Характеристика солнечной системы: Солнечная система: структура, характеристики и особенности

Содержание

Солнечная система: структура, характеристики и особенности

Солнечная система — это система, включающая в себя центральную звезду Солнце, вокруг которой вращаются планеты и другие небесные тела.

Образовалась она более четырёх с половиной миллиардов лет назад. Входит в состав галактики «Млечный путь».
Имеет суммарную массу 1,0014 Солнечной массы. Масса Солнца — число постоянное и равняется ~1,99*10³⁰ кг.
Отсюда понятно, что подавляющая часть массы Солнечной системы приходится на звезду (99.86%). И лишь 0.0013% распределено между всеми планетами.
Для сравнения: масса Солнца превышает Земную примерно в 332 946 раз. Представляете?

Вокруг Солнца вращаются восемь основных планет.

Четыре из них имеют схожие свойства с Землёй: имеют высокую плотность, поскольку состоят по большей части из металлов и силикатов; обладают ядром планеты, состоящим преимущественно из железа и никеля; имеют мантию, состоящую из силикатов; не имеют колец.

Планеты земной группы ещё иногда называют внутренними. Это объясняется тем, что они занимают четыре первые орбиты.
Ближе всех к Солнцу — Меркурий. Он же является самой маленькой планетой (в 18 раз меньше массы Земли).
Венера лишь немного уступает по размерам нашей Земле. Однако, условия планет схожими никак не назовёшь. Из-за того, что Венера находится довольно близко к звезде (на второй орбите), она обладает самой высокой температурой — более 400°C. Соответственно, воды на ней очень мало.
Марс по массе почти в десять раз меньше Земли. Расположен он на 4-ой орбите, за счёт чего на планете преобладают низкие температуры (в среднем, -50°C). Хоть некоторые, видя красный цвет Марса (из-за оксида железа), считают, что там жарко — это не так.

Оставшиеся 4 планеты системы — газовые гиганты. Это значит, что они куда массивнее Земли и состоят, в основном, из водорода, гелия, метана и иных элементов. Соответственно, они имеют относительно маленькую плотность.

Ещё одной их особенностью является быстрое вращение вокруг своей оси (от 9 до 17 часов).
Юпитер — самая большая из этих планет в Солнечной системе. Она превышает массой все остальные планеты вместе взятые в два с половиной раза. Вокруг Юпитера вращается 67 спутников, некоторые из них схожи по размерам с Меркурием.
Вторая по величине — планета Сатурн. Он широко известен благодаря своей красивой системе колец. Также интересен своей маленькой плотностью (средняя плотность Сатурна немного меньше плотности воды). Имеет 62 спутника, один из которых обладает атмосферой (единственный такой в системе).
Самым лёгким из гигантов является Уран. Превышает своей массой Землю всего лишь в 14 раз. Вокруг него вращается 27 спутников.
А вот по размерам самый маленький — Нептун. У него также меньше всего спутников — всего 14.

Помимо этих восьми основных планет, в системе также есть и множество других. Они все относятся к группе планет-карликов (таковыми они считаются, потому что не могут расчистить от других объектов свою орбиту).

Наиболее распространёнными объектами Солнечной система являются небольшие астероиды (несколько сотен тысяч). Они не имеют атмосферы, обладают неправильной формой и небольшими размерами. Но они также, как и планеты, вращаются вокруг Солнца и могут иметь спутники (раньше их называли малыми планетами).

Кометы — маленькие тела системы (обычно — пару километров). По большей части они состоят из летучих веществ (льдов), которые испаряются при достаточном приближении к Солнцу. Именно благодаря такому эффекту мы можем наслаждаться их красотой.
Сейчас их насчитано более трёх тысяч. Но со временем летучие вещества из комет испаряются и они переходят в разряд астероидов.

Строение Солнечной системы — О’Пять пО физике!

Солнечная система – это система космических тел, которая кроме центрального светила – Солнца, включает в себя девять больших планет, их спутники, множество маленьких планет, кометы, космическую пыль и мелкие метеорные тела, которые движутся в сфере преимущественного гравитационного действия Солнца.

В средине XVI века была раскрыта общая структура строения Солнечной системы польским астрономом Николаем Коперником. Он опровергнул представление того, что Земля – это центр Вселенной и обосновал представление движения планет вокруг Солнца. Такая модель Солнечной системы получила название гелиоцентрической.

В XVII веке Кеплер открыл закон движения планет, а Ньютон сформулировал закон всемирного притяжения. Но только после того, как Галилей в 1609 году изобрел телескоп, стало возможным изучение физических характеристик, входящих в состав Солнечной системы, космических тел.

