Фото строение солнечной системы: Картинки Солнечной системы для срисовки

Содержание

Солнечная система — что это такое, состав, планеты по порядку, строение, фото и видео

Автор Кирилл Шевелев На чтение 15 мин Опубликовано 10.03.2020 Обновлено 03.08.2021

Содержание:

Солнце обладает большой силой притяжения, за счет чего удерживает возле себя планеты, образующие целую систему. Они вращаются вокруг его орбиты и обладают определенными особенностями в зависимости от расположения. Ученые непрерывно изучают Солнечную систему и постоянно делают невероятные открытия, помогающие лучше понять устройство космоса.

Что такое Солнечная система?

Солнечная система – это совокупность планет, вращающихся вокруг центральной звезды. Ученым удалось установить, что ей примерно 4,57 млрд лет, а появилась она за счет гравитационного сжатия газопылевого облака.

В основе системы лежит яркая звезда – Солнце, которое удерживает планеты и другие объекты. заставляя их вращаться по орбите на определенном расстоянии. Оно во много раз превосходит по диаметру другие объекты, находящиеся в области его притяжения.

Интересный факт: Солнце обладает такой большой массой, что все остальные планеты системы составляют лишь 0,0014% от его веса.

В составе Солнечной системы, помимо звезды, находится восемь основных планет, а также пять карликовых. Располагается она в галактике Млечный Путь, в рукаве Ориона.

Возникновение

Наглядный пример гравитационного коллапса

Поскольку Солнечной системе миллиарды лет, люди могут лишь строить гипотезы о способах ее появления. Наиболее популярной является небулярная теория, выдвинутая учеными Лапласом, Кантом и Сведенборгом в XVIII веке. Она строится на том, что система образовалась за счет гравитационного коллапса одной из частей огромного облака, состоящего из газа и пыли. В будущем гипотеза дополнялась за счет данных, полученных при исследовании космоса.

Этапы формирования Солнечной системы и Земли

Сейчас процесс возникновения Солнечной системы описывается следующими шагами:

Изначально в этой области вселенной находилось облако, состоящее из гелия, водорода и других веществ, полученных при взрывах старых звезд. В небольшой его части началось уплотнение, ставшее центром гравитационного коллапса. Он постепенно начал притягивать к себе окружающие вещества.

Из-за притяжения веществ размеры облака начали уменьшаться, при этом росла скорость вращения. Постепенно его форма превратилась в диск.
По мере сжатия увеличивалась плотность частиц на единицу объема, что приводило к постепенному нагреву вещества за счет частых столкновений молекул.
Когда центр гравитационного коллапса разогрелся до нескольких тысяч кельвинов, он начал светиться, что означало образование протозвезды. Параллельно с этим, в разных областях диска начали появляться другие уплотнения, которые в будущем послужат гравитационными центрами для образования планет.
Финальный этап формирования солнечной системы начался в период, когда температура центра протозвезды превысила несколько миллионов кельвинов. Тогда гелий и водород вступили в реакцию термоядерного синтеза, что привело к появлению полноценной звезды.
Остальные уплотнения диска постепенно сформировались в планеты, которые начали вращаться в одном направлении вокруг Солнца, находясь на одной плоскости.

Данный процесс длился очень долгое время, и ученые могут лишь догадываться, сколько лет ушло на формирование Солнечной системы.

Строение Солнечной системы

Модель Солнца

В центре системы располагается Солнце, состоящее из гелия и водорода. Температура на его поверхности составляет примерно 6000 градусов Цельсия, а размеры сферы во много раз больше, чем у других объектов, находящихся в области его притяжения. Звезда относится к желтым карликовым.

Интересный факт: Солнце притягивает объекты на дистанции в два световых года. Это примерно 18,9 триллионов километров.

Вокруг светила на разном расстоянии расположены планеты, которые делятся учеными на две группы: земная и газовая.

Планеты земной группы

Земная группа располагается ближе к Солнцу. Ее планеты имеют каменистую структуру и высокую плотность, из-за чего их размеры меньше, чем у газовых гигантов.

Меркурий

Ближайшая к Солнцу планета, также является самой маленькой в системе. Ее радиус составляет лишь 2440 км. Свое название она получила в честь бога торговли Меркурия. Ее поверхность серого цвета, из-за чего многие сравнивают с Луной. Планета не содержит спутников, а из-за сильных солнечных ветров ее атмосфера практически полностью разряжена.

Венера

Вторая планета от Солнца, носит имя в честь древнеримской богини любви. Отличительными особенностями являются отсутствие естественных спутников и высокое содержание углекислого газа в атмосфере. Радиус Венеры практически совпадает с земным: 6051 км, что всего лишь на 5% меньше. Из-за этого планеты называют “сестрами”. Однако внешне Венера сильно отличается, представляя собой шар молочного цвета. Поверхность практически полностью состоит из застывшей лавы с редкими кратерами от метеоритов.

