлении — в противостоянии. Планета, наблюдаемая на угловом расстоянии 90? от Солнца, находится в квадратуре (восточной или западной).

Пояс астероидов, проходящий между орбитами Марса и Юпитера, делит планетную систему Солнца на две группы. Внутри него располагаются планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс), схожие тем, что это небольшие, каменистые и довольно плотные тела: их средние плотности от 3,9 до 5,5 г/см3. Они сравнительно медленно вращаются вокруг осей, лишены колец и имеют мало естественных спутников: земную Луну и марсианские Фобос и Деймос. Вне пояса астероидов находятся планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Для них характерны большие радиусы, низкая плотность (0,7-1,8 г/см3) и глубокие атмосферы, богатые водородом и гелием. Юпитер, Сатурн и, возможно, другие гиганты лишены твердой поверхности. Все они быстро вращаются, имеют много спутников и окружены кольцами. Далекий маленький Плутон и крупные спутники планет-гигантов во многом схожи с планетами земной группы.

Древние люди знали планеты, видимые невооруженным глазом, т.е. все внутренние и внешние вплоть до Сатурна. В. Гершель открыл в 1781 Уран. Первый астероид обнаружил Дж.Пиацци в 1801. Анализируя отклонения в движении Урана, У.Леверье и Дж.Адамс теоретически открыли Нептун; на вычисленном месте его обнаружил И.Галле в 1846. Самую далекую планету — Плутон — открыл в 1930 К.Томбо в результате длительных поисков занептуновой планеты, организованных П.Ловеллом. Четыре больших спутника Юпитера обнаружил Галилей в 1610. С тех пор при помощи телескопов и космических зондов у всех внешних планет найдены многочисленные спутники. Х.Гюйгенс в 1656 установил, что Сатурн окружен кольцом. Темные кольца Урана были открыты с Земли в 1977 при наблюдении покрытия звезды. Прозрачные каменные кольца Юпитера обнаружил в 1979 межпланетный зонд «Вояджер-1». С 1983 в моменты покрытия звезд отмечались признаки неоднородных колец у Нептуна; в 1989 изображение этих колец было передано «Вояджером-2» (см. также АСТРОНОМИЯ И АСТРОФИЗИКА; ЗОДИАК; КОСМИЧЕСКИЙ ЗОНД; НЕБЕСНАЯ СФЕРА).

См. также:

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА: СОЛНЦЕ

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА: МАЛЫЕ ТЕЛА СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА: ДРУГИЕ ПЛАНЕТНЫЕ СИСТЕМЫ

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА: ДИНАМИКА ОРБИТАЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА: ФОРМИРОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА: ЖИЗНЬ В СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ

Кольер.
Словарь Кольера.
2012

Происхождение планет земной группы и Луны

Сохранить цитату в файл

Формат:

Резюме (текст)PubMedPMIDAbstract (текст)CSV

Добавить в коллекции

Создать новую коллекцию
Добавить в существующую коллекцию

Назовите свою коллекцию:

Имя должно содержать менее 100 символов

Выберите коллекцию:

Не удалось загрузить вашу коллекцию из-за ошибки
Повторите попытку

Добавить в мою библиографию

Моя библиография

Не удалось загрузить делегатов из-за ошибки
Повторите попытку

Ваш сохраненный поиск

Название сохраненного поиска:

Условия поиска:

Тестовые условия поиска

Эл. адрес:

(изменить)

Который день?

Первое воскресеньеПервый понедельникПервый вторникПервая средаПервый четвергПервая пятницаПервая субботаПервый деньПервый рабочий день

Который день?

ВоскресеньеПонедельникВторникСредаЧетвергПятницаСуббота

Формат отчета:

SummarySummary (text)AbstractAbstract (text)PubMed

Отправить максимум:

1 шт. 5 шт. 10 шт. 20 шт. 50 шт. 100 шт. 200 шт.

Отправить, даже если нет новых результатов

Необязательный текст в электронном письме:

Создайте файл для внешнего программного обеспечения для управления цитированием

. 1996 март; 79 часть 1:59-65.

С. Р. Тейлор ¹

принадлежность

¹ Кафедра ядерной физики, Австралийский национальный университет, Канберра.

PMID:
11541325

SR Тейлор.

JR Soc West Aust.

1996 марта

. 1996 март; 79 Пт 1: 59-65.

Автор

С. Р. Тейлор ¹

принадлежность

¹ Кафедра ядерной физики, Австралийский национальный университет, Канберра.

PMID:
11541325

Абстрактный

Наши представления о происхождении и эволюции Солнечной системы значительно продвинулись в результате последних 25 лет освоения космоса. Разделение металл-сульфид-силикат, по-видимому, присутствовало в ранних пылевых компонентах солнечной туманности до образования хондр. Внутренняя солнечная туманность была истощена летучими элементами из-за ранней солнечной активности. Раннее образование газового гиганта Юпитера повлияло на последующее развитие внутренней части Солнечной системы и стало причиной существования пояса астероидов и малых размеров Марса. Земля и другие планеты земной группы срослись в безгазовой среде, в основном из обедненных летучими планетозималей, которые уже дифференцировались в металлические ядра и силикатные мантии. Происхождение Луны в результате одиночного массивного столкновения с телом, большим, чем Марс, объясняет угловой момент, орбитальные характеристики и уникальную природу системы Земля-Луна. Плотность и химические различия между Землей и Луной объясняются происхождением Луны из мантии ударника.

Цитируется

Теория происхождения, эволюции и природы жизни.
Андрулис ЭД.
Андрулис ЭД.
Жизнь (Базель). 2011 г., 23 декабря; 2(1):1-105. doi: 10.3390/life2010001.
Жизнь (Базель). 2011.
PMID: 25382118
Бесплатная статья ЧВК.

термины MeSH

вещества

Процитируйте

Формат:

ААД

АПА

МДА

НЛМ

Отправить по номеру

Планеты земной группы и скалистые экзопланеты | Лаборатория планетарной химии

Фегли Б., Лоддерс К., Якобсон Н.С. 2020, Химия при аккреции Земли, Геохимия (Chemie der Erde) 80, 125594 (приглашенный). DOI: 10.1016/j.chemer.2019.125594

Бермингем, К.Р., Фюри, Э., Лоддерс, К., Марти, Б. 2020, Изотопная дихотомия NC-CC: значение для химической и изотопной эволюции ранней Солнечной системы , Обзоры космической науки 216 (8), id133. Также в: Proceedings ISSI Workshop on Reading Terrestrial Planet Evolution in Sotopes and Element Measurements, Берн, Швейцария, 22–26 октября 2018 г. (приглашен). ред. Х. Ламмер, Б. Марти, А.Л. Зеркле, М. Блан, Х. О’Нил, Т. Кляйн, Берлин: Springer. 10.1007/s11214-020-00748-w

Сосси, П., Фегли, Б., младший, 2018, Термодинамика летучести элементов и ее применение к планетарным процессам. Обзоры по минералогии и геохимии, т. 84, 393–459, ред. П.Л. Кинг, Б. Фегли-младший и Т. Сьюард

Муанье, Ф., Фегли, Б.-младший, 2015 г., Строительные блоки Земли, глава 2 в «Ранней Земле: аккреция и дифференциация», Геофизическая монография 212, редакторы Дж. Бадро и М. Дж. Уолтер, Wiley.

Фегли, Б., младший и Шефер, Л. 2014, Химия самой ранней атмосферы Земли, глава 6.3 В атмосфере — история (изд., Дж. Фаркуар, Д. Кэнфилд и Дж. Кастинг), Трактат о Геохимия (ред. Х.Д. Холланд и К.К. Турекян), Elsevier Science, 2-е изд.

Фегли, Б., мл. 2014, Венера, глава 2.7 В «Метеориты, кометы и планеты» (под редакцией А. М. Дэвиса) Трактат по геохимии (под ред. Х. Д. Холланд и К. К. Турекян), Elsevier Science, 2-е изд.

Лоддерс, К. 2010, Химия экзопланет. В книге «Формирование и эволюция экзопланет», Р. Барнс (ред.), Berlin, Wiley-VCH, 157-186 (ISBN 978-3-527-40896-2) (см. arXiv:0910.0811)

Л. Шефер и Б. Фегли-младший, 2008 г., Химия и состав планетарных атмосфер. В книге « Химические изменения в пространстве и времени» (редакторы Дж. М. Фридрих и Л. Зайковски), серия симпозиумов ACS, Oxford Univ. Нажимать. препринт

Другие тематические статьи:

Якобсон, Н.С., Фегли, Б., младший, МакАдам, А., Кнудсон, К. 2020, Растворимость CO ₂ в расплавах силиката натрия. ACS Earth Space Chem 4, 2113-2120.

Якобсон, Н.С., Фегли, Б., младший, Сетлок, Дж.А., Коста, Г. 2020, Растворимость воды в карбонатитах. ACS Earth Space Chem 4, 2144-2152.

Карилло-Санчес, Дж.Д., Боунс, Д.Л., Дуглас, К.М., Флинн, Г.Дж., Уирик, С., Фегли, Б., младший, Араки, Т., Каулич, Б., Плейн, Дж.М.С. 2020, Введение метеоритного фосфора в атмосферы планет. Планета космическая наука 187, 104926.

Якобсон Н.С., Кулис М., Радоман-Шоу Б., Харви Р., Майерс Д.Л., Шефер Л. и Фегли Б. 2017, Термодинамические ограничения нижних слоев атмосферы Венеры. АСУ Земля Космос Хим. 1 , 422-430.

Шефер, Л., Фегли, Б., мл. 2017, Окислительно-восстановительные состояния исходных атмосфер, выделившихся на каменистых планетах и планетезималях. ApJ 843, id120 (18 стр.).

Гомес Мартин, Дж. К., Боунс, Д. Л., Карилло-Санчес, Дж. Д., Джеймс, А. Д., Триго-Родригес, Дж. М., Фегли, Б., младший, Плейн, Дж. М. С. 2017, Новое экспериментальное моделирование атмосферного выброса метеоритных металлов. ApJ, 836, id212 (26 стр.). Аннотация

Коста, GCC, Якобсон, Н.С., Фегли, Б., мл. 2017, Испарение и термодинамика богатого форстеритом оливина и некоторые последствия для силикатных атмосфер горячих скалистых экзопланет. Икар 289, 42-55. Abstract

Фегли, Б. Якобсон, Н.С., Уильямс, К.Б., Плейн, Дж.М.К., Шефер, Л., Лоддерс, К. 2016, Растворимость горных пород в паровых атмосферах планет, ApJ, 824, 103 (29 стр. ) http:/ /adsabs.harvard.edu/abs/2016ApJ…824..103F

Кайт, Э.С., Фегли, Б., младший, Шефер, Л., Гайдос, Э., 2016, Обмен атмосферой и интерьером на горячих скалистых экзопланетах. ApJ, 828, 80 (20 стр.). Аннотация

Visscher, C., Fegley, B. Jr. 2013, Химия образующихся при ударе силикатных паро-расплавных дисков мусора. ApJ 767, L12, doi:10.1088/2041-8205/767/1/L12.

Шефер, Л., Лоддерс, К., Фегли, Б. 2012, Испарение Земли: приложение к атмосферам экзопланет. Астрофиз. J. 755, id4 (16 стр.) 2011arXiv1108.4660S

Мигель Ю., Калтенеггер Л., Фегли Б., Шефер Л. 2011, Состав горячих атмосфер сверхземли: исследование кандидатов Кеплера. ApJ 742, L19 doi: 10.1088/2041-8205/742/2/L19.

Руан, Д., Диг, Х.Дж., Деманжон, О., Самуэль, Б., Каварок, К., Фегли, Б., Леже, А. 2011, Орбитальные фазы и вторичный транзит Kepler-10b – Физический интерпретация на основе модели планет Лава-океан. ApJ, 741, L30, doi:10.1088/2041-8205/741/2/L30.

Леже, А.; О. Грассе, Б. Фигли, Ф. Кодрон, Ф. Альбареде, П. Барж, Р. Барнс, П. Канс, С. Карпи, Ф. Каталано, К. Каваррок, О. Деманжон, С. Феррас-Мелло, П. Габор, Дж.М. Грисмайер, Дж. Лейбахер, Г. Либурель, А-С. Морин, С. Н. Раймонд, Д. Руан, Б. Самуэль, Л. Шефер, П. А. Шуллер, Ф. Селсис, К. Сотин, 2011 г., Экстремальные физические свойства экзопланеты CoRoT-7b. Икар 213, 1-11.

Шефер, Л., Фегли, Б., мл. 2011, Химия атмосферы экзопланет, подобных Венере. ApJ, 729, 6, doi:10.1088/0004-637X/729/1/6 перепечатка

Zahnle, K., Schaefer, L., Fegley, B., Jr. 2010, Древнейшие атмосферы Земли, стр. 49–66, В книге «Происхождение жизни» (редакторы, Д. Димер, Дж. В. Шостак, А. А. Рич), Cold Spring Harbour Laboratory Press, ISBN-13: 978-1936113040.