Так Галилей, наблюдая за солнечными пятнами, впервые открыл вращение Солнца вокруг своей оси.

Планета Земля – это одно из девяти небесных тел (или планет), которые движутся вокруг Солнца в космическом пространстве.

Основную часть Солнечной системы составляют планеты, которые с разной скоростью вращаются вокруг Солнца в одном направлении и почти в одной плоскости по эллиптическим орбитам и находятся от него на разных расстояниях.

Планеты расположены в следующем порядке от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Но Плутон иногда удаляется от Солнца более чем на 7 млрд. км, но из-за огромной массы Солнца, которая почти в 750 раз превышает массу всех остальных планет, остается в сфере его притяжения.

Самая крупная из планет – это Юпитер. Его диаметр в 11 раз превышает диаметр Земли и составляет 142 800 км. Самая маленькая из планет – это Плутон, диаметр которого составляет всего лишь 2 284 км.

Планеты, которые находятся ближе всего к Солнцу (Меркурий, Венера, Земля, Марс) очень сильно отличаются от последующих четырех. Они называются планетами земного типа, так как, подобно Земле, состоят из твердых пород.

Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, называются планетами юпитерианского типа, а также планетами-гигантами, и в отличие от них состоят в основном из водорода. Также существуют еще и другие различия между планетами юпитерианского и земного типа. «Юпитерианцы» вместе с многочисленными спутниками образуют собственные «солнечные системы».

По меньшей мере, 22 спутника у Сатурна. И всего три спутника, включая Луну, у планет земного типа. И кроме всего, планеты юпитерианского типа окружены кольцами.

Малые тела Солнечной системы.

Между орбитами Марса и Юпитера существует большой промежуток, где могла бы разместиться еще одна планета. Это пространство, на самом деле, заполнено множеством небесных тел небольшого размера, которые называют астероидами, или малыми планетами.

Пояс астероидов – это область в космическом пространстве, расположенная между орбитами Марса и Юпитера.

Хотя открытие и изучение пояса астероидов немыслимо без науки, свое начало история исследования этого астрономического чуда берет в древних мифах и легендах.

Загадочный Фаэтон

Легенда об этой планете ярко описана в книге Александра Казанцева «Фаэты». В этой книге поведана история, как алчные жители планеты Фаэтон – фаэты, загубили свою землю, взорвав ее, после чего она распалась на бессчетное количество маленьких кусочков.

Считается, что именно из этих кусочков и образовался сегодняшний пояс астероидов. Похожая версия происхождения этого скопления небесных тел прослеживается и в древних шумерских мифах и легендах.

В отличие от древних сказок, в научном сообществе принято считать, что пояс астероидов – это отнюдь не обломки взорвавшейся планеты, а скопление протопланетного вещества. Такая теория, скорее всего, верна, так как, последние данные показывают, что между Марсом и Юпитером планета попросту не могла образоваться. Причина этого – сильное гравитационное влияние Юпитера. Именно оно не дало протопланетному веществу (космической пыли, из которой создаются планеты) образоваться в полноценное небесное тело на таком далеком от Солнца расстоянии.

На сегодняшний день, пояс астероидов насчитывает свыше 300 000 именованных объектов. По состоянию на 6 сентября 2011 года количество именованных астероидов пояса достигло 285 075. Крупнейшие образования пояса астероидов названы в честь римских божеств: Церера, Веста, Паллада и Гигея.

Церера – это название самого крупного астероида, диаметр которого около 1000 км. К настоящему времени открыто 2500 астероидов, которые в своих размерах значительно меньше Цереры. Это глыбы с поперечниками, которые не превышают в размере нескольких километров.

Большая часть астероидов вращаются вокруг Солнца в широком «астероидном поясе», который находится между Марсом и Юпитером. Орбиты некоторых астероидов выходят далеко за пределы этого пояса, а иногда приближаются довольно-таки близко к Земле.

Открытие пояса астероидов

Первый, кто задумался над существованием загадочной планеты Фаэтон, был немецкий физик Иоганн Тициус. В 1766 году он нашел формулу, согласно которой можно было рассчитать примерное расположение всех планет Солнечной системы. Суть этой формулы заключалась в том, что порядковое расстояние планет от Солнца возрастает в геометрической прогрессии. Именно при помощи данной формулы в 1781 году был открыт Уран, что убедило многих ученых в правдивости закона межпланетного расстояния.

Согласно правилу Тициуса, на расстоянии между Марсом и Юпитером должна была существовать планета.