Земля

Третья планета от Солнца, единственная, где присутствуют большие территориальные области, заполненные водой. Из-за благоприятных климатических условий и достаточного количества ресурсов является единственным источником жизни в Солнечной системе. Радиус планеты составляет 6378 км.

Марс

“Красная” планета является самой далекой от Солнца, относящейся к земной группе. Также считается самой маленькой после Меркурия. Ее радиус составляет 3396 км. Поверхность состоит преимущественно из песчаных и земляных рельефов, разбитых на светлые и темные области, именуемые материками и морями соответственно. В XXI веке Марс представляет большой интерес для ученых. Поскольку планета находится в относительной досягаемости, на нее регулярно отправляются марсоходы для сбора данных.

Планеты газовой группы

Данная группа состоит из четырех газовых гигантов, расположенных на большем расстоянии от Солнца, нежели другие планеты. Огромные размеры обусловлены низкой плотностью и большим количеством газообразных веществ в составе.

Юпитер

Самая большая планета в Солнечной системе. Ее радиус составляет 69912 км, что практически в 20 раз превышает земной. Ученые пока не могут точно определить состав планеты, лишь известно, что в ней больше ксенона, аргона и криптона больше, чем на Солнце. Также у Юпитера 67 спутников, причем некоторые по размеру вполне походят на планеты. Например, Ганимед на 8% больше, чем Меркурий, а Ио имеет собственную атмосферу. Также есть теория, что Юпитер должен был стать полноценной звездой, но на этапе развития он так и остался планетой.

Сатурн

Шестая по счету планета, знаменитая своими кольцами, состоящими из льда и каменистых метеороидов. Радиус сатурна составляет 57360 км. Ученые еще не изучили детально состав поверхности, но смогли установить, что в ней имеются практически такие же химические элементы, как и на Солнце. Вокруг Сатурна находятся 62 спутника.

Интересный факт: не так давно было установлено, что помимо Сатурна кольцами обладают и другие газовые гиганты, но они заметны не так сильно. О причинах их появления пока можно лишь догадываться.

Уран

Третья по размерам планета в Солнечной системе. Ее радиус равен 25267 км. Температура на Уране держится на уровне -230 градусов по Цельсию, что делает его самой холодной планетой. Также он обладает уникальной особенностью: ось вращения расположена под углом, из-за чего при движении планета производит впечатление катящегося шара. Поверхность состоит преимущественно из льда, также имеется небольшое количество гелия и водорода.

Нептун

Восьмая планета от Солнца была открыта не с помощью наблюдений, а за счет математических расчетов. Наблюдая аномалии в движении Урана ученые выдвинули предположение, что они возникли из-за наличия еще одного небесного тела больших размеров. Нептун обладает радиусом в 24547 км. Поверхность похожа на урановую, но по ней гуляют самые сильные ветра в системе, разгоняющиеся до 260 м/с.

Очередность орбит

Расположение планетарных орбит вокруг Солнца

Каждая планета обладает определенной орбитой, по которой вращается вокруг Солнца. Время, которое она тратит на то, чтобы вернуться в ту же точку, пройдя полный круг, называется годом, чаще всего он измеряется в земных сутках.

Меркурий находится ближе всех к Солнцу, из-за чего вращается вокруг него по наименьшей орбите, и год на нем длится 88 суток;
Венера совершает полный оборот вокруг звезды за 224 дня;
для Земли год длится 365 суток;

Марс полный оборот совершает практически в два раза дольше, чем третья планета: за 687 дней;
Юпитер, являющийся ближайшим газообразным гигантом к Солнцу, обладает продолжительностью года в 4332 дня;
Сатурн делает полный оборот за 10759 суток – это почти 30 земных лет;
являясь практически самой отдаленной планетой от Солнца, Уран проходит по окружности за 30685 дней;
Нептун обладает наибольшей орбитой, и ему приходится пройти самое большое расстояние в течение своего года, который длится 60190 суток – почти 165 лет.

Также каждая планета вращается вокруг своей оси с определенной скоростью, из-за чего длительность суток на них отличается.

Плутон входит в состав Солнечной системы или нет?

Плутон

Еще с XIX века ученые предполагали, что в Солнечной системе существует девятая планета, расположенная дальше всех от Солнца. В 1930-ом году 23-летнему Клайду Томбо, сотруднику обсерватории Маунт-Вильсон, удалось обнаружить Плутон. Сделал это он с помощью регулярного фотографирования звездного неба и поиска движущихся элементов. Объект был обнаружен в области пояса Койпера.

В том же году Плутон официально объявили девятой планетой. Из-за недостатка данных его соотносили по размерам с Землей. Но дальнейшие исследования показали, что он обладает радиусом всего в 2376 км, а его масса в 6 раз меньше, чем у Луны.

