Строение Солнечной системы

p align="center">Поверхность планеты Земля

Температура на поверхности находится в пределах от -85°C (внутренние районы Антарктиды) до +70°C (Западная Сахара). Средняя температура поверхности Земли - +12°C. Большую часть поверхности Земли (более 2/3) занимает Мировой океан, оставшаяся треть приходится на сушу. Условия на поверхности Земли заметно отличаются от других планет: нигде, кроме как на Земле, нет воды в жидком состоянии, нет атмосферы, богатой кислородом. Именно благодаря воде более 3,8 млрд. лет тому назад на Земле смогла возникнуть жизнь. Жидкая оболочка Земли, которая занимает 361 млн. км2 или 70,8 % поверхности Земли, называется гидросферой. В океанах Земли сосредоточено 97 % всех запасов воды (около 1021 кг). Часть воды находится в виде льда и снега в полярных шапках, а также в атмосфере. Средняя глубина Мирового океана - 3 900 м, максимальная глубина - 11 000 м (Марианский желоб в Тихом океане). Возраст горных пород устанавливается по содержанию изотопов урана и тория. Горы занимают свыше 1/3 поверхности суши. Пустыни покрывают около 20% поверхности суши, саванны и редколесья --около 20%, леса --около 30%, ледники --свыше 10%. Свыше 10% суши занято под сельскохозяйственными угодьями. Значительная часть северных территорий представляет собой вечную мерзлоту.

Планета Марс

Марс - первая после Земли планета Солнечной системы, к которой человек проявил особый интерес с надеждой, что там есть развитая внеземная жизнь.

· Масса: 6,4*1023 кг. (0,107 массы Земли);

· Диаметр экватора: 6794 км. (0,53 диаметра экватора Земли);

· Плотность: 3,94 г/см3

· Температура поверхности: -23°С на большей части поверхности, -150°С на полюсах, 0°С на экваторе.

· Расстояние от Солнца (среднее): 1,5237 а.е., то есть 228 млн км

· Период обращения по орбите (год): 687 земных суток

· Период обращения вокруг собственной оси (сутки): 24,6229 часа

· Наклон орбиты к эклиптике: 1°51'

· Эксцентриситет орбиты: 0,093

· Средняя скорость движения по орбите:24,1 км/с

· Ускорение свободного падения:3,72 м/с2

Внутреннее строение планеты Марс

Ядро Марса имеет массу до 9 % массы планеты. Оно состоит из железа и его сплавов и пребывает в жидком состоянии. Марс имеет мощную кору толщиной 100 км. Между ними находится силикатная мантия, обогащенная железом. Вследствие малой массы сила тяжести на Марсе почти в три раза ниже, чем на Земле. В настоящее время структура гравитационного поля Марса детально изучена. Она указывает на небольшое отклонение от однородного распределения плотности в планете. Ядро может иметь радиус до половины радиуса планеты. Оно состоит из чистого железа или из сплава Fe-FeS (железо-сульфид железа) и растворенного в них водорода. Ядро Марса частично или полностью пребывает в жидком состоянии. Марс должен иметь мощную кору толщиной 70-100 км. Между ядром и корой находится силикатная мантия, обогащенная железом. Красные окислы железа, присутствующие в поверхностных породах, определяют цвет планеты. Сейчас Марс продолжает остывать. Сейсмическая активность планеты слабая. На протяжении долгой геологической истории Марса его поверхность изменяли извержения вулканов и марсотрясения. Поверхность планеты состоит как бы из двух контрастных частей: древних высокогорий, покрывающих южное полушарие, и более молодых равнин, сосредоточенных в северных широтах. Выделяются два крупных вулканических района - Элизиум и Фарсида. Разница высот между горными и равнинными областями достигает 6 км. Метеоритные кратеры покрывают 2/3 поверхности планеты. Некоторые из равнин сплошь покрыты древними изверженными породами. Потоками жидкой лавы растекались по поверхности, застывали, по ним текли новые потоки. На окончаниях лавовых языков наблюдаются структуры, похожие на земные осадочные породы. Взаимодействие лавы и подземного льда привело также к появлению многочисленных борозд и трещин. На далеких от вулканов низменных областях северного полушария простираются песчаные дюны. Особенно много их у северной полярной шапки. В прошлом огромную роль в формировании марсианского рельефа играла проточная вода.