1 января 1801 года итальянский астроном Джузеппе Пиацци, наблюдая за звездным небом, открыл первый объект пояса астероидов – карликовую планету Цецера. Затем в 1802 году был открыт еще один крупный объект – астероид Паллада. Оба этих космических тела двигались примерно на одинаковой орбите от Солнца – 2,8 астрономических единицы. После открытия в 1804 году Юноны и в 1807 Весты – крупных небесных тел, двигавшихся по той же самой орбите, что и предыдущие, открытия новых объектов в этой области космоса прекратились до 1891 года. В 1891 году немецкий ученый Макс Вольф, используя метод астрофотографии, в одиночку обнаружил между Марсом и Юпитером 248 мелких астероидов. После чего, открытия новых объектов в этой области неба посыпались одно за другим.

Первым аппаратом, сделавшим снимки астероидов, была космическая станция «Галилео». В 1991 году она сфотографировала астероид Гаспра, а в 1993 году – Ида. После того, как были получены эти снимки, НАСА приняло решение, что любой космический аппарат, который будет пролетать недалеко от пояса астероидов, должен попытаться сделать фотоснимки этих объектов. С тех пор в непосредственной близости от астероидов проходили такие космические аппараты, как «NEAR Shoemaker», «Стардаст», всемирно известная «Розетта» и другие.


астероид Веста	астероид Ида и его спутник Дактиль	астероид Эрос	астроид Гаспра и спутники Марса Фобос и Деймос

Крупнейшие объекты пояса астероидов и их состав

Крупнейшими объектами пояса астероидов считаются:

— Церера – карликовая планета. Диаметр Цереры по экватору составляет 950 км.

— Паллада – астероид. Примерный диаметр – 532 км.

— Веста – астероид. Диаметр – 529,2 км.

— Гигея – астероид. Диаметр 407,12 км.

Все эти объекты находятся в так называемом главном поясе астероидов (обычно его имеют в виду, когда говорят о поясе астероидов в целом). Именно в этой области находится наибольшее скопление астероидов. Она находится в непосредственной близости от планеты Марс.

Карликовые планеты.

Подавляющее большинство людей не знают, что Плутон теперь карликовая планета Солнечной системы. Если вы не знаете, то их теперь несколько. Из пяти официально признанных, Плутон даже не самый большой.

Эта группа небесных тел пока что остается наименее изученной ввиду их удаленности от центра нашей системы, но благодаря постоянному развитию технологий астрономы постоянно восполняют пробелы в своих знаниях. 2003-2005 года были довольно «урожайными» на открытия. Современные технологии позволяет увидеть даже самый удалённый объект.

Плутон

Один из самых маленьких объектов Солнечной системы, радиусом всего 1153 км. Период обращения по орбите вокруг Солнца составляет 90 613 суток (около 248 лет), а оборот вокруг своей оси занимает 6,4 земных суток. Несколько десятилетий с момента открытия в 1930 году считался девятой планетой, пока в 2006 году астрономы не пришли к выводу, что его всё-таки стоит причислить к карликовым планетам в поясе Койпера, получившим своё название после открытия в 2005 году нескольких подобных Плутону объектов.

Спутников, сопровождающих его, на данный момент известно 5 – Харон, крупнейший из них, Кербер, Никта, Стикс и Гидра. Орбита этой карликовой планеты эллиптическая, вытянута довольно сильно.

Лишь несколько лет назад учёным удалось измерить температуру на поверхности этого небесного тела. Предполагается, что в 2015 году будут получены новые сведения о нём, благодаря исследовательскому космическому аппарату, стартовавшему с Земли в 2006.

Хаумеа

Самая быстровращающаяся из всех планет, известных на сегодняшний день в нашей системе – один оборот вокруг собственной оси занимает всего 4 часа, в то же время как полный облёт Солнца занимает 102937 суток (почти 282 года). Один из самых маленьких объектов, средний радиус составляет всего 718 км, при этом, в отличие от остальных небесных тел, обладает неправильной, как бы сплюснутой, формой. При этом имеется и 2 спутника – Хииака и Намака.

Макемаке

Размер третьей по величине до сих пор не известен точно. Предполагается, что средний радиус приблизительно равен 740 с точностью до 17 км. Зато продолжительность года на ней удалось установить довольно точно — 111867 суток (что примерно равно 306 годам). Спутников на её орбите не обнаружено.

Эрида

Один из самых больших объектов пояса Койпера лишь ненамного превосходит Плутон – 1163 км. Оборот вокруг Солнца занимает 205 029 сут (чуть больше, чем 561 год).

