Сравнительная характеристика планет земной группы и планет-гигантов

| Категория реферата: Рефераты по астрономии
| Теги реферата: шпоры по физике, мировая экономика
| Добавил(а) на сайт: Марфа.

Если смотреть в телескоп средней, Сатурн выглядит желтоватым диском, пересечённым облачными полосами, которые в общем похожи на юпитерианские, но значительно более “спокойные”. Пятна в полосах Сатурна относительно редки, но всё же иногда появляются. На Сатурне нет пятен, сравнимым со знаменитым Большим Красным Пятном Юпитера. Не считая самих полос, все остальные образования поверхности Сатурна живут сравнительно недолго и быстро изменяются.

Теоретически построены модели массивных планет, вроде Сатурна и
Юпитера, состоящих из водорода и гелия. В центре планеты температура может достигать нескольких тысяч градусов. Плотность газовой атмосферы у основания около 100 кг/м3 . Малая средняя плотность планет-гигантов может объяснятся тем, что она получается делением массы на видимый объём, а объём мы оцениваем по непрозрачному слою обширной атмосферы. Малая плотность и обилие водорода отличают планеты-гиганты от остальных планет.

Исключительным образованием в Солнечной системе казалось яркое кольцо толщиной не более чем в несколько километров, окружающее Сатурн. Оно расположено в плоскости Экватора Сатурна, которая наклонена к плоскости его орбиты на 27 градусов. Поэтому в течение 30-летнего оборота Сатурна вокруг
Солнца кольцо видно нам то довольно раскрытым, то точно с ребра, когда его можно разглядеть в виде тонкой линии лишь в большие телескопы. Ширина этого кольца такова, что по нему, будь оно сплошное, мог бы катиться земной шар.

Русский учёный А.А. Белопольский, изучив спектр кольца, подтвердил теоретический вывод о том, что кольцо у Сатурна должно быть не сплошным, а состоять из множества мелких частиц. По спектру, используя принцип Доплера
– Физо, он установил, что внутренние части кольца вращаются быстрее, чем наружные, в соответствие с третьим законом Кеплера.

Фотографии, переданные автоматическими станциями, запущенными к
Сатурну, показали, что его кольцо состоит из многих сотен отдельных узких
“колечек”, разделённых тёмными промежутками. Предполагается, что такая структура колец связана с гравитационным влиянием многочисленных спутников планеты на движение частиц вещества, образующего кольца.

Система колец Сатурна либо возникла при разрушении некогда существовавшего спутника планеты (например, при его столкновении с другим спутником или астероидом), либо же представляет остаток того вещества, из которого в далёком прошлом образовались спутники Сатурна и которое из-за приливного воздействия планеты не смогло “собраться” в отдельные спутники.

Малые тела Солнечной системы.

1. Астероиды. Малые планеты, или астероиды, в основном обращаются между орбитами Марса и Юпитера и невооружённым глазом невидимы. В настоящее время известно более 3000 астероидов. Возможно, астероиды возникли потому, что веществу по какой-то причине не удалось собраться в одно большое тело – планету. На протяжении миллиардов лет астероиды сталкиваются друг с другом.
На эту мысль наводит то, что ряд астероидов имеет не шарообразную, а неправильную форму. Суммарная масса астероидов оценивается всего лишь в 0,1 массы Земли.

Самый яркий астероид – Веста не бывает ярче 6-й звёздной величины.
Самый крупный астероид – Церера, его диаметр около 800 км, и за орбитой
Марса даже в сильнейшие телескопы на столь малом диске ничего нельзя рассмотреть. Самые мелкие из известных астероидов имеют диаметры лишь около километра. Конечно, у астероидов нет атмосферы. Для астероидов характерно петлеобразное перемещение на фоне звёздного неба, орбиты некоторых астероидов имеют необычайно большие эксцентриситеты, вследствие чего в перигелии они подходят к Солнцу ближе, чем Марс и даже Земля