Атмосфера и физические условия на Марсе

Атмосфера на Марсе разрежена, так как Марс не способен долго удерживать возле себя молекулы газов. Ее давление у поверхности составляет лишь один процент от нормального земного атмосферного давления. Однако втрое меньшая сила тяжести на поверхности Марса позволяет даже такому разреженному воздуху поднимать миллионы тонн пыли. На Марсе, из-за низкого давления, не может быть жидкой воды. Она там присутствует либо в газообразном состоянии либо в виде льда. Небо на Марсе желтое или красноватое, из-за взвешенной в атмосфере пыли, рассеивающей свет. Температура на поверхности планеты может колебаться от +25°С до -125°С. Атмосфера Марса является плохим защитником от холодного космоса. Поверхность Марса имеет красноватый цвет из-за значительного количества примесей окислов железа. На Марсе раньше текли реки, от которых остались лишь сухие русла. Кроме этих ископаемых рек, на поверхности Марса есть высокие вулканы, один из которых - Олимп - высочайшая гора в Солнечной системе, его высота - 28 км. Планета изобилует именно щитовыми вулканами, образованными застывшими потоками лавы. Такие вулканы имеют очень пологие склоны и основания большой площади. В прошлом, Марс проявлял завидную вулканическую активность. На Марсе также засняты песчаные дюны, гигантские каньоны и разломы, метеоритные кратеры. Кроме воздействия ударов метеоритов, поверхность Красной планеты подвержена влиянию атмосферы и, пусть мало активной, гидросферы. На Марсе имеет место выветривание, пусть и не столь ощутимое, как на Земле. На Марсе присутствуют осадочные породы. Некоторые разломы поверхности планеты - следствие тектонической активности Марса в далеком прошлом

Фобос и Деймос - спутники Марса

Спутники Марса намного меньше Луны. Они бесформенны и совсем невелики, рассмотреть их в небольшой телескоп трудно. Можно предположить, что и Фобос, и Деймос - каменные тела. Они весьма сильно отличаются от нашей Луны. Фобос - больший из двух спутников Марса. Он находится ближе к своей планете, чем любой другой спутник в Солнечной системе, менее чем в 6000 км от поверхности Марса. Он является также одним из самых маленьких из всех спутников. Фобос совершает обращение вокруг планеты втрое быстрее, чем сам Марс вращается вокруг своей оси. За сутки Марса Фобос успевает совершить три полных оборота и пройти ещё дугу в 78°. Фобос и Деймос могут состоять из богатой углеродом горной породы подобно астероидам типа C. Но их плотности настолько низки, что они не могут быть чистой горной породой. Они, вероятно, состоят из смеси горной породы и льда. Деймос - меньший и наиболее отдаленный из двух спутников Марса. Это самый маленький из известных спутников в Солнечной системе. Как и Фобос, Деймос состоит из богатой углеродом горной породы подобно астероидам типа C и льда. Фобос и Деймос, как полагают, являются захваченными астероидами. Есть даже такое предположение, согласно которому они были образованы скорее вне Солнечной системы, а не в основном поясе астероидов.

Планета Юпитер

Юпитер господствует среди девяти планет нашей Солнечной системы, соперничая с Солнцем в своем великолепии. Самая большая планета находится далеко за основным поясом астероидов. Масса Юпитера намного превышает массу всех других планет, вместе взятых. Огромная атмосфера Юпитера создает огромное давление. Оно увеличивается при приближении к центру планеты. В таких экстремальных условиях газы в атмосфере находятся в необычных состояниях. Находящийся достаточно глубоко водород под давлением атмосферы сформировал слой в жидком металлическом состоянии. Это - и не океан, и не атмосфера. Такой слой водорода должен иметь свойства, которые не укладываются в наше привычное понимание. В отличие от простого газообразного водорода, жидкий металлический водород способен проводить электрический ток. Устойчивый радиошум и сильное магнитное поле Юпитера излучаются как раз этим слоем металлической жидкости

· Масса: 1,9*1027 кг. (318 масс Земли);

· Диаметр экватора: 143760 км. (11,2 диаметров экватора Земли);

· Плотность: 1,31 г/см3

· Температура верхних облаков: -160°С - максимум

· Расстояние от Солнца (среднее): 5,203 а.е., то есть 778 млн км

· Период обращения по орбите (год): 11,867 лет

· Период обращения вокруг собственной оси (сутки): 9,93 часа

· Наклон орбиты к эклиптике: 1°18'17"