Обнаружившие её ученые в 2005 году изначально были уверены, что открыли 10 планету солнечной системы, но впоследствии она была признана карликовой планетой.

Открытие этого небесного тела, можно сказать, положило начало новой эры для астрономии, поскольку именно факт её открытия положил начало многочисленным спорам о статусе Плутона.

Церера

Примечательна тем, что еще совсем недавно была в разряде астероидов и занимала среди них первое место по размеру. Продолжительность года, по сравнению с другим удаленными карликовыми планетами — смехотворна, всего 4,6 года.

В сравнении с другими, ее диаметр не столь впечатляет и составляет 975×909 км. Период вращения вокруг оси имеет продолжительность около 0,3781 суток. У Цереры спутники не обнаружены.

Классификация

Они имеют свою классификацию, которая существует всего 6 лет ( на 2012 год) и она может быть пересмотрена в будущем на основе новых научных открытий.

Основное различие между планетой и карликовой планетой является то, что вторые, своей гравитацией не может расчистить свою орбиту от других небесных тел. Хотя существует пять признанных карликовых планет (Плутон, Церера, Эрида, Хаумеа и Макемаке), есть множество других кандидатов. Некоторые из них можно увидеть в бинокль, в ясную, темную ночь.

Кометы.

Кометы – это небесные тела, которые состоят изо льда, твердых частиц и пыли. Большую часть времени комета движется в дальних участках нашей Солнечной системы и невидима для глаза человека, но когда она приближается к Солнцу, то начинает светиться.

Общие параметры

Иногда они приближаются к Земле на очень близкое расстояние. Их ядра представляют собой лед, пыль и мелкие скальные частицы. Они имеют размер от сотен метров до десятков километров в поперечнике. Когда она приближается к земле на близкое расстояние, то ее называют великой кометой и она светит ярко не только ночью, но и днем.

Они имеют различные периоды обращения вокруг Солнца, от несколько лет до сотен тысяч лет, а некоторые приближаются к Солнцу только один раз, прежде чем навсегда улететь в межзвездное пространство.

Короткопериодические кометы

Как считается, находятся в поясе Койпера и связанного с ними рассеянного диска, оба находятся за орбитой Нептуна. Кометы с большими периодами обращения, как полагают, прилетают из облака Оорта, состоящего из обломков оставшихся от образования солнечной системы. Облако Оорта расположено за пределами пояса Койпера.

Они прилетают из внешних областей Солнечной системы к Солнцу, из-за гравитационных возмущений от внешних планет или ближайших звезд.

Их отличие от астероидов заключается в присутствии комы и хвоста, хотя очень старые кометы, которые потеряли все свои летучие вещества напоминают астероиды. Астероиды, отличаются от них происхождением, астероиды образовались во внутренней части Солнечной системы, а кометы во внешней.

Характеристики их хвоста и комы, как известно, сильно зависят от диаметра ядра, которое варьирует от 100 метров до 40 километров в поперечнике.

Состав

Они состоят из пыли, льда и замороженных газов, таких как окись углерода, двуокись углерода, метан и аммиак. Их часто называют «грязными снежками», хотя недавние наблюдения показали, что они могут быть покрыты скалистой поверхностью или сухой пылью, а льды скрыты под корой. Они содержат различные органические соединения, например метанол, водород, цианистый водород, формальдегид, этанол, и этан. Возможно, они могут содержать более сложные молекулы, такие как длинные цепи углеводородов и аминокислот. Из-за своей низкой массы, она не может стать круглой и всегда имеет неправильную форму.

Удивительно, но их ядра являются одними из самых темных объектов в Солнечной системе.

Зонд Джотто обнаружил, что ядро кометы Галлея отражает примерно 4% света, Deep Space 1 обнаружил, что поверхность кометы Боррелли отражает 2,4-3,0% света. Для сравнения, асфальт отражает 7% света. Считается, что сложные органические соединения являются основой темной поверхности. Очень темная поверхность позволяет ей поглощать тепло, необходимое для испарения летучих соединений.

Когда она приближается к внутренней части Солнечной системы, излучение Солнца испаряет летучие вещества из ядра.

Потоки газа и пыли образуют огромную, чрезвычайно разреженную атмосферу вокруг нее, называемую комой, а сила Солнечного давления, действующая на кому, вызывает образование огромного хвоста, который направлен в противоположную от Солнца сторону.

И кома и хвост, освещенные Солнцем, могут стать хорошо видимыми с Земли. Частицы пыли остаются на орбите, таким образом, что часто образуют изогнутый след называемый анти-хвост. В то же время, ионный хвост из газов, всегда направлен в сторону противоположную от Солнца. Кома может быть больше, чем диаметр Солнца, а ионный хвост может простираться на 1 а.е. и более.