Интересный факт: площадь Плутона всего лишь на 0,6 млн кв.км меньше, чем у России и равна 17,1 млн кв.км.

Поверхность планеты состоит преимущественно из камня и льда, как у большинства тел из пояса Койпера. Вокруг Плутона находятся пять спутников. Орбита вращения вокруг Солнца овальная, причем при максимальном приближении планета находится к светилу ближе, чем Нептун, а при максимальном отдалении дистанция составляет 7,4 млрд км.

При дальнейших исследованиях пояса Койпера ученые открыли еще несколько небольших планет, размер которых не сильно отличается от Плутона. В 2006 году было принято решение причислить им статус карликовых. С тех пор Плутон официально перестал быть девятой планетой Солнечной системы. Однако некоторые ученые до сих пор настаивают, что его следует обратно переместить из карликовых к основным.

Другие объекты

Расположение пояса Койпера

Помимо Солнца и планет в системе присутствуют и другие объекты. К ним относятся:

карликовые планеты, уступающие по размеру основным;

пояс Койпера – дискообразная область, где находится множество ледяных тел, расположен за орбитой Нептуна;
облако Оорта – скопление ледяных конгломерат;
кометы – образования газа, пыли и льда, движущиеся в пространстве;
астероиды – каменные образования, перемещающиеся между Марсом и Юпитером;
метеориты – небольшие твердые объекты, которые падают на Землю, в момент попадания в атмосферу превращаются в метеоры и сгорают, не добравшись до поверхности планеты.

Периодически в Солнечную систему могут прилетать астероиды и кометы из соседних галактик, но это явление довольно редкое.

Облако Оорта за пределами Солнечной системы

Облако Оорта, в центре расположен пояс Койпера

Облако Оорта находится вокруг Солнечной системы и пояса Койпера. Его внутренние границы начинаются на расстоянии 2000 до 5000 а.е. от Солнца, а внешние пролегают в диапазоне 100000-200000 а.е. Для удобства изучения ученые разделяют область на внешнюю и внутреннюю части.

Облако состоит из триллионов тел, состоящих из этана, воды, метана, аммиака, водорода и других веществ. Также среди них есть каменные астероиды, составляющие 2% от общего количества объектов. Размер практически всех тел не превышает километра в диаметре, редкое исключение составляют карликовые планеты.

Межпланетное пространство

Действие солнечного ветра на планеты

Многие думают, что между планетами нет ничего. Однако такое предположение неправильное. Солнце непрерывно излучает заряженные частицы, которые распространяются в пространстве со скоростью 1,5 млн км/ч и образуют гелиосферу. Такой поток называется солнечным ветром. Если объект не имеет собственного магнитного поля, способного удерживать атмосферу, заряженные частицы в буквальном смысле сдерут ее. Такая участь постигла Марс и Венеру.

Колонизация

В XX веке люди начали активно исследовать космос не только наблюдая за ним из телескопов, но и запуская различные спутники, шаттлы, ракеты и т.д. Также ученые ведут поиск планет, благоприятных для жизни. К сожалению, на Земле в любой момент может произойти катаклизм, из-за которого человечеству придется искать себе новый дом. Поэтому возможная колонизация космоса не является пустым звуком для современных обсерваторий.

Еще в прошлом столетии к различным планетам были отправлены зонды, до сих пор передающие информацию о своем путешествии. Это помогает лучше узнать об устройстве и особенностях объектов Солнечной системы.

Следы марсохода на поверхности Марса

Что касается непосредственной колонизации, то в XXI веке уже в порядке вещей является отправка луноходов и марсоходов, которые гуляют по поверхностям земного спутника и четвертой планеты в поисках жизни и других необычных находок. Однако сейчас человечество все еще находится на пороге космических путешествий, поэтому говорить о потенциальном переселении на другую планету пока не приходится. Более того, большинство крупных тел Солнечной системы не пригодны для жизни.

Почему Солнечная система стабильна

Все планеты вращаются вокруг Солнца по собственным орбитам, никак не соприкасаясь друг с другом. Также на них непрерывно действует притяжение звезды, основанное на законе всемирного тяготения. А поскольку в космосе отсутствует сила трения, планеты движутся с постоянной скоростью, и уже миллиарды лет в Солнечной системе действует завидная стабильность.

Расположение Земли

Расстояние от Солнца до некоторых объектов

Позицию Земли в Солнечной системе можно назвать самой выгодной, ведь именно на этой планете зародилась жизнь. Третья планета вращается вокруг звезды по эллипсоиде. Максимальное расстояние между Землей и Солнцем составляет 152 млн км и называется афелием, а минимальное равно 147 млн км и зовется перигеем.

Интересный факт: во время пути Земля достигает афелия в июне, а перигея в январе. Именно при пересечении этих точек начинает наблюдаться стабильное похолодание или потепление на планете.

