А Смирнова - Секреты мироздания

В нашей Галактике отчетливо выделяются группы звезд — звездные подсистемы, сильно отличающиеся друг от друга химическим составом, характером орбит, скоростей и пространственным положением.

Солнце и движущиеся вокруг него по своим орбитам небесные тела — девять планет (с их спутниками), кометы, астероиды, метеорные тела, а также солнечный ветер (постоянный поток плазмы солнечного происхождения) составляют Солнечную систему. Планеты, в зависимости от их расстояния до Солнца, располагаются следующим образом: Меркурий (время обращения вокруг Солнца — 88 суток); Венера (224,7 суток); Земля (365,3 суток); Марс (687 суток); астероиды (3–8 лет); Юпитер (11,86 лет); Сатурн (24,46 лет); Уран (84,01 лет); Нептун (164,8 лет); Плутон (247,7 лет).

Экваториальный радиус Земли — 6378,16 км, Меркурий, Марс и Плутон меньше Земли соответственно в 2,6, 1,9 и 4,2 раза; Венера примерно одного с ней размера; Сатурн — больше Земли в 9,5 раз, Юпитер — в 11, Уран — в 3,8, Нептун — в 3,9. Все планеты двигаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам.

Вокруг некоторых планет вращаются их спутники. Земля имеет 1 спутник, Марс — 2, Юпитер — 16, Сатурн — 17, Уран — 15, Нептун — 6, Плутон — 1.

Земля мчится вокруг Солнца со средней скоростью 29,765 км в секунду. От Земли до Солнца ~150 млн км; солнечный свет доходит до нее за 8 минут. Солнце в 109 раз больше Земли, его масса (2·10 30 кг) превосходит в 330 000 раз массу Земли.

Состав атмосферы планет следующий: Земли — воздух [смесь азота (N 2) — 78,1 % и кислорода (O 2) — 20,95 %], остальное — водяные пары (H 2O), углекислый газ (СО 2), инертные газы и др.; Марса — СО 2(95 %), N 2 (2,5 %), аргон (Ar) — 1,5–2 %, окись углерода (СО) — 0,06 %, Н 2О (до 0,1 %); Венеры — СО 2 (97 %), N 2(около 3 %), Н 2О (0,05 %) и примеси — СО, SO 2, хлористый водород (HCl), фтористый водород (HF); Сатурна — метан (СН 4), водород (Н 2), гелий (Не), аммиак (NH 3); Меркурия — Ar, неон (Ne), Не; Нептуна — СН 4, Н 2, Не; Урана — Н2, Не, СН 4; Плутона — обнаружен метан; Юпитера — Н 2, СН 4, NH 3, Не.

По сильно вытянутым орбитам вокруг Солнца движутся кометы — самые эффектные тела Солнечной системы. Кометы относятся к группе малых тел, куда входят также астероиды, метеорные тела и облака межпланетной пыли. Кометы, находясь вдали от Солнца, выглядят как слабосветящиеся пятнышки овальной формы (размытые диски со сгущением в центре). С приближением к Солнцу у них появляются «голова» и «хвост», направленный в противоположную от Солнца сторону (иногда к Солнцу). Яркие кометы могут иметь несколько хвостов разного цвета и длины; иногда в хвосте наблюдаются параллельные полосы, а вокруг «головы» — концентрические кольца — галосы. Такие кометы очень похожи на голову с распущенными волосами («комета» с греческого означает длинноволосый).

Ежегодно открывают 5–10 новых комет. Довольно часто (один раз в 2–3 года) вблизи Земли и Солнца проходит очень яркая комета с длинным хвостом. Наиболее известными являются периодические кометы: Галлея (период обращения вокруг Солнца Р ≈ 76 лет, ближайшее сближение с Солнцем наблюдалось 09.02.1986 г.); Энке (Р ≈ 3,3 года); Швассмана — Вахмана и др.