Метеоры и метеориты.

Также существуют и такие космические объекты, которые можно наблюдать почти каждый вечер. Они сгорают при попадании в атмосферу Земли, оставляя при этом в небе узкий светящийся след – метеор. Эти тела называются метеорными, а их размеры не больше песчинки.

Метеориты — это крупные метеорные тела, которые достигают земной поверхности. Из-за столкновения с Землей огромных метеоритов, в далеком прошлом, образовались огромные кратеры на ее поверхности. Почти миллион тонн метеоритной пыли ежегодно оседает на Земле.

Характеристики Солнечной системы и Вселенной

Учитель понимает характеристики Солнечной системы и Вселенной.

Вселенная определяется как все, что существует. В него входит вся материя, находящаяся в галактиках и в межгалактическом пространстве. Каталог наблюдаемых объектов во Вселенной огромен. Наименьшими компонентами являются атомные частицы, за которыми следуют атомы (в основном свободный водород и гелий), молекулы, пыль, космические камни, кометы, астероиды, луны, карликовые планеты, планеты, солнечные системы, звезды, черные дыры, туманности и галактики. Считается, что эта «обычная материя» составляет всего около 5% всей Вселенной. Остальное теоретически состоит из темной энергии и темной материи.

Хотя вселенная определяется как все, существуют различные теории мультивселенной, которые предполагают, что наша вселенная может быть одной из многих существующих вселенных, каждая из которых имеет разные формы материи и разные научные законы.

НАСА предоставляет хороший обзор Вселенной во Вселенной 101.

Подтемы:

Небесные объекты
Земля-Луна-Солнце
Свойства Солнечной системы
Звезды и галактики
Происхождение Вселенной

Небесные объекты

Начинающий учитель понимает свойства и характеристики небесных тел.

Ключевые понятия:

Небесные объекты — это объекты естественного происхождения, существующие в наблюдаемой Вселенной. Каждая из сотен категорий небесных объектов имеет свои свойства и характеристики.

Ресурсы:
Астрономические или небесные объекты описаны по свойствам и характеристикам в этом обширном списке в Википедии.

Земля-Луна-Солнце

Начинающий учитель применяет знания о системе Земля-Луна-Солнце и взаимодействиях между ними (например, о временах года, лунных фазах, затмениях).

Ключевые понятия:

Земля — земная (каменистая) планета с радиусом 6 378 км. Он вращается вокруг Солнца по эллиптической траектории. Его среднее орбитальное расстояние составляет 1490,6 млн км.
Луна — естественный спутник Земли земного типа с радиусом 1738 км. Он вращается вокруг Земли на среднем расстоянии 380 000 км. Луна обращается вокруг Земли примерно 12 раз в год.
Солнце — карликовая звезда с радиусом 696 000 км.
Термоядерные реакции превращают водород в гелий в недрах Солнца и производят свет и тепло для солнечной системы из 8 планет, лун, карликовых планет, метеороидов, комет, астероидов и т. д.
Относительное положение Солнца, Земли и Луны создает оптические эффекты, такие как лунные фазы, затмения и времена года.
Лунные фазы — это просто количество отраженного солнечного света, которое мы видим на поверхности Луны, в зависимости от текущего положения Луны по отношению к Солнцу и Земле. Когда Луна находится между Землей и Солнцем, сторона Луны, наблюдаемая с Земли, находится в полной тени (новолуние). Когда Луна находится на противоположной стороне Земли от Солнца, ближняя сторона Луны полностью освещена солнечным светом (полнолуние). При других положениях Луны ее ближняя сторона находится частично в солнечном свете и частично в тени (полумесяц, четверть, горбинка).
Луна гравитационно связана с Землей, поэтому она всегда обращена к Земле одной и той же стороной. Следовательно, Луна делает один оборот за каждую орбиту.
От наблюдателя на Луне Земля показывает фазы, как и Луна, если смотреть с Земли.
Орбита Луны слегка наклонена к орбите Земли. Это позволяет видеть Луну, когда она находится на противоположной стороне Земли от Солнца. Наклон орбиты заставляет Луну находиться выше или ниже тени Земли. Иногда наклон орбиты совпадает с тенью Земли, а отраженный свет Луны затмевается. Это также может произойти, когда Луна находится между Землей и Солнцем, так что Луна закрывает Солнце во время солнечного затмения (полного, частичного или кольцевого, в зависимости от расстояния до Луны, когда происходит затмение).
Гравитационное притяжение Луны, Земли и Солнца и центробежное ускорение системы Земля-Луна вызывают океанские приливы.
Наклон оси вращения Земли создает четыре времени года в течение года.