За счет выгодного расположения Земля постоянно подогревается солнечными лучами. В зависимости от времени года и расположения, температура поверхности меняется от -89 до 57 градусов Цельсия. Этого достаточно для появления и развития жизни.

Место Солнечной системы в галактике

Расположение Солнечной системы в Млечном Пути

В средние века люди думали, что Земля является центром вселенной. Поскольку тогда было невозможно оценить простор космоса, такое предположение казалось самым логичным. Позже было установлено, что планета является лишь частью Солнечной системы, где в середине располагается гигантская звезда. А еще позже стало известно, что и она является лишь частью большой галактики – Млечного Пути, которая, в свою очередь, является одной из многих, имеющихся во вселенной.

Учеными была составлена глобальная Млечного Пути. Она охватывает все известные границы, а общая протяженность составляет примерно 100 000 световых лет. Для удобства галактика изображается в виде приплюснутого диска. Солнечная система находится практически сбоку, располагаясь на расстоянии в 28 000 световых лет от центра.

Изучение Солнечной системы

Спутник-1

С середины XX века люди предпринимают активные попытки по исследованию планет Солнечной системы. В 1957 году СССР на орбиту Земли запустил Спутник-1. Он провел в космосе несколько месяцев, собирая данные о планете.

В течение следующих двух десятков лет, до 80-х годов, люди отправили Вояджеры к большинству планет системы, которые сделали множество снимков вблизи. Это помогло составить подробные описания объектов и изучить состав.

Сейчас ученые ежедневно получают массу сведений о планетах Солнечной системы, отправляемых десятками спутников.

Почему орбиты планет лежат в одной плоскости?

Расположение орбит, вид сверху

В Солнечной системе звезда и планеты находятся на одной плоскости. Лишь у некоторых орбиты проходят под небольшим наклоном. Ученые полагают, что это связано с образованием объектов в одно время и из одного вещества.

Во время галактического коллапса, когда зарождалась Солнечная система, газообразное облако постепенно сузилось и превратилось во вращающийся диск. Соответственно, когда будущие планеты начали превращаться в уплотнения, они и так находились на одной плоскости.

Движение планет вокруг Солнца

Древнегреческий астроном Птолемей первым предположил, что планеты и Солнце не стоят на месте, а вращаются по орбитам. Однако из-за недостатка технологий и знаний ученый считал, что все объекты двигаются вокруг Земли.

Макет Солнечной системы Коперника

Гипотезу о том, что движение планет происходит вокруг Солнца, выдвинул Николай Коперник. Он построил собственную модель Солнечной системы и написал на ее основе труд “О вращении небесных сфер”. Работу опубликовали в 1543 году в Нюрнберге. Спустя некоторое время Кеплер доказал, что орбита планет не круглая, а эллипсоидная. В 1687 году Ньютон открыл закон всемирного тяготения, который объяснил взаимодействие планет и Солнца.

Интересный факт: закон Ньютона помог доказать, что приливы и отливы на Земле происходят из-за лунной активности.

Сейчас люди обладают достаточным количеством знаний и технологиями, чтобы предсказать точную траекторию движения любой планеты. Именно на основе этих данных производятся запуски ракет и спутников, которые должны встретиться с объектом в определенной точке пространства и через фиксированное время.

Интересное видео о Солнечной системе

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Строение Солнечной системы, ее особенности и состав

Солнечная система – это часть Млечного пути, а он, в свою очередь, представляет собой спиралевидную галактику, вокруг центра которой вращается Солнце – самый крупный и тяжелый объект Солнечной системы, являющийся ее сердцем. Солнце, в своей системе, имеет восемь планет с их спутниками, множество астероидов, комет и невероятное количество метеорных тел. Планеты Солнечной системы разделяют на два типа: первый — земной группы, а второй — планеты-гиганты.

Строение Солнечной системы оказывает значительное влияние не только на планеты, но и на их спутники, астероиды, кометы и бессчетное количество метеорных элементов, также входящих в ее состав.

Содержание:

1 Планеты земной группы
2 Планеты-гиганты
3 Астероидные кольца
4 Карликовые планеты
5 Кометы
6 Закономерность Солнечной системы

Планеты земной группы

Сюда входит Меркурий, Венера, Земля и Марс. Их характерными особенностями являются небольшой размер и масса. Как правило, в их состав входят металлы и горные породы, благодаря чему они отличаются значительной плотностью. Планеты земной группы расположены к Солнцу ближе других космических тел.

Планеты-гиганты

Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Для них характерен большой размер и маленькая плотность, обусловленная их преимущественно газовым составом. Несмотря на это, планеты-гиганты обладают сильной гравитацией и имеют немалое количество спутников, только у Юпитера их 63. Эти огромные космические тела располагаются на удаленном от Солнца расстоянии.