Л. Шефер и Б. Фегли-младший, 2009 г., Химия силикатных атмосфер испаряющихся суперземель. ApJ Lett., 703, L113-L117. препринт редакция репринт

Л. Шефер, Б. Фегли-младший, 2007 г., Выделение газа из обычного хондритового материала и некоторые его последствия для химии астероидов, планет и спутников. Икар, 186, 462-483. переиздание

Л. Шефер и Б. Фегли-младший, 2005 г., Применение модели равновесного испарения к абляции хондритовых и ахондритовых метеороидов. Земля Луна Планеты, doi:10.1007/s11038-005-9030-1. переиздание

Б. Фегли-младший, 2004 г., Атмосферная эволюция Венеры, в Энциклопедии палеоклиматологии и древних сред (ред. В. Горниц), представлено, Kluwer. препринт

Л. Шефер и Б. Фегли, 2004 г., Heavy Metal Frost on Venus, Icarus, 168, 215-219. переиздание

Б. Фегли-младший, 2004 г., глава 21. Венера, стр. 487-507. В «Метеориты, кометы и планеты» (изд. А.М. Дэвис), том. 1 Трактат по геохимии (Турекян, К.К. и Холланд, Х.Д., ред.) Эльзевир-Пергамон, Оксфорд. перепечатать

Н. М. Джонсон и Б. Фегли 2003, Разложение тремолита на Венере. II. Продукты, кинетика и механизм. Икар 164, 317-333. переиздание

Н. М. Джонсон и Б. Фегли 2003, Долговечность фторсодержащего тремолита на Венере, Икар 165, 340–348. переиздание

Г. Клингельхёфер и Б. Фегли-младший, 2000, Минералогия железа на поверхности Венеры, исследованная с помощью мессбауэровской спектроскопии, Icarus 147, 1-10. перепечатка

К. Лоддерс 2000, Модель смешения изотопов кислорода для аккреции и состава каменистых планет, Space Sci. Откр. 92, 341-354. переиздание

Н. Джонсон и Б. Фегли-младший, 2000 г., Вода на Венере: новые данные о разложении тремолита, Икар 146, 301–306. репринт

М.Ю. Золотов, Б. Фегли-младший и К. Лоддерс, 1999, Стабильность слюды на поверхности Венеры. Планетарная космонавтика. 47, 245-260. переиздание

Ю. Хонг и Б. Фегли-младший, 1998 г., Давление паров серы над пиритом на поверхности Венеры. Планетарная космонавтика. 46, 683-690. переиздание

К. Лоддерс 1998, Обзор составов цельных пород SNC-метеоритов. Метеоритика и планета. науч. 33, А183-А190. переиздание

К. Киттс и К. Лоддерс, 1998 г., Обзор и оценка композиций Eucrit Bulk. Метеоритика и планета. науч. 33, А197-А213. перепечатка

К. Лоддерс, Г. Клингельхофер и Д. Кремсер, 1998 г., Включения хлоритоидов в пирите из Наваюн, Испания. Можно. Минеральная. 36, 137-145. переиздание

Б. Фегли-младший, 1997, Космохимия, в Энциклопедии планетарных наук, (Дж. Х. Ширли и Р. В. Фейрбридж, ред.) Чепмен и Холл, Лондон, стр. 169–177. репринт

Б. Фегли-мл., М.Ю. Золотов и К. Лоддерс 1997, Состояние окисления нижних слоев атмосферы и поверхности Венеры. Икар, 125, 416-439. переиздание

К. Лоддерс и Б. Фегли-младший, 1997 г., Модель изотопов кислорода для состава Марса. Икар, 126, 373-394. перепечатка

Б. Фегли-младший, 1997 г., Почему пирит нестабилен на Венере. Икар 128, 474-479. переиздание

Д. С. Лауретта, К. Лоддерс, Б. Фегли-младший и Д. Т. Кремсер, 1997, Происхождение металлических зерен с сульфидной каймой в обычных хондритах. Планета Земля. науч. лат. 151, 289-301. переиздание

Б. Фегли-младший, Г. Клингельхёфер, К. Лоддерс и Т. Видеманн, 1997, Геохимия взаимодействия поверхности и атмосферы на Венере, на Венере-2, (С. В. Богер, Д. М. Хантен и Р. Филлипс, ред. .) University of Arizona Press, стр. 591-636. переиздание

Ю. Хонг и Б. Фегли-младший, 1997 г., Образование карбонилсульфида (OCS) из окиси углерода и паров серы и применение на Венере. Икар 130, 495-504. репринт

М.Ю. Золотов, Б. Фегли-младший и К. Лоддерс 1997, Гидросиликаты и вода на Венере. Икар 130, 475-494. перепечатка

Г. Клингельхёфер, Б. Фегли-младший, Р.В. Моррис, Э. Канкелейт, П. Хелд, Э. Евланов и О. Прилуцкий 1996, Минералогический анализ марсианской почвы и горных пород с помощью миниатюрного мёссбауэровского спектрометра обратного рассеяния. Планета. Космические науки, 44, 1277-1288. перепечатка

К. Лоддерс 1996, Экспериментальное и теоретическое исследование распределения редкоземельных элементов между сульфидами (FeS, CaS) и силикатами и применение к энстатитовым ахондритам. Метеоритика и планета. наук, 31, 749-766. переиздание

К. Лоддерс 1996, Oldhamite in Enstatite Achondrites (aubrites). проц. НИПР симп. Антаркт. Метеориты 9, 127-142, Токио, Япония. репринт

К. Х. Бейнс, Р. В. Карлсон, Д. Крисп, Дж. Т. Шофилд, Б. Безар, К. ДеБер, П. Дроссар, В. А. Деламер, Б. Фегли-младший, У. Х. Смит, С. Дж. Лимей, К. Т. Рассел, Г. Шуберт , С. Калькутт и Ф. В. Тейлор, 1995, VESAT: Миссия по обнаружению спутника окружающей среды Венеры. Acta Astronautica35, 417-425. репринт

Р. А. Брэкетт, Б. Фегли-младший и Р. Э. Арвидсон 1995, Перенос летучих веществ на Венере и значение для геохимии и геологии поверхности. Дж. Геофиз. Рез. Планеты100, 1553-1563. переиздание

Б. Фегли-младший, 1995, Свойства и состав земных океанов и атмосфер Земли и других планет, в Global Earth Physics A Handbook of Physical Constants, AGU Reference Shelf 1, (T. Ahrens, ed .) AGU, Вашингтон, округ Колумбия, стр. 320-345. переиздание

Б. Фегли-младший, К. Лоддерс, А. Х. Трейман и Г. Клингельхёфер, 1995, Скорость разложения пирита на поверхности Венеры. Икар115, 159-180. переиздание

К. Лоддерс и Б. Фегли-младший, 1995 г., Происхождение и эволюция баланса земных щелочных элементов, Летучие вещества в Земле и Солнечной системе, Конференция AIP. проц. Том. 341 (К. А. Фарли, изд.) Amer. Инст. физики, стр. 99-105. переиздание

Б. Фегли-младший, Г. Клингельхёфер, Р. А. Брэкетт, Н. Изенберг, Д. Т. Кремзер и К. Лоддерс, 1995, Окисление базальта и образование гематита на поверхности Венеры. Икар118, 373-383. перепечатка

К. Лоддерс 1995, Щелочные элементы в ядре Земли: данные по энстатитовым метеоритам. Метеоритика30, 93-101. переиздание

А. Л. Спраг, Д. М. Хантен и К. Лоддерс, 1995, Сера на Меркурии, Элементаль на полюсах и сульфиды в реголите. Икар118, 211-215. переиздание

М. К. Шепард, Р. Э. Арвидсон, Р. А. Брэкетт и Б. Фегли-младший, 1994 г., Сегнетоэлектрическая модель высокогорья с низким коэффициентом излучения на Венере. Геофиз. Рез. лат. 21, 469-472. переиздание

Б. Фегли-младший и К. Лоддерс, 1994 г., Химические модели глубоких атмосфер Юпитера и Сатурна. Икар 110, 117-154. перепечатать

Р. Э. Арвидсон, М. К. Шепард, Р. А. Брэкетт, Н. Р. Изенберг, Б. Фегли-младший и Дж. Дж. Плаут, 1994, Микроволновые характеристики и свойства поверхности области Овда и ее окрестностей, Венера. Икар 112, 171-186. перепечатка

Дж. С. Каргель, Р. Л. Кирк, Б. Фегли-младший и А. Трейман, 1994, Карбонатно-сульфатный вулканизм на Венере? Икар 112, 219-252. перепечатка

Б. Безар, К. ДеБерг, Б. Фегли-младший, Дж. П. Майяр, Д. Крисп, Т. Оуэн, Дж. Б. Поллак и Д. Гринспун, 1993, Изобилие диоксида серы под облаками Венеры. Геофиз. Рез. лат. 20, 1587-1590. переиздание

К. Лоддерс, Х. Пальме и Ф. Влоцка, 1993 г., Микроэлементы в минеральных компонентах источника Пена Бланка Обрите: значение для эволюции родительского тела Обрите. Метеоритика 28, 538-551. переиздание

Б. Фегли-младший и А. Х. Трейман, 1992, Химия поверхности и нижней атмосферы Венеры. Астрон. Вестник 26, вып. 2, стр. 3-65. (переведено в Solar System Res. 26, № 2, стр. 97–182). переиздание

Б. Фегли-младший и А. Х. Трейман, 1992, Химия атмосферы — взаимодействие с поверхностью на Венере и Марсе, в Венере и Марсе: атмосфера, ионосфера и взаимодействие солнечного ветра, изд. Луман Дж. Г., Татраллай М., Пепин Р. Г. Геофизическая монография АГУ № 66, стр. 7-71. перепечатать

Б. Фегли-младший, А. Х. Трейман и В. Л. Шарптон 1992, Минералогия поверхности Венеры: наблюдательные и теоретические ограничения. проц. Лунная планета. науч. конф. 22, 3-20. переиздание

Р. Г. Принн и Б. Фегли-младший, 1989, Химия солнечной туманности: происхождение планетарных, спутниковых и кометных летучих веществ, в книге «Происхождение и эволюция планетарных и спутниковых атмосфер» (редакторы С. Атрея, Дж. Поллак и М. С. Мэтьюз ) Унив. Arizona Press, Тусон, Аризона: стр. 78-139. репринт

Б. Фегли-младший и Р. Г. Принн 1989, Химия солнечной туманности: последствия для летучих веществ в Солнечной системе, в книге «Формирование и эволюция планетарных систем» (редакторы Х. Уивер и Л. Дэнли) Cambridge Univ. Press, Кембридж, Великобритания: стр. 171–211. переиздание

Б. Фегли-младший и Р. Г. Принн, 1989 г.. Оценка скорости вулканизма на Венере по измерениям скорости реакции. Природа 337, 55-58. переиздание

Б. Фегли-младший и Р. Г. Принн, 1988 г., Химические ограничения содержания воды и общего содержания кислорода в глубинной атмосфере Юпитера. ApJ 324, 621-625. перепечатать

А. Э. Рубун, Б. Фегли и Р. Бретт, 1988, Состояние окисления в хондритах, метеоритах и ранней Солнечной системе (под редакцией Дж. Керриджа и М. С. Мэтьюза) Univ. Arizona Press, Tuscon, AZ, стр. 488-511. перепечатка

A.G.W. Кэмерон, Б. Фегли-младший, У. Бенц и У. Л. Слэттери, 1988, Странная плотность Меркурия: теоретические соображения, в Mercury (ред. М. С. Мэтьюз, К. Чепмен и Ф. Вилас) Univ. Arizona Press, Тусон, Аризона: стр. 692-708. репринт

Р. Г. Принн и Б. Фегли-младший 1987, Атмосферы Венеры, Земли и Марса: критическое сравнение. Анна. Преподобный Планета Земля. науч. 15, 171-212. переиздание

Р. Г. Принн и Б. Фегли-младший, 1987 г., Удары болидов, кислотные дожди и биосферные травмы на границе мелового и третичного периодов. Планета Земля. науч. лат. 83, 1-15. переиздание

Б. Фегли-младший и А.Г.В. Кэмерон, 1987, Модель испарения для фракционирования железа и силикатов на протопланете Меркурий. Планета Земля. науч. лат. 82, 207-222. репринт

Б. Фегли-младший, Р. Г. Принн, Х. Харман и Г. Х. Уоткинс 1986, Химические эффекты крупных ударов по первобытной атмосфере Земли. Природа 319, 305-308. переиздание

Б. Фегли-младший, 1983 г., Изначальное удержание азота земными планетами и метеоритами. проц. 13-я лунная планета. науч. конф. Дж. Геофиз. Рез. 88, А853-А868. перепечатка

Дж. С. Льюис и Б. Фегли, 1982, Венера: конденсация галогенидных облаков и инвентаризация летучих элементов. Наука 216, 1223-1225. репринт

Земля в космосе

Курсы Калспейса

Изменение климата · Часть первая
Изменение климата · Часть вторая
Введение в астрономию

Введение в программу астрономии

1.0 — Введение
2.0 – Как делается наука 90 021
3.0 – Большой взрыв
4.0 – Открытие Галактики
5.0 — Возраст и происхождение Солнечной системы
6.0 – Методы наблюдательной астрономии 90 021
7. 0 — Животворящее Солнце
8.0 – Планеты Солнечной системы 90 021

9.0 Земля в космосе
· 9.1 – Знакомство с Землей
· 9.2 — Сост. Земля/другие планеты земной группы

10.0 – Поиск внесолнечных планет
11.0 – Современные взгляды на Марс
12.0 – Финал Вселенной 90 021

Жизнь во Вселенной

Глоссарий: изменение климата
Глоссарий: Астрономия
Глоссарий: Жизнь во Вселенной

Сравнение Земли с другими планетами земной группы

Как мы отмечали в предыдущем разделе, Земля — лишь одно из многих сферических тел, вращающихся вокруг Солнца, включая «планеты» и «луны». По соглашению, «луна» — это планета, вращающаяся вокруг одной из «главных» планет, вращающихся вокруг центральной звезды. Некоторые луны больше, чем некоторые главные планеты. Земля относится к «внутренним» планетам, то есть планетам внутри пояса астероидов, и входит в группу «земных» планет, то есть имеющих твердую каменную поверхность и атмосферу. Ее ближайшими соседями являются Луна, Венера и Марс, и все три в какой-то мере похожи на Землю. Хотя, как уже упоминалось, у Луны нет атмосферы, о которой можно было бы говорить, у нее есть породы, которые более или менее знакомы с Земли (базальтовая порода на морском дне). Венера и Марс имеют атмосферу над каменистой поверхностью. Ни у кого из соседей нет такого слоя воды, как в земном океане, и ни у кого нет атмосферы, состоящей из азота и кислорода. Вместо этого самым распространенным газом в атмосферах Венеры и Марса является углекислый газ. Этот газ присутствует в атмосфере Земли в виде газовых примесей и тесно связан с тепловым балансом планеты и жизненными процессами (как азот и кислород).