Ресурсы:

Следующие информационные бюллетени из Национального центра космических исследований содержат подробные сведения о свойствах и характеристиках Солнца, Земли и Луны.

Солнце, Земля, Луна Информационный бюллетень: NSSDC

Информационный бюллетень о Земле: NSSDC

Информационный бюллетень о Луне: NSSDC

Национальное управление океанических и атмосферных исследований объясняет приливы на своем сайте Tides and Currents.

Фазы Луны описаны на Портале морской океанографии.

Окна во Вселенную объясняет, почему наклон Земли вызывает смену времен года.

Свойства Солнечной системы

Начинающий учитель определяет свойства компонентов Солнечной системы.

Ключевые понятия:

Солнечная система состоит из Солнца, планет, карликовых планет, лун, комет, астероидов, метеороидов, пыли, атомных частиц, электромагнитного излучения и магнитных полей. Каждый компонент Солнечной системы имеет свои специфические свойства.
Солнце — звезда, производящая свет и тепловую энергию для Солнечной системы за счет термоядерных реакций в ее недрах.
Планеты могут быть каменистыми (Меркурий, Венера, Земля и Марс) или газообразными (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун).
Все планеты, кроме Меркурия и Венеры, имеют один или несколько известных естественных спутников (спутников). Газовые планеты также имеют кольцевые системы.
Карликовые планеты могут быть каменистыми, ледяными или их комбинацией.

Ресурсы:
Планеты Солнечной системы сравниваются друг с другом в этой таблице данных из Национального центра данных космической науки.

Окна во Вселенную содержит краткое описание планет и других компонентов Солнечной системы.

Звезды и галактики

Начинающий учитель распознает характеристики звезд и галактик и их распределение во вселенной.

Ключевые понятия:

Звезды представляют собой светящиеся сферы плазмы, удерживаемые вместе гравитацией.
Звезды производят энергию (тепло и свет) как побочный продукт термоядерного синтеза водорода в гелий.
Звезды рождаются в результате гравитационного коллапса туманностей. При накоплении достаточной массы газообразного водорода образуется протозвезда. По мере того как вещество продолжает падать на протозвезду, давление и тепло увеличиваются, пока не произойдет термоядерный синтез.
Звёзды эволюционируют в течение от десятков миллионов до нескольких миллиардов лет в зависимости от их размера. Очень массивные звезды (в 100 раз больше массы Солнца) имеют продолжительность жизни в миллионы лет. Меньшие звезды (от 0,8 до 5 масс Солнца) существуют намного дольше.
Диаграмма Герцшпрунга-Рассела (диаграмма HR) отображает различные известные виды звезд по спектральному типу, размеру, цвету, температуре, светимости и абсолютной звездной величине.
Спектрограммы света, излучаемого звездами, сообщают астрономам о химическом составе звезд, температуре, относительном движении (например, движении к Земле или от нее или перпендикулярно линии, соединяющей Землю и звезду) и скорости. Для звезд, удаляющихся от Земли, линии на спектрограмме смещаются в красную часть спектра (красное смещение). Для звезд, движущихся к Земле, линии смещаются к синему концу (синее смещение). Чем больше сдвиг, тем больше относительная скорость. Сдвига спектральной линии у звезд, движущихся перпендикулярно линии, соединяющей Землю и звезду, не наблюдается.
Наша Солнечная система является частью галактики Млечный Путь. Это спиральная галактика с перемычкой диаметром от 100 000 до 120 000 световых лет. Он содержит от 200 до 400 миллиардов звезд. Астроном Эдвин Хаббл (1889–1953) подтвердил существование галактик за пределами Млечного Пути и создал систему классификации. В наблюдаемой Вселенной насчитывается не менее 170 миллиардов галактик.
Многие звезды в галактике Млечный Путь являются частью небольших скоплений, которые либо рассеяны, либо шаровидны. Рассеянные скопления состоят из нескольких сотен широко расставленных звезд. Шаровые скопления состоят из десятков или сотен тысяч старых звезд, гравитационно связанных.

Ресурсы:
Диаграмма HR представлена на следующем сайте.

Обсерватория Уошберна предоставляет справочник по звездам и таблицы свойств 26 самых ярких звезд и 26 ближайших звезд.

Сайт NASA Imagine the Universe предоставляет информацию о свойствах звезд, диаграмме HR и звездной эволюции.