2. Болиды и метеориты. Болидом называется довольно редкое явление – летящий по небу огненный шар. Это явление вызывается вторжением в плотные слои атмосферы крупных метеорных тел, окружённых обширной оболочкой раскалённых газов и частиц, образующихся при нагревании вследствие торможения в атмосфере. Болиды часто имеют заметный угловой диаметр в 1/10
– Ѕ видимого диаметра Луны и бывают видны даже днём. От сильного сопротивления воздуха метеорное тело нередко раскалывается и с грохотом выпадает на Землю в виде осколков. Упавшее на Землю тело называется метеоритом.

Метеорит, имеющий небольшие размеры, иногда целиком испаряется в атмосфере Земли. В большинстве случаев масса метеорита за время полёта сильно уменьшается. До Земли долетают лишь остатки метеорита, обычно успевающие остыть, когда космическая скорость его уже погашена сопротивлением воздуха. Бывает три вида метеоритов: каменные, железные и железокаменные, особенно много находят железных метеоритов. По содержанию радиоактивных элементов определяют возраст метеоритов. Он различен, но самые старые метеориты имеют возраст 4,5 млрд. лет.

Структура некоторых метеоритов свидетельствует о том, что они подвергались высоким температурам и давлениям и, следовательно, могли существовать в недрах разрушившейся планеты или крупного астероида

3. Кометы и метеоры. Метеорное тело, порождающее метеор, - это, как правило, крошечная частичка, обычно меньше песчинки, движущаяся вокруг
Солнца. Она так мала, что становится видимой, только когда попадает в верхнюю атмосферу Земли (его скорость при этом около 42 км/с). Метеоры бывают двух основных типов: метеорные потоки и спорадические (случайные) метеоры. Последние могут появляться с любой стороны и в любое время. В отличие от них метеорные потоки связаны с кометами. Например, хорошо известный поток Леонид, наблюдающийся каждый год в ноябре, связывают со слабой периодической кометой Темпеля, причём метеорные частицы движутся по той же самой орбите, что и сама комета. Принято считать, что метеоры – это просто “обломки” комет. Может быть это некоторое упрощение, но совершенно определённо известно, что одна из периодических комет – комета Биэлы – распалась и вместо неё возник метеорный поток. Нет сомнения, что, когда комета движется по орбите, она буквально “рассыпает” следом за собой метеорное вещество.

Большая комета состоит из трёх основных частей: ядра (содержащего большую часть массы), головы кометы, или “комы” и хвоста. Голова и хвост кометы видны только тогда, когда комета приближается к Солнцу и пол действием солнечного излучения лёд в ядре начинает испаряться. Когда комета удаляется, хвост исчезает. Небольшие кометы, однако, часто лишены хвостов и в небе выглядят скорее как небольшие клочки слабо подсвеченной пряжи.

Хвосты комет бывают двух основных типов: газовые и пылевые. В целом газовые хвосты относительно прямые, тогда как пылевые искривлены, поскольку они отстают от летящей по орбите кометы. Хвосту комет формируются в результате испарения льдов их ядер, поэтому вещество ядер постоянно расходуется, и, по космическим понятиям, кометы – короткоживущие образования.

Кометы – члены Солнечной системы, но их орбиты в большинстве случаев отличаются от орбит планет тем, что они гораздо более эксцентричные. Кометы практически не испускают собственного излучения, а отражают солнечный свет; последний к тому же заставляет вещество комет светиться (флуоресцировать).
Таким образом, большую часть комет нельзя проследить на протяжении всей орбиты, и они видны, только когда подходят относительно близко к Земле и
Солнцу.

Кометы бывают короткопериодические и долгопериодические. Все короткопериодические кометы – слабые, и многие из них трудно наблюдать в телескоп. Некоторые кометы имеют сравнительно круговые орбиты, и за ними можно проследить на всём их пути вокруг Солнца. Другие яркие кометы имеют намного большие периоды, которые мы даже не можем определить точно.
Появление комет такого типа нельзя предсказать, и они всегда являются сюрпризом для астрономов.