Самая поразительная особенность, отличающая Землю от ее соседей, — это слой воды, покрывающий большую часть каменистой поверхности. Почему на Земле есть океан, а на Луне, Марсе и Венере его нет?

Удовлетворительный ответ на этот обманчиво простой вопрос может быть получен только после тщательного изучения эволюции каждой планеты. А пока можно сказать, грубо упрощая, что Луна и Марс слишком малы, а Венера слишком горяча для океана. Кроме того, Марс довольно холодный, что может поддерживать слой льда, но не слой воды, даже если бы он был достаточно большим и обладал необходимой гравитацией для удержания воды.

Чтобы проиллюстрировать простые (возможно, слишком простые) концепции, лежащие в основе ответа на вопрос, почему у Земли есть океан, а у ее родственных планет нет, давайте проведем несколько межпланетных мысленных экспериментов. (Конечно, такие эксперименты совершенно невозможны, разве что в научной фантастике.)

Во-первых, давайте уменьшим гравитацию на Земле до Луны (масса которой составляет одну восьмидесятую массы родной планеты). Сразу же воздух начнет разжижаться, так как молекулы газа внешней атмосферы будут иметь достаточную скорость, чтобы покинуть планету. Атмосферное давление будет продолжать падать, а океан будет высвобождать свой собственный газ, в основном двуокись углерода, и медленно испаряться, пытаясь пополнить атмосферу. Неумолимо молекулы атмосферы улетают в космос, пока океан не будет израсходован. Правда, резкое понижение температуры (в результате потери парниковой защиты атмосферы) замедлило бы испарение океана, так как вода превратилась бы в лед. Но лед все равно сублимировался бы в солнечном свете, в низком давлении исчезающей атмосферы.

Далее сделаем Землю размером с Марс (масса в девять раз меньше) и переместим ее на орбиту Марса. Мы снова увидели бы истончение атмосферы в результате потери газа в космос, но теперь гораздо медленнее, чем в предыдущем эксперименте, поскольку масса Марса в девять раз больше массы Луны. Кроме того, сейчас мы находимся намного дальше от Солнца (в 1,5 раза, если быть точным), и Земля сразу же войдет в ледниковый период, худший, чем когда-либо в геологической истории. Океаны полностью замерзнут, а лед в конечном итоге протянется на большую глубину. Вулканический пепел и переносимая ветром пыль постепенно покроют ледяной океан и осядут глубоко во льду. Наверху этой смеси камня и льда должен быть толстый слой пыли, полностью скрывающий грязный лед внизу. Из-за низкой температуры содержание воды в атмосфере было бы очень небольшим. Состав атмосферы резко изменится, так как он поддерживается жизнедеятельностью. В конце концов, условия на превращенном Землей Марсе могут выглядеть не так уж сильно отличающимися от тех, которые сейчас преобладают на Марсе.

Сравнение размеров планет земной группы: Меркурий, Венера, Земля и Марс (слева направо). (Предоставлено НАСА)

Наконец, переместим Землю на орбиту Венеры. С точки зрения гравитации удержание атмосферы не составит труда, поскольку Венера имеет 81,5% массы Земли. Однако стало бы довольно неприятно жарко, так как мы сейчас гораздо ближе к солнцу (примерно в 1,4 раза ближе). Вся атмосфера быстро превратилась бы в паровую баню. В верхних слоях атмосферы образовались густые облака, где конденсировался пар. Земля станет белой и отвергнет большую часть солнечного света. Однако насыщенная паром атмосфера также будет действовать как толстое тепловое одеяло. Солнечный свет, достигающий поверхности, будет продолжать нагревать ее, испаряя все больше воды и делая атмосферу все менее прозрачной для уходящего теплового излучения. Этот тип нагревания — допускающий солнечный свет, но блокирующий обратное излучение тепла до достижения определенной температуры — является хорошо известным «парниковым эффектом». На орбите Венеры эффект будет продолжать нагревать поверхность до тех пор, пока известняковые породы (состоящие из карбоната кальция) не начнут распадаться и выделять углекислый газ. Большое количество этого газа теперь будет добавлено в атмосферу. В результате получится что-то вроде мокрой Венеры, возможно, мало чем отличающейся от прежнего состояния этой планеты. Венера на самом деле сухая, предположительно потому, что вода, которая когда-то была на ней, расщепилась на водород и кислород, а водород уже давно ушел в космос.

Эти мысленные эксперименты, хотя и вымышленные, иллюстрируют, что благоприятный климат Земли довольно тонко балансирует между ледниковым периодом и условиями оранжереи. Один из поистине удивительных фактов об истории этой Земли заключается в том, что океан существовал очень давно, по крайней мере, 3800 миллионов лет. Для жизни нужна вода, а жизнь существовала более 3,5 миллиардов лет назад. Следовательно, свободная вода (то есть вода, не связанная с горными породами или минералами) должна была непрерывно присутствовать на протяжении большей части возраста Земли (4,6 миллиарда лет). Если бы Солнце было намного холоднее или горячее в прошлом, гидросфера либо замерзла бы, либо испарилась бы в атмосферу. Нам повезло, что у нас есть такая постоянная звезда, которая находится на правильном расстоянии от нее и имеет правильный размер, чтобы удерживать нашу атмосферу и океан.

. Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества

Abstract

Многие особенности внешней части Солнечной системы воспроизводятся в численном моделировании, если планеты-гиганты подвергаются орбитальной нестабильности, которая выбрасывает одного или нескольких ледяных гигантов. Во время этой нестабильности орбиты Юпитера и Сатурна расходятся, пересекая их резонанс среднего движения 2: 1 (MMR), и это пересечение резонанса может возбуждать орбиты земных планет. Используя большой набор симуляций этой нестабильности планеты-гиганта, мы напрямую моделируем эволюцию орбит земных планет во время этого процесса, уделяя особое внимание системам, которые воспроизводят основные черты внешних планет. В системах, которые сохраняют четыре планеты-гиганта и заканчиваются Юпитером и Сатурном за пределами их MMR 2:1, мы обнаруживаем по крайней мере 85-процентную вероятность того, что по крайней мере одна планета земного типа будет потеряна. Более того, системы, которым удается сохранить все четыре планеты земной группы, часто заканчиваются с эксцентриситетами и наклонениями планет земной группы, превышающими наблюдаемые. Вероятность того, что орбиты земных планет будут иметь уровень возбуждения, сравнимый с наблюдаемыми орбитами, составляет менее 5 процентов. Если мы учтем вероятность того, что внешние планетарные орбиты хорошо воспроизведены, мы обнаружим вероятность 1% или менее того, что орбитальные архитектуры внутренних и внешних планет одновременно воспроизводятся в одной и той же системе. Эти небольшие вероятности повышают вероятность того, что нестабильность планет-гигантов произошла до того, как сформировались планеты земной группы. Этот сценарий подразумевает, что нестабильность планеты-гиганта не является источником поздней тяжелой бомбардировки и что формирование планет земного типа завершилось с планетами-гигантами в их современной конфигурации.

Пояс Койпера: общие сведения, планеты и спутники: динамическая эволюция и стабильность – планеты и спутники: формирование

1 ВВЕДЕНИЕ

Стандартная модель формирования планет предсказывает, что планеты-гиганты гравитационно взаимодействовали с большим количеством меньших тел (планетезималей) во время и после образования планет (Хеллед и др., 2014). Когда планеты-гиганты рассеивают планетезимали, Фернандес и Ип (1984) продемонстрировали, что Нептун, Уран и Сатурн с большей вероятностью рассеивают их внутрь, чем наружу. Как правило, эти самые планетезимали в конечном итоге выбрасываются Юпитером. Чтобы сохранить угловой момент во время этого процесса, Юпитер должен со временем мигрировать внутрь, в то время как три внешние планеты-гиганты мигрируют наружу. Основываясь на этой идее миграции, вызванной планетезималью, Мальхотра (1993) показал, что возбужденная резонансная орбита Плутона может быть хорошо объяснена, если Нептун значительно мигрировал наружу за время существования Солнечной системы. Кроме того, резонансы среднего движения Нептуна (MMR), охватывающие пояс Койпера во время этой миграции, могут охватывать все резонансное население пояса Койпера (Malhotra 1995).

Тем временем Томмс, Дункан и Левисон (1999) исследовали вероятность того, что Уран и Нептун образовались гораздо ближе к Юпитеру и Сатурну, прежде чем были рассеяны этими газовыми гигантами. Они обнаружили, что если первоначальный пояс Койпера был намного массивнее и простирался дальше внутрь, чем современный, динамическое трение, вызванное близким столкновением с планетезималями, привело бы к рециркуляции орбит Урана и Нептуна вблизи их нынешних местоположений. Этот же процесс может также истощить массу пояса Койпера и объяснить его нынешнее возбужденное орбитальное распределение. В исследовании Thommes et al. (1999) работа быстрой аккреции газа (а значит, и массы) обеспечила неустойчивость, приведшую к рассеянию Урана и Нептуна. Однако, если бы первоначальное формирование планет-гигантов было достаточно компактным, Сатурн изначально вращался бы внутри своего MMR 2: 1 с Юпитером. Поскольку изначальный пояс Койпера подвергается динамической эрозии планетами-гигантами, миграция планетезималей приводит к тому, что Юпитер и Сатурн расходятся. Следовательно, они в конечном итоге пересекают MMR 2: 1, что дестабилизирует орбиты Урана и Нептуна, заставляя их рассеиваться друг от друга и, возможно, от Юпитера и Сатурна (Циганис и др., 2005). Этот сценарий эволюции планеты-гиганта теперь называется «Модель Ниццы». В зависимости от начальной конфигурации Ниццкой модели и скорости миграции, нестабильность планеты-гиганта может быть отложена на сотни миллионов лет после формирования Солнечной системы, обеспечивая потенциальное объяснение поздней тяжелой бомбардировки (LHB) в записи лунных кратеров (Hartmann et al. и др., 2000; Гомес и др., 2005). Более того, эта нестабильность планет-гигантов, по-видимому, хорошо объясняет структуру пояса Койпера, юпитерианских троянов и неправильных спутников планет-гигантов (Морбиделли и др., 2005; Несворный, Вокроухлицкий и Морбиделли, 2007; Левисон и др., 2008; Несворный, 2015a). ,б).

Однако быстро стало понятно, что пересечение Сатурном MMR 2:1 может изменить орбиты планет земной группы. В ходе этого процесса скорость прецессии Юпитера изменяется, и планета проходит вековые резонансы с планетами земной группы (Брассер и др., 2009). Если MMR-пересечение займет больше ∼1 млн лет, существует высокая вероятность того, что эксцентриситеты Венеры и Меркурия превысят их текущие значения. В результате орбиты современных земных планет будут иметь больший дефицит углового момента (АМД), чем наблюдаемый сегодня. ¹ Чтобы избежать возбуждения AMD планет земной группы, было предложено, чтобы ледяной гигант рассеялся непосредственно от Юпитера, заставив Юпитер «перепрыгнуть» MMR 2:1. (Этот сценарий, вероятно, требует дополнительного ледяного гиганта, поскольку выброс Юпитера является наиболее вероятным результатом рассеяния Юпитера (Несворный, 2011; Батыгин, Браун и Беттс, 2012).) Однако во время этого эпизода межпланетного рассеяния эксцентриситет Юпитера неизбежно взволнованный. Это возбуждение может передаваться планетам земной группы через стохастическую диффузию AMD между земными и юпитерианскими модами эксцентриситета (Agnor & Lin 2012). Действительно, даже для оптимального сценария прыжка Юпитера Брассер, Уолш и Несворни (2013) обнаружили, что AMD планет земной группы может быть последовательно воспроизведена только в том случае, если до возникновения нестабильности внешних планет она была по крайней мере на 70 процентов ниже.

Предыдущие исследования влияния нестабильности планет-гигантов на планеты земной группы были сосредоточены либо на нескольких заранее выбранных симуляциях, либо на легко управляемых, но упрощенных моделях орбитальной эволюции планет-гигантов. Здесь мы используем большой набор прямых симуляций тела N для статистического изучения эволюции планет земной группы во время нестабильности внешних планет. Выполняя множество симуляций, мы можем оценить вероятность выживания планет земной группы, а также то, как часто их AMD может поддерживаться на уровне, сравнимом с нынешним значением. Наша работа состоит из следующих разделов: Раздел 2 представляет детали нашего численного моделирования. После этого в Разделе 3 оцениваются результаты моделирования и вероятности различных исходов. Наконец, в разделе 4 мы обсуждаем разветвления нашей работы над текущими представлениями об эволюции внешней части Солнечной системы.