Совершите экскурсию по электромагнитному спектру (ЭМ) на этом сайте НАСА. Хотя сайт предназначен для детей, он предоставляет быструю и четкую информацию о различных частях электромагнитного спектра.

Сайт Хаббла предоставляет множество изображений галактик, сделанных космическим телескопом Хаббла. Пресс-релизы объясняют, что изображено на изображениях.

Программа НАСА «Вообрази Вселенную» объясняет характеристики галактик и систему классификации Хаббла.

Происхождение Вселенной

Начинающий учитель демонстрирует понимание научных теорий происхождения Вселенной.

Ключевые понятия:

Теория большого взрыва является преобладающей космологической моделью начального формирования Вселенной. График движения галактик в обратном направлении указывает на то, что вся материя в сегодняшней Вселенной возникла в одном месте, называемом сингулярностью.
Согласно теории большого взрыва, Вселенная зародилась как горячее и плотное состояние, которое быстро расширялось. Текущая оценка того, когда это произошло, составляет около 13,7 миллиардов лет назад. Во время расширения материя начала остывать, а энергия превращалась в субатомные частицы и, в конце концов, в атомы. Атомы собрались вместе, чтобы сформировать звезды, а большие скопления звезд сформировали галактики. Сегодня все галактики продолжают двигаться наружу, заставляя Вселенную расширяться.
Расширение Вселенной ускоряется. Это расширение связано с темной энергией, которая составляет примерно 70% Вселенной, но еще не изучена.

Ресурсы:
Зонд НАСА Wilkinson Microwave Anisotrophy Probe (WMAP) нанес на карту космическое микроволновое фоновое излучение для Вселенной. Он подтвердил, что возраст Вселенной составляет 13,73 миллиарда лет, и составил карту остаточной температуры после Большого взрыва. Этот сайт предоставляет информацию и графики, изображающие фоновое излучение и формирование Вселенной.

Астрофизический сайт НАСА объясняет темную энергию и темную материю.

Солнечная система

Солнечная система Видео

Видео обзор Солнечной системы

Четыре основных характеристики Солнечной системы

Большие тела в Солнечной системе движутся упорядоченно
- Все планеты и большинство спутников имеют эллиптические, часто почти круговые, орбиты в почти в одной плоскости и вращаются в в том же смысле (против часовой стрелки, когда глядя на Северный полюс).
- Предсказуемость орбит традиционно описывается формулой законы Кеплера.
- Солнце и большинство планет вращаться в том же смысле, что и хорошо. (Другими словами, ось вращения примерно перпендикулярна орбитальная плоскость. Отклонение оси вращения от перпендикуляра равно называется наклоном или, более формально, наклоном.)
Планеты делятся на две основные категории:
- Земной — маленький, твердый, около Солнца.
- Юпитер — большой, газообразный, дальше.
- Примечание: Плутон больше официально не классифицируется как планета (подробнее см. ниже), но до сих пор неофициально именуется планетой
Рои астероидов и комет заселить Солнечную систему.
- Астероиды сосредоточены в поясе астероидов и в значительно меньшей степени степени на орбите Юпитера (троянцы).
- Кометы заселяют пояс Койпера (или транснептуновый объект, TNO) и Облако Оорта.
- Плутон теперь считается членом пояса Койпера, а не планета
Несколько заметных исключений из общей тенденции:
- Планеты с необычным наклоном (Венера, Уран, Плутон).
- Удивительно большие спутники и спутники с необычными орбитами.

Астероиды

В нашей Солнечной системе известно более 1 миллиона астероидов. Большинство этот древний космический обломок можно найти на орбите нашего Солнца между Марсом и Юпитер в главном поясе астероидов.
Размер астероидов варьируется от Весты до самого большого и составляет около 329 миль (530 километров) в диаметре до тел менее 33 футов (10 метров) через.
Суммарная масса всех вместе взятых астероидов меньше массы Земная Луна.

Земляной против Юпитера
орбит
Планеты земной группы Планеты Юпитера
Меркурий, Венера, Земля, Марс Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун
меньшего размера и массы большего размера и массы
твердая поверхность без твердой поверхности
повышенной плотности (горные породы, металлы) более низкая плотность (легкие газы, соединения водорода)
металлический сердечник и скальный наружный слой скальное ядро, которое напоминает планеты земной группы
близко расположенные орбиты орбиты, удаленные друг от друга на
несколько (если есть) лун, без колец много лун, кольца
подогреватель охладитель