Астероидные кольца

Первое кольцо астероидов находится на границе двух групп небесных тел – в области Марса и Юпитера и считается главным, а второе – завершающий элемент Солнечной системы, оно находится за Плутоном, в недавнем прошлом девятой крупной планетой, оно носит имя пояс Койпера. Эти астероиды также именуют малыми планетами, в наше время изучено примерно 10 000 астероидов в главном кольце, предположительно их количество насчитывает 300 000.

Карликовые планеты

Поверхность Плутона в представлении художника

Это Плутон, получивший данный статус в 2006 году, самый яркий представитель главного астероидного кольца – Церера и далекий – Эрида. К карликовым планетам относят те, которые в своем диаметре имеют около 1000 км.

Кометы

Комета Lovejoy C/2013 R1

Объекты Солнечной системы, состоящие изо льда и пыли. Они существуют за пределами второго астероидного кольца, практически в межзвездном пространстве и лишь некоторые из них попадают в гравитационное притяжение Солнца, разрушаясь, образуя след из пара и пыли.

Комета ISON

Закономерность Солнечной системы

Главной закономерностью является движение планет. Они движутся в одну сторону относительно Солнца, а именно против движения стрелок часов. Венера и Уран, который двигается практически на боку, а также некоторые спутники планет имеют другое направление вращения. Космические тела вращаются по орбите, форма которой близка к окружности, однако, орбиты Меркурия и Плутона имеют вытянутую траекторию, по таким орбитам двигаются и кометы.

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 74006

Запись опубликована: 03.02.2014
Автор: Максим Заболоцкий

Руководство для преподавателей: Моделирование структуры Солнечной системы

Это задание связано с обучающим моментом от 18 декабря 2018 года. См. «Затем их было двое: «Вояджер-2» выходит в межзвездное пространство».

› Узнать больше Обучающие моменты

Обзор

Учащиеся исследуют и узнают о структуре Солнечной системы и нашего солнечного окружения. Затем они определяют основные структуры Солнечной системы, используя модель кухонной раковины.

Материалы

Схемы Солнечной системы ИЛИ Интернет для исследований

Диаграммная бумага ИЛИ большие листы газетной бумаги, каждый длиной около метра

Цветные карандаши ИЛИ маркеры для получения подробной информации) ИЛИ модель солнечной системы с кухонной раковиной видео – Скачать видео

Аннотированная модель солнечной системы с кухонной раковиной – Скачать видео

Управление

При воспроизведении модели кухонной раковины в классе обязательно используйте раковину с плоским дном и краном, который может поворачиваться в сторону от слива. Рассмотрите возможность использования камеры, подключенной к проектору в классе, для большей наглядности.
Загрузите видео перед показом в классе.
Прочтите обучающий момент «Тогда их было двое: «Вояджер-2» выходит в межзвездное пространство», чтобы лучше понять границу между гелиосферой и межзвездным пространством.

Фон

Солнечная система состоит из звезды и всех объектов, которые вращаются вокруг нее — планет, лун, астероидов, комет и метеороидов. У большинства звезд есть собственные планеты, поэтому, вероятно, только в галактике Млечный Путь существуют десятки миллиардов других солнечных систем. Солнечные системы также могут иметь более одной звезды. Их называют системами двойных звезд, если их две, или многозвездными системами, если звезд три и более. Солнечная система, которую мы называем домом, расположена во внешнем спиральном рукаве огромной галактики Млечный Путь. Он состоит из Солнца (нашей звезды) и всего, что вращается вокруг него. Сюда входят восемь планет и их естественные спутники (например, наша Луна), карликовые планеты и их спутники, а также астероиды, кометы и бесчисленное множество мелких частиц мусора.

Смотреть на YouTube

Наша Солнечная система образовалась около 4,5 миллиардов лет назад из плотного облака межзвездного газа и пыли. Облако рухнуло, возможно, из-за ударной волны соседней взорвавшейся звезды, называемой сверхновой. Когда это пылевое облако разрушилось, оно образовало солнечную туманность — вращающийся диск из вещества. В центре гравитация притягивала все больше и больше материала. В конце концов давление в ядре стало настолько велико, что атомы водорода начали объединяться и образовывать гелий, высвобождая огромное количество энергии. С этим родилось наше Солнце, и в итоге оно накопило более 99 процентов имеющейся материи.

Материя дальше по диску тоже слипалась. Эти глыбы врезались друг в друга, образуя все более и более крупные объекты. Некоторые из них выросли настолько, что их гравитация превратила их в сферы, став планетами, карликовыми планетами и большими лунами. В других случаях планеты не формировались: пояс астероидов состоит из кусочков ранней Солнечной системы, которые никогда не могли собраться вместе в планету. Другие более мелкие оставшиеся части стали астероидами, кометами, метеороидами и маленькими спутниками неправильной формы.