2 ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ

Модель Ниццы значительно изменилась с момента ее создания, и в настоящее время считается, что пять или шесть планет-гигантов возникли из солнечной туманности в резонансной конфигурации, окруженной поясом планетезималей размером 20–35 M _⊕. простираясь до ∼30 а.е. Потенциальные наборы начальных условий довольно обширны, и Nesvorný & Morbidelli (2012) провели тщательную оценку этого пространства параметров. Они выделили ряд резонансных конфигураций планет-гигантов, которые кажутся особенно многообещающими, потому что они, вероятно, дадут эксцентричную орбиту Юпитера и, вероятно, заставят Юпитер и Сатурн быстро пересечь их MMR 2: 1. Основываясь на их выводах, мы разрабатываем наши начальные условия, используя их две наиболее предпочтительные конфигурации с пятью планетами и их наиболее предпочтительную конфигурацию с шестью планетами. Детали этих конфигураций перечислены в Таблице 1. Наши исходные резонансные конфигурации построены в соответствии с рецептом, данным Ли и Пил (2002) и Батыгин и Браун (2010). Как только планеты входят в резонанс, они окружаются диском из 1000 планетезималей одинаковой массы, массы и диапазон большой полуоси которых задаются параметрами в таблице 1. Отдельные большие полуоси планетезималей выбираются случайным образом из диапазона таблицы 1, чтобы получить a ⁻¹ профиль поверхностной плотности. Начальные эксцентриситеты и наклонения планетезималей установлены ниже 0,01 и 1° соответственно. Все остальные элементы орбиты выбираются случайным образом из равномерного распределения. С такой начальной конфигурацией каждое моделирование интегрируется в течение 100 млн лет, что достаточно для того, чтобы более 95 % наших систем прошли через орбитальную нестабильность. Наши симуляции также включают небольшой член, чтобы вызвать дополнительную прецессию из-за релятивистских эффектов. Эти симуляции выполняются с использованием ртутного гибридного интегратора с временным шагом 100 дней (камеры 19).99).

Таблица 1.

Столбцы: (1) название набора моделирования, (2) количество планет-гигантов, (3) масса планетезимального диска, окружающего планеты-гиганты, (4) расстояние между самый внешний ледяной гигант и внутренний край планетезимального диска, (5) большая полуось самого внешнего ледяного гиганта, (6) резонансная конфигурация планет-гигантов изнутри наружу и (7) массы ледяных гигантов изнутри наружу.

Выполнить .	.	\|$M_{\rm {\rm Диск}}$\| .	Δ .	р _из .	и _{последний} .	Резонанс .	Массы ледяных гигантов .
наименование .	С _{Планета} .	(М _⊕) .	(Австралия) .	(Австралия) .	(Австралия) .	цепь .	(М _⊕) .
5GPa	5	35	1.5	30	17.4 ^a	3:2, 3:2, 3:2, 3:2	16, 16, 16
5ГПб	5	20	1,0	30	22,2	3: 2, 3: 2: 1, 3: 2	16, 16, 16
	9.	9.		9.	9.			16.	1.0	30	20.6	3:2, 4:3, 3:2, 3:2, 3:2	8, 8, 16, 16

Run .	.	\|$M_{\rm {\rm Диск}}$\| .	Δ .	р _из .	и _{последний} .	Резонанс .	Массы ледяных гигантов .
наименование .	С _{Планета} .	(М _⊕) .	(Австралия) .	(Австралия) .	(Австралия) .	цепь .	(М _⊕) .
5GPa	5	35	1.5	30	17.4 ^a	3:2, 3:2, 3:2, 3:2	16, 16, 16
5GPb	5	20	1.0	30	22.2	3:2, 3:2, 2:1, 3:2	16, 16, 16
6GPa	6	20	1.0	30	20.6	3:2, 4:3, 3:2, 3:2, 3:2	8, 8, 16, 16

Примечание . ^a Для этой конфигурации планеты Nesvorný & Morbidelli (2012) определили крайнюю планету с координатами a = 16,1 а. 0480 a = 17,4 а.е.

Открыть в новой вкладке

Таблица 1.

Выполнить .	.	\|$M_{\rm {\rm Диск}}$\| .	Δ .	р _из .	и _{последний} .	Резонанс .	Массы ледяных гигантов .
наименование .	С _{Планета} .	(М _⊕) .	(Австралия) .	(Австралия) .	(Австралия) .	цепь .	(М _⊕) .
5GPa	5	35	1.5	30	17.4 ^a	3:2, 3:2, 3:2, 3:2	16, 16, 16
5GPb	5	20	1.0	30	22.2	3:2, 3:2, 2:1, 3:2	16, 16, 16
6GPa	6	20	1.0	30	20.6	3:2, 4:3, 3:2, 3:2, 3:2	8, 8, 16, 16

Бег .	.	\|$M_{\rm {\rm Диск}}$\| .	Δ .	р _из .	и _{последний} .	Резонанс .	Массы ледяных гигантов .
наименование .	С _{Планета} .	(М _⊕) .	(Австралия) .	(Австралия) .	(Австралия) .	цепь .	(М _⊕) .
5GPa	5	35	1.5	30	17.4 ^a	3:2, 3:2, 3:2, 3:2	16, 16, 16
5GPb	5	20	1.0	30	22.2	3:2, 3:2, 2:1, 3:2	16, 16, 16
6GPa	6	20	1.0	30	20.6	3:2, 4:3, 3:2, 3:2, 3:2	8, 8, 16, 16

Открыть в новой вкладке

Планеты земной группы не включены в этот начальный этап моделирования. Моделирование эволюции орбит планет земной группы посредством нестабильности планет-гигантов, вызванной миграцией планетезималей, является вычислительно затратной задачей. Временной шаг моделирования должен быть достаточно мал, чтобы обеспечить точную интеграцию планет земной группы, и по крайней мере 1000 дополнительных тел должны быть включены в первоначальный пояс Койпера, чтобы вызвать миграцию планет-гигантов. Кроме того, для развития нестабильности среди планет-гигантов иногда может потребоваться более 100 млн лет (Левисон и др., 2011). Поэтому мы фактически выполняем два интегрирования. Первый — это интегрирование, описанное выше, которое содержит только планеты-гиганты. Во время этой 100-миллионной интеграции орбитальные элементы регистрируются каждые 10 ⁵ лет. После завершения моделирования в записи орбиты ищется первый случай, когда эксцентриситет любой планеты превышает 0,1, первое пересечение орбит двух планет или предпоследний вывод времени перед тем, как планета будет потеряна в результате выброса или столкновения. Моделирование перезапускается в тот момент, когда это происходит первым. После перезапуска моделирования временной шаг снижается до 4,4 дня (1/20 периода обращения Меркурия), и теперь планеты земной группы размещаются в системе. Таким образом, на интеграцию всего первичного пояса Койпера вместе с планетами земной группы тратится мало времени. Затем эта полная система интегрируется еще на 200 млн лет. Чтобы максимизировать вероятность того, что планеты земной группы останутся целыми, и свести к минимуму общий уровень орбитального возбуждения, накопленного во внутренней части Солнечной системы, планеты земной группы стартуют на их текущих больших полуосях с почти круговыми ( e < 0,001), компланарные ( i < 1°) орбиты. Этот подход неявно предполагает, что небольшая эволюция среди планет земной группы происходит до того, как произойдет нестабильность внешней части Солнечной системы.

Эти симуляции предназначены для наблюдения за стабильностью и орбитальным возбуждением планет земной группы во время модели Ниццы. Однако существует несколько различных способов, с помощью которых численные эффекты могут искусственно вызывать орбитальное возбуждение или нестабильность среди планет земной группы. Поскольку ртутный гибридный интегратор использует демократичные гелиоцентрические координаты (Дункан, Левисон и Ли 1998), точность орбитальной интеграции ухудшается, если перицентр планеты становится значительно меньше наименьшей большой полуоси в моделировании (Levison & Duncan 2000). Это может привести к нефизическим дрейфам большой полуоси и эксцентриситета планеты и потенциально привести к столкновениям и выбросам. Такой сценарий мог бы произойти в наших симуляциях, если бы эксцентриситет Меркурия превышал значение ∼0,3. Опытным путем мы обнаружили, что качество наших интегрирований значительно падает из-за этих эксцентриситетов, однако планеты земной группы могут оставаться стабильными, если эксцентриситет Меркурия превышает 0,3 (Laskar 2008). По этой причине, если Меркурий достигает e > 0,3 симуляция останавливается и перезапускается с самого последнего вывода времени до этого с использованием временного шага 1,8 d (~ 1/50 периода Меркурия). Этот меньший временной шаг затем используется для остальной части интегрирования. Кроме того, объекты исключаются из этих симуляций, если они находятся в пределах 0,1 а.е. от Солнца, поскольку даже временной шаг в 1,8 дня не гарантирует точного интегрирования таких орбит. Планеты с достаточно высоким эксцентриситетом, чтобы достичь таких низких перицентров, в любом случае почти наверняка нестабильны.

Другим искусственным числовым эффектом могут быть планетезимали, используемые в наших симуляциях. Учитывая, что наш планетезимальный диск состоит из тел, масса которых может превышать половину массы Меркурия, можно задаться вопросом, сильно ли эти планетезимали возбуждают или дестабилизируют орбиты земных планет, когда они рассеиваются внутрь Юпитером. Чтобы проверить правдоподобие этого, мы эволюционировали планеты земной группы с роем из ста 0,035 M _⊕ тел, начальные перигелии и афелии которых составляют 0,3 а.е. и 8–10 а.е. соответственно. Затем мы отслеживаем, сколько времени требуется, чтобы первоначально круглые компланарные планеты земного типа были возбуждены до современного AMD посредством встреч с этими планетезималями. В среднем для этого возбуждения требуется около 50 000 столкновений между планетезималью и планетой земной группы (при этом столкновение определяется как когда планетезималь находится в радиусе 1 холма от планеты). Напротив, планеты земной группы в наших симуляциях Nice Model обычно переживают только около 100 таких столкновений. Таким образом, планетезимали оказывают минимальное влияние на окончательную архитектуру орбит наших земных планет.

2.1 Эксперименты по рассеянию

В дополнение к нашему полному численному моделированию динамической эволюции Солнечной системы мы также проводим серию из 1000 простых экспериментов по рассеянию планета-планета. Они начинаются с Юпитера в 5,5 а.е. и Сатурна сразу за MMR 3: 2 с отношением периодов 1,6. Кроме того, один ледяной гигант находится на расстоянии 4 радиусов холма от Сатурна (конфигурация, которая быстро становится нестабильной), а также включены планеты земной группы. Все планетарные орбиты изначально почти круговые и компланарные ( e < 0,01, i < 1°), и системы интегрированы для 3 млн лет с шагом по времени 1,8 дня. Эти симуляции не содержат никаких планетезималей. Чтобы грубо компенсировать демпфирование эксцентриситета, обеспечиваемое планетезималями, мы искусственно демпфируем эксцентриситеты Юпитера и Сатурна с временной шкалой 2,5 млн лет (Lee & Peale 2002). симуляции тем, воспроизводят ли они самые основные аспекты внешней и внутренней Солнечной системы. В связи с этим мы используем три разных критерия успеха. Для внешней Солнечной системы симуляция должна закончиться четырьмя выжившими планетами-гигантами, а Сатурн должен оказаться между MMR 2:1 и MMR 3:1 с Юпитером. Мы называем это Критерием А. Если внешняя Солнечная система воспроизводится на этом самом базовом уровне, мы затем смотрим, сколько из этих симуляций могут также воспроизвести внутреннюю Солнечную систему. У нас есть два критерия для этого. Во-первых, мы требуем, чтобы четыре стабильные внутренние планеты выжили до конца симуляции (критерий B). В этом случае мы интегрируем всю планетную систему за 1 млрд лет, чтобы подтвердить долгосрочную стабильность. Наконец, для тех систем с четырьмя стабильными внутренними планетами мы также требуем, чтобы AMD земных планет была равна или меньше текущего значения. Это наш третий критерий (критерий C).

3.2 Показатели успеха

Доля наших симуляций, которые успешно удовлетворяют каждому из наших критериев, показана в таблице 2. Как видно из этой таблицы, ∼10–15 % всех симуляций соответствуют критерию А для каждого набора запусков, подтверждая, что архитектуру внешних планет можно объяснить нестабильностью планеты-гиганта (Циганис и др. , 2005; Несворны и Морбиделли, 2012). Однако мы находим, что маловероятно, что и внешняя, и внутренняя Солнечная система воспроизводятся одновременно. Неустойчивость внешней Солнечной системы почти всегда значительно возбуждает орбиты планет земной группы. Очень часто это приводит к потере как минимум одной планеты земной группы. На самом деле из 41 системы, которые соответствуют критериям нашей внешней Солнечной системы, только три сохраняют все четыре планеты земной группы на стабильных орбитах. Из этих трех систем только одна система (из набора моделирования 5GPb) также соответствует критерию C. Учитывая, что каждый набор моделирования содержит около 100 систем, это говорит о том, что вероятность того, что нестабильность планеты-гиганта воспроизведет архитектуру внешней Солнечной системы, а также сохранит стабильность и архитектуру внутренних планет, составляет всего около 1 процента или меньше.

Таблица 2.

Столбцы: (1) название набора симуляций, (2) общее количество запущенных симуляций и (3–5) процент симуляций, соответствующих нашим различным критериям, описанным в текст.

.	.	Критерий .	Критерии .	Критерии .
Бег .	.	А .	А и Б .	А и В и С .
наименование .	Н _Сим .	( проценты) .	( проценты) .	( проценты) .
5 ГПа	94	16	1	0
5GPb	99	15	2	1
6GPa	86	13	0	0

.	.	Критерий .	Критерии .	Критерии .
Бег .	.	А .	А и Б .	А и В и С .
наименование .	Н _Сим .	( проценты) .	( проценты) .	( проценты) .
5 ГПа	94	16	1	0
5GPb	99	15	2	1
6GPa	86	13	0	0

Открыть в новой вкладке

Таблица 2.