· Эксцентриситет орбиты: 0,0489

· Средняя скорость движения по орбите:13,1 км/с

· Ускорение свободного падения:24,74 м/с2

Строение Юпитера

Планеты и Солнце образовались из общего газопылевого облака. На долю Юпитера пришлось 2/3 массы от всей массы планет Солнечной системы, но этого не хватило для того, чтобы в центре Юпитера начались термоядерные реакции: планета в 80 раз легче самой маленькой звезды главной последовательности. Юпитер обладает собственным источником тепла, связанным с радиоактивным распадом вещества и энергией, высвобождающейся в результате сжатия. В тепловом режиме Юпитера большую роль играют потоки внутренней энергии из центра планеты. Планета излучает больше энергии, чем получает от Солнца. Атмосфера Юпитера состоит на 89 % из водорода и на 11 % гелия и напоминает по химическому составу Солнце. Ее протяженность 6 тысяч километров. Оранжевый цвет атмосфере придают соединения фосфора или серы. Газовые планеты, к которым относится Юпитер, не имеют твердой поверхности, их газообразный материал просто становится более плотным с глубиной. Выше ядра находится основной объем планеты в форме жидкого металлического водорода. Жидкий металлический водород состоит из ионизированных протонов и электронов. При такой температуре и давлении, как у Юпитера, водород внутри него - жидкость, а не газ. Он является электрическим проводником и источником магнитного поля Юпитера. Этот водородный слой, возможно, также содержит некоторое количество гелия. Юпитер имеет огромное магнитное поле, намного более сильное, чем у Земли. У Юпитера есть кольца, подобно Сатурну, но намного более слабые. В отличие от Сатурна, кольца Юпитера - темные. Они состоят из очень мелких частиц горных пород. Также в отличие от колец Сатурна они не содержат льда.

Атмосфера Юпитера

Атмосфера Юпитера характерна ветрами больших скоростей, дующих в пределах широких полос, параллельных экватору планеты, причем в смежных полосах на Юпитере ветра направлены в противоположные стороны. Ветры на Юпитере достигают скорости 500 км/ч. Атмосфера Юпитера создает гигантское давление, увеличивающееся при приближении к центру планеты. Наиболее удаленный от ядра слой состоит прежде всего из обычного молекулярного водорода и гелия, которые находятся в жидком состоянии внутри и постепенно переходят в газообразное снаружи. На Юпитере существуют полосы, ограниченные по широте, внутри которых дуют ветры с очень высокими скоростями, причем их направления противоположны в смежных полосах. Небольшой разницы в химическом составе и температуре между этими областями достаточно для того, чтобы они выглядели как цветные полосы. Светлые полосы называются зонами, темные - поясами. Атмосфера Юпитера высоко турбулентна. Яркие цвета, видимые в облаках Юпитера, являются результатом протекания различных химических реакций элементов, присутствующих в атмосфере, возможно, включая серу, наличие которой может давать широкий спектр цветов, но подробности пока не известны.

Спутники Юпитера

К началу третьего тысячелетия у Юпитера известно 28 спутников. Четыре из них отличаются большими размерами и массой. Они движутся почти по круговым орбитам в плоскости экватора планеты. 20 внешних спутников настолько далеки от планеты, что невидимы с ее поверхности невооруженным глазом, а Юпитер в небе самого дальнего из них выглядит меньше Луны. Ряд малых спутников движутся по почти одинаковым орбитам. Все они - остатки более крупных спутников Юпитера, разрушенных его тяготением. Внешние же спутники Юпитера вполне могли быть захвачены гравитационным полем планеты: все они обращаются вокруг Юпитера в обратную сторону.