Современные представления о происхождении Солнечной системы.

Для развития материалистического мировоззрения огромную роль играли первые научные предположения о происхождении Солнечной системы. В 1796 г. французский учёный Лаплас подробно описал гипотезу образования Солнца и планет из уже вращающейся газовой туманности. Лаплас учёл основные характерные черты Солнечной системы, которые должна объяснить любая гипотеза о её происхождении: основная масса системы сосредоточена в Солнце; орбиты планет и спутников почти круговые и лежат почти в одной плоскости; расстояния между ними возрастают по определённому закону; почти все планеты не только обращаются вокруг Солнца, но и вращаются вокруг своих осей в одном направлении.

Итак, согласно современным представлениям Солнечная система началась с бесформенной массы газа. Тогда ещё не было настоящего Солнца, в котором происходили бы ядерные реакции. Основную долю газа составлял водород. По прошествии некоторого времени это облако – Солнечная туманность – начало принимать регулярную форму. При этом несколько увеличилась температура, хотя Солнце ещё не сформировалось. Газовое облако продолжало сжиматься под действием гравитационных сил так, что самая плотная часть его находилась в центре. Так возникло Солнце, которое начало излучать, то есть стало звездой. По мере увеличения светимости Солнца газовое облако становилось всё менее однородным. В нём появились сгущения, способные притягивать окружающее вещество; так образовались протопланеты. С ростом размеров и массы протопланет их гравитационное притяжение становилось всё сильнее, и они собирали всё больше материала из окружающих областей туманности. По мере сжатия солнечной туманности всё больше вещества собиралось в протопланетах, одновременно возрастала мощность излучения Солнца. Основные протопланеты продолжали расти и набирать вещество благодаря своему гравитационному притяжению, поэтому число протопланет становилось всё меньше. По мере роста протопланет их форма становилась сферической и
Солнечная система начала принимать знакомый нам вид. Солнце уже излучало энергию благодаря термоядерным реакциям. В течение длительного периода формирования протопланет Солнце вступило в устойчивый период существования как звезда главной последовательности. Примерно 5 млрд. лет назад Солнечная система сформировалась в том виде, в каком мы знаем её теперь, - с устойчивым Солнцем, окружённым планетами.

По гипотезе О. Ю. Шмидта, планеты возникли из вещества огромного холодного газопылевого облака, вращавшегося вокруг Солнца. На примере Земли можно рассмотреть, как образовывались планеты Солнечной системы. Расчёты показывают, что Земля выросла до её современной массы за несколько сот миллионов лет. Земля, холодная на поверхности, стала разогреваться за счёт распада радиоактивных элементов. Это привело к расплавлению земных недр.
Тяжёлые элементы продиффундировали вниз, образовав ядро, а лёгкие образовали кору. В рое частиц, окружавшем зародыши планет, повторялся процесс слипания частиц, и возникли спутники планет. В частях газопылевого диска, удалённых от Солнца, царила низкая температура, и водород при формировании больших планет не улетучился. Сильный нагрев облака вблизи
Солнца ускорял рассеяние водорода, и в планетах земной группы его почти не сохранилось. Шмидту удалось также впервые теоретически вывести наблюдаемый закон планетных расстояний от Солнца.

Большую трудность представляет объяснение того, как первоначальное газопылевое облако, окружавшее молодое Солнце, сохранило свои большие размеры и получило быстрое вращение.

Теоретические расчёты, учитывающие наличие магнитного поля и ряд других факторов, позволяют объяснить происхождение планетной системы, но отдельные моменты этой теории всё ещё нуждаются в проверке и уточнении.

Список использованной литературы:

1.Б.А. Воронцов-Вельяминов “АСТРОНОМИЯ 10”. Москва, “ПРОСВЕЩЕНИЕ” 1985 г.