.	.	Критерий .	Критерии .	Критерии .
Бег .	.	А .	А и Б .	А и В и С .
наименование .	Н _сим .	( проценты) .	( проценты) .	( проценты) .
5GPa	94	16	1	0
5GPb	99	15	2	1
6GPa	86	13	0	0

.	.	Критерий .	Критерии .	Критерии .
Бег .	.	А .	А и Б .	А и В и С .
наименование .	Н _сим .	( проценты) .	( проценты) .	( проценты) .
5GPa	94	16	1	0
5GPb	99	15	2	1
6GPa	86	13	0	0

Открыть в новой вкладке

Орбитальное возбуждение внутренних планет возникает в результате множества механизмов. Часто они возбуждаются через вековой резонанс между Юпитером и одной или несколькими планетами земной группы. Уже было показано, что если Юпитер и Сатурн медленно движутся в диапазоне отношения периодов 2,1–2,3, частота моды e ₅ временно совпадет с собственными частотами Венеры и Меркурия, и это возбудит орбитальные эксцентриситеты. планет земной группы (Брассер и др., 2009 г.). Один случай нестабильности планеты земной группы, вызванной этим сценарием, показан на рис. 1. Здесь большая полуось орбиты Юпитера прыгает внутрь на t = 400 000 лет, когда он выбрасывает ледяной гигант. Как показано на панелях B и E, сразу после этого выброса AMD планет земной группы составляет примерно 300% от своего современного значения. Однако отношение периодов Юпитера и Сатурна после скачка составляет всего 2,1, а затем две планеты плавно мигрируют до отношения периодов 2,3 (см. Панель C). В течение первого млн лет этой миграции эксцентриситеты Меркурия, Венеры и Земли быстро возбуждаются до тех пор, пока AMD планет земной группы не превысит 600 процентов от нынешнего значения. Это быстро приводит к столкновению Меркурия и Солнца в t = 1,5 млн лет.

Рис. 1.

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

Эволюция системы из комплекта 5 ГПа. (а) Эволюция во времени перицентра, большой полуоси и апоцентра Юпитера (красный), Сатурна (желтый), выброшенного ледяного гиганта (зеленый), Урана (голубой) и Нептуна (синий). (б) Эволюция во времени перицентра, большой полуоси и апоцентра Меркурия (черный), Венеры (зеленый), Земли (синий) и Марса (красный). (c) Нанесено отношение периода обращения Сатурна к периоду обращения Юпитера в зависимости от времени. (d) Эксцентриситеты Юпитера (сплошной черный) и Сатурна (красный пунктир) нанесены в зависимости от времени. (e) AMD планет земной группы представлена как функция времени. Смоделированная AMD нормирована по AMD наблюдаемых планет земной группы.

Однако быстрое перемещение в диапазоне отношения периодов 2,1–2,3 не гарантирует, что планеты земной группы защищены от орбитального возбуждения. Часто рассеяние планета-планета, необходимое в сценарии прыгающего Юпитера, может увеличить эксцентриситет Юпитера до значения, значительно превышающего его текущее значение. Собственная мода e ₅ имеет большие компоненты на орбитах Меркурия, Венеры и Земли, и значительное увеличение орбитального эксцентриситета Юпитера и Сатурна также может привести к большим возбуждениям орбит планет земной группы за счет обмена AMD между планетами земной группы и Юпитером. (Агнор и Лин, 2012). Система из набора 5GPb, которая иллюстрирует такое поведение, показана на рис. 2. В отличие от системы на рис. 1, Юпитер и Сатурн перепрыгивают через диапазон отношения периодов 2,1–2,3 значительно меньше 1 млн лет, а окончательное отношение периодов устанавливается около 2,4. . Несмотря на это, орбиты планет земной группы по-прежнему сильно взволнованы во время пересечения MMR 2:1, и они появляются с AMD, примерно вдвое превышающей текущую стоимость планет земной группы. Источник возбуждения планеты земной группы, вероятно, связан с возбуждением эксцентриситетов газовых гигантов. Сразу после пересечения резонанса в t = 2,5 млн лет, эксцентриситет Юпитера составляет 0,077, а эксцентриситет Сатурна — 0,20, что более чем в три раза превышает его текущее значение. Примерно 1,5 млн лет спустя эксцентриситет Юпитера достигает еще одного максимума 0,094, и это совпадает со вторым быстрым увеличением AMD внутренних планет. Возбужденное состояние земной планеты неустойчиво, и Меркурий быстро сталкивается с Солнцем. Таким образом, хотя требования модели прыгающего Юпитера соблюдены, планеты земной группы все равно дестабилизированы. Динамическое поведение, наблюдаемое среди наших систем, может быть довольно сложным, и не всегда очевидно, что является основной движущей силой орбитального возбуждения планет земной группы. Действительно, Брассер и соавт. (2013) уже задокументировали случаи, когда вековые резонансы между ледяными гигантами и планетами земной группы могут значительно изменить AMD внутренних планет.

Рисунок 2.

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

Тем не менее, один постоянный аспект наших симуляций заключается в том, что Юпитер и Сатурн обычно проводят время во время и сразу после внешней нестабильности с орбитальными эксцентриситетами, значительно превышающими их текущие значения. Как показано на рис. 2, эти состояния могут сильно влиять на орбиты земных планет. На рис. 3(а) мы видим кумулятивное распределение максимумов эксцентриситета Юпитера для всех наших систем, соответствующих критерию А. Для наших наборов моделирования, которые начинаются с пяти планет-гигантов, Юпитер обычно возбуждается до эксцентриситета не менее ∼0,08 при выбросе дополнительного ледяного гиганта, а эксцентриситеты выше 0,1 встречаются в 1/3 систем. В симуляциях, начатых с шести планет-гигантов, эффект рассеяния планета-планета еще сильнее, и Юпитер обычно достигает эксцентриситета 0,13. К концу моделирования рис. 3(b) показывает, что динамическое трение от планетезималей в конечном итоге ослабляет e ₅₅ компонент ² . В моделируемом наборе 5 ГПа ∼85 % значений e ₅₅ ниже фактического значения Солнечной системы, в то время как наборы 5ГПб и 6ГПа более точно охватывают современную Солнечную систему. На рис. 3(c) и 3(d) показано похожее, но еще более экстремальное поведение Сатурна. В симуляциях, начатых с пяти планет-гигантов, Сатурн обычно возбуждается до значений 0,14, в то время как наши симуляции, начинающиеся с шести планет-гигантов, обычно показывают, что Сатурн возбуждается до значений эксцентриситета выше 0,2. Опять же, к концу симуляций Сатурн обычно существенно циркулирует. В то время как окончательные средние эксцентриситеты, наблюдаемые в системах 5GPb, как правило, превышают наблюдаемое значение Сатурна, реальная Солнечная система хорошо ограничивается наборами моделирования 5GPa и 6GPa. Все распределения на рис. 3 демонстрируют, что во время внешней нестабильности Солнечной системы Юпитер и Сатурн, вероятно, имеют эксцентриситеты 150–250% от их текущих значений, когда они пересекают свое MMR 2: 1. Наше моделирование предполагает, что это имеет драматические последствия для выживания планет земной группы.

Рис. 3.

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

(a) Кумулятивное распределение максимального эксцентриситета, которого достигает Юпитер в каждом из наших расчетов, удовлетворяющих критерию A. (b) Кумулятивное распределение e ₅₅ амплитуды, измеренные в конце каждой симуляции, которые удовлетворяют критерию A. Заштрихованная область отмечает e ₅₅ значений, которые меньше современного значения. (c) Кумулятивное распределение максимальных эксцентриситетов, которых достигает Сатурн в каждом из наших симуляций, удовлетворяющих критерию A. (d) Кумулятивное распределение среднего эксцентриситета, которым обладает Сатурн в конце каждого моделирования, удовлетворяющего критерию A. Заштрихованная область знаки означают эксцентриситеты, которые меньше современного значения.

На рис. 4(a) мы смотрим на индивидуальные коэффициенты выживания каждой планеты земной группы, когда наши симуляции удовлетворяют критерию А. Мы видим, что в симуляциях, начинающихся с пяти планет-гигантов, Меркурий является планетой, которую легче всего потерять, и она выживает. менее чем в половине наших систем. Это неудивительно, учитывая, что он легко возбуждается вековыми резонансами. Кроме того, это наименее массивная планета, поэтому возбуждение орбит других более массивных планет земной группы может в конечном итоге привести к выбросу Меркурия. В наших симуляциях, начиная с шести планет-гигантов, Марс также легко теряется. Менее 20 % этих систем сохраняют Марс, тогда как 70–80 % систем, начинающихся с пяти планет-гигантов, в конце обладают Марсом. Похоже, что большие эксцентриситеты, которых достигают Юпитер и Сатурн в наших симуляциях 6 ГПа, особенно разрушительны для Марса. Между тем, Земля и Венера обычно выживают во всех наших системах, хотя эти скорости снова ниже в системах 6 ГПа. Отчасти это сделано специально, потому что при столкновении двух планет мы считаем менее массивную потерянной, и обычно это Меркурий или Марс. Однако это также отчасти связано с большими массами Земли и Венеры. Независимо от того, какая планета земной группы возбуждается изначально, вполне вероятно, что конечным результатом будет потеря меньшей массы Меркурия или Марса, а не Земли или Венеры.

Рисунок 4.

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

(a) Коэффициент выживаемости каждой планеты земной группы в системах, удовлетворяющих критерию А, показан для каждого из наших наборов моделирования. (b) Распределение числа планет, выживших в системах, удовлетворяющих критерию А, в каждом из наших наборов моделирования.

Во многих симуляциях теряется более одной планеты земной группы, и на рис. 4(b) мы показываем распределение числа уцелевших планет в системах, отвечающих критерию А, для каждого из наших наборов симуляций. Когда Критерий А соблюдается, сохранение всех четырех планет земной группы никогда не является наиболее вероятным сценарием. На такой результат приходится 7, 13 и 0 % систем с давлением 5 ГПа, 5 ГПа и 6 ГПа соответственно. Для наборов моделирования 5 ГПа и 5 ГПа наиболее частым результатом является потеря одной планеты земной группы (обычно Меркурия). Это составляет 33 и 47 % систем, удовлетворяющих критерию А в наборах моделирования 5GPa и 5GPb соответственно. На рисунках 4 (a) и (b) также подтверждается то, что моделирование 6 ГПа значительно более разрушительно для планет земной группы по сравнению с нашим моделированием, начинающимся с пяти планет-гигантов. Нет случаев, когда система 6 ГПа отвечает критерию А и заканчивается четырьмя планетами земной группы, а ∼90 процентов систем с давлением 6 ГПа теряют две или более планет земной группы. Как правило, Меркурий и Марс теряются. Однако даже у Венеры и Земли шансы на выживание не превышают ∼80 процентов. Причиной этого дополнительного разрушения, вероятно, является тот факт, что эти системы должны выбрасывать две планеты-гиганта и, следовательно, подвергаться вдвое большему межпланетному рассеянию, чем наши модели 5 ГПа и 5 ГПа. Юпитер и Сатурн обычно достигают более экстремальных эксцентриситетов во время этого длительного межпланетного рассеяния, и это часто имеет ужасные последствия для планет земной группы.

Кроме того, мы обнаружили, что набор моделирования 5GPb имеет наибольшие шансы одновременно воспроизвести внутреннюю и внешнюю орбиты Солнечной системы. 1 % наших моделей 5GPb (1 система из 99) удовлетворяют критерию A и имеют четыре выжившие планеты земной группы с AMD ниже сегодняшнего значения (хотя следует отметить, что еще одна система имела значение AMD ∼170 % наблюдаемого ценность). Это единственный случай успеха по всем трем критериям. AMD одиночной системы 5 ГПа, отвечающей критериям A и B, составляет 230 % от наблюдаемой AMD. Учитывая очень небольшое количество случаев с четырьмя выжившими планетами земной группы, мы не можем окончательно заявить, что системы 5GPb лучше соответствуют нашей Солнечной системе, чем 5GPa. Это особенно верно, потому что процесс нестабильности планет-гигантов очень хаотичен с множеством динамических процессов, действующих одновременно, и диагностировать точный механизм, возбуждающий внутренние планеты в каждом прогоне, сложно. Однако диск 5GPa на самом деле имеет менее массивный планетезимальный диск, чем 5GPb. Менее массивный диск означает, что когда Юпитер и Сатурн развиваются вокруг большой полуоси, меньшая часть этой эволюции происходит в режиме плавной миграции, а не в режиме «прыжков». Это сводит к минимуму распространение вековых резонансов через область планет земной группы, что является мощным фактором возбуждения орбит планет земной группы (Брассер и др., 2009 г.).). В то время как набор моделирования 6 ГПа также минимизирует количество плавной миграции, большие эксцентриситеты, которых достигают Юпитер и Сатурн, компенсируют этот эффект, что приводит к самой низкой вероятности выживания для планет земной группы.

3.3 Результаты эксперимента по рассеянию

Из примера на рис. 2 видно, что орбиты планет земной группы могут значительно измениться, даже если Юпитер и Сатурн быстро перепрыгнут через их MMR 2:1. Это орбитальное возмущение обычно возникает во время процесса прыжка, который совпадает с рассеянием Юпитера и Сатурна и, как правило, с выбросом ледяного гиганта. Чтобы лучше охарактеризовать и изолировать орбитальную эволюцию, происходящую во время таких прыжков, мы обращаемся к нашему набору из 1000 чистых симуляций межпланетного рассеяния. Хотя в этих экспериментах отсутствуют какие-либо планетезимали, временной масштаб рассеяния ледяных гигантов Юпитером и Сатурном намного короче, чем временной масштаб демпфирования эксцентриситета и миграции большой полуоси от планетезималей. Таким образом, процесс выброса ледяных гигантов должен происходить одинаково независимо от того, включены в него планетезимали или нет.

В обычной полной симуляции после выброса ледяного гиганта планетезимали уменьшат эксцентриситеты Юпитера и Сатурна. Напротив, эксцентриситеты Юпитера и Сатурна останутся большими в наших экспериментах по рассеянию, если не учитывать другие эффекты. Поскольку собственные моды e ₅ и e ₆ имеют значительные амплитуды на земных орбитах, это может привести к переоценке возмущения земных орбит. Из-за этого эти симуляции искусственно демпфируют эксцентриситеты Юпитера и Сатурна с временной шкалой 2,5 млн лет (Lee & Peale 2002). Это достаточно слабое демпфирование, чтобы позволить процессу рассеяния (который обычно происходит во временном масштабе ниже 10 ⁵ лет), чтобы продолжить работу без помех, но он также достаточно силен, чтобы погасить эксцентриситеты Юпитера и Сатурна почти до нуля к концу моделирования, удаляя e ₅ и e ₆ вклады в земные эксцентриситеты. , а значит и земной AMD.