Спутник Юпитера ИО

Орбита = 422 000 км от Юпитера
Диаметр = 3630 км
Масса = 8.93*1022 кг

Ио - третий по величине и ближайший спутник Юпитера. Ио немного больше, чем Луна В отличие от большинства спутников во внешней солнечной системе Ио и Европа подобны по составу планетам земной группы, прежде всего наличием силикатных горных пород. Ио имеет железное ядро радиусом 900 км. Поверхность Ио радикально отличается от поверхности любого другого тела Солнечной системы. На Ио найдено очень мало кратеров, следовательно, его поверхность очень молода. Материал, прорывающийся из вулканов Ио, является некоторой разновидностью серы или двуокиси серы. Вулканические извержения быстро изменяются. Энергию для всей этой активности Ио, возможно, получает благодаря приливным взаимодействиям с Европой, Ганимедом и Юпитером. Ио пересекает линии магнитного поля Юпитера, генерируя электрический ток. Ио может иметь собственное магнитное поле, как Ганимед. На Ио очень разряженная атмосфера, состоящая из двуокиси серы и некоторых других газов. В отличие от других спутников Юпитера, на Ио очень мало или вообще нет воды. Ио имеет твердое металлическое ядро, окруженное каменной мантией, как у Земли. Форма Ио под влиянием Юпитера сильно искажается. Ио постоянно имеет овальную форму из-за вращения и приливного влияния Юпитера.

Спутник Юпитера Европа

Орбита = 670 900 км от Юпитера
Диаметр = 3138 км
Масса = 4.80*1022 кг

Европа и Ио подобны по составу планетам земной группы: они также главным образом состоят из силикатной горной породы. В отличие от Ио Европа сверху покрыта тонким слоем льда. Внутри Европа состоит из слоев с малым металлическим ядром в центре. Поверхность Европы нисколько не похожа на что-либо во внутренней Солнечной системе. Она чрезвычайно гладкая: было замечено лишь несколько особенностей рельефа высотой немногим более чем несколько сотен метров. На Европе очень немного кратеров, и только три кратера имеют диаметр больше 5 км. Под поверхностью льда Европы находится уровень жидкой воды глубиной целых 50 км. Большая часть поверхности Европы пересечена рядами темных полосок. Европа имеет очень незначительную атмосферу, состоящую из кислорода. Поверхность Европы представляет большой интерес, так как под ледяной коркой может находиться океан жидкой воды, создающей условия, подходящие для жизни. Малое количество кратеров, найденных на Европе, свидетельствует о том, что ее поверхность очень молода с геологической точки зрения.

Спутник Юпитера Ганимед

Орбита = 1 070 000 км от Юпитера
Диаметр = 5262 км
Масса = 1.48*1023 кг

Ганимед является седьмым и самым большим спутником Юпитера. Ганимед - самый большой спутник в Солнечной системе и своими размерами превосходит еще и две планеты - Меркурий и Плутон. Его диаметр больше диаметра Меркурия, но его масса составляет только приблизительно половину массы Меркурия. Ганимед намного больше, чем Плутон. Ганимед разделяется на три структурных уровня: малое ядро из расплавленного железа или железа и серы, окруженное скалистой силикатной мантией с ледяной оболочкой на поверхности. Поверхность Ганимеда представляет собой в основном два типа местности: очень старые, с большим количеством кратеров, темные области, и несколько более молодые, более светлые, области с протяженным рядами канав и горных кряжей. В разряженной атмосфере Ганимеда содержится кислород подобно Европе, но это не является доказательством наличия жизни. Поверхность Ганимеда покрыта большим количеством льда. Ганимед имеет собственное сильное магнитное поле.

Спутник Юпитера Каллисто

Спутник размером примерно с Меркурий - третий по величине после Ганимеда и Титана, его диаметр 4800 км, а средняя плотность= 1,83 г/см3. Водяной лед Каллисто составляет до 60 % массы спутника. У Каллисто найдено собственное магнитное поле напряженностью 750 мТл на поверхности. Поэтому предполагается наличие металлического ядра под силикатной корой. Так же, как и у Ганимеда, светлые кратеры - это более поздние образования на поверхности спутника. Возраст поверхности Каллисто измеряется миллиардами лет; на ней практически отсутствуют следы вулканической деятельности. Если наличие океана на Европе можно считать достаточно правдоподобным, то для Каллисто более вероятно его отсутствие.

Планета Сатурн

Планета известна с самых древних времен. Максимальная видимая звездная величина Сатурна +0,7m. Эта планета - один из самых ярких объектов на нашем звездном небе. Кольца Сатурна видимы с Земли в небольшой телескоп. Они состоят из тысяч и тысяч небольших твердых обломков камней и льда, которые вращаются вокруг планеты.

· Масса: 5,68*1026 кг. (95 масс Земли);

· Диаметр экватора: 120420 км. (9,46 диаметров экватора Земли);

· Плотность: 0,71 г/см3

· Температура поверхности: -23°С на большей части поверхности, -150°С на полюсах, 0°С на экваторе.

