Тема № 4. Современные представления

О СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ

СЕМИНАР

Понятия

Планета, планетезимали, комета, астероид, метеорит.

Ученые

Рене Декарт, Иммануил Кант, Пьер Симон Лаплас, Отто Юльевич Шмидт.

Темы сообщений и презентаций

1. Планеты земной группы – Меркурий, Венера, Марс (по выбору).

2. Планеты-гиганты – Юпитер, Сатурн (по выбору).

3. Гипотеза образования Солнечной системы Альвена и Аррениуса.

План семинара

1. Солнце.

2. Планеты.

3. Кометы, астероиды, метеориты.

4. Происхождение Солнечной системы.

В Солнечную систему входят звезда Солнце и все небесные тела, которые вокруг него обращаются. Это планеты и их спутники, кометы, астероиды, метеориты, межпланетная среда. Исследование Солнечной системы имеет не только мировоззренческий, но и огромный практический интерес, поскольку она является тем пространством, которое окружает человечество.

Для науки важное значение имеют также гипотезы происхождения Солнечной системы. Первую предложил немецкий философ Иммануил Кант. Она явилась основой, на которой строились последующие гипотезы.

СОЛНЦЕ

Солнце – раскаленный плазменный шар. Каждую секунду оно излучает такое колоссальное количество тепла, которого хватило бы для того, чтобы растопить слой льда толщиной в тысячу километров, покрывающий Землю. Основными элементами, из которых состоит Солнце, являются водород и гелий.

Источником солнечной энергии являются термоядерные реакции, которые протекают при температуре порядка 15 млн. градусов. Одна из них – синтез ядер водорода с образованием ядер гелия. По оценкам астрофизиков, водорода внутри Солнца достаточно, чтобы эта реакция протекала еще 5 – 6 млрд. лет.

Реакции термоядерного синтеза протекают в центральной области Солнца. Она переносится в верхние слои благодаря электромагнитному излучению, а затем во внешний слой ‒ путем конвекции, т.е. с помощью переноса вещества. Температура поверхности Солнца – около 6000 К (кельвин)[25].

Солнце – источник не только тепла и света. Оно испускает ультрафиолетовые и рентгеновские лучи – электромагнитное излучение, у которого длина волны меньше, а частота выше, чем у видимого света. Также с поверхности Солнца истекают мощные потоки элементарных частиц.

Солнечная активность, т.е. интенсивность различных видов излучений, с течением времени меняется. Период составляет приблизительно 11 лет. Во время пика активности на поверхности Солнца наблюдается наибольшее количество пятен и вспышек. В это время на Земле возникают магнитные бури.

По подсчетам астрофизиков, возраст Солнца составляет около 5 млрд. лет.

ПЛАНЕТЫ

Планета – небесное тело на орбите вокруг звезды или компактной звезды, оказавшееся достаточно массивным, чтобы обрести округлую форму, но недостаточно массивным для начала термоядерного синтеза, и сумевшее очистить окрестности своей орбиты от планетезималей.

Это определение дал Международный Астрономический Союз (МАС) в 2006 году. В соответствии с ним, Плутон потерял статус планеты. Хотя у него достаточная масса, чтобы обрести округлую форму, он пока еще не смог освободиться от планетезималей. Плутон считается карликовой планетой. В Солнечной системе 8 планет и 5 карликовых планет.

Планетезимали – небесные тела, размером от нескольких миллиметров до нескольких километров, которые конденсировались из облака пыли и газа и послужили материалом для построения планет.

Планеты Солнечной системы можно разделить на две группы.

1. Планеты земной группы. К ним относятся Меркурий, Венера, Земля и Марс. Их вещество отличается относительно высокой плотностью: в среднем около 5,5 г/см³.

2. Планеты-гиганты. К ним относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Они обладают огромными массами. Например, масса Урана равна 15 массам Земли, а Юпитера – 318. Состоят планеты-гиганты, в основном, из водорода и гелия. Средняя плотность их вещества близка к плотности воды. Видимо, у них нет твердой поверхности, подобной поверхности планет земной группы.

В последние десятилетия бурными темпами развивается сравнительная планетология. Она сопоставляет сведения о Земле и о других планетах Солнечной системы.

Планеты земной группы, несмотря на их сходство между собой, отличаются друг от друга размерами, внутренним строением, составом атмосферы. Прежде всего, эти различия определяются особенностью тех областей протопланетного облака, в которых они формировались, взаимодействием с Солнцем и другими планетами.

Тектоническая активность, иными словами, активность тектонических плит, вулканов говорит о том, насколько планета жизнеспособна. Ее снижение говорит об умирании планеты. Это объясняется тем, что при значительной тектонической активности происходит обмен веществом и энергией между различными слоями планеты. При ее полном отсутствии планета становится мертвым небесным телом.

Среди планет земной группы только Земля и Марс обладают спутниками. Луна – естественный спутник Земли. Ее диаметр приблизительно в четыре раза меньше земного, а масса – в 81 раз меньше, чем у Земли. Поэтому и ускорение свободного падения в 6 раз уступает земному. Из-за слабой силы притяжения Луна потеряла свою атмосферу, которая постепенно рассеилась в космическом пространстве. По той же причине и нет воды на ее поверхности.

Поверхность Луны покрывают кольцевые горы. Вероятнее всего, это кратеры, возникшие от ударов метеоритов.

Атмосфера любого небесного тела распределяет тепло, полученное от Солнца, по всей поверхности и сглаживает разницу между ночной и дневной температурой. Поскольку Луна лишена атмосферы, эта разница очень большая – от 100 до 400 К[26].