Изучая эксперименты по рассеянию, которые выбрасывают ледяной гигант, мы обнаруживаем, что Юпитер и Сатурн «прыгают» до отношения периодов между 2,3 и 2,5 в 8,7 % случаев. Это приблизительный диапазон отношения периодов, в котором Сатурн должен приземлиться, чтобы избежать возбуждающих вековых резонансов между Юпитером и планетами земной группы, а также соответствовать его наблюдаемому конечному орбитальному положению. Для этих конкретных случаев мы находим, что Юпитер и Сатурн проходят через диапазон отношений периодов 2,1–2,3 со средней шкалой времени 5 × 10 ⁴ лет. Это намного ниже верхних пределов шкалы времени миграции τ < 10 ⁶ лет, полученных в предыдущих работах (Брассер и др., 2009; Минтон и Малхотра, 2011).

Кроме того, в наших экспериментах по рассеянию мы видим несколько других тенденций. Во-первых, существует четкая корреляция между отношением конечных периодов Юпитера и Сатурна и максимальным эксцентриситетом, которого они достигают во время рассеяния. Эта тенденция показана на рис. 5 (а). Мы видим, что по мере того, как конечное отношение периодов изменяется от 1,7 до 2,5, максимальный эксцентриситет, обычно достигаемый Юпитером, увеличивается в 2–3 раза. Аналогичная тенденция наблюдается и для Сатурна. Это ожидаемо, поскольку больший скачок отношения периодов требует более сильного взаимодействия между потерянным ледяным гигантом, Юпитером и Сатурном, что увеличивает вероятность того, что уцелевшие планеты останутся на менее круговых орбитах.

Рис. 5.

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

(a) Максимальный эксцентриситет, достигнутый Юпитером, нанесен на график в зависимости от окончательного соотношения периодов обращения Юпитера и Сатурна, наблюдаемого в наших простых экспериментах по рассеянию планета-планета. Точки данных отмечают медианные значения, а полосы ошибок отмечают 15,9 и 84,1 процентили распределения эксцентриситета. (b) Окончательный AMD планет земной группы нанесен на график в зависимости от отношения окончательного периода обращения Юпитера и Сатурна, наблюдаемого в наших простых экспериментах по рассеянию планет-планет. Точки данных отмечают средние значения, а планки погрешностей отмечают 15,9и 84,1 процентили распределения AMD. Значения AMD нормированы по наблюдаемому значению AMD планет земной группы.

Агнор и Лин (2012) утверждают, что повышенные эксцентриситеты, которых Юпитер и Сатурн достигают во время межпланетного рассеяния, будут переданы планетам земной группы через стохастическую диффузию AMD. Наши результаты рассеяния согласуются с этим процессом. На рис. 5(b) мы изображаем окончательную AMD планет земной группы в зависимости от отношения конечного периода Юпитера и Сатурна. Как и на рис. 5(а), мы видим четкую тенденцию с отношением периодов. Когда Юпитер и Сатурн переходят к более высокому соотношению периодов, они с большей вероятностью возбудит AMD планет земной группы. Фактически, в предпочтительном диапазоне отношения периодов сценария прыгающего Юпитера (2,3–2,5) планеты земной группы заканчивают со средним значением AMD, равным 150 % от их наблюдаемого значения. Таким образом, даже если в значительной степени удается избежать вековых резонансов между Юпитером и планетами земной группы, планеты земной группы, как правило, все еще находятся в значительном возбуждении.

Мы подозреваем, что главным виновником этого земного возбуждения является фаза высокого эксцентриситета, которую Юпитер и Сатурн ненадолго проходят во время выброса ледяного гиганта. Чтобы дополнительно проиллюстрировать это, мы берем нашу текущую Солнечную систему и выполняем десять различных интегрирований планет с эксцентриситетом Юпитера и Сатурна, увеличенным в 2 раза. В каждом моделировании наклоны планет начинаются с их современных значений, а аргументы перицентра, долготы восходящего узла и средние аномалии изначально рандомизированы. В этих объединениях повышенные эксцентриситеты Юпитера и Сатурна быстро приводят к нестабильности среди планет земной группы. Среднее время исчезновения первой планеты земной группы (как правило, Меркурия) составляет всего 8,9 секунды.Мир. Это еще раз говорит о том, что наличие Юпитера и Сатурна с более высокими эксцентриситетами всего за несколько миллионов лет может существенно изменить орбиты планет земной группы.

4 ОБСУЖДЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Используя три наиболее многообещающие известные начальные конфигурации планет-гигантов в модели Ниццы, мы изучаем, как планеты земной группы ведут себя во время нестабильности планет-гигантов. Наши симуляции показывают, что во время этого процесса планеты земной группы чрезвычайно хрупки. Как правило, нестабильность планеты-гиганта вызывает еще одну орбитальную нестабильность среди планет земной группы, и по крайней мере одна внутренняя планета теряется. Мы обнаружили, что очень небольшая часть симуляций может одновременно воспроизвести основные орбитальные характеристики как внешних, так и внутренних планет. В зависимости от начальных условий, только 2 % или меньше наших систем сохраняют все четыре планеты земной группы и два ледяных гиганта после того, как Юпитер и Сатурн пересекают свое MMR 2:1 и перестают развиваться по большой полуоси. Если мы не включим вероятность воспроизведения характеристик планет-гигантов в наш анализ и ограничимся только системами с четырьмя планетами-гигантами и итоговым отношением периодов Юпитера к Сатурну, равным 2–3, мы все равно найдем вероятность равной 7 процентам. или меньше, чтобы поддерживать AMD планет земной группы на уровне или ниже их наблюдаемого значения. Мы также должны подчеркнуть, что наши начальные условия довольно оптимистичны в том смысле, что они начинаются с того, что планеты земной группы находятся на почти круговых копланарных орбитах до нестабильности планеты-гиганта. Если планеты земной группы имеют значительные эксцентриситеты и наклонения перед нестабильностью планет-гигантов, вероятность успеха, вероятно, будет еще ниже.

На самом деле, мы находим только один набор начальных условий, который дает надежду на воспроизведение орбит земных планет. Это наш набор моделирования 5GPb, который содержал резонансную конфигурацию 3:2, 3:2, 2:1, 3:2 для планет-гигантов, окруженных диском планетезималей размером 20 M _⊕. Могут быть и другие наборы начальных условий, способные воспроизвести архитектуру внутренних и внешних планет, но они в настоящее время неизвестны. Результаты Nesvorný & Morbidelli (2012) показывают, что любая из других исследованных ими конфигураций, вероятно, будет работать хуже, чем оцениваемые здесь. В то время как исследования Nesvorný & Morbidelli (2012) конфигураций шести планет были более открытыми, результаты наших резонансных цепочек шести планет очень мрачны для планет земной группы, поскольку насилие, связанное с выбросом двух планет-гигантов, всегда дестабилизирует один из них. или больше наших внутренних планет.

Другим следствием нашей работы является то, что большая часть ВМД планет земной группы, скорее всего, была приобретена во время нестабильности планет-гигантов. Из 41 системы, воспроизводящих основные орбитальные особенности планет-гигантов, только в одной системе АМД планет земной группы остается значительно ниже современного значения. Две другие системы, в которых сохранились все планеты земной группы, имели значения AMD не менее ∼170 процентов от сегодняшнего значения. Чтобы вывести наблюдаемые планеты земной группы из этих возбужденных состояний, требуется значительно уменьшить AMD планет земной группы, и нет очевидного механизма, позволяющего делать это постоянно. Хотя планеты земной группы могут обмениваться AMD с планетами-гигантами, это обратимый процесс, и использование его для объяснения современных земных орбит требует, чтобы мы сейчас жили в особой эпохе (Laskar 2008). Кроме того, динамическое трение от планетезималей, рассеянных во время нестабильности планеты-гиганта, может демпфировать эксцентриситеты планет земного типа, но демпфирование слишком слабое, чтобы значительно снизить AMD (Брассер и др., 2009 г.).). Еще одна возможность заключается в том, что часть ВМД уносится во время потери внеземной планеты в результате столкновения или выброса (Chambers 2007). На рис. 2(e) показано, что AMD может быть уменьшена таким образом. Однако такой сценарий является спекулятивным и не был продемонстрирован для решения этой проблемы.

Создается впечатление, что воспроизведение планетарной архитектуры Солнечной системы зависит от событий с довольно низкой вероятностью. Это связано с ограничением соответствия выживаемости земных планет и AMD. Однако это ограничение может не иметь смысла, если в ранней Солнечной системе была одна или несколько дополнительных земных планет, потерянных во время потрясений, вызванных внешней нестабильностью Солнечной системы. Если первоначальное распределение массы земных планет вообще напоминало нынешнюю Солнечную систему, такая планета или планеты могли существовать только внутри Меркурия или вне Марса (Robutel & Laskar 2001). Кроме того, любые потерянные планеты, вероятно, были бы очень маломассивными. В противном случае они бы выжили вместо Меркурия и/или Марса. Учитывая, что многие из наших земных планет потеряны из-за вековых резонансов с Юпитером, дополнительная планета должна была бы заметно сместить вековые частоты одной или нескольких существующих внутренних планет. Такой сдвиг было бы трудно произвести с планеты с массой ниже Меркурия или субмарса, вращающейся вокруг ∼0,3 а.е. или за пределами ∼2 а.е. Кроме того, если лишняя планета (планеты) является единственным потерянным объектом, она должна унести с собой большую часть избыточной ВМД, накопленной во время нестабильности, а это далеко не гарантировано. В наших системах, потерявших одну планету земной группы, AMD уцелевших внутренних планет обычно больше, чем наблюдаемое в настоящее время значение. Принимая во внимание все это, вековая архитектура внутренних планет до нестабильности вряд ли радикально отличалась от нынешней, и на наши общие результаты моделирования вряд ли существенно повлияет включение каких-либо правдоподобных дополнительных планет.

Если мы предположим, что количество планет земной группы не изменилось за время существования Солнечной системы, то ограничения, налагаемые их орбитами, имеют значение только в том случае, если нестабильность планет-гигантов имеет место после того, как планеты земной группы полностью сформируются, как обсуждалось в предыдущем работа (Агнор и Лин, 2012). Если бы нестабильность возникла раньше, то, вероятно, были бы возбуждены только определенные части земного планетообразующего диска, и их можно было бы легко отключить (при необходимости) за счет демпфирования столкновений и динамического трения. Конечно, одна из сильных сторон модели Ниццы заключается в том, что она дает естественное объяснение LHB, наблюдаемого в отчете о лунных кратерах (Gomes et al. 2005), а ранняя нестабильность во внешней части Солнечной системы вновь открывает загадку LHB. . Хотя существуют и другие потенциальные механизмы LHB, они либо недостаточно хорошо разработаны, либо не выдерживают дополнительной проверки (например, Chambers 2007; Brasser & Morbidelli 2011; Minton et al. 2015b). Однако механизм LHB Nice Model может противоречить существованию наших планет земной группы. Кроме того, в рамках Ниццкой модели считается, что основная популяция ударников LHB должна находиться в уже истощенном внутреннем расширении пояса астероидов около 2 а.е. (Боттке и др., 2012 г.), но недавняя работа указывает, распределение ударников LHB отличается от распределения астероидов главного пояса (Минтон, Ричардсон и Фассетт, 2015a). Учитывая эти недавние результаты и нашу собственную работу, поиск дополнительных возможных триггеров LHB должен продолжаться.

Большинство наших вычислений было выполнено с использованием сети Open Science Grid, которая поддерживается Национальным научным фондом и Управлением науки Министерства энергетики США (Pordes et al. 2007; Sfiligoi et al. 2009). Мы благодарим Кевина Уолша за полезные обсуждения. Наконец, мы благодарим рецензента, Дэвида Минтона, за комментарии и предложения, которые улучшили качество этой работы.

AMD есть разность между z -компонентой углового момента орбиты и полным угловым моментом круговой орбиты с той же большой полуосью, лежащей в неизменной плоскости (Ласкар 1997). Значения

e ₅₅ измерены путем изолированного интегрирования планет-гигантов в течение 10 млн лет и выполнения частотно-модулированного преобразования Фурье для планетарных орбитальных элементов (Laskar 1999).

Список литературы

Agnor

C. B.

LIN

D. N. C.

APJ

2012

745

143

9000

4444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444.

444444444.

44444.

444444.

4 40004 40004 40004 40004 40004 40004 40004 40004 40004 40004 40004 40004 40004 40004 40004

40004

.0005

2010

716

1323

Batygin

Brown

M. E.

Betts

ApJ

2012

744

Bottke

W. F.

Vokrouhlický

Minton

Nesvorný

Morbidelli

Brasser

Simonson

Levison

H. F.

Nature

2012

485

Brasser

Morbidelli

A&A

2011

535

A41

Brasser

R .

Morbidelli

Gomes

Tsiganis

Levison

H. F.

A & A

2009

507 9000

1053

Brasser

Walsh

K. J.

Nesvorný

MNRAS

2013

433

3417

Chambers

J. E.

MNRAS

1999

304

793

Камеры

J. E.

Icarus

2007

189

386

Duncan

M. J.

Levison

H. F.

M. J.

0005

Lee

M. H.

1998

116

2067

Fernandez

J. A.

W.-H.

Icarus

1984

109

Gomes

Levison

H. F.

Tsiganis

Morbidelli

Nature

2005

435

466

Хартманн

W. K.

Ryder

Dones

Grinspoon

Canup

9004 900 R. M.

Интенсивная бомбардировка изначальной системы Земля/Луна в зависимости от времени

2000

Tuscan, AZ

Univ. Arizona Press

493

Helled

и др.