· Расстояние от Солнца (среднее): 9,54 а.е., то есть 778 млн км

· Период обращения по орбите (год): 29,666 земных лет

· Период обращения вокруг собственной оси (сутки): 10,54 часа

· Наклон орбиты к эклиптике: 2°29'

· Эксцентриситет орбиты: 0,057

· Ускорение свободного падения:9,44 м/с2

Строение Сатурна

Ниже атмосферы простирается океан жидкого молекулярного водорода. На глубине около 30 000 км водород становится металлическим (давление достигает около 3 миллионов атмосфер). Движение металла создает мощное магнитное поле. В центре планеты находится массивное железо-каменное ядро. Магнитное поле Сатурна более слабое по сравнению с Юпитером. У Сатурна ось вращения совпадает с осью диполя. Некоторые заряженные частицы, двигаясь от полюса к полюсу, проходят через систему колец и поглощаются там льдом и пылью. Поэтому в области колец магнитосфера Сатурна очень пуста - в ней очень мало заряженных частиц.

Спутники Сатурна

Система спутников Сатурна довольно сложна. Известны 30 спутников. Двенадцать из них открыты за последние несколько лет. Спутники Сатурна можно разделить на две группы - регулярные и иррегулярные. Регулярные спутники движутся по почти круговым орбитам, лежащим недалеко от планеты вблизи ее экваториальной плоскости. Все регулярные спутники обращаются в одном направлении - в направлении вращения самой планеты. Это указывает на то, что сформировались эти спутники в газопылевом облаке, окружавшем планету в период ее рождения. В отличие от них, иррегулярные спутники обращаются далеко от планеты, по хаотическим орбитам, ясно указывающим, что эти тела были захвачены планетой сравнительно недавно из числа пролетавших мимо нее астероидов или ядер комет. Большинство спутников состоит из льда: их плотность не превышает 1400 кг/м3. У наиболее крупных спутников формируется каменистое ядро. Почти все спутники всегда повернуты к планете одной стороной. Тефия как бы «пасет» два других спутника - Телесто и Калипсо, расположенных на 60° впереди и позади Тефии. Подобным образом двигаются Троянцы вместе с Юпитером. Спутник перед собой имеет и другая крупная луна - Диона. Темный Гиперион не имеет постоянной скорости вращения вокруг своей оси: она меняется в течение месяца на десятки процентов. Спутник Сатурна Феба обращается вокруг планеты в обратную сторону. Мелкая пыль от него попадает на «переднюю» (по ходу движения) поверхность Япета, вызывая сильное ее почернение. Самый крупный спутник Сатурна, Титан, по своей величине превосходит планету Меркурий. Его диаметр 5150 км. Его внутреннее строение похоже на строение юпитерианских спутников. У Титана предполагается наличие твердого каменистого ядра и ледяной оболочки. У Титана плотная красно-оранжевая атмосфера с облаками высотой около 200 км, через которую нельзя различить детали поверхности. Атмосфера Титана состоит на 85% из азота, на 12% из аргона, около 3% занимает метан, обнаружены также примеси кислорода, водорода, этана, пропана и других газов. Существует вероятность, что под атмосферой находится метан-этановый океан глубиной в несколько километров.

Атмосфера Сатурна

Атмосфера Сатурна - в основном, водород и гелий. Около 7 процентов объема верхней атмосферы Сатурна - гелий, в то время как почти все остальное - водород. Невысокая контрастность цветов на видимом диске Сатурна могла бы быть результатом более сильного смешивания газов в направлении, перпендикулярном экватору. Ветра на Сатурне очень сильны. Вблизи экватора их скорость: около 500 метров в секунду. Ветра дуют, по большей части, в восточном направлении. Сила ветров ослабевает при удалении от экватора. Также, при удалении от экватора, появляется все больше западных течений. Преобладание восточных потоков (по направлению осевого вращения) указывает на то, что ветры не ограничены слоем верхних облаков, они должны распространяться внутрь, по крайней мере, на 2 000 километров. Ветра в южном и северном полушариях симметричны относительно экватора. Минимальная температура на Сатурне - 82 Кельвина. Температура возрастает при погружении в атмосферу

Страницы: 1, 2, 3, 4