Порядок и расположение планет и других тел в нашей Солнечной системе является результатом того, как сформировалась Солнечная система. Ближе всего к Солнцу только каменистый материал мог выдержать жару, когда Солнечная система была молода. По этой причине первые четыре планеты — Меркурий, Венера, Земля и Марс — являются планетами земной группы. Они маленькие, с твердой каменистой поверхностью. Между тем материалы, которые мы привыкли видеть в виде льда, жидкости или газа, осели во внешних областях молодой Солнечной системы. Гравитация стянула эти материалы вместе, и именно там мы находим газовых гигантов Юпитера и Сатурна и ледяных гигантов Урана и Нептуна.

Наша солнечная система простирается намного дальше, чем восемь планет, вращающихся вокруг Солнца. Солнечная система также включает пояс Койпера, который находится за орбитой Нептуна. Это редко населенное кольцо ледяных тел, почти все меньше, чем самый известный объект пояса Койпера, карликовая планета Плутон. Далеко за пределами пояса Койпера находится Облако Оорта. Эта гигантская сферическая оболочка окружает нашу Солнечную систему. Его никогда не наблюдали напрямую, но его существование предсказано на основе математических моделей и наблюдений за кометами, которые, вероятно, происходят оттуда. Облако Оорта состоит из ледяных кусков космического мусора размером с горы, а иногда и больше, вращаясь вокруг нашего Солнца на расстоянии 1,6 световых года от нас. Эта оболочка из материала имеет толщину от 5 000 до 100 000 астрономических единиц. Одна астрономическая единица (или а.е.) — это расстояние от Солнца до Земли, или около 93 миллиона миль (150 миллионов километров). Облако Оорта — это граница гравитационного влияния Солнца, где находящиеся на орбите объекты могут развернуться и вернуться ближе к нашему Солнцу.

Солнечный ветер — поток электрически заряженного газа, дующий от Солнца во всех направлениях — создает вокруг Солнца пузырь, называемый гелиосферой. Гелиосфера Солнца не простирается до Облака Оорта. Граница, на которой солнечный ветер резко замедляется из-за давления межзвездных газов, называется конечным скачком. Этот край находится между 80 и 100 астрономическими единицами. Область за конечным скачком уплотнения, но перед межзвездным пространством называется гелиооболочкой, а внешняя граница гелиосферы называется гелиопаузой. За гелиопаузой лежит межзвездное пространство, место, где постоянный поток вещества и магнитное поле Солнца перестают влиять на его окружение.

Концепция этого художника показывает расстояния Солнечной системы и путешествия космического корабля НАСА «Вояджер-2» в перспективе. Масштабная линейка указана в астрономических единицах, при этом каждое установленное расстояние за пределами 1 а.е. соответствует 10-кратному предыдущему расстоянию. | › Полное изображение и подпись

Два космических корабля НАСА, запущенных в 1977 году, пересекли межзвездное пространство: «Вояджер-1» в 2012 году и «Вояджер-2» в 2018 году. Оба до сих пор возвращают данные об этом загадочном регионе. Но пройдет много тысяч лет, прежде чем два «Вояджера» покинут Облако Оорта и покинут нашу солнечную систему, и к этому времени зонды уже давно умолкнут, а их иссякающий источник энергии придет в негодность.

Процедуры

Сформируйте команды из двух-трех учащихся и дайте каждой команде лист бумаги с диаграммой, копию листа моделирования солнечной системы и цветные карандаши или маркеры.
Предложите командам нарисовать либо вид сверху, либо вид сбоку Солнечной системы, либо и то, и другое, используя как можно больше терминов, упомянутых в рабочем листе. Поощряйте их делать это по памяти и без исследований, поскольку цель состоит в том, чтобы узнать, что они знают о Солнечной системе.
Попросите группы представить свои рисунки классу и объяснить особенности, которые они обозначили, а также почему они представили их именно так (форма, цвет и т. д.).
Предложите учащимся использовать Интернет для изучения того, что известно о структуре Солнечной системы.
Покажите эту схему Солнечной системы и обсудите различные части.
Покажите эту схему Солнечной системы, на которой показаны линии потока плазмы как внутри, так и вне гелиопаузы. Направление солнечной плазмы отличается от направления межзвездной плазмы. Обсудите миссию «Вояджер», которая сейчас работает в межзвездном пространстве, и откуда мы знаем, что зонды находятся в межзвездном пространстве.
Покажите учащимся модель Солнечной системы на кухонной раковине, воспроизведя модель в раковине в классе или показав это видео.
Предложите учащимся применить свои знания, чтобы определить структуры Солнечной системы, представленные в модели кухонной раковины.
Покажите учащимся аннотированное видео модели кухонной раковины, чтобы проверить их утверждения.
Дайте командам больше диаграммной бумаги и попросите их снова нарисовать свои модели солнечной системы, теперь, когда у них больше знаний.
Предложите командам показать свои предварительные и итоговые рисунки и обсудить то, что они узнали.