Beuther

Klessen

R. S.

Dullemond

C. P.

Henning

Protostars and Planets VI

2014

Tuscan, AZ

Univ. Arizona Press

643

Laskar

A & A

1997

317

L75

Laskar

Phil. Транс. Р. Соц. А

1999

357

1735

Ласкар

Дж.

Icarus

2008

196

Lee

M. H.

Peale

S. J.

ApJ

2002

567

596

Levison

H. F.

Duncan

M. J.

2000

120

2117

Levison

H. F.

Morbidelli

Van Laerhoven

Gomes

.0004 R.

Tsiganis

Icarus

2008

196

258

Levison

H. F.

Morbidelli

Tsiganis

Nesvorný

Gomes

2011

142

152

Malhotra

Nature

1993

365

819

365

819

0005

1995

110

420

Minton

D. A.

Malhotra

ApJ

2011

732

Minton

D. A.

Richardson

J. E.

Fassett

C. I.

Icarus

2015a

247

172

Minton

Jackson

A. P.

Jackson

A. P.

Asphaug

Fassett

C.I.

Richardson

J.E.

Вклад LPI 1826, Семинар по ударной бомбардировке ранней Солнечной системы III. Lunar and Planetary Institute

2015b

Texas

Houston

3033

Morbidelli

Levison

H. F.

Tsiganis

Gomes

Nature

2005

435

462

Nesvorný

ApJ

2011

742

L22

Nesvorny

2015a

150

Nesvorny

D .

2015b

150

Nesvorný

Morbidelli

2012

144

117

2012

144

117 9000 9000

9 2012

144

9000 9000 9000

Nesvorný

Vokrouhlický

MORBIDELLI

2007

133

1962

J. Phys. конф. сер.

2007

012057

Robutel

Laskar

Icarus

2001

152

SfilIGI

9000

Bradley

D. C.

Holzman

Mhashilkar

Padhi

Würthwein

2009 World Congres Том. 2

2009

Piscataway, NJ

IEEE

428

Thommes

E. W.

Duncan

M. J.

Levison

H. F.

Nature

0005

1999

402

635

Tsiganis

Gomes

Morbidelli

Levison

H. F.

Nature

2005

435

459

Планеты земной группы — сосредоточиться на твердых частях

Внутренние слои
Откуда мы знаем о недрах планет?
Почему у планет такая внутренняя структура?
Использование кратеров для определения возраста поверхности
Резюме
Для получения дополнительной информации

В интерьере есть слои

Планеты земной группы очень похожи
снаружи: камни, камни и еще раз камни.
Ну и жидкая вода, в случае Земли.
Но если мы заглянем внутрь них,
мы видим, что каждый имеет ряд слоев
на вершине которого находится каменистая кора.

Изображение предоставлено

НАСА (и Википедия)

Подавляющее большинство Земли (и большинство других
планет земной группы) лежит под поверхностью,
в мантии и ядре.
Знакомая часть, на которой мы живем, — земная кора —
просто тонкий внешний слой.
Насколько он тонкий?
Ну, на рисунке выше,
толщина коры преувеличена, так что
он может быть достаточно большим, чтобы видеть.

  Вопрос: Сравните Землю с яблоком. Что пропорционально толще?
 
           а) земная кора (относительно радиуса Земли)
           б) кожица яблока (относительно радиуса яблока)

Ну, краткий ответ — они примерно одинаковы!

Толщина земной коры различна: она тонкая под
океанов (около 5 км), но толще под горными хребтами (до 100 км).
Таким образом, отношение площади земной коры к радиусу находится где-то между этими
две крайности:

   толщина земной коры 5 км
  ---------------------------- = --------- = 0,0008 под океанами
     радиус Земли 6378 км
   толщина земной коры 100 км
  ---------------------------- = --------- = 0,016 под горами
     радиус Земли 6378 км

Яблоки, конечно, тоже разные; существует множество разновидностей с
разные размеры и характеристики.
Используя толщину кожи, измеренную в

Homutova and Blazek (Hort. Sci. (Prague) 33, 108 (2006)),
и радиус яблока, который у меня сегодня был на обед,
мы нашли

   толщина кожицы яблока 0,06 мм
  ---------------------------- = --------- = 0,0015
     радиус яблока 40 мм

Изображение предоставлено

НАСА (и Википедия)

Мы классифицируем слои как

корка: наименее плотная, плавающая поверх
более плотные слои ниже. Общие материалы
породы, такие как гранит и базальт, сделанные из
элементы, такие как кислород, кремний и алюминий
мантия: слой горячего плотного материала,
несколько текучий, что позволяет очень медленные потоки и течения.
Он более плотный, чем земная кора, и имеет
более крупные фракции элементов, таких как железо,
магний и кальций
ядро: очень плотная масса самого тяжелого обыкновенного
элементы: железо и никель.
В случае Земли мы знаем, что ядро
имеет жидкий внешний слой, окружающий твердый центр

Откуда мы знаем о недрах планет?

Кору планеты легко изучать: достаточно пройти (или пролететь) над ней,
фотографируйте и берите образцы для изучения в лаборатории.
Без проблем.
Но как ученые могут узнать о глубоких внутренних частях
планеты?

  Вопрос: Могут ли ученые просверлить отверстие в мантии и ядре, чтобы
             спуститься и приобрести образцы?

Нет, увы. Самые глубокие шахты, заглубленные в землю,
глубиной всего от 5 до 10 км, и ни одному из них не удалось
проникая через всю кору в мантию.
Одной из больших проблем является жара:
ожидается, что температура в основании земной коры будет
многие сотни градусов Цельсия, в результате чего буровое оборудование
деформироваться и расплавиться.

Итак, откуда мы знаем о недрах планет?
Как мы можем заявлять, что планеты земной группы
иметь несколько слоев и даже определить, что некоторые из них могут
быть жидкими, а другие твердыми?

Есть (по крайней мере) три различных метода, которые
может выявить свойства недр планет.
Давайте обсудим каждый по очереди.

Размер и масса

Средняя объемная плотность планеты — это просто отношение
его массы к его объему.
Мы можем довольно легко измерить размер планеты,
и, таким образом, вычислить его объем.
Итак, если мы можем вывести МАССУ планеты,
тогда мы можем вычислить его плотность:

                               масса (кг)
        средняя плотность ρ = ------------
                              объем (м ³ )

Как определить массу планеты?
Все, что нужно, это спутник, естественный или искусственный.
и знания, которые дает
Иоганн Кеплер и Исаак Ньютон.

Изображение Юпитера и Ио с Кассини,
любезно предоставлено

НАСА/JPL/Университет Аризоны
Изображение Pioneer Venus предоставлено

Исследовательский центр Эймса и компания Hughes Aircraft.

Третий закон Кеплера,
как вы помните,
связал период обращения планеты с ее расстоянием от Солнца.
Исаак Ньютон видел, что эта связь возникла из-за
природа гравитационной силы;
и, по сути, Ньютон смог добавить некоторые члены к третьему закону Кеплера,
делая его применимым не только к планетам, вращающимся вокруг нашего Солнца,
но к любым двум объектам, вращающимся вокруг друг друга.

Используя это расширение третьего закона Кеплера, мы можем легко
вычислить массу любого объекта, имеющего реальную или искусственную
спутник.
Вот некоторые примеры:

            Масса тела (кг) Радиус (м) Ср. Плотность (кг/м ³
            -------------------------------------------------- --------------
            Меркурий 3,3 x 10 ²³ 2,44 x 10 ⁶
            Земля 6,0 x 10 ²⁴ 6,38 x 10 ⁶
            Марс 6,4 x 10 ²³ 3,40 x 10 ⁶
            Луна 7,4 x 10 ²² 1,74 x 10 ⁶ Комета 67P 1,0 x 10 ¹³ 1,64 x 10 ³
            Юпитер 1,9 x 10 ²⁷ 7,15 x 10 ⁷
            -------------------------------------------------- --------------

Для сравнения приведем плотности некоторых распространенных веществ:

            Плотность материала (кг/м ³
            -------------------------------------------------- --------------
             Железо 7870
             Оливин (камень) 3350
             Базальт (камень) 3000
             Вода 1000
            -------------------------------------------------- --------------

Теперь снова взгляните на внутренности планет земной группы.
Увидеть как это работает?

Изображение предоставлено

НАСА (и Википедия)

Сейсмические волны

Возмущения в твердом объекте, таком как планета,
заставить ВОЛНЫ проходить через объект.
Мы используем термин «сейсмические» для обозначения волн, которые распространяются
через тело Земли или какой-либо другой очень крупный объект.
Землетрясения, например, создают волны, которые мы можем записать.
с помощью сейсмометров.
Ниже представлен набор записей землетрясения магнитудой 5,4.
19 июня в районе города Мо в штате Виктория, Австралия., 2012.

Изображение предоставлено

Геофизические науки Австралии

Оказывается, большое возмущение создаст волны
два разных типа: продольные волны, которые могут перемещаться
через твердые тела и жидкости — и поперечные волны —
который может проходить только через твердые материалы.
Эти волны распространяются с разной скоростью:
продольные волны немного быстрее, поэтому они придут
сначала на дальней станции.

Измеряя приход (или отсутствие) волн каждого типа
из очень далеких событий,
геологи могут выяснить, какие области недр Земли
должен быть твердым, а какой жидким.

Мало того — оказывается, скорость волны меняется
с плотностью материала, через который он распространяется.
Объединив результаты многих землетрясений по всей
Земля, наблюдаемая на многих станциях по всей Земле,
геологи могут уточнять модели внутренней структуры Земли.
Они могут выяснить, как плотность меняется с глубиной.

Рисунок 10 взят из

Volgyesi, в «Periodica Polytechnica Chemical Engineering»,
26 (1982)

      Вопрос: На каких телах Солнечной системы разместились люди?
               сейсмометры?

Земля (конечно), Луна, Венера и Марс.
В ноябре 2018 года на Марсе появится новый сейсмометр,
будет доставлен космическим кораблем Mars Insight.

Гравитационное сканирование

Исаак Ньютон был очень умным парнем.
Среди его многочисленных достижений было следующее доказательство:

Любое сферически-симметричное распределение материи
действует так, как если бы вся его масса была сосредоточена в одной точке
в его центре.

Это означает, что ЕСЛИ бы планета была совершенно
сферически-симметричный, затем луна или космический корабль,
будет вращаться вокруг этой планеты так же, как он будет вращаться вокруг
«точечная масса:»
по идеальной эллиптической орбите,
следуя законам Кеплера.

ЕСЛИ бы это было так, мы могли бы использовать движение
орбитальный объект, чтобы выяснить массу планеты…
но это все. Просто масса.

С другой стороны, если планета состоит из кусочков
которые НЕ являются сферически симметричными,
затем орбита луны (или космического корабля)
не будет ИДЕАЛЬНЫМ эллипсом.
Вместо этого орбита будет иметь небольшие возмущения:
крошечные неэллиптические изогнутые участки,
или периоды, когда объект на орбите немного перемещается
быстрее или немного медленнее идеального
эллиптическая орбита.

И это дает астрономам третий способ узнать о
внутреннее строение планеты:
очень, очень, ОЧЕНЬ тщательно измерьте движение
космический корабль, когда он движется мимо (или вокруг) планеты.

Например,

Лаборатория восстановления гравитации и интерьера (GRAIL)
Миссия отправила два небольших зонда на орбиту вокруг Луны.
У них одинаковые орбиты, но одна ведет, а другая
следует через некоторое время.
По мере движения космические корабли постоянно обмениваются
радиосообщения друг с другом и с центром управления
на земле.

Рисунок предоставлен

НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт

Контроллеры на Земле могут измерять расстояние между
два ремесла очень точно. Как именно?
С точностью до нескольких микрометров.
При прохождении головного корабля над областью с небольшим
более высокая плотность, он будет тянуться впереди своего партнера
кратко;
когда он проходит область с плотностью ниже средней,
ведомое судно подползет немного ближе.
Тщательный анализ этих изменений относительного положения
может выявить наличие
масконов (массовых концентраций)
внутри твердого тела Луны.

На карте ниже показано, что одна сторона Луны (синяя,
которая обращена от Земли) имеет более толстую кору,
а другая сторона (красная, обращенная к Земле)
имеет более тонкую корку.

Рисунок предоставлен

НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт

Если убрать с карты разницу между ближней и дальней стороной,
остальные, мелкомасштабные вариации гравитации
из-за массконов, отмечающих места
древние гигантские удары.

Рисунок предоставлен

НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт

Почему у планет такая внутренняя структура?

Хорошо — мы установили, что большие планеты имеют
«многослойные» интерьеры, начиная от очень плотных материалов
в центре к «легким» материалам
(камни легкие? В данном контексте они легкие!)
снаружи.

Но почему?

Мы считаем, что эта структура является особенностью любого
объект, который удовлетворяет двум критериям:

Он достаточно массивен, чтобы преобладала его собственная гравитация.
сила, управляющая его формой.
В какой-то момент своего развития он становится достаточно горячим для внутреннего пространства.
быть расплавленным, что позволяет материалам различной плотности
погрузиться или всплыть на соответствующую глубину.

Другими словами, любой БОЛЬШОЙ объект, который является (или был) ГОРЯЧИМ.

Процесс проиллюстрирован на рисунке ниже.

Рисунок предоставлен

НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт

Вспомним, что когда Солнечная система еще только формировалась,
диск из газа и пыли образовал крошечные зерна твердого материала.
Эти зерна слиплись,
образуя более крупные зерна, затем гальку, затем камни.
В конце концов, камни слились в
планетезимали, которые имели бы неправильную форму…
как на картинке вверху слева.

Однако некоторые из этих планетезималей, продолжая
расти, становиться горячим.
Достаточно горячий, чтобы расплавить материал во всех или большей части их интерьеров.
(как показано в середине слева).

   В: Что могло нагреть планетезималь в молодой Солнечной системе?
           Можете ли вы представить хотя бы два различных физических механизма?