Согласно современным данным, в Солнечной системе насчитывается около 10 15 больших и малых комет, двигающихся по произвольно ориентированным в пространстве эллиптическим орбитам различных размеров. Размеры орбит многих комет в тысячи раз больше поперечника планетной системы. Такие кометы большую часть времени находятся на далеких окраинах Солнечной системы в так называемом облаке Оорта. При движении в области, занятой планетами, у всех комет изменяется форма орбиты под действием притяжения планет.

При приближении кометы к Солнцу на расстояние менее 4–6 а. е. (1 а. е. равна 149,6 млн км) ядро, состоящее из отдельных камней, пылеватых частиц, вмерзших в глыбу льда, начинает выделять газы и пыль. Последние создают вокруг ядра туманную оболочку — атмосферу кометы (кому), яркость которой убывает к периферии. Атмосфера комет существует лишь тогда, когда газы и пыль выделяются из ядра. Ядро вместе с комой составляют голову кометы, которая со стороны Солнца имеет форму параболы. По мере приближения кометы к Солнцу и усиления нагрева ядра происходит быстрое нарастание блеска кометы и яркости хвоста, вызванное резким увеличением интенсивности выделения газов и пыли из ядра под влиянием его нагрева солнечными лучами. При удалении комет от Солнца их блеск быстро убывает.

Размеры ядер комет составляют, предположительно, 0,5–20 км; их массы соответственно равны ~10 11–10 19 кг. Практически вся масса комет сосредоточена в их ядрах. Ядра комет состоят из 67 % льда и 33 % каменистых веществ (по массе). Лед имеет необычный характер: в нем, кроме водяного льда, содержится лед из СО, СО 2, СН 4, NH 3 и других газов.

Хвосты комет состоят из ионизированных газов и пыли. Длина их видимой части составляет 10 6–10 7 км. Атомы и молекулы, находящиеся в головах и хвостах комет, поглощают кванты солнечного света и затем переизлучают их (механизм резонансной флюоресценции); благодаря этому многие кометы видны невооруженным глазом, хотя их ядра редко превышают 1–5 км. Поскольку орбиты комет пересекают орбиты планет, то предполагается, что иногда возможны их столкновения.

Астероиды — малые планеты с диаметром от 1 до 1000 км. Орбиты большинства астероидов расположены между орбитами Марса и Юпитера (так называемый пояс астероидов). Известно всего несколько десятков астероидов, чьи перигелии (ближайшие к Солнцу точки орбиты) расположены внутри орбиты Земли. Периоды вращения крупных астероидов находятся в диапазоне от 5 до 20 часов. Только немногие из них имеют прямое вращение (Церера, Паллада, Веста), т. е. вращаются вокруг оси в ту же сторону, что и Земля. Лишь для трех крупнейших астероидов имеются сведения о массах — Цереры (1,2·10 21 кг, диаметр ее d = 1025 км), Паллады (2,2 · 10 20 кг, d = 583 км), Весты (2,8 · 10 20кг, d = 555 км).

Общая масса всех малых планет в ~1000 раз меньше массы Земли.

Плотность астероидов и состав их обломков, выпавших на Землю в виде метеоритов, свидетельствуют о преимущественно каменистой природе астероидов. Согласно поляризационным исследованиям, поверхности астероидов покрыты реголитом — обломками разных размеров, перемешанных с пылью.

Астероиды светят отраженным солнечным светом и в поле зрения телескопа напоминают медленно движущиеся слабые звездочки. Всего единственный астероид — Весту можно увидеть иногда невооруженным глазом.

В межпланетном пространстве Солнечной системы присутствует большое количество твердых частиц — от мелких пылинок до каменистых и железных глыб размером в десятки и сотни метров.

В метеорной астрономии эти пылинки и глыбы называют соответственно метеорными частицами и метеорными телами. Они движутся вокруг Солнца подобно планетам преимущественно в том же направлении, как и наша Земля. Когда метеорная частица массой в доли грамма влетает в атмосферу, то на небе наблюдается так называемая «падающая звезда» — метеор. При вторжении в атмосферу метеорного тела массой в сотни граммов или несколько килограммов на небе появляется яркий огненный шар — болид. Свечение метеорных частиц и тел (т. е. явления метеора и болида) возникает вследствие нагревания последних в результате их трения о воздух.