Определение планеты

24 августа 2006 г. Международный астрономический союз (МАС) определил термин «планета» впервые. Определение было спорным one и вызвал как поддержку, так и критику со стороны разных астрономов.
Определение «планеты» от 2006 года МАС гласит, что в солнечной система планета — это небесное тело, которое:
- находится на орбите вокруг Солнца
- имеет достаточную массу, чтобы достичь гравитационного округления (округление форма)
- «зачистил окрестности» вокруг своей орбиты.
Неспутниковый орган, отвечающий только первым двум из этих критериев, считается классифицируется как «карликовая планета», а неспутниковое тело, выполняющее только первый критерий получил название «малое тело Солнечной системы» (SSSB).
Это определение исключает Плутон, потому что его орбита довольно эллиптическая и пересекает Нептуна. Поэтому МАС реклассифицировал Плутон как члена новая категория карликовых планет, наряду с Эридой (ранее известная как 2003 UB313 или «Зена») и Церера (крупнейший астероид).
Из-за своего орбитального положения Плутон в настоящее время считается не только карликовой планетой, но и также объект пояса Койпера (хотя для исторических причинам, все еще будет иногда называться планетой). Нажмите здесь для видео сочувствуя понижению в должности Плутона. Есть даже ненавижу почту от третьеклассники.
Согласно определению, в настоящее время существует восемь планет, три карликовые планеты, известные в нашей Солнечной системе, а также множество меньших тела (кометы, астероиды, метеороиды, спутники).

Сравнение размеров

Диаметр Солнца примерно в 10 раз больше диаметра Юпитера
Диаметр Юпитера примерно в 10 раз больше диаметра Земли
Земля в 5-6 раз больше диаметра Плутона.
Церера, крупнейший астероид, имеет диаметр примерно вдвое меньше диаметра Плутона.

Масса и плотность

Большая часть массы нашей Солнечной системы сосредоточена на нашем Солнце.
Массы планет сосредоточены в планетах Газовых Гигантов Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Юпитер более чем в два раза массивнее всех остальных планет вместе взятых.
Однако большая масса этих планет обусловлена их абсолютной размеры, а не плотность. Внутренний планеты, безусловно, самые плотные.

Это распределение масс и плотностей в Солнечной системе ключевое наблюдение, которое должна объяснить теория происхождения Солнечной системы.
Вот интерактивный тур по Солнечной системе, где вы сможете исследовать различные аспекты Солнечной системы.

Эпоха Солнечной системы
Установлено, что возраст нашей Солнечной системы составляет около 4,6 миллиардов лет. лет, на основании следующих доказательств:
Самая старая окаменелость возрастом около 3,5 млрд лет до н.э.
Земные породы не менее 3,9 млрд. лет назад
Лунные породы, радиометрически датированные примерно 4,5 лет
Метеориты около 4,5 лет до н. э.
Компьютерное моделирование Солнца ~ 5 лет до н.э.
Луны
Точное количество спутников юпитерианских планет указать невозможно, т.к. нет объективной границы между бесчисленными мелкими анонимными объектами которые образуют систему колец и более крупные объекты, которые были названы луны.
Спутник Юпитера Ганимед больше Меркурия и является самым большим спутником в Солнечной системе; Каллисто размером примерно с Меркурий.
Спутник Сатурна Титан, второй по величине спутник Солнечной системы (чуть меньше чем Ганимед и немного крупнее Меркурия), является единственным спутником в Солнечная система обладает значительной атмосферой, которая на самом деле более плотная чем у нас.

Внесолнечные системы
По состоянию на январь 2023 года более 5000 внесолнечных планет (экзопланет) подтверждено, еще тысячи находятся под следствием. Чтобы узнать последние новости об исследованиях экзопланет, посетите Исследование экзопланет НАСА.
Большинство открытых до сих пор внесолнечных систем не очень похожи на нашу Солнечной системы, хотя все больше и больше земных экзопланет обнаруживается в последнее время..
Большинство открытых в настоящее время экзопланет являются массивными планетами-гигантами. похоже на Юпитер, но это может быстро измениться по мере того, как наше обнаружение технология совершенствуется.
Первое подтвержденное обнаружение экзопланеты произошло в 1992 году.
В сентябре 2009 года одна экзопланета, КОРОТ-7б, подтверждено иметь земную плотность.
Многие внесолнечные гиганты, подобные Юпитеру, вращаются вокруг своей родительской звезды. в пределах доли 1 а.е., отсюда и название «горячие юпитеры».
Подавляющее большинство было обнаружено с помощью различных косвенных методов, а не чем непосредственное наблюдение.
Большинство экзопланет обнаруживаются с помощью метод транзита, который включает в себя наблюдение провала света от родительской звезды, поскольку планета вращается вокруг нее и немного блокирует свет.