Доминирующими видами отопления были

аккреция: когда одна планетезималь столкнулась с другой,
часть кинетической энергии столкновения обратилась
в тепло.
радиоактивный распад: в начале Солнечной системы,
некоторые радиоактивные элементы образовались в сверхновой
взрыв(ы), вызвавший обрушение
протосолнечные туманности присутствовали в большом количестве.
Алюминий-26, например, имеет период полураспада примерно
один миллион лет.
Распад радиоактивных элементов
вложил большое количество энергии
внутрь протопланет.

Сочетание этих эффектов вызвало
внутренности больших протопланет
полностью расплавиться
(как показано в левом нижнем углу диаграммы).
В этих условиях
самые тяжелые материалы на планете
опустился к центру,
в то время как более легкие материалы всплывали на поверхность.

Результатом является стратифицированный планетарный интерьер.

Рисунок предоставлен

НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт

Обратите внимание, что одним из условий для того, чтобы все это произошло
заключается в том, что гравитационные силы одного бита планеты
остальные биты должны быть достаточно большими
сжать планету до круглой формы.
Когда мы смотрим на основные планеты земной группы,
такие как Земля или Марс,
мы видим — круглые формы.

Но как насчет более мелких объектов?
Эмили Лакдавалла из Планетарного общества
собрал изображения многих мелких
миры в нашей Солнечной системе
и сложить их в одну фигуру,
все с правильными относительными размерами.
Ниже приведен рисунок, на котором показаны объекты
от 10 000 км в диаметре на большом конце (Марс)
и около 400 км (Мимас).

Монтаж Эмили Лакдавалла. Данные NASA/JPL, JHUAPL/SwRI, SSI и UCLA/MPS/DLR/IDA, обработанные Горданом Угарковичем, Тедом Стрыком, Бьорном Йонссоном, Романом Ткаченко и Эмили Лакдавалла.

   В: Видите ли вы на этой диаграмме какие-либо некруглые объекты?

Я делаю. Два самых маленьких предмета,
Веста и Протей,
очень похоже на картошку.
Теперь эти двое — единственные двое такого размера
которые сделаны в основном из камня;
другие мелкие объекты на этом рисунке
в основном изо льда,
имеет меньшую прочность конструкции.
Мы обсудим эти различия в последующие недели.
когда мы фокусируемся на астероидах, кометах и ледяных телах.

Если мы посмотрим на все малые тела (меньше Весты)
в Солнечной системе
которые посетили космические корабли, так что у нас есть
достойные фотографии их —
мы видим… что?

Монтаж Эмили Лакдавалла. Данные NASA/JPL/JHUAPL/UMD/JAXA/ESA/OSIRIS team/Российской академии наук/Китайского национального космического агентства. Обработка: Эмили Лакдавалла, Даниэль Махачек, Тед Стрик, Гордан Угаркович.

   В: Видите ли вы какие-либо круглые объекты на этой диаграмме?

Представляется, что разделительная линия между «круглым»
а «некруглый» — это что-то вроде диаметра
300-400 км,
или в радиусе 150-200 км.

Следовательно, мы могли бы ожидать
что только объекты крупнее 200 или 300 км
в радиусе может иметь многослойную внутреннюю часть.
Меньшие объекты могли сильно нагреться
и жидкий в ранние сроки,
но не хватало сильного гравитационного поля
для разделения материалов разной плотности.

И действительно,
недавний

Рассветная миссия
провел достаточно времени на орбите астероида Веста
определить, что он имеет небольшой
железное ядро в его центре.
Радиус Весты 262 км,
ставит его очень близко к разделительной линии.

Изображение предоставлено

NAAA / JPL / MPS / DLR / IDA / Бьорн Йонссон

Миссия «Рассвет» также посетила слегка
крупный астероид по имени Церера.
Хотя Церера почти в два раза больше
Веста — около 473 км в радиусе —
и значительно круглее,
его интерьер НЕ
имеют железный сердечник.
Есть некоторая дифференциация,
с более плотными материалами в центре,
но в целом Церера состоит в основном из материала
с меньшей плотностью:
в нем больше ледяных материалов.

Изображение предоставлено

НАСА/JPL-Калифорнийский технологический институт/UCLA/MPS/DLR/IDA

Использование кратеров для определения возраста поверхности

Давайте обратим внимание на СНАРУЖИ планеты — на ее поверхность.
Поверхности изучать гораздо легче, чем внутренности;
все, что нам нужно сделать, это сделать фотографии!
И благодаря нескольким десятилетиям планетарных зондов
оснащен оптическими и инфракрасными камерами,
и радиолокационные системы,
у нас есть очень хорошие карты всех земных планет.

Мы можем разделить эти поверхности на две группы:

полный кратеров

Изображение предоставлено

НАСА / Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса / Вашингтонский институт Карнеги

не полный кратеров

Изображение предоставлено

НАСА и phys.org

Мы считаем, что в начале формирования планет,
вскоре после того, как их поверхности окончательно остыли
и затвердевший,
было еще много-много
оставшиеся планетезимали и большие камни.
Эти остатки врезались во вновь образованный
планеты очень часто,
оставляя много-много гигантских кратеров.
Планетарные геологи называют этот период
Поздняя тяжелая бомбардировка.

Как результат,
около 4 миллиардов лет назад,
все планеты были бы покрыты кратерами
всех размеров.

Затем скорость образования кратеров падала все меньше и меньше.
мошеннические объекты остались.
Есть еще последствия,
даже сегодня,
но они относительно редки —
особенно очень большие, которые оставляют
кратеры более километра в диаметре.

Изображение взято из

Измерение возраста поверхностей планет с помощью статистики кратеров
Грег Майкл (2012)

Итак, мы считаем, что все планетарные поверхности
были покрыты кратерами около 4 миллиардов лет назад.
Некоторые поверхности все еще есть, а другие нет.
Почему?

  В: Почему некоторые поверхности больше не покрыты кратерами?

Из-за трех основных факторов:

эрозия
тектоническая активность
вулканы

На таких планетах, как Земля,
комбинированные эффекты
ветра и дождя будут медленно
стереть части кратеров
которые торчат над поверхностью,
и постепенно заполняйте порции
которые тонут под поверхностью.

Изображение кратера Маникуган предоставлено

NASA/GSFC/LaRC/JPL, команда MISR.

Постепенное движение тектонических плит
может уносить кратеры в зону субдукции,
где поверхностная корка будет разрушена
и переработаны.

Изображение предоставлено

Киус и Тиллинг, Геологическая служба США

Когда извергаются вулканы,
они извергают лаву по всему окружающему ландшафту,
покрытие старой поверхности свежим, новым слоем.

Изображение Olympus Mons предоставлено

НАСА

За последние несколько десятилетий,
планетарные геологи разработали историю образования кратеров
в Солнечной системе.
Они могут предсказать, сколько кратеров определенного размера
должно было быть создано на поверхности планеты
в любой момент времени с момента
Поздняя тяжелая бомбардировка.

Спустя ОДИН МИЛЛИОН лет,
Например,
у нас может быть модель, которая предсказывает следующее число
кратеров любого размера
(рисунок основан на представленном в

Измерение возраста поверхностей планет с помощью статистики кратеров
Грег Майкл (2012)).

Немного упростим,
считая только кратеры размером
0,1 км, 1 км и 10 км.

  В: Сколько кратеров размером 0,1 км должно образоваться за 1 миллион лет?
  В: Сколько кратеров размером в 1 км должно образоваться за 1 миллион лет?
  В: Сколько кратеров размером 10 км должно образоваться за 1 миллион лет?

Мы можем соединить эти три измерения простой линией
сегменты и по-прежнему довольно точно соответствуют сложным данным.

Теперь, если мы допустим, что пройдет больше времени, должно появиться больше кратеров.
формироваться.
Предположим, что скорость образования кратеров остается постоянной.
Если мы подождем ДЕСЯТЬ МИЛЛИОНОВ лет (вместо одного миллиона),
тогда сколько кратеров должно образоваться?

  В: Сколько кратеров размером 0,1 км должно образоваться за 10 миллионов лет?
  В: Сколько кратеров размером в 1 км должно образоваться за 10 миллионов лет?
  В: Сколько кратеров размером 10 км должно образоваться за 10 миллионов лет?

Мы можем снова упростить, чтобы показать, что мы должны увидеть после
десять миллионов лет.

Продолжать идти!
Если мы подождем СТО МИЛЛИОНОВ лет (вместо одного миллиона),
тогда сколько кратеров должно образоваться?

  В: Сколько кратеров размером 0,1 км должно образоваться за 100 миллионов лет?
  В: Сколько кратеров размером в 1 км должно образоваться за 100 миллионов лет?
  В: Сколько кратеров размером 10 км должно образоваться за 100 миллионов лет?

Я надеюсь, вы поверите мне, когда я скажу, что если бы мы
ждать ОДИН МИЛЛИАРД (= тысячу миллионов) лет,
мы бы увидели столько кратеров:

Результат ясен:
если мы ждем более длительные периоды времени,
относительное количество кратеров разных размеров
остается тем же… но абсолютные цифры
продолжайте увеличивать.
Другими словами, линии, соединяющие измерения
кажутся скользящими вверх и вправо на нашем графике:

Так,
если мы сможем измерить количество кратеров определенного
размер действительно
это
на поверхности планеты,
мы можем оценить возраст этой поверхности.

Изображение взято из

Измерение возраста поверхностей планет с помощью статистики кратеров
Грег Майкл (2012)

Тогда все, что нужно,
для того, чтобы определить возраст какой-либо планетарной поверхности
представляет собой тщательный подсчет количества кратеров разного размера.
Есть множество изображений всех основных планет —
это просто.
Труднее всего найти людей, готовых проводить час за часом,
считая кратеры.

Проект лунного зоопарка
дал эту задачу сотням нетерпеливых добровольцев.
Обычные люди могли участвовать в научных усилиях,
помощь в подсчете кратеров в наборе лунных изображений.
И, как показало исследование,

хорошо обученные добровольцы были почти так же хороши, как и эксперты.

Подсчитайте свои собственные кратеры, используя фотографии поверхности Марса

Резюме

Планеты земной группы имеют слои: тонкую кору
поверх толстой мантии,
с сердцевиной в центре
Средняя плотность планеты может дать очень приблизительное
догадаться о его внутреннем строении
Сейсмические волны, проходящие через планету
дать подробную информацию по интерьеру
Очень тщательные измерения с орбитального космического корабля могут выявить
области более высокой и более низкой плотности внутри планеты
Этот вид стратифицированного интерьера возникает, только если планета
1. имеет достаточно сильную гравитацию, чтобы сделать себя круглым
  и тянуть тяжелые материалы вниз
2. в какой-то момент был полностью жидким, что позволяло тяжелым материалам
  раковина и легкие материалы, чтобы подняться
Количество кратеров на внешней стороне планеты может быть
используется для оценки возраста поверхности: много кратеров
означает «старый», несколько кратеров означает «молодой».
Post navigation
← Планета марс интересные факты википедия: интересные факты для детей и взрослых – Статьи на сайте Четыре глаза Наиболее пригодная для жизни планета: где они, как их можно наблюдать и как их достичь →
© 2021 Scientific World — научно-информационный журнал

Земная планета — Terrestrial planet

Содержание

Структура

Планеты земной группы Солнечной системы

Тенденции плотности

Внесолнечные планеты земной группы

Список экзопланет земного типа

Частота

Типы

Смотрите также

Рекомендации

Планеты сс по порядку. Наглядная модель Солнечной системы

Известные планетные системы

Экзопланеты других солнечных систем

Gliese 667 Cc

Gliese 581 d

Gliese 581 g

GD 66 b

Сколько планет вокруг солнца вращается

Меркурий — 1 по порядку планета Солнечной системы

Характеристика планеты Меркурий:

Венера — 2 по порядку планета Солнечной системы

Характеристика планеты Венера:

Земля — 3 по порядку планета Солнечной системы

Характеристика планеты Земля:

Марс — 4 по порядку планета Солнечной системы

Характеристика планеты Марс:

Юпитер — 5 по порядку планета Солнечной системы

Характеристика планеты Юпитер:

Сатурн — 6 по порядку планета Солнечной системы

Характеристика планеты Сатурн:

Уран — 7 по порядку планета Солнечной системы

Характеристика планеты Уран:

Нептун — 8 по порядку планета Солнечной системы

Характеристика планеты Нептун:

Cколько планет в Солнечной системе: 8 или 9?

Сколько планет в Солнечной системе: видео, смотреть бесплатно

Планеты Солнечной системы

Земные планеты Солнечной системы

Планеты газовые гиганты Солнечной системы

Карликовые планеты Солнечной системы

Планеты Солнечной системы по порядку

Солнечная система

Планеты вселенной по порядку. Солнечная система

Наш космический дом и его особенности

Строение СС

Порядок расположения планет

Планеты земной группы

Гиганты, состоящие из газов и раскаленных металлов

Карликовые планетки

Планеты Солнечной системы по порядку

Краткая характеристика и описание

Планеты и другие объекты Солнечной системы

Характеристика планет Солнечной системы

Самые крупные космические небесные тела нашей Солнечной системы

В заключение

Солнечная система

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА — Словарь Кольера — Русский язык

Происхождение планет земной группы и Луны

Сохранить цитату в файл

Добавить в коллекции

Добавить в мою библиографию

Ваш сохраненный поиск

Создайте файл для внешнего программного обеспечения для управления цитированием

принадлежность

Автор

принадлежность

Абстрактный

Похожие статьи

Цитируется

термины MeSH

вещества

Планеты земной группы и скалистые экзопланеты | Лаборатория планетарной химии

Земля в космосе

Abstract

1 ВВЕДЕНИЕ

2 ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ

2.1 Эксперименты по рассеянию

3.2 Показатели успеха

3.3 Результаты эксперимента по рассеянию