Оценка

Изучите предварительные и итоговые рисунки для оценки усвоения материала. Учащиеся должны уметь определять основные части Солнечной системы.

Extensions

Предложите учащимся предсказать масштаб Солнечной системы, используя это задание.
Предложите учащимся сделать масштабную модель Солнечной системы, используя нитки и бусины.
Предложите учащимся исследовать особенности планет с помощью рисунков.
Привлеките учащихся к написанию стихов о Солнечной системе.
Привлеките учащихся к изучению того, как мы общаемся с такими космическими кораблями, как «Вояджер», на таких дальних расстояниях.
Предложите учащимся больше узнать о карликовых планетах.

Вот фотографии внешней Солнечной системы, сделанные Хабблом в 2021 году

Если бы нам приходилось полагаться исключительно на космические корабли, чтобы изучать внешние планеты, мы бы не добились больших успехов. Требуются огромные усилия, чтобы доставить космический корабль к внешней части Солнечной системы. Но благодаря космическому телескопу Хаббла мы можем следить за газовыми гигантами, не покидая орбиты Земли.

Программа NASA Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) следит за внешними планетами, чтобы отслеживать изменения в их атмосферах. Изменения на Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне происходят в масштабе лет и десятилетий — или дольше — поэтому Хаббл ежегодно проверяет, как поживают газовые/ледяные гиганты. Это дает ученым длинную базу данных. Каждый год OPAL делает снимки внешних планет, и предполагается, что OPAL будет продолжаться до тех пор, пока либо сам Хаббл не перестанет работать, либо пока не перестанет функционировать камера Хаббла WFC3/UVIS.

Юпитер

Даже люди, которые не очень хорошо разбираются в астрономии, знают, что Юпитер — это большой газовый шар с визуально ошеломляющей и постоянно меняющейся атмосферой. (Не так ли?) У Большого Красного Пятна Юпитера (GRS) даже есть собственная страница в Википедии. Снимок Юпитера, сделанный Хабблом в этом году, полностью демонстрирует завораживающую атмосферу планеты.

Юпитер, увиденный Хабблом 4 сентября 2021 года. Изображение предоставлено: НАСА, ЕКА, А. Саймоном (Центр космических полетов Годдарда) и М.Х. Вонг (Калифорнийский университет, Беркли) и команда OPAL.

На снимке этого года интерес команды OPAL привлек цвет экваториальной зоны планеты. Теперь он имеет темно-оранжевый оттенок, что необычно. Область обычно белая или желтоватая, и хотя в последнее время она отошла от этой схемы, темно-оранжевый цвет все еще является сюрпризом.

Большая часть видимого в верхних слоях атмосферы — это аммиак. Темные полосы в атмосфере Юпитера называются поясами, а более светлые — зонами. Зоны холоднее поясов и связаны с апвеллингами. Ремни нисходящие газовые. Более светлый цвет зон обусловлен аммиачным льдом, а причина более темных поясов неизвестна.

Два изображения Юпитера с телескопа Хаббла OPAL. Слева — изображение 2020 года, а справа — изображение 2021 года. Обратите внимание на маленькое белое пятно под GRS в 2020 году, которое исчезло в 2021 году.

Также обратите внимание на усиление оранжевого оттенка экваториальной зоны, что удивило ученых. . Луна на изображении 2020 года — это Европа. Авторы и права: НАСА, ЕКА, А. Саймон (Центр космических полетов Годдарда) и М. Х. Вонг (Калифорнийский университет, Беркли) и команда OPAL.

На снимке 2021 года видно несколько вытянутых красноватых грозовых ячеек, которые ученые называют «баржами». На самом деле это циклонические вихри, что означает, что они вращаются против часовой стрелки. Есть также несколько небольших циклонических штормов к югу от экватора и GRS.

Это изображение из OPAL 2015 дает нам другой взгляд на Юпитер. Он показывает редкую волновую структуру к северу от экваториальной области. Изображение предоставлено ESA/Hubble, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=44245006

Сатурн

Ни у одной другой планеты нет такой визуально интересной атмосферы, как у Юпитера. Но у Сатурна есть свои красивые кольца, и у этих колец есть собственная страница в Википедии, как и у GRS Сатурна. Новый взгляд Хаббла на Сатурн

12 сентября 2021 года показывает быстрые и резкие изменения цвета полос в северном полушарии планеты, где сейчас ранняя осень. Полосы менялись в ходе наблюдений Хаббла как в 2019 г.и 2020. Изображение Сатурна, полученное Хабблом, показывает планету после зимы в южном полушарии, о чем свидетельствует сохраняющийся голубоватый оттенок южного полюса.

Хотя полосы Сатурна не так ярко выражены, как у Юпитера, они также постоянно меняются и до конца не изучены. Они означают мощные штормы со скоростью ветра, достигающей 1800 км/час на экваторе. Хотя на изображениях OPAL это неясно, на северном полюсе Сатурна также находится продолжительный шторм шестиугольной формы. (У гексагональной бури также есть собственная страница в Википедии.)

Изображение Хаббла OPAL 2020 года находится слева, а изображение 2021 года — справа. Команда OPAL обратила внимание на быстрые и экстремальные изменения цвета в северном полушарии, вызванные углеводородами в атмосфере и повышенным летним нагревом.

Авторы и права: НАСА, ЕКА, А. Саймон (Центр космических полетов Годдарда) и М.Х. Вонг (Калифорнийский университет, Беркли) и команда OPAL. Кольца Сатурна

занимают видное место на каждом изображении Сатурна. В 1655 году Христиан Гюйгенс первым определил их как диск, окружающий планету. Они в основном состоят из водяного льда, размером от крошечных зерен до валунов. Точный механизм, который их сформировал, до конца не ясен, и астрономы также не уверены в их возрасте. Некоторые данные свидетельствуют о том, что они относятся к ранним дням Солнечной системы, в то время как данные Кассини предполагают, что они относительно молоды, от 10 до 100 миллионов лет.

Это не OPAL-изображение, а составное изображение, состоящее из 141 широкоугольного снимка, освещенного сзади солнцем. Крошечная тусклая точка в положении «4 часа» — это Земля. Изображение предоставлено: НАСА / JPL-Caltech / Институт космических наук — http://www.ciclops.org/view/7699/The-Day-the-Earth-Smiled (также http://photojournal.

jpl.nasa.gov). /catalog/PIA17172), общественное достояние, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29592312.

Уран

Уран ужасно далеко, и изображения Хаббла не такие четкие, как Юпитер и Сатурн. В отличие от Юпитера и Сатурна, которые являются газовыми гигантами, Уран (и Нептун) являются ледяными гигантами. Но все же можно отслеживать изменения в верхних слоях атмосферы планеты.

Снимок Урана, сделанный телескопом Хаббл 25 октября, привлекает внимание к яркому северному полярному капюшону планеты. Авторы и права: НАСА, ЕКА, А. Саймон (Центр космических полетов Годдарда) и М.Х. Вонг (Калифорнийский университет, Беркли) и команда OPAL.

На этом снимке запечатлена весна в северном полушарии Урана. Ученые считают, что повышенное ультрафиолетовое излучение Солнца делает полярный регион ярче, хотя они не совсем уверены, почему. У ледяных гигантов больше метана, чем у газовых гигантов, и повышенное ультрафиолетовое излучение может сделать метан более непрозрачным. Или может быть что-то еще происходит с аэрозольными частицами в атмосфере.

Одна вещь остается неизменной в течение последних нескольких лет наблюдений OPAL. Даже когда атмосферный капюшон становится ярче, самая острая южная граница остается на той же широте. Вполне возможно, что струйный поток создает этот барьер.

Уран — странная планета, потому что она вращается под углом почти 90 градусов относительно своей орбиты вокруг Солнца. Это означает, что на планете очень странные сезоны по сравнению с Землей. Его орбита совершается за 84 земных года, поэтому каждый сезон длится 21 год. Уран, в отличие от других планет, имеет почти круговую орбиту вокруг Солнца, поэтому его времена года полностью обусловлены наклоном планеты.

Нептун

У Нептуна есть собственное пятно, хотя оно скорее темное, чем красное. (У этого пятна также есть собственная страница в Википедии.) Астрономы следят за ним с 1989 года. На самом деле это не одно темное пятно, а повторяющаяся серия штормов, которые исчезают и восстанавливаются каждые несколько лет. Сравните это с GRS Юпитера, который существует уже сотни лет.

Этот снимок Хаббла был сделан 7 сентября 2021 года в рамках программы OPAL. Видно темное пятно, а также еще один вытянутый темный круг на южном полюсе. Авторы и права: НАСА, ЕКА, А. Саймон (Центр космических полетов Годдарда) и М.Х. Вонг (Калифорнийский университет, Беркли) и команда OPAL.

Команда OPAL уже много лет наблюдает за темным пятном на Нептуне. Предыдущие изображения показали темное пятно, которое представляет собой шторм размером с Атлантический океан, движущийся на юг к неминуемой гибели. Затем, в 2020 году, изображение OPAL показало, что пятно изменило курс на север. Хаббл наблюдал за формированием и исчезновением штормов на Нептуне в течение 30 лет, но он никогда раньше этого не видел. Это четвертая буря темных пятен, которую Хаббл наблюдал с 1993 года, и все предыдущие бури шли по более или менее прямому пути к экватору, где и рассеялись.

Изображение Нептуна OPAL 2020 года находится слева, а изображение OPAL 2021 года — справа. Обратите внимание на небольшую темную бурю справа от Большого темного пятна на изображении 2020 года, которое полностью отсутствует на изображении 2021 года.